Вибір перерізу проводів повітряної лінії 380 В
При розрахунку ПЛ розподільної мережі 380 В треба врахувати, що вона виконується алюмінієвими проводами наступних марок і перерізів: А16, А25, А35, А50, А70.
Як критерій вибору перерізу проводів для ліній розподільної низьковольтної мережі використовують припустиму втрату напруги в мережі:
, (2.1)
де DUmax – втрата напруги до найбільш електрично віддаленої точки.
Залежно від завдання переріз проводів магістральної частини лінії розраховують з урахуванням одного з наступних додаткових економічних факторів: забезпечення мінімуму витрати провідникового матеріалу, забезпечення мінімальних втрат потужності чи забезпечення однакового перерізу проводів на ділянках лінії.
Для освоєння методів розрахунку мереж за втратою напруги рекомендується додатково проробити [1, с. 275-289; 2, с. 142-154; 3, с. 49-52].
Порядок розрахунку.
1) На схему лінії 380 В наносимо потокорозподіл (рис. 2.2).
Рвг = Р6;
Рвд = Р7;
Рбв = Рвг + Рвд = Р6 + Р7;
Раб = Рбв + Р5 = Р5 + Р6 + Р7.
2) Представляємо лінію у вигляді магістралі.Виділяємо магістральну частину лінії. Якщо Рвг· lвг > Рвд· lвд, то магістраллю варто вважати лінію «а-б-в-г», а «в-д» – відгалуженням. Якщо Рвг· lвг < Рвд· lвд, то магістраллю слід вважати лінію «а-б-в-д», а «в-г» – відгалуженням.
Представляємо схему у вигляді магістральної лінії. Для цього навантаження відгалуження переносимо у вузол «в» (рис. 2.3).
Рис. 2.3 – Представлення схеми у вигляді магістральної лінії:
а – магістраль «а-б-в-г»; б – магістраль «а-б-в-д».
3) Вибираємо переріз проводів магістральної лінії.Умова (2.1) може виконуватися при різних наборах перерізів на ділянках магістральної лінії. Набір перерізів ділянок визначається додатковими економічними умовами. Так, для сільської місцевості на перше місце виходить вимога мінімальної витрати провідникового матеріалу, для промислових мереж – зниження втрат потужності, для селищ міського типу – однакового перерізу проводів на ділянках магістралі. Додаткові умови вказані у вихідних даних (табл. 2.1).
а) Вимога мінімальної витрати провідникового матеріалу виконується при рівності коефіцієнтів розподілу КР на кожній ділянці магістральної лінії:
,
де Fi - переріз і-ї ділянки; Pi - потік активної потужності через і-ту ділянку.
Коефіцієнт розподілу визначають за формулою [2]
, (2.2)
де n – кількість ділянок магістральної лінії.
У формулі (2.2) питомий опір r = 28,8 Ом×мм2/км, припустиму втрату напруги DUприп і номінальну напругу Uном слід підставляти в [В], довжину i-ї ділянки – у [км], потужність i-ї ділянки – у [Вт].
Бажаний переріз i-ї ділянки:
. (2.3)
б) Вимога зниження втрат потужності (мінімальних втрат) виконується при рівності щільності струму (JΔU) у всіх ділянках магістральної лінії, що знаходять за формулою
. (2.4)
Переріз i-ї ділянки:
. (2.5)
Вибір перерізу за умови зниження втрат потужності застосовують у промислових мережах із Тнб = 4000-5000 годин і більше. У цих мережах проводиться також вибір перерізу за економічною щільністю струму Jек (табл. П.3). Треба розрахувати економічно вигідний переріз
. (2.6)
За значеннями (2.5) і (2.6) знаходять середню арифметичну величину, яку вважають бажаним перерізом i-ї ділянки.
Отримані з умов мінімальної витрати провідникового матеріалу чи мінімальних втрат потужності бажані перерізи слід округлити до найближчого стандартного. Їх треба перевірити на виконання умови (2.1) для максимальної втрати напруги в мережі, що розраховується за формулою
. (2.7)
У разі невиконання умови (2.1) один з перерізів, який отримано округленням у меншу сторону, треба збільшити на одну стандартну ступінь перерізів. Перевірку слід повторити.
в) Для умови рівності перерізів на ділянках (F = const) встановлюється граничне значення перерізу:
. (2.8)
Отримане значення округляють у більшу сторону до стандартного найближчого перерізу.
4) Вибираємо переріз проводів відгалуження.
Мінімально припустимий за умовою (2.1) переріз відгалуження знаходять для відгалужень «в-д» чи «в-г» за формулами
; , (2.9)
де .
Втрату напруги на ділянках «а-б» і «б-в» знаходять за формулою
. (2.10)
Отримане значення перерізу відгалуження округляють до більшого стандартного найближчого значення (але не менше А16).