3.7.3 РАСЧЁТ И ВЫБОР ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ 220 КВ
В разделе технико-экономического сравнения мы произвели выбор сечения проводов воздушной линии и приняли к использованию провод марки АС-150/19. IДОП=450 А
Произведём проверку данного провода по нагреву:
1) В рабочем режиме
A, тогда
67,8 А А т.о. условие выполняется
2) При отключении одной линии ток будет равен:
A,
тогда условие проверки 135,6 АА
Таким образом, в аварийном режиме, т.е. во время повреждения одной из линий или во время проведения ремонта, вторая будет перегружена сверх нормы. Следует однако, учитывать что вследствие изменения скорости ветра, гололёдно-изморозевых отложений и температуры воздуха изменяются и технические характеристики работающей линии.
Перегрузки кабельных линий регламентированы ПУЭ, что касается воздушных линий, то ПУЭ не регламентируют для них допустимых перегрузок. В [8] приведены расчеты и прочие сведения о возможных перегрузках.
В зависимости от скорости ветра, температуры окружающей среды и температуры провода, его охлаждение изменяется, а следовательно будет изменяться и допустимый ток, который в справочниках приведён для нормальных условий, т.е. температура воздуха 20˚С и нулевой скорости ветра. В реальности данные параметры постоянно меняются и в большинстве случаев можно допустить в той или иной мере перегрузку провода.
Определим допустимую перегрузку провода АС150/19 при следующих параметрах окружающей среды: TПР=50-70˚С TВ=0-40˚С VВ=1-5 м/c
По номограмме в [8] на рис 15-11 для определения допустимой перегрузки определим её в соответствии с приведёнными выше данными.КПЕР=1.15
Тогда ток в аварийном режиме, который сможет пропустить данный провод будет IДОП.АВ=1.15·IДОП=1.15·450=517,5 А
И условие проверки по тепловому действию тока 135,6 АА условие выполняется т.е., в аварийном режиме провод также сможет длительно пропускать всю необходимую мощность и перерыва в снабжении не будет.
Проверим правильность выбора проводов по условиям короны.
Коронный разряд происходит в резко неоднородном поле и начинается в месте с малым радиусом кривизны при напряжённости поля, равной критической. Увеличение радиуса кривизны приводит к снижению напряжённости поля и предотвращению коронирования. Существование коронного разряда около проводов воздушных линий изоляции её не нарушает, но ведёт к увеличению потерь электроэнергии. Исходя из этого положения, выбор сечения проводов воздушной линии производят по условию отсутствия коронирования при хорошей погоде. При плохой погоде ( дождь, туман ) коронирование происходит и приводит к повышению потерь.
Начальная критическая напряжённость:
m - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода ( для многопроволочных проводов m=0.82) ; r0=0.94 - радиус провода, см.
Реальная напряжённость вокруг провода
,
где U – максимальное линейное напряжение, кВ;
DCP - среднее геометрическое расстояние между проводами при расположении проводов в ряд оно определяется по формуле Для воздушной линии 110 кВ расстояние в свету между проводами берётся 100 мм. Тогда среднее геометрическое расстояние
мм
Условие проверки: 1.07·E 1.07·21.40.9·32.5 22.929.3
Выбранные провода проверку на условие образования короны проходят.
Произведём проверку на падение напряжения в рабочем режиме
Падение напряжения в линии определим по выражению:
,
здесь P - расчетная активная мощность, потребляемая объектами.
Q - расчетная реактивная нагрузка
R0 - активное сопротивление 1 км линии при t = 20°С
X0 - реактивное сопротивление 1 км линии при t = 20°С l - длина линии (км)
n - количество параллельных линий
Значения удельных сопротивлений берём из [13] приложение П-1
R0=0.195 X0=0.35
Падение напряжения в нормальном режиме:
В
Переведём полученное падение напряжения в проценты:
В нормальном режиме по потерям напряжения линия удовлетворяет условию 0.025
Определим теперь потери напряжения в аварийном положении, при питании через одну линию всей нагрузки:
Расчёт проводим по той же формуле, только теперь число линий n=1
В
Делаем вывод о том, что по потерям напряжения выбранная воздушная линий проходит все пункты проверки.
Механический расчёт воздушной линии
Воздушным линиям, находящимся на открытом воздухе приходится, помимо основной нагрузки, т. е. веса провода, подвергаться еще воздействию дополнительных нагрузок: от давления ветра, образующегося на них льда, а иногда и одновременно льда и ветра. В некоторых случаях ледяная корка получается настолько значительной толщины и веса, что провода, на которых она образуется, не могут выдержать этой нагрузки и обрываются, а иногда под действием особо сильного льда выворачиваются столбы, и линии электропередач выходят из строя на продолжительный срок. Кроме того, существенное влияние на внутренние усилия в проводах оказывает также температура окружающего воздуха.
Для надёжной работы проводов, опор и других конструктивных элементов производят расчёт механической прочности линии, или механический расчёт. Целью механического расчёта проводов является определение напряжений в их материале при разнообразных климатических условиях. Механический расчёт позволяет определить стрелы провеса проводов, необходимые для подсчёта расстояний до поверхности земли и инженерных сооружений: определить механические нагрузки, действующие на опору, изоляторы, крюки. Результаты механического расчёта используются для составления монтажных таблиц или постороения соответствующих графиков, являющихся необходимым руководством при монтаже проводов воздушных линий.
Для того чтобы внести некоторые упрощения в практические расчёты, все нагрузки считают равномерно распределёнными вдоль всех проводов в данном пролёте. Следует также отметить, что при подобных расчётах в целях их упрощения все нагрузки принимаются как чисто статические. Механический расёт в основном относится к проводам. Это вызвано тем, что в настоящее время разработаны типовые конструкции опор для различных климатических районов России, и разработка конструкций опор целесообразна лишь в тех весьма редких случаях, когда имеющиеся типовые проекты не отвечают особым спецефическим условиям данной местности.
Приведём исходные данные для расчета ВЛ
Таблица 3.13. Данные для механического расчёта ВЛ.
|
Наименование характеристики |
Величина |
|
Номинальное напряжение |
220 кВ |
|
Сечение и марка провода |
АС-150/19 |
|
Скоростной напор ветра |
50 кг/м2 |
|
Ветровой район |
III |
|
Район по гололеду |
I |
|
Нормативная толщина стенки гололеда для данного района |
5 мм |
|
Сечение стали провода |
19 мм2 |
|
Сечение алюминия провода |
150 мм2 |
|
Общее сечение проводов |
169 мм2 |
|
Диаметр провода |
17 мм |
|
Вес одного километра |
671 кг |
|
Длина пролета |
170 |
При расчётах проводов на механическую прочность удобно пользоваться так называемыми удельными нагрузками, т.е. нагрузками, отнесёнными к единице длины провода и единице его поперечного сечения. Они представляют собой нагрузки на 1 м длины провода или отнесённые к 1 мм2 его поперечного сечения.
Определяем погонные и приведенные нагрузки на провод и трос:
|
кг/м
|
|
1.025 – коэффициент, учитывающий удлинение отдельных проводов при их скрутке в процессе изготовления провода.
|
|
|
кг/м
0.0009 кг/см3 – удельный вес льда.
Погонная нагрузка от массы провода с гололедом
P3=Р1+Р2=0.745+0.34=1.085 кг/м
Где P1 – погонная нагрузка собственного веса провода;
P2 – погонная нагрузка на провод при толщине стенки гололеда 5 мм.
Приведенная нагрузка
кг/м·мм²
|
S - общее сечение провода, мм²
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30
