3.1.2. Выбор сечения проводов ВЛ

Технико-экономические расчеты по выбору сечения проводов каж­дой конкретной линии выполняются для ВЛ 750 кВ и выше и передач постоянного тока. При проектировании ВЛ напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормирован­ным обобщенным показателям. В качестве таких показателей исполь­зуются нормированные значения экономической плотности тока.

Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой ВЛ состав­ляет:

F=Ip/jн

 где:  Ip – расчетный ток, А;

jн – нормированная плотность тока, А/мм2.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) нормированы следующие значения плотности тока для ВЛ 35–500 кВ (табл. 3.12).

Таблица 3.12

Нормированные значения плотности тока для ВЛ

 

Проводники

Плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки, Тmax, ч/год

боже 1000 до 3000

боже 3000 до 5000

более 5000

Неизолированные провода и шины: медные алюминиевые

2,0 1,0

1,7 0,9

1,4 0,8

 

Значение Ip определяется по выражению:

Ip=I5·i·t ,

Где I5 – ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для системообразующих линий основной сети по расчетным длительным потокам мощности. Для линий распре­делительной сети Ip определяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы;

i – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эк­сплуатации линии. Для линий 110–220 кВ значение i может быть принято равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициен­та в зоне наиболее часто встре­чающихся темпов роста нагруз­ки. Для ВЛ 330 и 500 кВ i оп­ределяется по кривым рис. 3.2. Значения i1 = I1/I5 и i2 = I10/I5 характеризуют отношение расчетного тока первого и де­сятого годов эксплуатации к величине тока пятого года эк­сплуатации. В практических расчетах i меняется в преде­лах от 0,6 до 1,65.

При   пользовании   кривыми рис. 3.2. I10 принимается не более 2 (кроме ВЛ 330 кВ длиной более 200 км и 500 кВ – более 500 км, для которых I10 принимается не более 1).

Коэффициент i учитывает число часов использования максимальной нагрузки ВЛ (Tmax), а коэффициент Км – отражает участие нагрузки ВЛ в мак­симуме энергосистемы (табл. 3.13).

Таблица 3.13

Усредненные значения коэффициента i

Напряжение ВЛ, кВ

Коэффициент участия в максимуме энергосистемы, Д,

Значение коэффициента а, при числе часов использования максимума нагрузки линии, Tmax , час/год

до 4000

4000-6000

более 6000

35-330

1,0

0,8

1,0

1,3

0,8

0,9

1,2

1,6

0,6

1,1

1,5

2,2

500

1,0

0,7

0,9

1,1

0,8

0,8

1,0

1.4

0,6

0,9

1,4

1,9

 

Для линий с максимумом нагрузки летом или в часы снижения на­грузки энергосистемы (при Км < 0,5) I5 принимается по максимальной нагрузке линии, а i – равным 0,4.

Сечения проводов на ответвлениях от основной ВЛ длиной до 2 км, со­оружаемых одновременно с основной линией, принимается таким же, как и на основной линии. Для заходов действующих ВЛ на новые ПС сечение провода выбирается, как правило, не меньшим, чем на основной линии.

При пользовании нормированными значениями плотности тока необходимо также руководствоваться следующим. Приведенные выше значения относятся только к проектируемым линиям и не являются критерием экономической нагрузки существующих линий. На таких линиях по сравнению с прокладкой дополнительных цепей или заме­ной проводов проводами больших сечений допускается превышение (вплоть до двукратного) нормативных величин плотности тока.

Увеличение числа цепей сверх необходимого по условиям надеж­ности электроснабжения в целях удовлетворения требований по эко­номической плотности тока обосновывается технико-экономическим расчетом. При этом во избежание увеличения числа линий или цепей также допускается превышение нормативных величин плотности тока вплоть до двукратных значений.

Для ВЛ 110–220 кВ основной сети, сооружаемых на территории крупных городов, рекомендуется применять сечения проводов не ме­нее 240 и 400 мм7 соответственно.

В табл. 3.14 приведены значения передаваемой мощности но ВЛ 3 5– 500 кВ, соответствующие нормированной плотности тока.

Выбранное сечение провода должно быть проверено по допусти­мой токовой нагрузке по нагреву Iдоп:

Iр.н. Iдоп. ,

где Iр.н. – расчетный ток для проверки проводов по нагреву (средняя то­ковая нагрузка за полчаса); при этом расчетными режимами могут являться нормальные или послеаварийные режимы, а так­же периоды ремонтов других элементов сети, возможных неравномерностей распределения нагрузки между линиями и т. п.

Допустимые длительные токи и мощности для неизолированных про­водов марок АС и АС К приведены в табл. 3.15, а поправочные коэффициенты на температуру воздуха для неизолированных проводов - в табл. 3.16. Проверке по условиям короны подлежат ВЛ 110 кВ и выше, прокла­дываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка не производится, сели сечения проводов равны мипима;1ьно допустимым по условиям короны или превышает их. Проверке по допустимым потерям и отклонениям напряжения ВЛ 35 кВ и выше не подлежат, так как повышение уровня напряжения пу­тем увеличения сечения проводов таких линий по сравнению с приме­нением трансформаторов с РПН или средств компенсации реактивной мощности экономически не оправдывается.

Расчетная мощность ВЛ 35–500 кВ со сталеалюминиевыми проводами, МВт,

при нормированной плотности тока

(при 1,05 Uном , Тmax = 5000 ч/год, cos = 0,9, i и t = 1)

Напряжение, кВ

Номинальное сечение, мм2. Количество проводов в фазе, шг.

 

 

35

50

70

95

120

150

185

240

300

330

400

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1

2

3

3

1

2

3

1

2

3

35

1,7

2,6

3,5

4,8

6.1

7,6

9,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

110

-

-

11,0

15,0

19,0

23,8

29,2

38,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

-

 

-

-

26,0

32,5

40,0

51,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220

-

-

-

_

-

-

-

76

-

95

-

-

-

127

-

-

156

-

-

330

-

-

-

-

-

-

-

-

230

-

285

-

-

-

379

-

-

475

-

500

 

-

650

715

_

870

-

 

1080

При cos 0,9, а также i и t 1 следует ввести поправочные коэффициенты.

Таблица 3.15

Допустимые длительные токи и мощности для

недатированных проводов марок АС, АСК

(допустимая температура нагрева +70 °С при температуре воздуха +25 °С)

Сечение (алюминий/ сталь), мм2

Ток, А

Мощность, МВт, вне помещений при напряжении, кВ

вне поме­щений

внутри помеще­ний

500

330

220

150

110

35

35/6,2

175

135

 

-

-

-

-

10

30/8

210

165

 

-

-

-

-

12

70/11

265

210

 

-

-

-

47,6

15,2

95/16

330

260

-

-

-

80,9

59,3

18,9

120/19

390

313

-

-

-

93,6

68,7

21,8

150/24

450

365

-

-

-

110,3

80,9

25,7

185/29

510

425

-

-

-

126,2

92,6

29,5

240/39

610

505

-

328

21S

149

109,2

-

300/48

690

585

566

374

249

-

-

-

330/27

730

-

596

-

-

-

-

-

400/18

830

713

685

452

301

-

-

-

400/51

825

705

400/69

860

-

500/26

960

830

778

513

342

-

-

-

500/64

945

815

778

513

342

-

-

-

Примечание.

Допустимая длительная мощность рассчитана при U = 1,05 Uном

Таблица 3.16

Поправочные коэффициенты на температуру воздуха для неизолированных проводов

Расчетная температура воздуха, С

Нормированная температура провода, С

Поправочные коэффициенты при фактической температуре воздуха, °С

-5

0

+5

+10

+15

+20

+25

+30

+35

+40

+45

+50

25

70

1,29

1,24

1,2

1,15

1,11

1,05

1,0

0,94

0,88

0,81

0,74

0,67