Практическая работа №3 Электрический расчет кабельной линии. Активное и индуктивное сопротивление кабелей таблица
studfiles.net Практическое пособие по определению возможной причастности токов короткого замыкания к воспламенению изоляции проводников, страница 15Примечание. *Относится к трансформаторам старых стандартных мощностей, снятым с производства. Сопротивления трансформаторов приведены к низшему напряжению. Таблица 2. Активные и индуктивные сопротивления проводов и кабелей с алюминиевыми и медными жилами (для напряжений до 500 В) при номинальной нагрузке [10].
Таблица 3.
vunivere.ru 8.Активное и Индуктивное сопротивление линийАктивное сопротивление линии – сопротивление проводника переменному току. По своей величине активное сопротивление больше сопротивления постоянного тока, это вызвано частотой, и как следствие появление поверхностного эффекта. Это приводит к тому, что ток как бы перемещается от центра к поверхности. Это возникает благодаря противо ЭДС, которое создается переменным током, в результате ток в центральной части значительно меньше, чем у поверхности. Сечение провода используется не полностью. Поэтому сопротивление по отношению к омическому выше. Этот эффект резко проявляется при токах большой частоты, а также в стальных проводах. Для линий выполненных из цветных металлов появление поверхностного эффекта незначительно, при расчетах активное сопротивление приравнивается омическому. Также не учитывается сопротивление проводников в зависимости от температуры. Считаем сопротивление при +20С. Активное сопротивление, как правило, определяется через значение погонных 1 км провода R=r0l, r0 – сопротивление одного км провода, l-длина. Эти данные даются в справочниках. Активное сопротивление стального провода значительно больше омического сопротивления. Стоит учитывать потери на вихревые токи и перемагничивание в стали, которые зависят от сечения. Для практических расчетов можно использовать справочные данные, однако это необходимо учитывать при больших токах нагрузки. Эти явления проявляются меньше в многопроволочных проводниках Индуктивное сопротивление линий. При передачи энергии переменным током вокруг провода создается переменное магнитное поле, которое является источником возникновения реактивного индуктивного сопротивления. Это сопротивление зависит от расстояния между проводами, от диаметра провода и от тока проходящему по этому проводу. Величина индуктивного сопротивления одного провода (фазы) выражается сложной формулой, в которой учитывается расстояние между проводами, диаметр провода, материал, фактический средний геометрический диаметр провода. Все эти данные при заданной частоте находятся также по справочникам. При расчетах с увеличением расстояния между проводами (увеличивается с увеличением напряжения) индуктивное сопротивление носит нелинейный характер. Эти данные для конкретных линий с учетом сечения провода, частоты, приводятся в справочниках. Транспозиция выравнивает условия для всех фаз. В местных сетях при незначительной протяженности к транспозиции не прибегают. Это допустимо при погрешности 1-2 %. Реактивное сопротивление иногда разделяют на внешнее (зависит от геометрических параметров линии) и внутреннее (зависит от материала, тока). Внешнее индуктивное сопротивление является постоянной для данного провода и не зависит от тока. Для практического применения можно пользоваться справочными данными. В этих таблицах индуктивность зависит от диаметра провода и геометрических размеров. В КЛ индуктивное сопротивление значительно ниже, чем в ВЛ. Данные по индуктивному сопротивлению даются в каталогах завода изготовителя. Общее выражение для определения реактивного индуктивного сопротивления: X=x0l Из-за емкости проводов ток в линии непрерывно изменяется вдоль нее. Однако в любой схеме замещения линии электропередачи всегда можно выделить участок с сопротивлениями R и X, ограниченный проводимостями, на протяжении которого ток остается неизменным по величине и по фазе. Такой участок схемы замещения называют звеном (рис. 9-1).
Падение напряжения в линии, состоящей из одного или нескольких последовательно включенных звеньев, полностью сосредоточено в них. Поэтому электрический расчет линий электропередачи на падение напряжения производят по звеньям, предварительно определяя расчетом мощность начала или конца каждого звена, исходя из заданной мощности и учитывая потери мощности в сопротивлениях и проводимостях схемы замещения. Очевидно, что при расчете линии, состоящей только из одною звена, напряжения по концам звена являются одновременно и напряжениями по концам линии. Рис. 9-1. Схема замещения звена линии. Расчет линий электропередачи по схемам замещения с сосредоточенными сопротивлениями и проводимостями без введения поправочных коэффициентов дает достаточную для практических целей точность при длинах воздушных линий до 300 км и кабельных — до 50 км. Нагрузки, учитываемые при расчете, должны быть выражены в комплексной форме.
Рис. 9-2. Расчетная П-образная схема замещения линии. На рис. 9-2 представлена П-образная расчетная схема замещения линии электропередачи, состоящая из одного звена; там же указаны нагрузки, приходящиеся на отдельные участки схемы. 9 провода и тросы воздушный линий На воздушных линиях электропередачинапряжением выше 1000 В применяют голые провода и тросы. Находясь на открытом воздухе, они подвергаются воздействиям атмосферы (ветер, гололед, изменение температуры) и вредных примесей окружающего воздуха (сернистые газы химических заводов, морская соль) и поэтому должны обладать достаточной механической прочностью и быть устойчивыми против коррозии (ржавления). Раньше на воздушных линиях применялись медные провода, а теперь используют алюминиевые, сталеалюминевые и стальные, а в отдельных случаях и провода из специальных сплавов алюминия – альдрея и др. Грозозащитные тросы выполняются, как правило, из сталиГрозозащитные тросы подвешивают выше проводов для защиты их от атмосферных перенапряжений. На линиях напряжением ниже 220 кВ тросы подвешивают только на подходах к подстанциям. При этом снижается вероятность перекрытия проводов линии вблизи подстанции. На линиях напряжением 220 кВ и выше тросы подвешиваются вдоль всей линии. Обычно используются тросы из стальных проволок. Ранее тросы на линиях всех номинальных напряжений заземлялись наглухо на каждой опоре. Опыт эксплуатации показал, что в замкнутых контурах заземляющей системы – тросы – опоры появились токи. Они возникли вследствие действия ЭДС, наводимых в тросах путем электромагнитной индукции. При этом в ряде случаев в многократно заземленных тросах получились значительные потери электроэнергии, особенно в линиях сверхвысоких напряжений. Исследования показали, что при подвеске тросов повышенной проводимости (сталеалюминиевых) на изоляторах тросы могут быть использованы в качестве проводов связи и в качестве токонесущих проводов для электроснабжения потребителей малой мощности. Для обеспечения соответствующего уровня грозозащиты линий тросы при этом должны присоединяться к заземленным через искровые промежутки. studfiles.net
elektrosnab24.ru Активные и индуктивные сопротивления проводовАктивное сопротивление проводов rо на единицу длины (погонное) 1 км (Ом/км) одной фазы линии трехфазного тока определяется по формуле Ом/м (9) где ρ – удельное сопротивление материала провода, Ом/м; F – сечение провода, м2; γ – удельная проводимость, м/Ом∙мм2. Индуктивное сопротивление на единицу длины (погонное) одной фазы линии трехфазного тока определяют по уравнению Ом/км (10) где x¢o – внешнее индуктивное сопротивление, Ом/км; x²o – внутреннее индуктивное сопротивление, Ом/км; dпр – диаметр провода, мм; Дср – среднее геометрическое расстояние между проводами линии: мм; μ – относительная магнитная проницаемость (для проводов из цветных металлов μ = 1). Задача 2.1 Сравнить индуктивные и активные сопротивления двух линий одинаковой протяженности (по 20 км). Первая линия напряжением 10 кВ выполнена проводами АС70 со среднегеометрическим расстоянием между проводами Дср = 1,25 м; вторая линия напряжением 110 кВ – проводами АС150 со среднегеометрическим расстоянием Дср = 5 м. Активные сопротивления линий, Ом, определяют по формуле (11) где rо – сопротивление 1 км провода, Ом/км; ℓ – длина линии, км; ρ – удельное сопротивление материала провода, Ом∙м2; F – сечение провода, м2. Табличное значение алюминиевой части сечения сталеалюминевого провода (по приложению 10.3): F = 68 мм2 = 68 ∙ 10–6 м2. Удельное сопротивление сталеалюминевого провода принимается таким же, как и у алюминиевого (проводимостью стальных проводов пренебрегают): ρ = 31,2 ∙ 10–3 Ом∙м2. Тогда Ом. Сопротивление 1 км провода АС70 Ом/км. Правильность ответа проверяется по приложению 10.3. Разница в 0,04 Ом/км находится в допустимых пределах. Активное сопротивление линии 110 кВ, выполненной проводом АС150: Ом. Ом/км. Сравнение активных сопротивлений линий, выполненных разными сечениями проводов: раза. Индуктивные сопротивления 1 км находят по формуле где dпр – диаметр провода, мм; μ – магнитная проницаемость материала (для цветных металлов μ = 1). Сравниваем индуктивные сопротивления линий Задача 2.2 Определить активные и индуктивные (внешнее и внутреннее) сопротивления линий 10 кВ длиной 5 км, выполненной многопроволочными стальными проводами марки ПС50 при токе I = 20 А и среднем геометрическом расстоянии между проводами – 1, 2 м. Активное сопротивление линии rПС50 = rоПС50ℓ. Активное погонное (на 1 км) сопротивление берется из приложения 12 в зависимости от значения протекающего тока: rоПС50 = 2,85 Ом/км, rПС50 = 2,85 ∙ 5 = 14 Ом. Индуктивное погонное сопротивление состоит из внешнего, не зависящего от тока и внутреннего, зависящего от тока: [2] По приложению 16 Ом/км (при I = 20 А): Ом/км, Ом/км, Ом, dпр = 9,2 мм. Определение потерь энергии в электрических сетях Потери электрической энергии за год в трехфазной линии с нагрузкой в конце определяются по одной из формул Вт×ч, (12) где r – сопротивление фазного провода, Ом; I – ток в проводе, А; Imax = максимальный ток, А; Iср.кв – среднеквадратичный ток, А; t – период времени, за который определяются потери, ч; τ – время потерь, ч. Время потерь τ находят по графику электрической нагрузки или по уравнению (13) или по формулам: τ = (0,124 + Т/1000)2 ∙ 8760; (14) τ = 0,69Т – 584. Среднеквадратичный ток находится по уравнению (15) Время использования максимальной нагрузки (16) или берется из приложения 17. Потери энергии в трансформаторах: кВт×ч,(17) где Ркз – потери короткого замыкания, кВт; Рхх – потери холостого хода, кВт; Smax, Sном – максимальная нагрузка и номинальная мощность трансформатора, кВ∙А; n – число работающих на подстанции трансформаторов. Задача 2.3 Определить годовые потери электрической энергии в трехфазной воздушной линии 10 кВ, выполненной проводом АС70, длина линии 12 км, нагрузка изменяется по заданному графику (рис. 2.1). Определить также для этого графика число часов использования максимальной нагрузки Т, время потерь τ и среднеквадратичный ток Iср.кв.
I, А
40 0 2000 4000 6000 8760 t, ч Рис. 2.1. Годовой график электрической нагрузки Сопротивление линии rл = roℓ = 0,42 ∙ 12 = 5,04 Ом (rо = 0,42, см. приложение 10.3). Потери электрической энергии определены по формуле (12). В соответствии с графиком электрических нагрузок (рис. 2.1): ΔW = 3 ∙ 5,04 (902 ∙ 2000 + 802 ∙ 2000 + 602 ∙ 2000 + 402 ∙ 2760) ∙ 10–3 = = 15,12 (162 ∙ 105 + 128 ∙ 105 + 72 ∙ 105 + 44,16 ∙ 105) ∙ 10–3 == 614050 кВт∙ч = 614 МВт∙ч. Число часов использования максимальной нагрузки определяется по формуле (16): ч. Время потерь рассчитано по уравнению (13) ч. Среднеквадратичный ток определен по формуле (15): А. Потери электрической энергии находят через среднеквадратичный ток: МВт×ч. время потерь: МВт×ч. Задача 2.4 Определить потери активной энергии за год в трехфазной воздушной линии напряжением 10 кВ, длиной 15 км, выполненной проводами АС70, если за год через линию передано 3600 мВт∙ч и максимальная замеренная нагрузка составляет 52 А. Коэффициент мощности нагрузки 0,9. Потери энергии выразить в процентах по отношению к энергии, переданной за год. Потери определяем по формуле (12): кВт×ч. Сопротивление линии находим по выражению rл = rol = 0,42 ∙ 15 = 6,3 Ом (rо = 0,42, см. приложение 10.3). Максимальная мощность (17) Число часов использования максимальной мощности ч. (18) Время потерь находят по формуле τ = 0,69Т – 584 = 0,69 ∙ 4444 – 584 = 2483 ч. Потери электроэнергии за год кВт×ч, или в процентах: Задача 2.5 Определить годовые потери электрической энергии, МВт∙ч и %, в трансформаторе ТМН мощностью 2500 кВ∙А с высшим напряжением 35 кВ, если максимальная нагрузка составляет 3000 кВ∙А при cosj = 0,9 и Т = 5000 ч. Номинальные потери в меди и стали трансформатора (из приложения 18) Рм = 25,5 кВт; Рст = 5,1 кВт. Время потерь находим по формуле (14): τ = 3650 ч. Годовые потери энергии рассчитываются по формуле (17): = 1 23516 + 44676 = 168192 кВт∙ч = 168,22 МВт∙ч. Всего за год передано активной энергии: МВт×ч. Потери энергии за год Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: zdamsam.ru
mykonspekts.ru Активное и индуктивное сопротивление проводов
из "Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий Изд2"Примрчанне. По предварительным данным, Го новых марок алюминиевых проводов можно принимать для сечений 2 мм —15,6 3 мм —10,4 5 мм — 6,25 8 мм —3,9 Ом/км. [c.197] Для практических расчетов можно принимать следующие зн ачения индуктивных сопротивлений Хо проводов и кабелей при прокладке проводов в трубах и каналах строительных конструкций, на лотках пучками, а также бронированных и небронированных кабелей трехфазных, четырехпроводных линий для сечения до 6 мм — 0,1 Ом/км на фазу то же до 16 мм — 0,07—0,09 Ом/км то же выше 16 мм — 0,06 Ом/км при прокладке проводов на роликах или изоляторах, а также при выполнении шинопровода-ми — 0,2—0,25 Ом/км на фазу. [c.197] Прежде чем перейти к изложению методов расчета потерь напряжения в сетях, целесообразно рассмотреть простейшую векторную диаграмму для линии с нагрузкой на конце. [c.198] Схема линии и отвечающая ей векторная диаграмма показаны на рис. 11.2. На диаграмме отрезок Ос представляет собой вектор фазного напряжения U i в начале линии, отрезок Оа — вектор фазного напряжения С/ф2 в конце линии. Под углом ф к нему отложен в некотором масштабе вектор тока нагрузки /. Вектор тока отстает от вектора напряжения. Отрезок аЪ, параллельный вектору тока /, равен активной составляющей падения напряжения в линии 1г. От точки Ь перпендикулярно вектору 1г отложена индуктивная составляющая падения напряжения в линии 1х — отрезок Ьс. [c.198] Падение и потеря напряжения. Для нормальной работы электроприемников важно абсолютное значение напряжения. Поэтому расчетом определяется не геометрическая разность напряжений в начале и конце линии, называемая падением напряжения, а алгебраическая разность (на диаграмме ае=11ф1— /ф2), которую называют потерей напряжения. [c.198] Для Практических расчетов удобнее пользоваться той же формулой, где потеря напряжения выражена в процентах и где используются табличные данные величин го и Хо. Тогда формула примет вид. [c.199] Формулы (11.7) и (11.8) являются основными для расчетов трехфазных сетей по потере напряжения, учитывающих как активное, так и индуктивное сопротивление проводов. Ниже без выводов приведены формулы для определения потери напряжения в линии с несколькими нагрузками. Вывод этих формул, а также подробная методика выполнения расчетов приводятся в курсах электрических сетей. [c.199] Схема линии с несколькими нагрузками, поясняющая формулы, приведенные выше, показана на рис. 11.3. [c.200] По этим формулам ведутся расчеты линий с любым числом нагрузок и учетом индуктивного сопротивления проводов. При небольших длинах участков произведения Р1 (рЬ) часто определяются в киловаттах на метр (кВт/м). Структура формул при этом не изменяется, но Го и Хо принимаются в омах на метр (Ом/м). [c.201] В ряде случаев индуктивное сопротивление проводов можно не учитывать (табл. 11.2). [c.201] Расчет сетей значительно упрощается, если его проводят без учета индуктивного сопротивления. Для сетей жилых и общественных зданий это вполне обоснованно, так как расчеты ведутся для периода наибольших нагрузок. [c.201] Для двухфазных и однофазных линий можно вывести аналогичные формулы, в которых изменяться будут лишь величины С (табл. 11.3). [c.202] В справочниках даются вычисленные значения потерь напряжения по моментам нагрузки, упрощающие расчеты сети. [c.203] Первый член формулы дает потери напряжения в ф.аз-ном, второй — в нулевом проводе. Формула (11.23) применяется при включении электроприемников на фазное напряжение. Однако в некоторых случаях возможно включение электроприемников (например, мощных металлогалогенных ламп, рентгеновских аппаратов, прожекторов и т. п.) на линейное напряжение. При существенной неравномерности нагрузки необходимо определить токи и сечения проводников отдельно для каждой фазы. Для трехфазных линий с включением нагрузок на линейное напряжение можно воспользоваться следующими выражениями для определения линейных токов 1а, Ib, 1с, которые зависят от порядка следования фаз А — В С или С — В — А). [c.204] Эта задача может быть решена с использованием символического метода и преобразованием звезды в треугольник и обратно. [c.204] При расчете линии, имеющей ответвления, при заданной общей потере напряжения возникает вопрос как распределить заданную потерю напряжения между участками линии. Здесь возможны различные рещения, однако всегда есть оптимальное, при котором обеспечивается наименьший расход цветного металла проводов. Теоретически эта задача решается путем составления уравнения, связывающего объем металла всех проводов линии с параметрами линии, в том числе с переменной потерей напряжения на одном из участков. [c.205] Распределение допустимых потерь напряжения по участкам сети целесообразно производить по условиям наибольшей экономичности (по наименьшим расчетным затратам). Эти вопросы рассматриваются в гл. 16. Во многих случаях условие экономии цветных металов не соответствует минимальным расчетным затратам, однако вопросы экономии цветных металлов все еще являются актуальными, поэтому расчет сети по наименьшему расходу цветного металла следует считать целесообразным. [c.206] В ряде случаев при выборе схем питающих линий квартир либо внутриквартирной групповой сети целесообразно применять простые замкнутые сети. Расчет такой сети может выполняться, как обычной разомкнутой, если предварительно определить точку токораздела. Простая замкнутая сеть с несколькими сосредоточенными нагрузками и однородным сечением представлена на рис. 11.4. [c.206] Расчетом определяется точка, нагрузка которой питается от двух источников (зачерненный треугольник на рис. [c.206]Вернуться к основной статье chem21.info | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
