Электрический расчет воздушной линии

Воздушные линии электропередач

В состав воздушной линии могут входить (в зависимости от условий эксплуатации):

• Элементы маркировки.
• Провода.
• Вспомогательное оборудование.
• Траверсы.
• Изоляторы.
• Секционирующее оборудование.
• Арматура.
• Заземление.
• Разрядники.
• Грозозащитные тросы.
• Опоры.

Воздушные линии электропередач классифицируются по следующим признакам:

1. Род тока. Согласно данному признаку воздушные линии электропередач делятся на линии переменного и постоянного тока.
2. Назначение. Согласно данному признаку воздушные линии электропередач делятся на дальние межсистемные, магистральные, распределительные, а также линии напряжением 35 киловольт и линии напряжением ниже 20 киловольт.
3. Напряжение. Согласно данному признаку воздушные линии электропередач делятся на линии напряжением до и более 1000 вольт.
4. Режим работы нейтралей в электрических установках. Согласно данному признаку воздушные линии электропередач делятся на трехфазные сети с незаземленными, компенсированными или эффективно-заземленными нейтралями, а также с глухозаземленной нейтралью.
5. Режим работы в зависимости от механического состояния. Согласно данному признаку воздушные линии электропередач делятся на линии монтажного, аварийного или нормального режима работы.

Электрический расчет воздушной линии электропередач

При электрическом расчете воздушной линии электропередач определяются: допустимое сечение по механической прочности, допустимое сечение по нагреву, допустимое сечение по потерям напряжения, допустимое сечение по экономической плотности тока, допустимое сечение по термической прочности к токам. Выбор сечения жил кабелей осуществляется по нагреву, и начинается он с определения расчетного тока по следующей формуле:

$Ip = Sp / (√3*Uн*cosф)$

где Sp - мощность максимального приемника; Uн - номинальное напряжение

После этого по значению расчетного тока выбирается марка провода, которая удовлетворяет полученному результату. Теперь необходимо проверить сечение провода, которое было выбрано по нагреву, по экономической плотности электрического тока по следующей формуле:

$Sэк = Ip/j$

где j - экономическая плотность тока.

Полученное значение сечения провода по экономической плотности тока должно удовлетворять условиям.

Выбор сечений жил проводов и кабелей по потере напряжения нужен для проверки обеспечения стабильности у приемников электроэнергии, поддержание необходимых уровней напряжений играет важную роль для нормального функционирования электрического оборудования, потому что отклонения напряжения в любую сторону может стать причиной существенного ущерба. Выбранное ранее сечение жил проверяется с учетом отклонений напряжения между электроприемником и источником тока по формуле:

$S = (√3*Ip*L*cosф) / (y*u)$

где L - длина воздушной линии электропередач; cosф - коэффициент мощности приемника электрической энергии; у - удельная проводимость проводника; u - максимально допустимое значение потери напряжения.

После этого выбранное сечение жил проверяется на термическую стойкость к току короткого замыкания:

$Sтс = a*Iуст*√tп$

где а - расчетный коэффициент, который определяется ограничением максимальной допустимой температуры нагрева, а также материалом жил (для меди а=7, для алюминия а=12); Iуст - установившийся ток короткого замыкания; tп - приведенное время протекания короткого замыкания.

Затем выбранные провода проверяются на механическую прочность по нормативным данным. Теперь необходимо рассчитать шинопровод динамическую стойкость шин, термическую стойкость и разрушающую стойкость изоляторов. Сечение шин должно выбираться в зависимости от расчетной нагрузки всех потребителей электроэнергии, которые запитаны от него с запасом по мощности в соответствии с правилами устройства электрических установок. Номинальный ток шинопровода рассчитывается по следующей формуле:

$Iв = (Рi*a*b*d) / (√3*Ue*cosф)$

где Pi - установленная мощность; а - коэффициент разновременности; b - коэффициент использования; d - коэффициент питания; Uе - номинальное напряжение; cosф - коэффициент мощности.

В некоторых случаях выбор шинопровода осуществляется более простым способом - по данным, которые предоставляются изготовителем. В данном случае определяющими параметрами не являются поправочные коэффициенты и выбор изоляционных материалов.