Визначення ваги проводу в прогоні
АНОТАЦІЯ
В даній розрахунково - графічній роботі розглядається питання вибору елементів повітряної лінії ( проводів, скляних ізоляторів, проміжної опори). Показано розташування проводів на опорі. Визначено кліматичні навантаження (ожеледі, вітру, вітру з ожеледдю) на проводи повітряної лінії у проміжному прогоні.
ANNOTATION
In this settlement - graphic paper’s discusses select items overhead line (wires, glass insulators, intermediate support). Shows the location of wires for support. Define climatic loads (ice, wind, wind from ice) on wires overhead line in the intermediate run.
ЗМІСТ
| ВСТУП…………………………………………………………………………….. | |
| 1 ЗАДАЧА ПЕРША………………………………………………......................... | |
| 2 ЗАДАЧА ДРУГА ……………………………………………………………….. | |
| 2.1 Вибір проводу ПЛ……………………………………………………. | |
| 2.2 Визначення ваги проводу в прогоні………………………………… | |
| 2.3 Розрахунок ізоляційних підвісів……………………………………. | |
| 2.4 Вибір проміжних опор………………………………………………. | |
| 2.5 Кліматичні навантаження на проводи ПЛ у прогоні……………... | |
| ЛІТЕРАТУРА……………………………………………………………………... | |
ВСТУП
Основними конструктивними елементами повітряних ліній є: а) проводи, призначені для передавання і розподілу електричної енергії; б) опори, які потрібні для підтримування проводів і тросів на певній відстані від поверхні землі, води або інженерних споруд; в) ізолятори, що забезпечують ізоляцію проводів від опор; г) арматура, яка потрібна для закріплення проводів на ізоляторах, а ізоляторів - на опорі; д) грозозахисні троси, призначені для захисту проводів від розрядів блискавки. Захисні троси монтують на верхній частині опори, над фазними проводами ліній 110 кВ і вище.
В електричних мережах - напругою 35 кВ і нижче захисні троси не використовуються.
Смуга, яка безпосередньо прилягає до лінії електропередачі, називається трасою лінії.
Горизонтальна відстань між сусідніми опорами називається довжиною проміжного прольоту, або просто прольотом. Крім проміжного прольоту, у повітряних лініях розрізняють ще анкерні прольоти - відстань між двома анкерними опорами.
Відстань між горизонталлю, що проходить через точки кріплення проводів на опорах, і найнижчою точкою проводу в прольоті називається стрілою провисання, а відстань від найнижчої точки проводу до поверхні землі, води або споруди - габаритом лінії.
Особливості конструктивних елементів повітряних ліній - довжина проміжного і анкерного прольотів, тип опор, габарити і марка проводу та грозозахисних тросів - визначаються напругою і потужністю лінії електропередачі, кліматичними умовами, рельєфом і заселеністю місцевості, по якій проходить повітряна лінія, наявністю споруд на трасі лінії електропередачі.
ЗАДАЧА ПЕРША
За допустимими втратами напруги визначити перерізи проводів на ділянках ПЛ-10 кВ, яка буде живити два споживачі електричної енергії (рисунок 1), за умови рівності густини струму на обох її ділянках (jек = j1 = j2 = 1 А/мм2). Довжина першої ділянки ПЛ (l1) становить 3 км , а другої ділянки (l2) - 5 км. Навантаження споживачів електричної енергії становить: PI = 600 кВт; cos φI = 0,84; PII = 400 кВт; cos φІІ =0,81. Лінію необхідно виконати проводом марки АС з розташуванням проводів фаз у вершинах рівностороннього трикутника зі стороною 800 мм. Допустимі втрати напруги в лінії (∆Uдоп ) становлять 6 %. Питомий опір алюмінію (ρAl) становить 0,0283 Ом·мм2/м. Реактивний опір повітряної лінії прийняти рівним 0,4 Ом/км. Виконати перевірку вибраних проводів за допустимими втратами напруги.
Рисунок 1- Схема живлення споживачів електричної енергії
Розв’язок:
1. Визначимо повні ( 
) та реактивні ( 
) потужності навантаження
споживачів електричної енергії за формулами:
 | (1.1) |
 , | (1.2) |
де 
- активна потужність навантаження i- го споживача електричної енергії, кВт;
- коефіцієнт активної потужності i- го споживача електричної енергії.
Споживач І :
Споживач ІI :
2. Визначимо активні ( ) та реактивні ( ) потужності на першій та другій ділянці ПЛ.
- ділянка ІІ :
- ділянка І :
3. Визначимо втрату напруги в лінії ( 
), зумовлену реактивною потужністю ( ) та розрахунковим реактивним опором лінії ( 
), який рівний 0,4 Ом/км, за формулою
 | (1.3) |
де 
– номінальна напруга мережі, кВ; 
- довжина лінії, км.
4. Визначимо втрату напруги в лінії ( 
), зумовлену активною потужністю та активним опором лінії, за формулою
 | (1.4) |
де 
- допустима втрата напруги, %; - втрата напруги в лінії зумовлена реактивною потужністю та розрахунковим реактивним опором лінії, В.
5. Визначимо густину струму ( 
) за умови, що вона однакова на обох ділянках за формулою
 | (1.5) |
де - втрата напруги в лінії зумовлена активною потужністю та активним опором лінії, В; 
Al - питомий опір алюмінію; 
- довжина першої ділянки лінії, км; 
- довжина другої ділянки лінії, км; 
- коефіцієнт активної потужності першого споживача електричної енергії; 
- коефіцієнт активної потужності другого споживача електричної енергії.
За умови, що j 
jек приймаємо j = jек = 1 
6. Визначаємо струм ( 
), що протікає по проводах ПЛ, за формулою
 | (1.6) |
де – повна потужність, яка протікає по проводах ПЛ, кВА; – номінальна напруга мережі, кВ.
Повна потужність ( 
) рівна сумі потужностей, що протікає в першій та другій ділянці ПЛ ( 
. Відповідно струм ( 
) дорівнює
7. Визначимо площі поперечного перерізу ( 
) провідників ПЛ за формулою
 | (1.7) |
де - струм, що протікає по проводах ПЛ і-тої ділянки мережі, А; 
- еквівалентна густина струму, 
.
Визначаємо площу поперечного перерізу сталі ( 
) виходячи з даних таблиці 11.3[1]. Відношення перерізу алюмінієвих дротів до перерізу сталевих дротів становить 6,0 
6,25. Площу поперечного перерізу сталі знаходимо за формулою
 | (1.8) |
де 
- площа поперечного перерізу алюмінію, мм2.
З таблиці Б1 [2] вибираємо проводи марки АС- 120/19 та АС- 185/29 на другій та першій ділянці ПЛ відповідно. Для АС- 120/19 площа поперечного перерізу алюмінію становить 118 
, радіус проводу (rпр) дорівнює 7,6 мм, погонний активний опір (r0) дорівнює 0,244 Ом/км. Для АС- 185/29 площа поперечного перерізу алюмінію становить 181 , радіус проводу (rпр) дорівнює 9,4 мм, погонний активний опір (r0) дорівнює 0,1591 Ом/км.
8. Визначимо погонні індуктивні опіри ( 
) лінії за формулою
 | (1.9) |
де 
– відстань між проводами фаз, мм; 
- радіус проводу, мм.
9. Визначимо втрату напруги ( ) в лінії, зумовлену активною потужністю ( ) та активним опором лінії ( 
) за формулою
 | (1.10) |
де – номінальна напруга мережі, кВ; - довжина лінії, км.
10. Визначимо втрату напруги в лінії ( 
), зумовлену реактивною потужністю ( ) та реактивним опором лінії ( ) за формулою
 | (1.11) |
де – номінальна напруга мережі, кВ; - довжина лінії, км.
11. Визначимо втрати напруги в лінії за формулою
 | (1.12) |
де - втрата напруги в лінії зумовлена активною потужністю та активним опором лінії, В; - втрата напруги в лінії зумовлена реактивною потужністю та розрахунковим реактивним опором лінії, В; – номінальна напруга мережі, кВ;
Для вибраних проводів втрати напруги в лінії не перевищують допустимих 
> 
.
ЗАДАЧА ДРУГА
Для одноколової повітряної лінії напругою (UПЛ) рівною 150 кВ вибрати провід та визначити вагу проводу у прогоні, розрахувати ізоляційні підвіси зі скляних ізоляторів для анкерних і проміжних опор (тип ізоляторів, кількість ізоляторів у підвісі, вагу та довжину підвісу lг ). Вибрати проміжну залізобетонну опору, показати розташування проводів на опорі на рисунку, який необхідно виконати у масштабі. Визначити кліматичні навантаження (ожеледі, вітру, вітру з ожеледдю) на проводи повітряної лінії у проміжному прогоні (lпр) довжиною 160 м, за умови, що стріла провисання проводу у прогоні (максимальна стріла провисання проводу за найвищої температури або ожеледі без вітру) (fпр) становить 2,5 м. Ділянка повітряної лінії розташована на відстані 20 км на схід від міста Львів, у ненаселеній місцевості. Тип місцевості за вітром - 3. Ступінь забрудненості атмосфери - 3.
Вибір проводу ПЛ
Відповідно до таблиці 11,1 [1], при (Uпл ) рівне 150 кВ, переріз проводу за
алюмінієм (qAl) складає 240 , один провід у фазі. 20 км від м. Львів - 3 район за ожеледним навантаженням (10,1- карта районування території України за характеристичними значеннями ожеледі [1]).
Для знаходження поперечного перерізу сталі проводу ( 
) та опираючись на дані таблиці 11,3 [1] запишемо формулу
 | (2.1) |
де 
- площа поперечного перерізу алюмінію, мм2.
Відповідно до одержаних даних вибираємо провід АС-240/32 (таблиця Б1 [2]).
Визначення ваги проводу в прогоні
Вага одного кілометра проводу АС- 240/32 становить 921 кг/км (таблиця
ваги проводу АС[3]).
Вагу проводу в прогоні ( 
) знаходимо за формулою
 | (2.2) |
де 
- вага одного кілометра проводу, кг; 
– довжина проміжного прогону, м.
