3.1. Определение основных технико-экономических показателей местных сетей

Основными технико-экономическими показателями сетей местного значения являются /110/:

ДТЛ - потеря напряжения, выраженная в % от номинального напряжения сети;

G - вес проводов сети, кг; ДР - потеря мощности в проводах, кВт; ДЭ - потеря энергии в проводах за год, кВт-час/год.

1. Определяется сумма линейных моментов полной мощности:

SSXj (7)

Где: S. - полная мощность, кВт;

L. - длина участка i (ЛЭП) от МГЭС до потребителя, км.

2. Определяется значение реактивной составляющей потери напряжения для ЛЭП в %:

AUr-AUr02SiL/ (8)

Где: ZSJLJ. - сумму линейных моментов полной мощности в ЛЭП от МГЭС до потребителя, кВт*км;

AUrQ - среднее удельное значение реактивной составляющей потери

напряжения для ЛЭП, %/кВт.

3. Определяется экономическая плотность тока (таблица 18) для рассматриваемых проводов ЛЭП:

1э,(А/тт2) (9)

При расчёте сети на такую плотность тока, используются данные из следующих расчётных таблиц:

средние удельные значения активной составляющей потери напряжения для воздушных линий в %/км (таблица 21);

удельные значения расхода металла в ЛЭП, сооружаемых с экономической плотностью тока, кг/кВА км (таблица 22);

удельные значения потерь мощности в ЛЭП, сооружаемых с экономической плотностью тока, Вт/кВА км) (таблица 23).

4. Определяются потери напряжения (активная составляющая и реактивная):

диа.э=лиаэ02Цсо5^; (10)

Где: AUA э - активная составляющая потери напряжения;

AU ЛУ L.cosc). = ди лЬЛСОЗЙ?„ (Ч)
а.эО^ 1 м а.эО О ^с

Где: ди п - удельное значение активной составляющей потери напряжения в %/км

диэ=диг+диа1Э (12)

Где: диэ - потери напряжения (активная и реактивная составляющая), %.

5. Определяется вес металла проводов ЛЭП:

G3=G30ZS.Li (13)

Где: G3Q - удельное значение расхода металла в ЛЭП, сооружаемых с

экономической плотностью тока, кг/кВА*км

6. Определяются потери мощности в ЛЭП:

AP3=AP30ЈS.Lf (И)

Где: ДРэф - удельные значения потерь мощность в ЛЭП, сооружаемых с экономической плотностью тока

7. Определяются потери электроэнергии за год, кВт*час:

ДЭ = ДРЭТ (15)

8.

S.

(16)

1 V3UHI3 Где: UH номинальное напряжение сети, кВ; 1Э - экономическая плотность тока, А/мм ,

Предварительный расчёт показателей позволяет определить сечение проводов, выбрать необходимое напряжение сети, определить типы дополнительных устройств (для регулирования напряжения) и так далее.

Вид расчётных выражений для определения основных показателей зависит от принципов, положенных в основу выбора сечений проводов сети. В сетях высокого напряжения выбор сечений проводов производится по экономической плотности тока в зависимости от материала проводов и числа часов использования максимума нагрузки (таблица 18).

Таблица 18. Экономическая плотность тока для воздушных линий

Число часов использования максимума Т, час —— — — — ж

Экономическая плотность тока в А/мм

Медные провода Алюминиевые провода Стальные провода Менее -3000 2,50 1,50 0,45 3000-5000 1,75 1,00 0,40 Более - 5000 1,25 0,75 0,35 Если потеря напряжения при работе сети с экономической плотностью тока получается чрезмерно высокой, то следует рассмотреть вопрос об изменении схемы питания сети, повышении рабочего напряжения или применения дополнительных устройств для регулирования напряжения. При отсутствии возможности провести перечисленные мероприятия необходимо увеличить сечения проводов. В последнем случае сеть рассчитывается по допустимой потере напряжения. Плотность тока на отдельных участках сети желательно иметь близкой к некоторой постоянной величине.

Воздушные сети низкого напряжения рассчитываются по допустимой потере напряжения. При коротких линиях необходима проверка сечений

58

проводов по допустимому нагреву. Число ступеней сечения в магистралях разомкнутых сетей низкого напряжения при значительно их протяжённости не должно превышать двух-трёх. Сечения ступеней выбираются исходя из принципа наименьшего расхода металла.

Задачей регулирования напряжения в сетях местного значения является поддержание в допустимых пределах отклонений напряжения на зажимах токоприёмников (таблица 19) /103,110/.

Таблица 19. Допустимые отклонения напряжения на зажимах токоприёмников в % от номинальных значений

Вид сетей Отклонение напряжения вниз от номинального Отклонение напряжения вверх от номинального Городские -6 6 Сельскохозяйственные -10 7,5 Значения отклонений, приведённые в таблице '. 7, относятся к нормальным режимам работы сети.

Точные значения основных технико-экономических показателей получаются в результате электрического расчёта сети. Важно отметить то, что вид расчётных выражений (представленный ниже) для определения основных показателей зависит от принципов, положенных в основу выбора сечений проводов сети /56, 103, 111/.

Потерю напряжения в сети, обладающей активными и реактивными сопротивлениями и питающей смешанную нагрузку, можно определить выражением:

ди=—Ц-?Р.Ь.г0. +—Ц-ZQiLjX,,. = диа + лиг, (17)

10Ug 1 101 10Ug 1 1 01

где: UH - номинальное напряжение сети в кВ;

Pj и Qj - активная и реактивная мощность на произвольном участке сети в

кВт и кВАр;

rQ. и x0j - погонные активное и реактивное сопротивление участка в Ом/км;

L. - длина участка в км;

Лиа и AUr - активная и реактивная составляющие потери напряжения в %. Формула 18 легко получается из формулы 17:

-v/3IL(r0cos^ + x0sin#>) A/3ILr0cos^>+ AU%= ШГъ = 10UH = (18)

V3UHILr0cosp V3UHILx0sin#> PLrQ QLx0

= ~ ! ц = =-H =- = AUA + AUR.
IOUJ iou5 lou^ IOUJ

Потеря напряжения на ряде участков получается сложением потерь на отдельных участках, что и выражено в формуле 19.

Суммирование производится по всем соединённым последовательно участкам сети отточки питания до точки с наименьшим значением напряжения.

Реактивная составляющая потери напряжения мало зависит от сечения проводов. При среднем значении погонного реактивного сопротивления х0

величина реактивной составляющей определяется приближённым выражением:

AUr=iZQrLi=AU'oSQiLi' (19>

Величина URQ является удельной реактивной составляющей потери

напряжения в % на кВАр км.

Среднее значение погонного реактивного сопротивления для линий с проводами из цветных металлов может принято в пределах 0,32-0,4 ом/км в зависимости от напряжения линии.

Для линий со стальными проводами активное и реактивное сопротивления зависят от токовой нагрузки и конструкции провода и учитываются для каждого случая в отдельности. В качестве средних величин, при технико-экономических расчётах, можно принять следующие значения для стальных одножильных проводов:

удельное активное сопротивление р=200 ом мм /км;

погонное реактивное сопротивление л:0=5,2 ом/км.

Для стальных витых проводов:

р=140 ом мм /км;

х0=1,0 ом/км.

Среднее удельное значение реактивной составляющей потери напряжения для воздушных линий в % 10"3 кВАр км представлено в таблице 20.

Таблица 20. Среднее удельное значение реактивной составляющей потери напряжения для воздушных линий в % 10"3 кВАр км

Напряжение линии в кВ Провода из цветных металлов Стальные одножильные провода Стальные многожильные провода 0,38 228 3600 690 6 0,97 14,5 2,78 10 0,36 5,2 1 20 0,09 1,3 0,025 35 0,032 - 0,08 При полной мощности на произвольном участке Sj кВА и расчёте сети по

экономической плотности тока сечение проводов на этом участке:

S.

43 7зин1э'

где: 1э - экономическая плотность тока в А/мм . Активная составляющая потери напряжений:

-s/3pL

Выражение 9 можно представить в виде:

лиа,э = диа_э0ьр,

(20)

(19)

(21)

где: AUa3Q - удельное значение активной составляющей потери напряжения в %/км;

Lp - расчётная длина сети в км.

a-эО юин ' Lp^ZLjCOs^.

Средние удельные значения активной составляющей потери напряжения для воздушных линий в %/км представлено в таблице 21.

Gs-^ZSiL.-GrflS.L., ин1э

^^ZSiLj-AP^IS-^lO-S.

Вес металла проводов G3 в кг и потери мощности ДРЭ в кВт в сети, работающей с экономической плотностью тока при удельном весе металла г кг/дм3, можно определить следующими выражениями:

(25)

ДРЭ =

(24)

В разветвлённых сетях сумма Z^Lj должна включать все магистрали и

все ответвления сети.

Удельные значения расхода металла в воздушных линиях, сооружаемых с экономической плотностью тока кг/кВА км представлены в таблице 22.

62

Удельные значения потерь мощности в воздушных линиях, сооружаемых с экономической плотностью тока кг/кВА км представлены в таблице 23. Таблица 23. Удельные значения потерь мощности в воздушных линиях,

сооружаемых с экономической плотностью тока кг/кВА км

Напряжение линии вкВ Материал проводов

медь алюминий сталь одножильная сталь многожильная 6 Т < 3000 часов

13,9 14 27 18,9 10 8,3 8,4 16,2 11,3 20 4,2 4,2 8,1 5,7 35 2,4 2,4 - 3,2 Т = 3000-5000 часов 6 9,7 9,3 24 16,8 10 5,8 5,6 14,4 10,1 20 2,9 2,8 7,2 5 35 1,7 1,6 - 2,9 Потери энергии при времени потерь у в час/год определяются

выражением:

ДЭ=Ду. (26)

63

Время потерь у находится в зависимости от числа использования максимума по кривым на рисунке 23

Если линия питает значительное количество нагрузок, то число ступеней сечения в ней может быть принято меньше числа нагрузок. Чтобы рассчитать такую сеть по экономической плотности тока, необходимо для каждой ступени определить линейную квадратичную мощность, пользуясь выражением:

Sok =

1 Шк

(27)

где: - мощность на произвольном участке ступени постоянного сечения в кВА;

L.^ - длина произвольного участка в км; L ^ _ полная длина ступени.

- число участков произвольной ступени постоянного сечения.

64