Мощность и ток, отключаемые выключателями

S_{расч.откл} = S_с / Х_S*б ; I_{расч.откл} = S_{расч.откл} / ( U_ном), (42)

По значениям I_{раб.макс}, I_{расч.откл}, S_{расч.откл.} и U_ном выбираются выключатели В₁ и В₅ /5, с.513-535/.

Далее выбирают сечение проводов питающих воздушных линий (жил кабелей), которое должно быть минимально возможным из стандартных сечений, обеспечивающих работу проводников без перегрева свыше допустимой температуры при расчетной максимальной нагрузке, без превышения допустимой величины потери напряжения и при соответствии плотности тока в проводах и кабелях нормированной экономической величине. Кроме того, сечение жил кабелей проверяется на термическую устойчивость при коротких замыканиях.

Выбор сечения проводов воздушных линий по нагреву производится из условия

I_доп ³ I_р,, (43)

где I_доп - допустимая токовая длительная нагрузка на провод, А; /3, т.2, с.344-345; 354-357; 6, с.620-623/;

I_р - расчетная токовая нагрузка линии, равная получасовому максимуму нагрузки и определяемая по формуле (39), А;

Выбор сечения кабелей с бумажной пропитанной изоляцией по нагреву производится из условия

К₁ К₂ I_доп ³ I_р , (44)

где К₁ - поправочный коэффициент, учитывающий число рядом лежащих кабелей и их взаимный нагрев /6, с.619; 3, т.2,с.359/;

К₂ - поправочный коэффициент на температуру земли и воздуха /6, с.618/.

Для голых проводов воздушных линий поправочные коэффициенты К₁ и К₂ не применяются.

Провода воздушных линий должны удовлетворять требованиям по нагреву не только нормальных, но и ремонтных и аварийных условий при отключении одной из параллельно включенных линий. Для кабелей с бумажной изоляцией до 10 кВ, загрузка которых в нормальных условиях не превышает 80% от I_доп , допускается перегрузка до 130% I_доп на 6 часов в сутки в течении 5 суток. Поэтому при проверке предельной токовой нагрузки в аварийных условиях допустимый по нагреву ток кабельных линий принимают равным

I_доп = 1,3 I_доп , (45)

Проверка выбранного сечения кабелей по термической устойчивости к токам КЗ производится путем определения того минимального сечения, при котором нагрев кабеля за время действия тока КЗ не превысил бы допустимого значения. Это сечение определяют по формуле:

F_мин = , (46)

Здесь значение тока КЗ I_¥ в предварительном расчете можно определить упрощенно как I_¥ = I”, а фиктивное время действия тока КЗ Т_ф принимается равным действительному времени короткого замыкания:

Т_ф = Т_защ +Т_в , (47)

где Т_защ - время действия основной релейной защиты, с;

Т_в - собственное время отключения выключателя, принимаемое равным 0,02, с;

С - расчетная величина, равная 90 для кабелей с алюминиевыми жилами и 165 для кабелей с медными жилами, мм².

Если F_мин окажется больше сечения, выбранного по другим условиям, то сечение кабеля повышается до ближайшего большего стандартного сечения, удовлетворяющего условию F ³ F_мин .

Выбор сечения проводов и жил кабелей по потере напряжения производится в том случае, если величина потерь напряжения велика. необходимость в повышении сечения проводников для уменьшения потери напряжения возникает в распределительных сетях с воздушными линиями 6-20 кВ. В кабельных сетях промышленных предприятий такой необходимости обычно не возникает. Для токопроводов 6-10 кВ проверка сечения по потере напряжения требуется.

По условиям механической прочности проводов ВЛ и для исключения общей короны и радиопомех ограничиваются минимальные сечения проводов, а по экономическим соображениям рекомендуется не превышать и максимальные их значения (см.таблицу 2.13).

Таблица 2.13 - Максимальное и минимальное сечение проводов

	Марки проводов
Номинальное напряжение линии, кВ	Минимальное сечение	Максимальное сечение
6-10	АС-16, А-25 АС-16, А-25 АС-70 АС-120 АСО-240	АС-120 АС-240 АС-300 АСО-400

Выбор сечений проводников по экономической плотности тока производится для воздушных и кабельных линий напряжением 6-220 кВ. Экономическое сечение определяется согласно [I] из соотношения

I_э = I_р / j_э (48)

где I_р - расчетный ток линии в условиях ее нормальной работы, А;

j_э - нормированное значение экономической плотности тока [I], А.

Сечение, полученное в результате расчета по экономической плотности тока, округляется до ближайшего меньшего стандартного сеч0ения.

Таким образом, для рассматриваемого примера выбор сечения проводов ВЛ должен производиться по формулам (39), (40), (48) и проверяют по потере напряжения в нормальном и аварийном режимах при фактической нагрузке:

DU% = I_p Л (R_o cos j_м +Х_о sin j_м ) 100/ U_ном , (49)

где I_p - расчетный ток линии в формуле (41), А;

Л - длина линии, км;

R_o, Х_о - соответственно удельное активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км;

cos j_м , sin j_м - соответствует величине, определенной по формуле (26).

DU%_ав = 2 DU% , (50)

Сечение проходит по потере напряжения, если выполняются условия:

DU% £ 5% ; DU%_ав £ 10 % , (51)

Расчет технико-экономических показателей питающих линий

а) Капитальные затраты.

Стоимость двух ячеек отходящей линии с выключателями В₁ и В₅ /4, с. 140-146/:

К_в = 2К_ов , (52)

Стоимость сооружения воздушной линии /4, с.114-130/:

К_л = ЛК_ол, , (53)

Здесь К_ов и К_ол - соответственно, стоимость одной ячейки выключателя и одного км двухцепной воздушной линии, т.р.

Суммарные капитальные затраты

К = К_в + К_л, , (54)

б) Эксплуатационные расходы

С_э = С_пл + С_ал +С_ав , (55)

где С_пл - стоимость потерь электроэнергии в линиях, т.р;

С_ал ,С_ав - стоимость амортизационных отчислений от К_л и К_в, соответственно, т.р.

Потери мощности в линиях

DР_л = S”_pS² R_оЛ/ 2U_ном , (56)

Потери электроэнергии в линиях

DА_л= DР_л t_л , (57)

где t_л - время максимальных потерь мощности в линии /2, с.167-168/.