Электрический расчет местных электрических сетей
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6
Раздел: Электрический расчет разомкнутых электрических сетей
Тема: Выбор и проверка сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения
Светлогорск
2012 г.
Автор: Е.С. Зязюля, преподаватель электротехнических дисциплин.
Аннотация
В данной методической разработке рассматривается выбор и проверка сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.. Методическая разработка базируется на действующей нормативной и справочной литературе.
Методическая разработка рекомендуется для учащихся среднеспециальных учебных заведений, а так же для преподавателей электротехнических дисциплин.
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии «Электроснабжение (по отраслям) и преподавателей физики».
Протокол №____ от «___»_____________2012г.
Председатель цикловой комиссии _______________________________
Регистрационный номер _______________________________________
Практическая работа №6
Тема: Выбор и проверка сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения
Цель работы:
- практическое изучение выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения;
- закрепление знаний, полученных при выборе и проверке сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения;
- научить работать с нормативными документами и справочниками.
Оснащение рабочего места: методические указания, справочная литература.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить последовательность выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.
2. Решить задачи при помощи методических указаний и справочной литературы.
3. Проанализировать проделанную работу и составить отчет.
4. Ответить на контрольные вопросы.
Содержание отчета о проделанной работе:
1. Тема, цель работы, оснащение рабочего места.
2. Решение задач.
3. Вывод.
4. Ответы на контрольные вопросы.
Общие сведения
Электрический расчет местных электрических сетей
Местные электрические сети – это сети с воздушными линиями напряжением 35 кВ и ниже и
В электрических сетях напряжением 0,38-20 кВ необходимо делать оценку приемлемости сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения. Действительная наибольшая потеря напряжения от источника до наиболее удаленной точки не должна превышать допустимую потерю напряжения:
Необходимость проверки этого условия вызывается, во-первых, требованием обеспечения нужного отклонения напряжения у потребителей в соответствии с ГОСТ, и, во-вторых, существенным влиянием сечения проводника на потери напряжения из-за того, что в местных сетях активное сопротивление линий больше реактивного.
При выборе сечений по допустимой потере напряжения наряду с выполнением условия (1) могут приниматься во внимание дополнительные условия: неизменность сечения по всей линии с несколькими нагрузками 
, минимум расхода проводникового металла 
, минимум потерь активной мощности в линиях 
.
Необходимость выполнения первого дополнительного условия характерна для городских сетей, имеющих большое количество нагрузок, достаточно близко расположенных друг к другу. Второе условие необходимо соблюдать в сельских сетях, где из-за относительно малых нагрузок экономия металла важнее экономии потерь электроэнергии. Последнее условие, соответствующее постоянной плотности тока, наиболее характерно для промышленных сетей, имеющих достаточно большие нагрузки при малых расстояниях их передачи.
Рассмотрим алгоритм выбора сечений проводников в воздушных линиях по допустимой потере напряжения с учетом необходимости выполнения дополнительных условий.
Во всех случаях решение начинают с выбора усредненной величины удельного индуктивного сопротивления 
в зависимости от конструктивного исполнения сети и номинального напряжения. Это возможно, так как очень слабо зависит от сечения проводника.
Затем определяют реактивную составляющую потери напряжения:
где 
реактивная мощность на -м участке линии, 
длина 
-гo участка.
Дальше по допустимой потере напряжения и найденной реактивной составляющей рассчитывают активную составляющую допустимой потери напряжения:
Последующая часть расчета для рассматриваемых дополнительных условий несколько различна. При выборе дополнительного условия сечение проводника определяют по формуле
где 
удельная проводимость материала проводника; 
активная мощность на -м участке линии.
Для дополнительного условия вначале рассчитывают плотность тока, принимаемую одинаковой для всех участков:
где 
коэффициент мощности нагрузки -гo участка.
Потом для каждого участка определяют расчетное сечение:
где 
ток на -м участке линии.
Для условия 
в случае линии с 
нагрузками расчет сечения начинают с последнего участка линии 
:
где 
активная мощность на последнем участке линии.
Дальше последовательно определяют сечения предыдущих участков линии. Например,
Последующий расчет для всех дополнительных условий одинаковый. Найденные расчетные сечения округляют до ближайших стандартных значений. Для них по справочнику находят удельное активное 
и реактивное сопротивления и рассчитывают действительную наибольшую потерю напряжения до наиболее удаленной точки:
Если условие (1) выполняется, то сечения обеспечивают допустимую потерю напряжения и расчет заканчивают.
При проверке сечения по допустимой потере напряжения для известных сечений находят фактическую наибольшую потерю напряжения, которую сравнивают с допустимой с тем, чтобы соблюдалось условие (1).
Примеры решения задач
Пример 1. Для электрической сети напряжением 10 кВ, питающей сельскохозяйственный район, выбрать сечения проводов по допустимой потере напряжения, принимая ее равной 
. Линии имеют длины: 
. Нагрузки в узлах составляют: 
. Коэффициент мощности всех узлов нагрузки одинаков и равен 
.
Решение. Так как сеть питает сельскохозяйственный район, то в качестве дополнительного условия при выборе сечения проводов принимаем минимум расхода проводникового металла.
Для воздушных линий напряжением 10 кВ среднее индуктивное сопротивление возьмем равным 
м. Активные и реактивные мощности в линиях будут равны:
Находим реактивную составляющую потери напряжения:
Допустимая потеря напряжения равна:
Определяем активную составляющую допустимой потери напряжения:
Расчет сечений начинаем с последнего участка 23:
Сечения на других участках равны:
Выбираем стандартные сечения сталеалюминиевых проводов:
По справочнику находим их параметры:
Рассчитываем фактическую потерю напряжения в сети при выбранных сечениях проводов по формуле (9):
Так как 
, то выбранные сечения подходят.
Задание для практической работы
Задание 1.
Для электрической сети напряжением 
, питающей сельскохозяйственный район, выбрать сечения проводов по допустимой потере напряжения, принимая ее равной 
Линии имеют длины: 
. Нагрузки в узлах составляют: 
. Коэффициент мощности всех узлов нагрузки одинаков и равен 
Таблица №1. Условие к заданию 1.
| Вариант | 
| 
| 
| Сечение провода марки АС, мм2 | 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 0,38 | 0,93 | 95/16 | 0,35 | 0,45 | 0,4 | 4,5 | 3,5 | |||
| 0,92 | 35/6,2 | 4,5 | ||||||||
| 0,91 | 50/8 | |||||||||
| 0,38 | 0,92 | 70/11 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | |||||
| 0,91 | 50/8 | 5,5 | 5,8 | 6,2 | ||||||
| 0,9 | 70/11 | 6,5 |
Контрольные вопросы
1. В каких сетях производят проверку сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения?
2. Записать основное условие выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.
3. Зачем необходимо производить проверку сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения?
4. Записать дополнительные условия выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.
5. Когда необходимо выполнение первого дополнительного условия 
выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения?
6. Когда необходимо выполнение второго дополнительного 
условия выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения?
7. Когда необходимо выполнение третьего дополнительного 
условия выбора и проверки сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения?
8. С чего начинают алгоритм выбора сечений проводников и дальнейшей проверки по допустимой потере напряжения?
9. Как определяется реактивная составляющая потери напряжения?
10. Как определяется активная составляющая потери напряжения?
11. Записать формулу определения сечения проводников и раскрыть ее смысл, если выполняется условие .
12. Записать формулы определения сечения проводников первого и последующего участков, раскрыть их смысл, если выполняется условие .
13. Записать формулу определения расчетного сечения проводников и раскрыть ее смысл, если выполняется условие .
14. Записать формулу определения расчетной плотности тока, если выполняется условие .
15. Записать формулу определения наибольшей потери напряжения до самой удаленной точки и раскрыть ее смысл.
Приложения
Таблица №2 Расчетные данные для ВЛ напряжением 0,38, 6 и 10 кВ
| Сечение провода марки АС, мм2 | 
| 
| ||
| 0,38 | ||||
| 35/6,2 | 0,777 | 0,319 | 0,392 | 0,401 |
| 50/8 | 0,595 | 0,297 | 0,368 | 0,378 |
| 70/11 | 0,422 | 0,283 | 0,357 | 0,367 |
| 95/16 | 0,301 | 0,274 | 0,347 | 0,356 |
Ответы к практическим заданиям
Задание 1
Содержание
1. Введение
2. План учебного занятия
3. Технологическая карта
4. Основные сведения
5. Примеры решения задач
6. Задание для практической работы
7. Контрольные вопросы
8. Приложения
9. Ответы к заданиям практической работы
10. Литература
Введение
Первое условие успешного обучения и воспитания учащихся – правильное проведение занятий, чему в большей степени способствует многообразные методические приемы. Основными целями и задачами методической разработки являются:
1. Содействие комплексно-методическому обучению;
2. Расширение возможностей для самостоятельной работы учащихся электротехнического профиля при получении, формировании, совершенствовании знаний и умений.
Для этого необходимо научить учащихся выполнять работы, связанные непосредственно с их будущей профессиональной деятельностью, способствовать закреплению пройденного материала. От уровней этих умений зависит возможность осознанно действовать в жизненных ситуациях. Целью изучения данной дисциплины является формирование способностей у учащихся в области построения и конструирования схем электрических сетей и систем, а так же подготовки учащихся к продуктивному труду.
При изложении программного материала необходимо соблюдать единство терминологии и обозначений в соответствии с действующими стандартами, международной системой единиц. Большое внимание следует уделить вопросам безопасности труда и охраны окружающей среды.
Темы практических занятий:
§ Расчет потерь мощности в элементах электрических сетей.
§ Выбор и проверка сечений проводов и жил кабелей по нагреву.
§ Расчет режимных параметров начала и конца звена электрической сети.
§ Учет трансформаторов при расчете режима электрической сети. Расчет режима разветвленных разомкнутых электрических сетей.
§ Расчет режима разветвленных разомкнутых сетей нескольких номинальных напряжений.
§ Выбор и проверка сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.
§ Расчет режимов разомкнутых сетей одного номинального напряжения.
УМК занятий определены по темам, прогнозируя результаты их достижения в соответствии с уровнями усвоения содержания программного материала.
Справка:
- название «Электрические сети и системы»;
- количество часов по учебному плану на дисциплину: 50;
- количество часов по учебному плану на практические занятия: 14.
Литература
1. Лычев П. В., Федин В. Т.Л. Электрические сети энергетических систем: Учеб. пособие. – Мн.: Ушвермтэцкае, 1999.
2. Лычев П. В., Федин В. Т. Электрические системы и сети: Решение практических задач. Мн.: Дизайн ПРО, 1997.
3. Петренко Л. И. Электрические сети и системы. Киев: Вища шк., 1981.
4. Поспелов Г. Е., Сыч Н. М. Потери мощности и энергии в электрических сетях. М.: Энергоиздат, 1981.
5. Поспелов Г. Е., Сыч Н. М., Федин В. Т. Компенсирующие и регулирующие устройства в электрических системах. Л.: Энергоиздат, 1983.
6. Поспелов Г. Е„ Федин В. Т. Электрические системы и сети: Проектирование. Мн.: Выш. шк., 1988.
7. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. М.: Энергоатомиздат, 1989.
8. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под ред. С. С. Рокотяна, И. М. Шапиро. М.: Энергоатомиздат, 1985.
9. Федин В. Т., Головач Ю. Д., Селиверстов Г. И., Чернецкий М. С. Электропередачи переменного тока повышенной мощности. Мн.: Навука i тэхшка, 1993.
10. Фурсанов М. И. Алгоритмы и программы для оценки режимов, нормирования и снижения технологического расхода электроэнергии в разомкнутых электрических сетях. Мн.: БГПА, 1995.
План учебного занятия №19
Тема раздела: Электрический расчет разомкнутых электрических сетей (18 ч).
Тема занятия: Практическая работа №6. Выбор и проверка сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения (2/2 ч).
Цели урока:
Обучения: научить производить выбор и проверку сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.
В результате обучения учащиеся производят выбор и проверку сечений проводов и жил кабелей по допустимой потере напряжения.
Воспитания: стремиться воспитывать чувство гордости за избранную специальность; обеспечить условия для формирования трудовых качеств личности, профессиональной адаптации.
Развития: обеспечить условия для развития познавательных потребностей; способствовать развитию логического мышления, внимания; развивать умение сравнивать, обобщать анализировать.
Методическая цель: использования личностно-ориентировочного подхода в учебном процессе с использованием разнообразных методов обучения; организация коммуникативной деятельности в учебном процессе.
Тип занятия: урок закрепления знаний.
Вид занятия: практическое занятие.
Материально-техническое обеспечение:
- методические указания к практическому занятию №6;
- раздаточный материал.
Междисциплинарные связи: «Электроснабжение ПП», «Электрическое освещение».