Файл: Условные обозначения и основные термины. Виды схем электроснабжения по назначению Электроустановка.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 306
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, арматуре и конструкциях при токах 1 кА и более от воздействия магнитного поля,
- различное сопротивление фаз приводят к несимметрии фазных напряжений, протяженных токопроводов при токах 2,5 кА и более.
Имеются следующие конструктивные исполнения токопроводов:
• Жесткий токопровод из труб или других профилей, выполненный из шин различных профилей, закрепленных на подвесных или опорных изоляторах.
Гибкий токопровод, выполненный голыми проводами больших сечений.
Гибкие токопроводы.
Каждая фаза гибкого токопровода выполняется из нескольких алюминиевых или сталеалюминевых проводов, располагаемых по окружности с помощью крепежных деталей
Во избежание схлестывания проводов при КЗ между проводами гибких и жестких подвесных токопроводов предусматривают в пролете одну-две междуфазные распорки
Рис. 3.34. Вариант конструкции одной фазы гибкого токопровода:
Гибкие токопроводы, предназначенные для передачи больших мощностей на относительно короткие расстояния, рассматривают как разновидность воздушных линий, отличающихся большим числом (обычно 4….12) проводов в каждой фазе, сильно укороченными пролетами (обычно 20…40 м) и малой длиной - обычно до нескольких сотен метров.
Основными преимуществами гибких токопроводов перед жесткими являются:
- возможность применения в 5…10 раз более длинных пролетов между опорами,
- отсутствие сил, действующих на опорные конструкции от теплового удлинения или сокращения токопровода,
- меньшие силы между фазами при КЗ.
Недостатком являются большие габариты гибкого токопровода.
27 Выбор сечения проводников по экономической плотности тока
Условия выбора воздушных и кабельных линий при проектировании электроснабжения
При проектировании ВЛ выбирается тип и сечение провода, тип изоляторов, материал опор. Для ВЛ марки АС выбирается сечение алюминиевой части и сечение стального сердечника.
При проектировании КЛ выбирается марка, сечение и способ прокладки кабельной линии.
При проектировании систем электроснабжения в общем случае учитываются несколько условий выбора воздушных и кабельных линий (ВЛ и КЛ).
1) Тип линии и ее конструктивное исполнение должны соответствовать назначению; окружающей среде и роду установки.
Условие 1 означает, что, во-первых, в соответствие с назначением должен быть обоснован выбор между ВЛ и КЛ. Необходимо обосновать, почему выбрана ВЛ или почему выбрана КЛ. Способ прокладки
2) Прочность изоляции ЛЭП должна соответствовать рабочему напряжению линии.
3) Должна быть обоснована технико-экономическая целесообразность выбранной линии электропередачи
4) Температура провода в длительном режиме не должна превышать длительно допустимого значения, указанного в ПУЭ.
5) Кабельные линии (КЛ) должны быть термическая стойкими в режимах короткого замыкания (КЗ).
6) Воздушные линии (ВЛ) должны иметь достаточную механическую прочность.
7) Передача мощности по выбираемой линии не должна приводить к недопустимому снижению качества электрической энергии по отклонению напряжения от номинального значения.
Исходные данные для выбора ВЛ и КЛ
Исходными данными для выбора ВЛ и КЛ являются:
1) номинальное напряжение сети (влияет на требования к изоляции, на метод определения расчетных нагрузок);
2) назначение линии электропередачи, т.е. ее место в системе электроснабжения: к отдельному электродвигателю, к трансформатору КТП, питающая линия к ГПП и т. д. Назначение линии влияет на методы определения электрических нагрузок;
3) условия окружающей среды, в том числе:
- среднегодовая температура земли и воздуха (влияет на допустимую токовую нагрузку КЛ);
- климатический район по толщине стенки гололеда для ВЛ (влияет на требования к механической прочности ВЛ);
- классы взрывоопасных зон (учитываются при выборе типа КЛ);
4) число часов использования максимума нагрузки ТМ (влияет на выбор плотности тока в ЛЭП);
5) расчетные токи нагрузки в нормальном и послеаварийном режимах (по расчетным токам выбирают сечение ЛЭП и проверяют по допустимому нагреву в длительном режиме);
6) установившийся ток короткого замыкания. Нужен для проверки КЛ на термическую стойкость КЛ;
7) длительность протекания тока КЗ или время отключения выключателя и выдержки времени релейной защиты (нужны для проверки КЛ на термическую стойкость).
Пункты 1-4 задаются в исходных данных технологами или принимаются по справочникам.
Пункты 5-7 являются расчетными и выполняются в процессе или до выбора сечения линии.
5.2 Выбор сечения проводов линий электропередачи по экономической плотности тока
Экономическое сечение –
сечение, при котором достигается минимум затрат
Потери мощности Рл в проводнике зависят от сопротивления проводника и изменяются обратно пропорционально сечениюпроводника
.
Чем больше сечение q, тем меньше сопротивление и тем меньше потери мощности и электроэнергии при передаче одной и той же мощности (при одном и то же токе в линии). При этом стоимость потерь электроэнергии с увеличением сечения снижается также обратно пропорционально сечению (кривая 2 на рисунке 5.1).
Плотность тока, которая соответствует экономическому значению сечения qопт называется экономической и обозначается jэк.
Таким образом, экономическойназывают такую плотность тока в проводнике, при которой затраты на сооружение и эксплуатацию линии электропередачи, приведенные к одному году, являются наименьшими.
Последовательность выбора сечения провода по экономической плотности тока.
(5.3)
qст1, > qэк, > qст2
По ПУЭ (п. 1.3.25) сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. . (В практике проектирования для экономии металла часто принимают ближайшее меньшее стандартное сечение).
По ПУЭ (п. 1.3.28) проверке (выбору) по экономической плотности тока не подлежат:
• сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000-5000 (как КЛ, так и ВЛ);
• ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
• сети временных сооружений, а также устройств со сроком службы 3-5 лет.
28 Выбор (проверка) проводников по нагреву в длительном режиме
По ПУЭ (п. 1.3.) проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов
, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин и т. п.
(По РТМ [2]при проектировании принимается расчетный ток послеаварийного режима: получасовой максимум тока для линий 0,4 кВ и полуторачасовой максимум тока для питающих линий 6(10) кВ).
Для обеспечения работы линии под нагрузкой температура нагрева проводов не должна превышать длительно допустимых значений.
Длительно допустимая температура - это такая наибольшая температура, при которой провод или кабель сохраняет свои электрические и механические свойства.
Для ВЛ. Для неизолированных проводов ВЛ допустимая температура определяется свойствами соединительных контактов и равна 700С. Температура выше допустимого значения приводит к интенсивной коррозии контактов и возрастанию их переходных сопротивлений.
Для КЛ. Допустимые температуры нагрева Θдл.доп жил КЛ установлены в ПУЭ в зависимости от материала изоляции:
- для кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках допустимая температура жил принята 650С;
- для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена – 900,
- для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией от 50 0С до 800С, в зависимости от номинального напряжения
При этом фактическая температура нагрева проводника Θпр не должна превышать длительно допустимую температуру нагрева:
На практике при выборе сечения проводов вместо допустимой температуры используют допустимый ток.
Допустимый ток - это такой ток, при длительном протекании которого проводник нагревается до допустимой температуры при определенных условиях прокладки и нормированных значениях температуры окружающей среды.
Нормированные температуры приняты: 250С для окружающего воздуха (для ВЛ и при открытой прокладке КЛ) и 150С для земли при прокладке кабеля в траншее.
Если условия охлаждения задать стандартными, то температура нагрева проводника будет функцией только тока нагрузки
- различное сопротивление фаз приводят к несимметрии фазных напряжений, протяженных токопроводов при токах 2,5 кА и более.
Имеются следующие конструктивные исполнения токопроводов:
• Жесткий токопровод из труб или других профилей, выполненный из шин различных профилей, закрепленных на подвесных или опорных изоляторах.
Гибкий токопровод, выполненный голыми проводами больших сечений.
Гибкие токопроводы.
Каждая фаза гибкого токопровода выполняется из нескольких алюминиевых или сталеалюминевых проводов, располагаемых по окружности с помощью крепежных деталей
Во избежание схлестывания проводов при КЗ между проводами гибких и жестких подвесных токопроводов предусматривают в пролете одну-две междуфазные распорки
Рис. 3.34. Вариант конструкции одной фазы гибкого токопровода:
Гибкие токопроводы, предназначенные для передачи больших мощностей на относительно короткие расстояния, рассматривают как разновидность воздушных линий, отличающихся большим числом (обычно 4….12) проводов в каждой фазе, сильно укороченными пролетами (обычно 20…40 м) и малой длиной - обычно до нескольких сотен метров.
Основными преимуществами гибких токопроводов перед жесткими являются:
- возможность применения в 5…10 раз более длинных пролетов между опорами,
- отсутствие сил, действующих на опорные конструкции от теплового удлинения или сокращения токопровода,
- меньшие силы между фазами при КЗ.
Недостатком являются большие габариты гибкого токопровода.
27 Выбор сечения проводников по экономической плотности тока
Условия выбора воздушных и кабельных линий при проектировании электроснабжения
При проектировании ВЛ выбирается тип и сечение провода, тип изоляторов, материал опор. Для ВЛ марки АС выбирается сечение алюминиевой части и сечение стального сердечника.
При проектировании КЛ выбирается марка, сечение и способ прокладки кабельной линии.
При проектировании систем электроснабжения в общем случае учитываются несколько условий выбора воздушных и кабельных линий (ВЛ и КЛ).
1) Тип линии и ее конструктивное исполнение должны соответствовать назначению; окружающей среде и роду установки.
Условие 1 означает, что, во-первых, в соответствие с назначением должен быть обоснован выбор между ВЛ и КЛ. Необходимо обосновать, почему выбрана ВЛ или почему выбрана КЛ. Способ прокладки
2) Прочность изоляции ЛЭП должна соответствовать рабочему напряжению линии.
3) Должна быть обоснована технико-экономическая целесообразность выбранной линии электропередачи
4) Температура провода в длительном режиме не должна превышать длительно допустимого значения, указанного в ПУЭ.
5) Кабельные линии (КЛ) должны быть термическая стойкими в режимах короткого замыкания (КЗ).
6) Воздушные линии (ВЛ) должны иметь достаточную механическую прочность.
7) Передача мощности по выбираемой линии не должна приводить к недопустимому снижению качества электрической энергии по отклонению напряжения от номинального значения.
Исходные данные для выбора ВЛ и КЛ
Исходными данными для выбора ВЛ и КЛ являются:
1) номинальное напряжение сети (влияет на требования к изоляции, на метод определения расчетных нагрузок);
2) назначение линии электропередачи, т.е. ее место в системе электроснабжения: к отдельному электродвигателю, к трансформатору КТП, питающая линия к ГПП и т. д. Назначение линии влияет на методы определения электрических нагрузок;
3) условия окружающей среды, в том числе:
- среднегодовая температура земли и воздуха (влияет на допустимую токовую нагрузку КЛ);
- климатический район по толщине стенки гололеда для ВЛ (влияет на требования к механической прочности ВЛ);
- классы взрывоопасных зон (учитываются при выборе типа КЛ);
4) число часов использования максимума нагрузки ТМ (влияет на выбор плотности тока в ЛЭП);
5) расчетные токи нагрузки в нормальном и послеаварийном режимах (по расчетным токам выбирают сечение ЛЭП и проверяют по допустимому нагреву в длительном режиме);
6) установившийся ток короткого замыкания. Нужен для проверки КЛ на термическую стойкость КЛ;
7) длительность протекания тока КЗ или время отключения выключателя и выдержки времени релейной защиты (нужны для проверки КЛ на термическую стойкость).
Пункты 1-4 задаются в исходных данных технологами или принимаются по справочникам.
Пункты 5-7 являются расчетными и выполняются в процессе или до выбора сечения линии.
5.2 Выбор сечения проводов линий электропередачи по экономической плотности тока
Экономическое сечение –
сечение, при котором достигается минимум затрат
Потери мощности Рл в проводнике зависят от сопротивления проводника и изменяются обратно пропорционально сечениюпроводника .Чем больше сечение q, тем меньше сопротивление и тем меньше потери мощности и электроэнергии при передаче одной и той же мощности (при одном и то же токе в линии). При этом стоимость потерь электроэнергии с увеличением сечения снижается также обратно пропорционально сечению (кривая 2 на рисунке 5.1).
Плотность тока, которая соответствует экономическому значению сечения qопт называется экономической и обозначается jэк.
Таким образом, экономическойназывают такую плотность тока в проводнике, при которой затраты на сооружение и эксплуатацию линии электропередачи, приведенные к одному году, являются наименьшими.
Последовательность выбора сечения провода по экономической плотности тока.
-
Намечается тип линии (ВЛ или КЛ), выбирается материал провода (алюминий или медь) и намечается вид изоляции (для КЛ) (условие 1); (условие 2 – номинальное напряжениео учитывается в процессе расчетов) -
Определяется расчетный ток IР.Н, протекающий по проектируемой линии электропередачи в нормальном режиме. При этом секционные выключатели должны быть выключены. Увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается -
Определяется число часов использования максимума нагрузки Тм по графику нагрузки или принимается по справочникам. -
По таблице 5.1 (по таблице 1.3.36 ПУЭ) определяется экономическая плотность тока jэк. -
Определяется экономическое сечение qэк по формуле
(5.3)-
Экономическое сечение, как правило, не будет равно стандартному сечению проводов, выпускаемых промышленностью. При этом экономическое сечение будет располагаться между двумя стандартными сечениями:
qст1, > qэк, > qст2
По ПУЭ (п. 1.3.25) сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. . (В практике проектирования для экономии металла часто принимают ближайшее меньшее стандартное сечение).
По ПУЭ (п. 1.3.28) проверке (выбору) по экономической плотности тока не подлежат:
• сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000-5000 (как КЛ, так и ВЛ);
• ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
• сети временных сооружений, а также устройств со сроком службы 3-5 лет.
28 Выбор (проверка) проводников по нагреву в длительном режиме
По ПУЭ (п. 1.3.) проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов
, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин и т. п.
(По РТМ [2]при проектировании принимается расчетный ток послеаварийного режима: получасовой максимум тока для линий 0,4 кВ и полуторачасовой максимум тока для питающих линий 6(10) кВ).
Для обеспечения работы линии под нагрузкой температура нагрева проводов не должна превышать длительно допустимых значений.
Длительно допустимая температура - это такая наибольшая температура, при которой провод или кабель сохраняет свои электрические и механические свойства.
Для ВЛ. Для неизолированных проводов ВЛ допустимая температура определяется свойствами соединительных контактов и равна 700С. Температура выше допустимого значения приводит к интенсивной коррозии контактов и возрастанию их переходных сопротивлений.
Для КЛ. Допустимые температуры нагрева Θдл.доп жил КЛ установлены в ПУЭ в зависимости от материала изоляции:
- для кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках допустимая температура жил принята 650С;
- для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена – 900,
- для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией от 50 0С до 800С, в зависимости от номинального напряжения
При этом фактическая температура нагрева проводника Θпр не должна превышать длительно допустимую температуру нагрева:
На практике при выборе сечения проводов вместо допустимой температуры используют допустимый ток.
Допустимый ток - это такой ток, при длительном протекании которого проводник нагревается до допустимой температуры при определенных условиях прокладки и нормированных значениях температуры окружающей среды.
Нормированные температуры приняты: 250С для окружающего воздуха (для ВЛ и при открытой прокладке КЛ) и 150С для земли при прокладке кабеля в траншее.
Если условия охлаждения задать стандартными, то температура нагрева проводника будет функцией только тока нагрузки