Файл: 35.doc

1. Общая часть. Материалы исходных данных

ЛЭП – 35 кВ расположена на юге Псковской области. ЛЭП передаёт электрическую энергию напряжением 35 кВ от подстанции №61 35 / 10 к подстанции № 45 35 /10 кВ. РТП № 61 двухтрансформаторная. Установленная мощность силовых трансформаторов 2 * 10 МВА РТП № 45 двухтрансформаторная. Установленная мощность силовых трансформаторов 1,6 МВА

Расчётная максимальная нагрузка составляет 2080 кВА. Уровень напряжения на шинах 35 кВ РТП 35 / 10 № 57 составляет: при 100 % нагрузке + 5 % номинального напряжения, а при 25 % нагрузке - 0 % номинального напряжения.

Источником электроснабжения является мощная энергосистема. Мощность короткого замыкания на шинах знергосистемы составляет 200 МВА

Потребители смешанного типа. Коэффициент мощности ( Cos φ ) = 0,83

ЛЭП проходит по территории, относящейся к третьему климатическому району по гололёду. Толщина стенки гололёда на высоте 10 метров над поверхностью земли с повторяемостью один раз в 10 лет составляет 15 мм.

Скоростной напор ветра ( Па ) на высоте 10 метров с повторяемостью один раз в 10 лет составляет 400 Па ( 25 м / с ).

Расчётные температуры воздуха принимаем по данным фактических наблюдений независимо от напряжения воздушной линии.

Опоры принимаем железобетонные. Провода приняты сталеалюминиевые.

ЛЭП – 35 кВ выполняем с изолированной нейтралью. В этом случае при замыкании фазного провода на землю через заземление будет протекать только небольшой ток, определяемый ёмкостью проводов сети по отношению к земле и номинальным напряжением сети.

Опоры для ЛЭП – 35 кВ выполнены из вибрированного железобетона марок 400, 300, 200. Промежуточные опоры одностоечные. Провода закрепляем штыревыми изоляторами типа ШФ – 35 – Б, установленными на металлической траверсе, а если опоры сложные – то подвесными изоляторами ПФ6 – Б. Пролёты могут быть 70…140 метров в зависимости от климатических условий.

2. Электрический расчёт проводов лэп – 35 кВ

Для линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше, питающихся от подстанций с регулированием напряжения под нагрузкой, в соответствии с ПУЭ рекомендуется выбирать площади поперечных сечений проводов по экономической плотности тока.

---

Проектируемая ЛЭП – 35 кВ запитана от РТП № 57. На подстанции установлены два силовых трансформатора мощностью 2 * 2500 кВА. Силовые трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой. Электроэнергия по ЛЭП – 35 передаётся к подстанции № 46. Расчётную нагрузку на ЛЭП – 35 принимаем с перспективой на ближайшие 5 лет. По материалам исходных данных нагрузка составляет 2080 кВА

S _{p max} = 2080 кВА

Провода принимаем сталеалюминиевые марки АС

Определяем экономическое сечение проводов

F _эк = I _{p max} / ј , мм² (2.1)

Где I _{p max} - расчётный максимальный ток , А

I _{p max} = S _{p max} / √ 3 U (2.2)

I _{p max} = 2080 / 1.73 * 35 = 34,35 A

Ј - экономическая плотность тока , А / мм ².

Экономическую плотность тока можно определить в зависимости от времени использования максимальной нагрузки. По материалам исходных данных продолжительность максимума нагрузки составляет 5000 часов.

По таблицам ПУЭ ( Правила устройства электроустановок ) для неизолированных проводов и шин из алюминия при Т _мах = 5 тыс. ч экономическая плотность тока составит 1,1 А / мм ²

F _эк =34,35 / 1,1 = 24 мм ²

По экономической плотности тока можно выбрать наиболее выгодные площади поперечных сечений проводов линий электропередачи в обобщённых условиях. Учитывая требования ПУЭ, нагрузку равную

---

1600 КВа и интервалы экономических нагрузок выбираем провод ас – 70.

Провод характеризуется активным сопротивлением. Активное сопротивление представлено в таблицах, в которых приведено сопротивление провода длиной 1 км ( r ₀ Ом / км ). Для провода АС – 70 удельное активное сопротивление ( r ₀ ) равно 0,4 Ом / км. Номинальное сечение ( алюминий / сталь ), мм ² - 70 / 11, где 70 мм ² - общее сечение; сечение алюминиевой части - 68 мм ², а стальной части - 11,3 мм². Диаметр провода 11,4 мм, диаметр стального сердечника - 3,8 мм. Разрывное усилие провода: для алюминиевой проволоки марки АТ - 22980 Н; масса, кг / км - 188 для алюминиевой части и 88,0 для стальной части провода. Общий вес 1 км провода ( без смазки ) составляет - 274 кГ / км. Стальной сердечник или весь провод заполнен противокоррозионным смазочным материалом. Это предотвращает быструю коррозию проводов, хотя их изготовление становится дороже, а масса увеличивается.

Индуктивное сопротивление проводов, Ом / км, можно определить по формуле:

Х ₀ = 0,145 lg ( D ср / r э ) + 0,016 μ,

Где D ср - среднегеометрическое расстояние между проводами фаз линии, мм; r э - эквивалентный радиус провода в фазе, м; μ - относительная магнитная проницаемость;

D ср = √ D ₁₂ * D ₁₃ * D ₂₃

Где D ₁₂, D ₁₃ D ₂₃ - расстояния между проводами фаз, мм.

Расстояния между проводами зависит от напряжения линии и типа опоры , но несмотря на большое разнообразие опор, для расчётов принимают следующие усреднённые значения индуктивного сопротивления на 1 км линии:

напряжение, кВ 6, 10, 35 - индуктивное сопротивление - 0,4 Ом / км.

3. Определение потерь напряжения в лэп - 35 кв

В электрических сетях при передаче электроэнергии происходит падение напряжения на активном и индуктивном сопротивлении проводов.

Алгебраическую разность между напряжением начала и конца линии называют потерей напряжения.

Электрическая нагрузка никогда не остаётся постоянной, меняясь в течение суток и года. Вследствие изменения нагрузки меняется и потеря напряжения в линии, следовательно, и напряжение у потребителя.

---

Постепенные изменения напряжения, вызываемые изменениями нагрузки в течение суток и года, называются отклонениями напряжения.

Отклонения напряжения влияют на работу приёмников электроэнергии. Наиболее чувствительны к ним осветительные потребители. Пониженное напряжение вызывает снижение светового потока и, следовательно, ухудшает условия освещения. Работа асинхронных электрических двигателей также зависит от значения напряжения. При снижениях напряжения , нормально загруженные двигатели останавливаются - опрокидываются. Кроме того, изоляция двигателей скорее выходит из строя.

В действующих нормах установлено, что напряжение на зажимах токоприёмников не должно повышаться больше чем на 5 % и снижаться также больше чем на 5 % от номинального напряжения. Потеря напряжения в линии непосредственно связана с отклонениями напряжения в ней. Потеря напряжения в линии равна разности между отклонениями напряжения в начале и конце этой линии.

Определяем потерю напряжения в ЛЭП - 35 кВ

∆U = ∆Ua + ∆Up , (3.1)

где ∆Ua - активная составляющая потерь напряжения

∆Ua = √ 3 r ₀ * Cosφ * I * L , В (3.2)

где r ₀ - удельное активное сопротивление. Для АС – 70 r ₀ = 0,42 Ом / км.

Cos φ - коэффициент мощности. Для смешанной нагрузки Cos φ = 0.83.

I - ток расчётный максимальный , А

I p max = S p max / √ 3 * U , А (3.3)

I p max = 2080/ 1,73 * 35 = 34,35 A

L - длина линии равная 18,5 км.

∆U а = 1,73 * 0,42 * 0,83 * 34,35 *18,5 = 410,6 B

∆U p - реактивная составляющая потерь напряжения.

∆U p = √ 3 * х₀ * Sin φ * I * L , В (3.4)

где х ₀ - удельное реактивное сопротивление Ом / км

х ₀ = 0,4 Ом / км; Sinφ = 0,56

∆U p = 1,73 * 0,4 * 0,56 *34,35 *18,5 = 162,8 В

Потери напряжения в ЛЭП – 35 составят:

∆U = 410,6 + 162,8 = 656,859 В

Потери напряжения в ЛЭП составили 1,87 % от номинального напряжения.

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определённый уровень напряжения на шинах подстанций. В электрических сетях предусматриваются способы регулирования напряжения, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов.

---

Известно, что коэффициент трансформации определяется как отношение первичного напряжения ко вторичному, или

N = U ₁ / U ₂ = ω ₁ / ω ₂ ,

Где ω ₁ и ω ₂ - число витков первичной и вторичной обмоток соответственно.

U ₂ = U ₁ * ω ₂ / ω ₁

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации. На подстанциях № 57 и № 46 установлены силовые трансформаторы типа ТМН. Переключение ответвлений может происходить под нагрузкой (РПН)

Регулирование под нагрузкой позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряжения в пределах от ⁺_- 10 % со ступенями приблизительно по 1,5 % .

Регулировочные ступени выполняются на стороне высшего напряжения, так как меньший по значению ток позволяет облегчить переключающее устройство.

---