Тақырып «Ауалық желі сымдарының қима аудандарын
Модуль 1 Энергожүйе туралы түсінік
ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС №5
Тақырып «Ауалық желі сымдарының қима аудандарын
тоқтың экономикалық тығыздығы бойынша анықтау»
Сұрақтар:
1. 35 кВ жəне жоғары АЖ сымдарының қима аудандарын токтың экономикалық тығыздығы бойынша анықтау.
2. Тоқтың экономикалық тығыздығы бойынша кернеуі 35 кВ АЖ сымдарының қима ауданын анықтау.
3. Кернеуі 10 жəне 0,38 кВ АЖ сымдарының қима ауданын экономикалық дерелер əдісімен анықтау
Электрберілістің кез-келген желісі электрлік, қиыстырмалық жəне құрылымдық параметрлермен сипатталады. Олардың маңыздыларына сымдардың материалын, қима ауданын, активтік жəне индуктивтік кедергілерін, беріліп жатқан қуат мəндерін, қуат пен кернеудің шығындарын, тіректердің, оқшаулағыштардың жəне арматураның типтерін, желінің құрылымын (радиалды, бас бағытта (магистральді, аралас) жатқызады.
Желі салынғанда оның параметрлері үнемділікті, берілетін электрэнергияның тиісті сапасын, электрмен жабдықтаудың сенімділігін, эксплуатацияның қауіпсіздігі мен ыңғайлылығын, жүйенің одан əрі дамуының мүмкіндігін қамтамасыз ету керек.
Желілік индуктивтік кедергілердің орталанған мəндері:
Желінің кернеуі, кВ 0,38 10 (6) 35(20) 10 (6)* 1*
Индуктивтік кедергі, Ом/км 0,35 0,38 0,4 0,08* 0,06*
*Бұл мәндер кабель желілері үшін.
Механикалық беріктіліктің шарттары бойынша (ПУЭ, 2.4.12; 2.5.4) АЖ сымдары қималарының минималды рұқсат етілген аудандары 3.3-кестеде келтірілген.
Желінің параметрлерін техникалық-экономикалық есептердің нəтижесінде орнатады. Негізгі есеп-сымдардың қима ауданын анықтау. Оны жүргізгенде, экономикалық ойларды басшылыққа алып, кернеудің рұқсат етілген шығындары, қызу жəне механикалық беріктілік бойынша алынған мəліметтерді тексереді.
Желі параметрлерін техника-экономикалық есептер нәтижесінде орнатылады. Негізгі есеп –сымдардың қима ауданын анықтау болып табылады. Оны жүргізгенде, экономикалық тұрғыдан, кернеудің рұқсат етілген шығындары, қызу және механикалық беріктілік бойынша алынған мәліметтерді тексереді.
3.3-кесте Алюминді және болат-алюминді сымдардың есептік параметрлері
| Қима ауданы мм2 | Орталанған активтік сызықты кедергі, Ом / км. | Ұзақ режимдегі рұқсат етілген тоқ, А | ||
| Алюминий сымы | Болаталюминий сымы | Алюминий сымы | Болаталюминий сымы | |
| 1,84 | 1,8 | - | ||
| 1,16 | 1,18 | |||
| 0,85 | 0,79 | |||
| 0,59 | 0,6 | |||
| 0,42 | 0,43 | |||
| 0,31 | 0,31 | |||
| 0,25 | 0,25 |
3.4-кесте Механикалық беріктілік шарттары бойынша, АЖ сымдары қима ауданының минималды рұқсат етілген аудандары
| Желілердің сипаттамасы | Алюминий сымы | Болаталюминий сымы | Болат сымы |
| Кернеуі 1 кВ дейінгі АЖ Кернеуі 6... 35 кВ АЖ, қиылыссыз, көк мұз кемерінің қалыңдығы 10 дейін 15 жəне жоғары аудандарда Көк мұз кемерінің кез-келген қалыңдығындағы инженерлік құрылымдары бар АЖ қиылыстарының өткіндері | Рұқсат етілмейді |
Типтік есептерде 3.3 жəне 3.4 кестелер деректерін пайдалану ұсынылады.
Электр қондырғылар құрылымының ережелері (ПУЭ, 1.3.30) бұл əдісті ауылдық жерде орналасқан жəне жүктемесі бар кезде кернеуі реттелетін трансформаторлар орнатылған кернеуі 35/10 кВ қосалқы станцияларын қоректендіретін кернеуі 35 кВ желілердің сымдарын есептеу үшін қолдануды ұсынады. Сымның қима ауданынжелідегі күрделі шығындар мен шығындардың құнын ескеретін тоқтың экономикалық тығыздығының мəні бойынша анықтайды:
Fэк = Iесеп / jэк, (3.1)
мұнда Fэк –сым қимасының экономикалық тұрғыдан тиімді ауданы, мм;
Iесеп –есептік тоқ, А;
jэк –кесте бойынша анықталатын (ПУЭ, 1.3.36) тоқтың экономикалық тығыздығының нормаланған мəні, А/мм2.
Желі участкісіндегі есептік тоқ:
Iесеп= Ресеп / (√3 Uном×cosφ), (3.2)
мұнда Рр –желінің бесінші жылғы жұмысындағы есептік қуаты, кВт.
(3.1) формуласынан (3.2) теңдеуіне Ір мəнін қойып, алады
Fэк=Ресеп / (√3 jэк×Uном×cosφ) (3.3)
Кернеуі 35 кВ желілер үшін экономикалық тығыздық Тмакс максимумды пайдалану уақытынан тəуелді. Алюминий жəне болат алюминий сымдары үшін:
Тмакс, сағ/жыл 1000...3000 3001...5000 5000 жоғары
jэк, А/мм2 1,3 1,1 1
Участкілер саны n қимасының ауданы бірдей сымнан жасалған желілер үшін бас участкідегі тоқтың экономикалық тығыздығын ky есе көбейтуге болады, егер
ky = √ I12×L / (I1×ℓ1 + I2×ℓ2 +... + In×ℓn), (3.4)
мұнда I1, I2,..., In –желі участкілеріндегі тоқтың күші, A;
L –желінің толық ұзындығы, км;
ℓ1, ℓ2...,ℓn –участкілердің ұзындығы, км.
3.2 есеп. Кернеуі 35 кВ АЖ болаталюминий сымының қима ауданын анықтау керек, егер Ресеп=3600 кВт, Tмах=4000 сағ/жыл, cosφ =0,8, L=27 км, кернеудің рұқсат етілген шығындары ∆Uрұқ=6%; желі көк мұз бойынша екінші ауа-райы ауданында орналасқан.
Шешуі. Тоқтың есептік мəні
Iесеп= Pесеп/(1,73U×cosφ) = 3600/(1,73 *35 * 0,8)A = 74,3 A.
Тмакс=4000 сағ/жыл болғанда jэк = 1,1 А/мм2 (ПУЭ кестесі бойынша).
Сым қимасының экономикалық тұрғыдан тиімді ауданы:
Fэк=Iр/jэк = 74,3/1,1 мм2=67,5 мм2.
АС-70 (rо=О,43 Ом/км; хо=0,4 Ом/км) сымын таңдайды. ∆U= (PR0 + QX0) L/Uном формуласын пайдаланып, сымды кернеудің рұқсат етілген шығындары бойынша тексереді, мұнда ℓ= L.
Реактивтік қуаттың мəнін алдын-ала табады:
Q = P×tg φ= 3600×0,75 квар = 2700 квap;
(tgφ = sinφ / cosφ= 0,6/0,8 = 0,75).
Желідегі кернеудің шығындары:
∆U= (3600×0,43 + 2700×0,4)×27/35 = 2027 В.
бұл 5,8 % құрайды, яғни рұқсат етілген мəніен аз. Бұл тұтынушыдағы кернеудің ауытқуы нормадан аспағанын көрсетеді.
3.3-кестеден Fмин =25 мм2, онда сымның механикалық беріктілігі қамтамасыз етіледі.
3.3-есеп. Қимасының ауданы бірдей сымнан жасалған кернеуі 35 кВ АЖ үш участкіден тұрады: ℓ1=10 км, ℓ2= 12 км, ℓ3= 8 км; олардағы тоқтың күштері I1= 70 А, I2=40 А, I3 = 30 А; Тмакс=3500 сағ/жыл, cosφ =0,8; L=30 км, ∆Uрұқ =5%.
Болаталюминий сымының қима ауданын анықтау керек.
Шешуі. Коэффициенттің мəні:
ky = √ I12 L / (I1 ℓ1 + I2 ℓ2 +...+ In ℓn) = √70×30/(70×10+402×12+302×8)=1,4.
Сым қимасының экономикалық тұрғыдан тиімді ауданы:
Fэк = I1 / jэк = 70/(1,4-1,1)= 45,5 мм2.
АС-50 (rо=0,6 Ом/км; хo=0,4 Ом/км) сымын таңдайды. Сымдағы кернеудің шығындары формула бойынша табылады,
∆U =√3 ΣIi×ℓi(Rоi cosφi+Хоi sinφi)
Желі АС-50 сымымен жасалғасын, барлық участкіде
Rо=0,6 Ом/км; Хо=О,4 Ом/км; cos φ=0,8; sin φ=0,6.
Онда:
∆U = √3 (0,6×0,8 +0,4×0,6) × (70×10 + 40×12 + 30×8)=1768 В,
бұл 5% құрайды жəне рұқсат етілген мəннен аспайды.
АС-50 сымы рұқсат етілген қызу мен механикалық беріктілік шарттарын қанағаттандыратыны белгілі.
Тоқтың экономикалық тығыздығы əдісі өте қарапайым, бірақ үнемі тиімді емес, өйткені 50-ші жылдардың басында баға көрсеткіштерін ескермей жасалынған. Сондықтан таңдалған нұсқа келтірілген шығындардың минимуміне сəйкес келе бермейді.
«Сельэнергопроект» институты экономикалық дерелер əдісін ойластырып жасады. Оның маңызы мынада сым қимасының əрбір ауданы үшін шығындардың минимумын ойға алып, ортаның ауа-райы жағдайлары мен желінің қиыстырма параметрлерін ескеріп, экономикалық тиімді берілетін толық қуаттың дерелерін орнатады.
Экономикалық тиімді берілетін қуатты эквиваленттік (баламалы) дейді. Оны формуламен анықтайды:
Sэкв= Sмакс·kд (3.5)
мұнда Sмакс -максималды есептік қуат, кВА; kд -жүктемелердің өсу динамикасының коэффициенті (5...7 жылдан кейін жобалық қуатына жететін жаңадан салынып жатқан желілер үшін жəне жүктеменің 1,5...2 есе өсуін күткендегі қайта құрылатын участкілер үшін kд =0,7; жүктеме 1,5 еседен кем өссе kд =0,8).
Кернеуі 10 кВ ауа желілерінің алюминий сымдары үшін эквиваленттік қуаттың экономикалық интервалдары 3.5-кестеде келтірілген.
3.5-кесте
| Көк мұз ауданы | Сымның қима ауданы, мм2 | Есептік мерзім кезіндегі интервал, кВА | ||
| 10 жыл | 7 жыл | 5 жыл | ||
| Темірбетон тіректер | ||||
| І-ІІ | 450 дейін | 365 дейін | 320 дейін | |
| 450-770 | 365-630 | 320-550 | ||
| 770-950 | 630-775 | 550-675 | ||
| 950-1385 | 775-1130 | 675-990 | ||
| 1385-1800 | 1130-1470 | 990-1285 | ||
| 1800 артық | 1470 артық | 1285 артық | ||
| ІІІ-ІV | 660 дейін | 540 дейін | 470 дейін | |
| 660-685 | 540-560 | 470-490 | ||
| 685-1260 | 560-1030 | 490-900 | ||
| 1260-1705 | 1030-1390 | 900-1215 | ||
| 1705 артық | 1390 артық | 1215 артық |
3.5 –кестенің жалғасы
| Көк мұз ауданы | Сымның қима ауданы, мм2 | Есептік мерзім кезіндегі интервал, кВА | ||
| 10 жыл | 7 жыл | 5 жыл | ||
| Ағаш тіректер | ||||
| І-ІІ | 420 дейін | 340 дейін | 300 дейін | |
| 420-660 | 340-540 | 300-470 | ||
| 660-785 | 540-640 | 470-560 | ||
| 785-1310 | 640-1070 | 560-935 | ||
| 1310-1775 | 1070-1450 | 935-1265 | ||
| 1775 артық | 1450 артық | 1265 артық | ||
| ІІІ-ІV | 610 дейін | 500 дейін | 435 дейін | |
| 610-715 | 500-585 | 435-510 | ||
| 715-1140 | 585-930 | 510-815 | ||
| 1140-1640 | 930-1340 | 851-1170 | ||
| 1640 артық | 1340 артық | 1170 артық |
Кернеуі 380/220 В ауа желілерінің алюминий сымдары үшін эквиваленттік қуаттың экономикалық интервалдары 3.6-кестеде келтірілген. Кернеуі 10 жəне 0,38 кВ ауалық желілердің алюминий сымдары үшін эквиваленттік қуаттың экономикалық интервалдары 3.5 жəне 3.6-кестелерде келтірілген.
Есепті жүргізу тəртібі:
1. Басқарушы нұсқаулар мен материалдарда (РУМ) берілген əдістеме бойынша активтік максималды қуатты жақын арадағы 5...7 жылда өсуін ескеріп анықтау керек. Үлкендеуін таңдау үшін, өндірістік жүктеме жағдайында күндізгі, коммуналды-тұрмыстық кезінде –кешкі, араласта-күндізгі жəне кешкі қуаттардың максимумын білген жеткілікті.
3.6 –кесте Кернеуі 380/220 В ауалық желілердің алюминді сымдары үшін элективті қуаттарының экономикалық интервалдары
| Көк мұз ауданы | Қуат интервалы, кВА | Негізгі сымдар | Қосымша сымдар |
| І | 3,1 дейін 3,1... 5,6 5,6... 8 8... 20,5 20,5... 26,4 26,4 артық | А-16+А-16 2ХА-16+А-16 3ХА-16+А-16 3ХА-25+А-25 3ХА-35+А-35 3ХА-50+А-50 | 2ХА-16+А-16, ЗХА-16+А-16, ЗХА-25+А-25, ЗХА-16+А-16 ЗХА-25+А-25 ЗХА-35+А-35 ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35 ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35 ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35 ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35 |
| ІІ | 3,1 дейін 3,1... 5,8 5,8... 13.5 13,5... 25,4 25,4 артық | А-16+А-16 2ХА-16+А-16 3ХА-16+А-16 3ХА-25+А-25 3ХА-50+А-50 | 2ХА-16+А-16, ЗХА-16+А-16, ЗХА-25+А-25, ЗХА-16+А-16 ЗХА-25+А-25 ЗХА -35+А-35 ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35 3ХА -50+А50 ЗХА-35+А-35, ЗХА-50+А-50 ЗХА-50+А-50, ЗХА-35+А-35 |
| ІІІ | 6,6 дейін 6,6... 11,8 11,8... 25,1 25.1...28,4 28,4 артық | А -25+А -25 2ХА-25+А-25 3ХА-25+А-25 3ХА-35+А-35 3ХА-50+А-50 | 2ХА-25+А-25, ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35, ЗХА-25+А-25 ЗХА -35+А-35 3ХА -50+А50 ЗХА-35+А-35 3ХА -50+А50 2ХА-25+А-25, ЗХА-25+А-25, ЗХА-50+А-50 ЗХА-35+А-35 |
| ІV | 4,4 дейін 4,4... 13,0 13,0... 17,7 17,7... 26,4 24,4 артық | А-16+А-16 2ХА-16+А-16 3ХА-16+А-16 3ХА-25+А-25 3ХА-50+А-50 | 2ХА-25+А-25, ЗХА-25+А-25, ЗХА-35+А-35, ЗХА-25+А-25 ЗХА -35+А-35 3ХА -50+А50 ЗХА-35+А-35 3ХА -50+А50 2ХА-25+А-25, ЗХА-25+А-25, ЗХА-50+А-50 ЗХА-35+А-35 |
2. Желінің сұлбасын пайдаланып, оның участкілеріндегі толық қуаттың мəндерін табады.
3. 3.5 жəне 3.6-кестелер көмегімен эквиваленттік қуаттың мəндері бойынша негізгі сымдардың маркалары мен қима аудандарын таңдайды.
4. Sмакc жүктемесіндегі кернеу шығындарын есептей отырып, желінің негізгі сымдарына тексеру жүргізеді жəне бас бағыттың соңы мен тармақтарындағы шығындардың есептік мəндерін рұқсат етілгенімен салыстырады. Шығындардың есептік мəндері рұқсат етілгеннен айырмашылығы көп болатын участкілерде негізгі сымдарды қосымшалармен аумастырып, қажетті нəтижені көздеп есепті қайталайды.
Есептік нәтижелерді 3.7-кестеге жазады.
3.7-кесте Есептік нәтижелердің жазба формасы
| Участкі | Қуат | Ұзындығы, км | Алдын-ала есептеу | Ақырғы есеп | ||||||
| Активті, кВт | Толық, кВА | Эквивалентті, кВА | Сымның маркасы | Кернеудің шығындары, % | Сымның маркасы | Кернеудің шығындары, % | ||||
| Участкіде | Желінің басынан | Участкіде | Желінің басынан | |||||||
3.4-есеп. Ауылшаруашылық бағытындағы нысан үшін (3.4-сурет.) кернеуі 10 кВ АЖ сымдарының қима ауданы мен маркаларын таңдау керек, егер активтік максималдық қуаттар (күндізгі максимум) Р1=170 кВт, Р2 = 205 кВт, Р3 = 110 кВт, P4=128 кВт, Р5=180 кВт; ℓА-1= 2,3 км, ℓ1-2=3км, ℓ2-3=2,0 км; ℓ1-4=2,8 км, ℓ4-5=4,8 км; cosφ = 0,81; ∆U= 5%; желі екінші ауа-райы ауданында орналасқан.
3.4-сурет Кернеуі 10 кВ желінің есептік сұлбасы
Шешуі. 1 Желінің 2-3 айланындағы қуаттардың есептік мəндері
активтік қуат:
Р2-3= Р3 =110 кВт;
толық қуат:
S2-3 = Р2-3 / cosφ = 110/0,81=135,8 кВА;
эквиваленттік қуат:
Sэкв2-3 = S2-3·kд = 135,8·0,7 =95,1 кВА.
Желінің 1-2 айланында
активтік қуат:
Р1-2 = (Р3 +Р2) kо=(110+205) · 0,9 =283,5 кВт,
Мұнда, kо– шығатын желілердің санынан немесе қосылған ҚС санынан (екі шығатын желі немесе екі ҚС үшін kо=0,9; үшеу үшін kо =0,85; 4-6 үшін kо =0,8 және т.б.) тəуелді біруақыттық коэффициенті, біздің есепте kо =0,9 қабылданады:
толық қуат
S1-2 = Р1-2 / cosφ = 283,5/0,81=350 кВА
эквиваленттік қуат
Sэкв1-2= S1-2 ·kд = 350·0,7 =245 кВА.
Желінің 4-5 айланында
активтік қуат
Р4-5 = Р5 =180 кВт,
толық қуат
S4-5= Р4-5 / cosφ = 180/0,81=222,2 кВА,
эквиваленттік қуат
Sэкв4-5 = S4-5 ·kд= 222,2·0,7 =155,5 кВА.
Желінің 1-4 айланында
активтік қуат
Р1-4 = (Р4 +Р5) kо=(128+180)·0,9 =277,2 кВт,
мұнда kо – біруақыттық коэффициенті (біздің есепте kо=0,9);
толық қуат
S1-4 = Р1-4 / cosφ = 277,2/0,81=342,2 кВА,
эквиваленттік қуат
Sэкв1-4 = S1-4·kд = 342,2·0,7 =239,5 кВА.
Желінің А-1 айланында
активтік қуат
РА-1 = (Р1-4 +Р1-2) kо=(277,2+283,5) · 0,9 =504,6 кВт,
Мұнда, kо – біруақыттық коэффициенті (біздің есепте kо=0,9);
толық қуат
SА-1 = РА-1 / cosφ = 504,6/0,81=623 кВА,
эквиваленттік қуат
Sэкв А-1 = SА-1 ·kд = 623·0,7 =436 кВА.
2. 3.5-кестесі бойынша сымдардың маркаларын таңдайды. Мысалы, 2-3 участкіде SЭКВ2-3= 95,1 кВА. Эквиваленттік қуаттың бұл мəні 5 жылдық есептік мерзімде және ағаш тіректер жағдайында 300 кВА -ге дейінгі интервалда жатады; бұған А немесе АС маркалы сымының 25 мм2 қима ауданы сəйкес келеді. Бас участкіде SЭКВА-1= 436 кВА-ға А немесе АС маркалы сымының 35 мм2 қима ауданы сəйкес келеді.
3. 2.5-кестені пайдаланып, участкідегі кернеу шығындарын анықтайды:
∆Uуч% = ∆U кес Sайл·ℓуч·10-3%,
мұнда ∆Uкес -кернеу шығындарының кестелік мəні; Sуч·ℓуч -максималды толық қуат, кВА жəне участкінің ұзындығы, км.
Мысалы, 4-5 айланында желі көлденең қимасы 25 мм2 маркасы А сымынан жасалған. Мұнда cosφ = 0,81 болса ∆Uкес =1,19 (пайыздың мыңнан бір үлесінде), S2-3= 95,1 кВА, ℓ2-3=2 км. 2-3 участкісінде
∆U 2-3% = 1,19·95,1·2·10-3% = 0,226%.
Осыған ұқсас басқа участкілердегі кернеу шығындарын анықтайды. Желі басынан алғандағы кернеу шығындары бірізді жалғанған участкілердегі шығындардың қосындысына тең.
Мысалы, А-3 бас бағыттың соңында:
∆U А-3% = ∆U А-1+∆U 1-2+ ∆U 2-3= (1,13 +1,249 + 0,226) % = 2,6 %.
1-5 тармағының соңында,
∆U1-5% =∆UА-1 +∆U 1-4+∆U4-5 =(1,13 + 1,139 + 1,27)% =3,539 %.
Бас бағыттың соңындағы кернеу шығындары рұқсат етілгендерден аспайды (3,539 % < 5 %).
4. Есептік нәтижелерді 3.8-кестеге енгізіп қорытынды жасалынады. Желіні сымдардың А-35, А-25 маркаларымен жасау жоспарланып отыр.
3.8-кесте 3.4-есептің есепке берілгендері.
| Участкі | Қуат | Ұзындығы, км | Алдын-ала есептеу | Ақырғы есеп | ||||||
| Активті, кВт | Толық, кВА | Эквивалентті, кВА | Сымның маркасы | Кернеудің шығындары, % | Сымның маркасы | Кернеудің шығындары, % | ||||
| Участкіде | Желінің басынан | Участкіде | Желінің басынан | |||||||
| А-1 1-2 2-3 1-4 4-5 | 504,6 183,5 277,2 | 135,8 342,2 222,2 | 95,1 139,5 155,5 | 2,3 2,8 4,8 | А-35 А-25 А-25 А-25 А-25 | 1,13 1,249 0,226 1,139 1,27 | 1,13 2,379 2,605 2,269 3,539 | А-35 А-25 А-25 А-25 А-25 | 1,13 1,249 0,226 1,139 1,27 | 1,13 2,379 2,605 2,269 3,539 |
Есепті дəлдеу. 10 кВ желіні монтаждау жəне электрмен жабдықтаудың сенімділігі талаптарын ескергенде олардың бас бағыттық құрылымы болуы керек. Бас бағытты əдетте қима ауданы
бірдей сымнан жасайды. Қарастырылып отырған есепте (3.4-сурет.) А-1-2-3 немесе А-1-4-5 желілері бас бағыт бола алады. Оны анықтау үшін, 1 тарамдану нүктесі арқылы тұтынушылар қуаттарының моменттердің (иінкүш) қосындыларын салыстырады:
∑M1-3 = P3 (ℓ1-2 + ℓ2-3) + Р2 ℓ1-2 = 110 (3 + 2) + 205·3 = 1165 кВт·м;
∑M1-5= P5 (ℓ4-5+ ℓ1-4) + Р4ℓ1-4= 180 (4,8 + 2,8) + 128·2,8 = 1726,4 кВт*м.
∑M1-5 >∑M1-3(1726,4 кВт·м>1165 кВт·м) болғасын, А-1-4-5 желісі бас бағыт болады, ол үшін маркасы А-50 сымын пайдалануға болады.
Бас бағыттың соңындағы кернеудің шығыны:
∆U1-5% = ∆UА-1+ ∆U1-4+ ∆U4-5 = ∆Uкес·10-3(SА-1 ℓА-1+ S1-4ℓ1-4 + S4-5 ℓ4-5) = 0,710·10-3 (623·2,3 + +342,2·2,8 + 222,2·4,8)% =2,45%.
1-4-5 тармағы үшін маркасы А-25 сымын таңдайды. Мұнда тармақтың соңындағы кернеудің шығындары 2,45% құрайды.
Сонымен, желіні монтаждағанда сымдардың екі маркасы қолданылады. Ұсынылып отырған шешімнің кемшілігі бар -17 кг құрайтын сым материалының ысырабы. Бірақ бұл желіні монтаждау мен қызмет көрсету ыңғайлылығы, резервтеу мүмкіндігімен өтемделеді.
3.5-есеп. Кернеуі 10 кВ АЖ-ң қима ауданын жəне сымдардың маркаларын таңдау керек (3.5-сурет.), егер максималдық активтік қуаттар (олардың өсу перспективасын ескерсе) Р1=320 кВт, Р2 = 200 кВт, Р3= 300 кВт, Р4=120 кВт, Р5=180 кВт, Р6=120 кВт; cosφ1 =0,8; cos φ2=0,9; cosφ3= 0,75; cosφ4=0,92; cosφ5=cosφ6=0,8; ℓА-1=3,5 км; ℓ1-2=5 км; ℓ2-3 =2 км; ℓ2-4= 0,5 км; ℓ2-5= ℓ5-6 =1 км; ℓ1-7= 0,5 км; ∆Uрұқ=5%. Желіні 1-7 участкіде, көк мұз жəне жел бойынша екінші ауа-райы ауданында монтаждалады. Темірбетон тіректер. Есептік мерзім 7 жыл.
3.5-сурет 10 кВ таратушы тораптың есептік сұлбасы
Шешуі. 1. Желі участкілеріндегі активтік, толық жəне эквиваленттік қуаттардың мəнін анықтайды.
2-3 участкісінде
Р2-3 = Р3= 300 кВт;
S2-3 = Р2-3 / cosφ3=300/0,75 =400 кВА;
Sэкв 2-3= S2-3 = 0,7·400 = 280 кВА.
2-4 участкісінде
Р2-4= P4= 120 кВт;
S2-4= 120/0,92 = 130,4 кВА.
Sэкв 2-4= 0,7·130,4 = 91,3 кВА.
5-6 участкісінде
Р5-6= Р6=120 кВт;
S5-6 = 120/0,8 = 150 кВА;
Sэкв 5-6= 0,7·150 = 105 кВА.
1-7 участкісінде
Р1-7=P7= 320 кВт;
S1-7= 320/0,8 = 400 кВА
Sэкв 1-7= 0,7·400 кВА = 280 кВА.
2-5, 1-2 жəне А-1 участкілерінде біруақыттық коэффициентті енгізіп (РУМ, қараша, 1981 ж. 4.2 кестесі); бір, екі, төрт, бес, алты жəне он қосындыларында kо=0,9; 0,85; 0,825; 0,8; 0,79; 0,75. Егер қосындылардың бір-бірінен төрт еседен артық айырмашылығы болса, оларды кесте əдісімен қосады.
2-5 участкісінде
Р2-5= (Р5+Р6) kо= (180+120)0,9 кВт =270 кВт;
S2-5= Р2-5 /cos φ5 = 270/0,8 =337,5 кВА;
Sэкв 2-5= kдS2-5= 0,7·337,5 = 236,2 кВА.
1-2 участкісінде
P1-2= (Р2-3 + Р2-4+ Р2-5)ko= (300 + 120 + 270) 0,85 = 586,5 кВт;
S1-2 = (S2-3+ S2-4 + S2-5) kо = (400 +130,4 +337,5)0,85 = 737,7 кВА;
Sэкв 1-2= S1-2· kд = 0,7 ·737,7 = 516 кВА;
cos φ1-2= Pi-2/Si- 2= 586,5/737,7=0,79.
А-1 бас участкісінде
РА-1= (Р1-2+Р+Р2) ko= (586,5 +320 + 200)·0,85 = 940,5 кВт;
SА-1= (S1-2 +S1+ S2) ko = (737,7 + 400 + 222,2) 0,85 = 1156 кВА;
Sэкв А-1=0,7·1156 кВА = 809,2 кВА;
cos φА-1= PА-1/SА-1= 940,5/1156 = 0,81.
2. Эквиваленттік қуаттың мəндері бойынша, 3.9-кестені пайдаланып, желі участкілері үшін сымдарды таңдайды. Мұнда электрмен жабдықтау сенімділігінің талаптары бойынша салынатын желілердің бас бағыттары қима ауданы бірдей сымдардан жасалынуы керек.
А қорек ортасынан электрлік тұрғыда ең қашық орналасқан нүктені анықтап, бұл желіде бас бағытты бөлу керек. 3 немесе 6 нүктелері осындай нүктеге жатады. 2 нүктесі арқылы активтік қуаттар иінкүштерінің (моменттерінің) қосындысы.
∑M2-3= P3ℓ2-3= 300·2 = 600 кВт·м ;
∑M2-6 = P5ℓ2-5+ Р2(ℓ2-5+ ℓ5-6) = 180·1 + 120(1 +1) = 420 кВт·м.
2М2-3>2М2-6 (600 кВт·м>420 кВт·м) болғасын, А—1—2—3 участкілерін бас бағыт, ал 1—7, 2—4 и 2—6 участкілерін тармақтар деп санайды.
Бас айландағы эквиваленттік қуат Sэкв А-1 =809,2 кВА. 3.9- кестедегі 7 жылдық есептік мерзім үшін бұл мəн 775...1130 кВА интервалына кіреді, оған 70 мм2 сымның қима ауданы сəйкес келеді.
Тармақтардағы эквиваленттік қуаттың мəндері 365 кВА-дан аспайды, сондықтан АС-25 сымын таңдайды.
3. Участкілердегі кернеу шығындарын анықтайды. 3.9-кестеден қуат коэффициенті мəндері бойынша кернеудің меншікті шығындарын табады. cosφА-1= 0,81, cosφ1-2= 0,79, cosφ2-3=0,75 болғанда, кернеу шығындарының кестелік мəндерін интерполяция жасап, АС-70 сымы үшін алынады:
Бас бағыттың соңындағы кернеудің шығындары
∆UА-1%=(∆UкесA-l SA-l ℓA~l + ∆U кес 1-2 S1-2 ℓ1-2 + ∆U кес 2-3 S2-3 ℓ2-3)10-3=
=(0,564·1156·3,5 +0,566·737,75 + 0,566·400·2) 10-3% =4,81%,
бұл рұқсат етілген мəннен артық емес.
Тармақтардағы кернеу шығындарын табады. 5-б участкілерінде
S5-6=150 кВА; cos φ5-6=0,8; ℓ5-6=1 км.
Бұл деректерде маркасы АС-25 сымы үшін кернеудің меншікті шығындары ∆U кес = 1,176. 5-6 участкісіндегі кернеу шығындары
∆U5-6% = 1,176·150·1·10-3 % = 0,17 %.
3.8-кестеге есептік деректерді енгізіп, қорытынды жасайды.
3.8-кесте 3.5 есептің есептік нәтижелері
| Участкі | Қуат | cosφ | Участкінің ұзындығы, км | Сымның маркасы | Кернеудің шығындары, % | ||||
| активтік, кВт | толық, кВА | эквиваленттік, кВА | 2.4 кестесі бойынша | Участкіде | Желінің басынан | ||||
| А-1 | 940,5 | 809,2 | 0,81 | 3,5 | АС-70 | 0,564 | 2,28 | 2,28 | |
| 1-2 | 586,5 | 737,7 | 0,79 | АС-70 | 0,566 | 2,08 | 4,36 | ||
| 2-3 | 0,75 | АС-70 | 0,566 | 0,45 | 4,8 | ||||
| 2-4 | 130,4 | 91,3 | 0,92 | 0,5 | АС-50 | 1,245 | 0,08 | 4,44 | |
| 2-5 | 337,5 | 236,2 | 0,8 | АС-50 | 1,176 | 0,39 | 4,75 | ||
| 5-6 | 0,8 | АС-50 | 1,176 | 0,17 | 4,92 | ||||
| 1-7 | 0,8 | 0,5 | 1,176 | 0,23 | 2,51 |
Кернеудің есептік шығындары рұқсат етілгендерге жақын жəне тиімді таралған, олай болса тұтынушылардағы кернеудің талап етілген сапасы қамтамасыз етіледі. Алдын ала сымдардың тек екі маркасын (АС-70, АС-25) пайдалану көзделіп отыр, бұл желіні монтаждау мен оған қызмет көрсетуді жеңілдетеді. Одан да басқа, апатта желіні басқа көзден қоректенетін көршімен байланыстыру жеңіл, бұл бас бағыттың соңындағы сымдар қимасының шағын аудандарында мүмкін болмас еді. Шынында, Sэкв=280кВА болғанда АС-25 сымын таңдау керек еді, оның өткізу қабілеті 400 кВт құрайды.
№3.1 өзіндік жұмыстарды орындауға берілетін нұсқаулар:
1. 3.6-суретті пайдаланып, кернеуі 0,38 кВ АЖ сұлбасын салып, өз нұсқаңыздың алғашқы деректерін түсіріңіз (3.8-кесте.).
2. Желінің есептік участкілеріндегі активтік, толық жəне эквиваленттік қуаттардың мəндерін анықтаңыз.
3. Эквиваленттік қуаттың мəндері бойынша (3.6-кесте.) негізгі сымдардың қима аудандары мен маркаларын таңдаңыз.
4. Желідегі кернеу шығындарын есептеңдер. Егер бас бағыттар мен тармақтардың соңындағы қосынды шығындар рұқсат етілгендерден едəуір жоғары немесе төмен болса, онда тиісті участкілерде негізгі сымдарды қосымшалармен аумастырып, есепті қайталау керек.
Егер алынған мəндер рұқсат етілгендерге жақын болса есеп аяқталған деп саналады.
5. Нəтижелерді талдап, сымдардың қанша маркасын таңдағаныңызды анықтаңыз. Осы сымдардан жасалған желіні монтаждау жəне оған қызмет көрсету ыңғайлы ма? Сіздің нұсқаңыз электрмен жабдықтаудың сенімділігі мен тұтынушылардың кернеу сапасына қойылатын талаптарды қанағаттандыра ма? Сымдарды ақырғы рет таңдаңыз.
Ескертулер: 1. Ауылшаруашылық бағытындағы өндірістік нысандар үшін кернеуі 0,38 кВ желілерді есептегенде қажет деректер келтірілген. Қуаттың күндізгі максимумдерінің мəндері электрмен жабдықтау желілерінің даму перспективаларын ескеріп берілген. Барлық нұсқаларда cosφ =0,75, ∆Uрұқ=5%.
2. Ұзындықтың белгісіндегі индекс участкінің екінші нүктесіне сəйкес бір саннан тұрады. Мысалы, l3 = l2_3 (3.6, а сурет); l3= l1_3 (3.6, в сурет).
3.6-сурет Кернеуі 0,38 кВ желінің есептік сұлбалары
3.8-кесте №3.1 өзіндік жұмыс тапсырмасының нұсқалары
| Нұсқа | Активті қуат, кВт | Участкілердің ұзындығы, м | Көк мұздақ аудандары | Сурет | ||||||||
| Р1 | Р2 | Р3 | Р4 | l1 | l2 | l3 | l4 | l5 | l6 | |||
| 1,5 | ІІ | 3.6, а | ||||||||||
| 2,5 | ||||||||||||
| 5,5 | ||||||||||||
| - | ІІ | 3.6, б | ||||||||||
| - | ІІ | |||||||||||
| - | ІІІ | |||||||||||
| - | ІІІ | |||||||||||
| - | ІІІ | |||||||||||
| - | ІІІ | |||||||||||
| ІІІ | 3.6, в | |||||||||||
| ІІІ | ||||||||||||
| ІІІ | ||||||||||||
| ІІІ | ||||||||||||
| ІІ | ||||||||||||
| ІІ | ||||||||||||
| ІІІ | 3.6, г | |||||||||||
| - | - | ІІІ | 3.6, д | |||||||||
| - | - | |||||||||||
| - | - | |||||||||||
| - | - | |||||||||||
| - | - | |||||||||||
| - | - |
№3.2 өзіндік жұмыстарды орындауға арналған нұсқаулар:
1. 3.7-суретті пайдаланып, кернеуі 10 кВ АЖ есептік сұлбасын сызыңыз да, оған өз нұсқаңыздың Р, I, cosφ мəндерін салыңыз (3.9 жəне 3.10 кестелер.).
2. Желінің участкілеріндегі қуаттар мен қуат коэффициенттерінің мəндерін санаңыз.
3. Желідегі басбағыт пен тармақтарды бөліп, 3.6 кестемен оларға сымдарды таңдаңыз.
4. Қуат коэффициентінің мəндері бойынша (2.4-кесте.) желі участкілеріндегі, бас бағыттың соңындағы; тармақтардағы меншікті кернеу шығындарын есептеңіз. Егер есептік мəндер рұқсат етілген мәндерден едəуір айырмашылығы болса, қажетті өзгерістерді енгізіңіз. Сұлбада бас бағыт пен тармақтардың соңындағы кернеу шығындарының мəндерін көрсетіңіз.
5. Желінің салыну құрылымы мен оның тиімділігіне, тұтынушылардағы кернеудің сапасына, желінің даму мүмкіндігіне қорытынды жасаңыз.
Ескертулер: Барлық нұсқаларда есептік мерзім 7 жыл, ∆Uрұқ =5 %, тіректер темірбетон; 21...25 нұсқаларында ағаш тіректер.
3.7-сурет. Кернеуі 10 кВ ауа желісінің есептік сұлбалары
3.9-кесте №3.2 өзіндік жұмыс тапсырмасының нұсқалары
| № Нұсқа | Максималдық активтік қуат, кВт | Қуат коэффициенті | ||||||||||
| Р1 | Р2 | Р3 | Р4 | Р5 | Р6 | cosφ 1 | cosφ 2 | cosφ 3 | cosφ 4 | cosφ 5 | cosφ 6 | |
| 0,75 | 0,8 | 0,84 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | |||||||
| 0,8 | 0,82 | 0,86 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | |||||||
| 0,78 | 0,84 | 0,8 | 0,92 | 0,92 | 0,92 | |||||||
| 0,9 | 0,8 | 0,78 | 0,72 | 0,86 | 0,86 | |||||||
| 0,8 | 0,78 | 0,75 | 0,86 | 0,9 | 0,82 | |||||||
| 0,78 | 0,85 | 0,82 | 0,78 | 0,8 | 0,78 | |||||||
| 0,84 | 0,81 | 0,85 | 0,78 | 0,9 | 0,83 | |||||||
| 0,79 | 0,84 | 0,87 | 0,81 | 0,87 | 0,9 | |||||||
| 0,75 | 0,8 | 0,82 | 0,78 | 0,9 | 0,87 | |||||||
| 0,78 | 0,83 | 0,9 | 0,85 | 0,91 | 0,8 | |||||||
| 0,8 | 0,9 | 0,85 | 0,87 | 0,83 | 0,9 | |||||||
| 0,78 | 0,8 | 0,9 | 0,81 | 0,77 | 0,83 | |||||||
| 0,75 | 0,81 | 0,89 | 0,9 | 0,88 | 0,81 | |||||||
| 0,8 | 0,9 | 0,85 | 0,93 | 0,81 | 0,77 | |||||||
| 0,78 | 0,84 | 0,8 | 0,79 | 0,85 | 0,81 | |||||||
| 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,87 | 0,85 | 0,78 | |||||||
| 0,78 | 0,8 | 0,9 | 0,83 | 0,87 | 0,85 | |||||||
| 0,8 | 0,8 | 0,78 | 0,9 | 0,88 | 0,81 | |||||||
| 0,78 | 0,83 | 0,82 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | |||||||
| 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,87 | 0,78 | 0,87 | |||||||
| 0,78 | 0,78 | 0,8 | 0,9 | 0,85 | 0,85 | |||||||
| 0,8 | 0,8 | 0,78 | 0,9 | 0,83 | 0,83 | |||||||
| 0,9 | 0,9 | 0,87 | 0,85 | 0,83 | 0,81 | |||||||
| 0,8 | 0,8 | 0,85 | 0,85 | 0,8 | 0,9 | |||||||
| 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,83 | 0,8 | 0,88 | |||||||
| 0,8 | 0,81 | 0,81 | 0,83 | 0,78 | 0,78 | |||||||
| 0,9 | 0,91 | 0,87 | 0,87 | 0,8 | 0,8 | |||||||
| 0,8 | 0,9 | 0,9 | 0,87 | 0,85 | 0,81 | |||||||
| 0,85 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 0,87 | 0,82 | |||||||
| 0,78 | 0,9 | 0,83 | 0,75 | 0,75 | 0,8 |
3.10-кесте №3.2 өзіндік жұмыс тапсырмасының нұсқалары