Расчет питающей линии

Сечение проводов линий электропередачи должно быть таким, чтобы провода не перегревались при любой нагрузке в нормальном рабочем режиме, потеря напряжения в линиях не превышала установленные пределы, а плотность тока в проводах соответствовала экономической.

Первое из этих условий записывается в виде

I_р=S_р/( U_н) I_доп,

т.е. рабочий ток, передаваемый по линии в нормальном режиме, не должен превышать допустимый по ПУЭ для данного провода ток нагрузки.

Исходя из этого выражения, для выбора площади сечения провода или кабеля необходимо определить наибольший расчетный ток получасового максимума I_р и по нему подобрать нужную площадь сечения по справочнику.

Второе условие, которому должно удовлетворять выбранное сечение проводника, - непревышение допустимой потери напряжения в линии. Если потеря напряжения в линии слишком велика, то с ростом тока нагрузки значительно снижается напряжение в конце линии, т.е. у приемников. Из-за этого резко падает вращающий момент на валах двигателей, снижается световой поток электроламп, уменьшается производительность электротехнических установок.

Потеря напряжения зависит от активного r₀ и индуктивного х₀ сопротивлений линии, а также длины линии l

(r₀∙ cos φ _ср + х₀∙ sin φ _ср ).

Допустимая величина потери напряжения

- от -5% до +5%- для силовых электроприемников,

- от -2, 5% до +5% - для осветительных электроприемников.

При выборе проводов или кабелей для временных высоковольтных электросетей по справочнику подбирают ближайшую стандартную площадь сечения, причем определяющим служит большее из этих двух расчетных сечений. Если же данная линия напряжением выше 1000В строится для постоянной, а не для временной электросети (т.е. сооружается на срок не менее 6 лет), то площадь сечения проводов, выбранная по двум указанным условиям, должна быть проверена по экономической плотности тока j_эк.

Таким образом, для линий постоянной электросети требуется выполнение третьего условия: выбираемая площадь сечения должна быть близка к экономической площади сечения провода, определяемой по формуле

F_эк = I_р/j_эк,

где j_эк - экономическая плотность тока, А/мм².

Определим расчетный ток: I_max = S_мах/ (U_ном ) = 143, 94/ (10 ) =8, 43А

Определим экономическую площадь сечения провода: s_эк = I_л / j_эк. = 8, 43/1, 7 = 4, 68 мм²

Выбираем ближайшие стандартные сечения: S₁=16 мм²; S₂=10 мм²

Определим активные и индуктивные сопротивления для обоих сечений: r₀₁=1, 2 ом/км; r₀₂=1, 84 ом/км; x_{01, 02}=0, 11 ом/км

Определим потери напряжения для S₁=16 мм²:

Δ U = · I_л · ℓ · (r₀ · cosφ + x₀ · sinφ) = · 14, 6 · 15· (1, 84 · 0, 75 + 0, 11· 1.38) = 323, 46 кВт

Определим фактическое напряжение: U_ф=10000-323, 46=9667 В

Определим потери напряжения в %: Δ U_% = (U_Ф – Δ Uн/Uн)· 100_% = (10000 – 9667/10000)·100_% =3, 23

Определим потери напряжения для S₁=10 мм²

Δ U = · I_л · ℓ · (r₀ · cosφ + x₀ · sinφ) = · 14, 6 · 15· (1, 2 · 0, 75 + 0, 11· 1.38) = 218, 3 кВт

Определим фактическое напряжение: U_ф=10000-218=9780 В

Определим потери напряжения в %: Δ U_% = (U_Ф – Δ Uн/Uн)· 100_% = (10000 – 9780/10000)·100_% =2, 2

Так как потери напряжения не превышают 5%, для кабельной линии выбираем кабель с бумажной изоляцией и медными жилами марки ААБ с сечением 10 мм².