Электроснабжение Сокольского деревообрабатывающего комбината

 

где S_нб – максимальная мощность линии, равная общей нагрузке подстанции,

      кВ*А;

      U_ном – напряжение линии электропередачи, кВ;

      n – число цепей линии электропередачи 110 кВ.

 

I_нб = = 112 А

 

Сечении линии определим  согласно [1] по формуле:

                                                           F = I_нб / j_эк                                                   (5.2)

 

где j_эк = 0,9 А/мм² – экономическая плотность тока при числе часов

      использования  максимума нагрузки Т_г>5000 ч

 

F = 112 / 0,9 = 127 мм²

 

Выбираем провод марки  АС-150 мм² из алюминиевых проволок и стального сердечника.

 

Расчетные данные провода:

Диаметр провода d = 17,1 мм; сопротивление постоянному току при 20⁰С r = 0,204 Ом/км; удельные активное, индуктивное и емкостное сопротивления, соответственно r₀ = 0,199 Ом/км и x₀ = 0,42 Ом/км; b₀ = 2,707*10^-6 1/Ом*км; среднегеометрическое расстояние Dl_ср = 5,0 м.

Проверим выбранное  сечение провода по допустимой нагрузке по нагреву:

 

                                                      I_р £ I_доп,                                                 (5.3)

 

где I_доп = 450 А [1], используя поправочный коэффициент на температуру

      воздуха  при условии, что среднегодовая равна 0⁰ С

 

I_доп = 450 / 1,24 = 362,9 А

I_р = 112 А < I_доп = 362,9 А – условие выполняется.

 

Проверим ВЛ по условиям короны:

 

                                                      Е_мах £ 0,9*Е₀                                                   (5.4)

где Е_мах – большая напряженность поля у поверхности провода, кВ/см;

      Е₀ – начальная коронная напряженность, кВ/см.

 

                                             Е₀ = 30,3*m*d*(1 + ),                                  (5.5)

 

где m = 0,82 – коэффициент негладкости проводника;

      R – радиус провода, см (17,1/20=0,855 см);

      d = 1,07 – относительная плотность воздуха.

Е₀ = 30,3*0,82*1,07*(1 + ) = 34,9 кВ/см.

 

Максимальная напряженность электрического поля определяется по формуле:

 

                                                     Е_мах =                                             (5.6)

 

где D = 400 – расстояние между фазами, см

 

Е_мах = = 16,9

Е_мах = 16,9 £ 0,9 * Е₀ = 0,9 * 34,9 = 31,4 – условие выполняется

 

Определим параметры ЛЭП 110 кВ

• активное сопротивление определяется по формуле:

 

                                                    r_л = r₀ * l,                                                 (5.7)

 

где r₀ – погонное активное сопротивление линии, Ом/км;

       l – длина линии, км.

 

• индуктивное сопротивление определяется по формуле:

 

                                                 х_л = х₀ * l,                                                  (5.8)

 

где х₀ – погонное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

 

• емкостная проводимость 1/ Ом*км

 

                                                           b_л = b₀ * l                                                    (5.9)

 

где b₀ = 2,707 * 10^-6 1/Ом*км

 

• зарядная мощность, показывающая целесообразность учета емкостной проводимости

 

                                                       Q_л = U_ном²* b_л                                               (5.10)

 

В числовых значениях  для ВЛ-110 кВ, l=26 км получаем следующие результаты:

r₁ = 0,199*26 = 5,174 Ом

х₁ = 0,42*26 = 10,92 Ом

b₁ = 2,707*26*10^-6 = 70,382*10^-6 См

Q₁ = 110²*70,382*10^-6 = 851,622 кВ*А

 

 

 

5.2.Выбор и проверка  опор ВЛ по заданным климатическим  условиям

 

 

 

Технические данные опор представлены в табл.5.1

Таблица 5.1

Технические данные опор

 

Обозначение линии	Тип провода	Основной тип опор	Длина, км	Погонная масса провода М0, кг/км	Толщина стенки гололеда bг, мм	Нормативный скоростной напор ветра qv, Па
W1, W2	АС-150/24	ПБ110-5 УБ110-7 У110-1	26	1760	5	500

 

Примечание:

Условное обозначение опор расшифровываются следующим образом:

ПБ110 – промежуточные железобетонные свободностоящие опоры 

ВЛ 110 кВ;

УБ110 – угловые анкерные железобетонные опоры;

У110-1 – анкерно-угловые одностоечные с подставкой железобетонные

опоры.

 

Расчётные значения толщины стенки гололёда b_г, мм, определяются по формуле:

 

                                                    b_г = ,                                           (5.11)

 

где b_г,н – нормативная толщина стенки гололёда, мм b_г,н = 5 мм при I районе

      по ветру ( см. табл. 3.23 [ 8 ] );

      - коэффициент, учитывающий действительный диаметр

      провода d_п;

      - поправочный коэффициент на высоту расположения над землёй

      центра тяжести линии в целом, учитываемый лишь при > 25 м.

 

      Расчётное значение  скоростного напора ветра определяется  по формуле:

 

                                                            q_v = ,                                            (5.12)

 

где q_vн – нормативный скоростной напор ветра, Па ( см. табл. 3.24 [ 8 ] );

      - поправочный коэффициент к q_vн на высоту расположения центра

      тяжести проводов, учитываемый при > 15 м. [ 8 ] в нашем случае

      = 1,8.

      M_o – погонная масса провода, кг/км.

 

b_{г w1,2} = 5 * = 3,8 мм ;

q_{v w1,2} = 270 * 1.8 = 486 Па.

 

 

 

 

 

 

 

5.3.Расчёт удельных механических нагрузок.

 

 

 

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется по формуле:

                                                      g₁ = 9,81М_о10^-3 / F,                                       (5.13)

 

где F – полное поперечное сечение провода, мм² , F = 150 мм²;

 

Удельная нагрузка от веса гололёда определяется по формуле:

 

                                         g₂ = 9,81g_оpb_г( d + b_г )* 10^-3 / F,                                (5.14)

 

где 9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

      d – внешний диаметр провода, мм;

      g_o = 900 кг/м³ – плотность гололёда.

 

Удельная нагрузка от собственного веса и веса гололёда определяется по формуле:

                                                        g₃ =  g₁ + g₂                                                   (5.15)

 

Удельная нагрузка от давления ветра  на провод без гололёда определяется по формуле:

                                                g₄ = a k_l dC_x q_v *10^-3/ F                                       (5.16)

 

где a = 0,5 при q_v ³ 500 Па – коэффициент неравномерности скоростного

      напора по пролёту ВЛ;

      k_l = 1 при l ³ 250 м – коэффициент влияния длины пролёта;

      С_х = 1,2 при проводах, покрытых гололёдом – коэффициент лобового

      сопротивления провода  скоростному напору ветра.

 

Удельная нагрузка от давления ветра  на провод с гололёдом определяется по формуле:

                                        g₅ = a k_l C_x q_v ( d + 2b_г )*10^-3/ F                                 (5.17)

 

Результирующая удельная нагрузка от веса провода и давления ветра без гололёда определяется по формуле:

 

                                                      g₆ =                                                  (5.18)

 

Результирующая удельная нагрузка от веса провода и гололёда и от давления ветра определяется по формуле:

 

                                                   g₇  =                                                    (5.19)

 

g₁ = 9,81*1760*10^-3/150 = 0,115 Н/( м*мм² )

 

В табл. 5.2. приведены результаты расчетов удельных нагрузок g_I при

i = 1,2,…,7.

Таблица 5.2

Расчет удельных механических нагрузок

 

№ линии	gi , Н/( м*мм2 )
	g1	g2	g3	g4	g5	g6	g7
W1, W2	0,115	0,020	0,135	0,034	0,054	0,120	0,145

 

5.4.Расчёт критических пролётов и выбор расчётных условий.

 

 

 

Расчёт критических пролетов производим по следующим формулам:

 

                     l_кр1 = ,                      (5.20)

 

                     l_кр2 = ,                  (5.21)

 

                    l_кр3 = ,                  (5.22)

 

где a - температурный коэффициент расширения град-1 из [8];

      Е – модуль  упругости для провода марки  АС – 150/24;

      b = Е^-1 – коэффициент упругого удлинения провода;

      [ s ]_gнб, [ s ]_uн, [ s ]_сг – напряжения при наибольшей нагрузке, низшей и

      среднегодовой температуре  соответственно, согласно ( см. табл. 3.27 [8] );

      l_кр- длина критического пролёта;

      u_gнб = - 5 ^оС, u_н = - 40 ^оС, u_сг = 0 ^оС - расчётная температура при

      наибольшей нагрузке, низшая и среднегодовая температура 

      соответственно.

 

Сопоставляя полученные значения критических  пролётов с заданным пролётом, находим, что l_кр1 > l_кр2 > l_кр3, причём l > l_кр2 .

Такое соотношение между длинами  пролётов позволяет заключить, что для дальнейших расчётов в исходных расчётных условиях должны быть приняты:

s_n = [ s ]_gнб ; g_n = g₇ ; u_n = u₇ .

Расчет для первого критического пролета:

 

l_кр1 = = 208 м

Аналогично проводим расчеты для l_кр2, l_кр3. Все результаты сводим в табл. 5.3

Таблица 5.3

Расчет критических пролетов

 

№ линии	a, 10-6/ oC	Е, 103Н/мм2	b, 10-3 мм2/Н	[ s ]gнб = [ s ]uн Н/мм2	[ s ]сг Н/мм2	lкр1, м	lкр2, м	lкр3, м
W1,W2	18,9	84,5	0,012	122	72,5	208	28	24

 

 

 

5.5 Расчёт монтажных таблиц и построение монтажных кривых.

 

 

 

Тяжение по проводу при любых  условиях работы определяется по формуле:

                                                            T_m = σ_mF,                                                 (5.23)

 

Стрела провеса провода определяется по формуле:

 

                                                           f_m =                                                   (5.24)

 

Т₁ = 31,5*150 = 4725 Н;

f_1.1 = = 0,31 м.

Аналогично проводится расчет для остальных точек. Результаты расчетов сведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4