РЕКОНСТРУКЦИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ (ВЛ) ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ. РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДА. ПОДБОР ИЗОЛЯЦИИ

​АННОТАЦИЯ

Воздушной линией электропередачи (ВЛ) называют устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.). По напряжению воздушные линии подразделяются на две группы: напряжением до 1 кВ и свыше 1 кВ (3, 6, 10 кВ и более) [1].

Ключевые слова: воздушные линии электропередач, реконструкция, снижение энергопотерь, повышение безопасности, расчет ВЛ.

Реконструкция воздушных линий (ВЛ) проводится с целью повышения пропускной способности проводов ВЛ, что приводит к снижению энергопотерь, повышение безопасности эксплуатации и надежности ВЛ при различных видах воздействия на них факторов окружающей среды. Кроме того, к важным целям реконструкции ВЛ относятся снижение эксплуатационных расходов и повышение общей энергоэффективности линий.

Исходные данные

Основные показатели проектируемой ЛЭП – 10 кВ:

- протяженность ВЛ – 10 кВ – L = 1,6 км;

- напряжение – 10 кВ;

- ВЛ 10 кВ проходят до понижающей трансформаторной подстанции ТП 10/0,4. От данной ТП происходит питание лесопильного завода. Категория электроснабжения - Ⅱ.

Реконструкция ВЛ обусловлена следующими факторами:

- истечение срока эксплуатации опор;

- стремление к снижению вероятности поражения электрическим током, как следствие замены неизолированного провода на самонесущий изолированный провод;

- исключение обрывов проводов вследствие обледенения.

Расчет электрической нагрузки питаемого предприятия

В таблице представлены характеристики электроприемников предприятия.

Таблица 1

Электроприемники предприятия и их характеристики

При проведении расчетов получаем следующие данные:

всех электроприёмников: 923 кВт; активная нагрузку за смену = 544 кВт; реактивная нагрузку за смену = 375 кВАр; показатель силовой сборки m = 15; эффективное количество приёмников  = 30; средневзвешенный коэффициент использования  = 0,59; максимальная активная нагрузка = 1632 кВт; максимальная реактивная нагрузка  375 кВАр;

Полная расчётная мощность :

 (кВА).

Расчетный ток линии:

где: 

      – полная расчетная нагрузка, кВА;

        – номинальное напряжение линии, кВ.

Моменты полных и реактивных нагрузок участков линии:

где: 

       – полная мощность нагрузки, кВА;

       – реактивная мощность нагрузки, кВАр;

       – длина линии, км.

Расчетная потеря напряжения в линии:

где:

      – допустимая потеря напряжения, ;

        – среднее индуктивное сопротивление, Ом/км ( = );

        – момент реактивных нагрузок, .

       - коэффициент, зависящий от системы тока и принятых единиц измерения для входящих в формулу величин. ( = 0,001)

Расчетное сечение провода:

где:

 - коэффициент, зависящий от системы тока и принятых при вычислениях единиц измерения для входящих в формулу величин ( = 0,316);

 – момент полной нагрузки, кВАкм;

 – расчетная потеря напряжения,

Выбираем стандартное сечение СИП – 35 . Для воздушной линии принимаем провода СИП 3×35 . Материал провода – алюминий.

Подбор изоляции ВЛ

Выбираем тарельчатый изолятор с ребристой нижней поверхностью, основываясь на данных загрязненности атмосферы.

Удельная эффективная длина утечки выбранного типа изолятора  равна с учетом категории загрязненности 2,35 см/кВ.

Коэффициент использования изолятора  равен 1,10.

Коэффициент использования железобетонных опор  равен 0,80.

Коэффициенты использования  изоляционных конструкций, составленных из однотипных изоляторов, следует определять как

где:

      – коэффициент использования изолятора;

       – коэффициент использования со ставной конструкции с параллельными или последовательно-параллельными ветвями.

Длина пути утечки L (см) изоляторов и изоляционных конструкций из стекла и фарфора

где :    

      – удельная эффективная длина пути утечки, см/кВ;

       – наибольшее рабочее междуфазное напряжение, кВ;

  – коэффициент использования длины пути утечки

Количество изоляторов на анкерных опорах:

где: 

         – длина пути утечки одного изолятора по стандарту или техническим условиям на изолятор конкретного типа, см. Если расчет  не дает целого числа, то выбирают следующее целое число;

 – длина пути утечки изоляторов и изоляционных конструкций из стекла и фарфора, см.

Округляем до большего числа - получаем по 3 изолятора на каждый провод.

С учетом линейного напряжения линий, климата района и типа провода в качестве штыревого изолятора на промежуточные опоры ВЛ может быть установлен стеклянный изолятор ШС – 10Е.

Рисунок 1. Технические характеристики изолятора ШС – 10Е

Для крепления изоляторов используются стандартные штыри или крюки. При необходимости крепления на железобетонные опоры используются специальные металлоизделия для ЛЭП: траверсы, оголовки, надставки, на штыри которых и крепятся изоляторы.

С учетом линейного напряжения линий, климата района и типа провода в качестве подвесного изолятора на анкерные опоры ВЛ может быть установлен стеклянный изолятор ПС – 70Е [2, 3].

Таблица 2

Основные технические характеристики подвесного стеклянного изолятора ПС – 70Е.

Воздушные линии электропередачи (ЛЭП, ВЛ, ВЛЗ) при проектировании, строительстве, техническом перевооружении и эксплуатации должны удовлетворять требования надежности, экономичности и экологичности в течение всего срока службы.

Конструктивные решения и материалы элементов ВЛ должны обеспечить сохранность расчетных параметров, характеризующих надёжность и способствовать снижению потерь электроэнергии при ее передаче [1].

Список литературы:

1. Бадалян, Н.П. Колесник, Г. П.  Андрианов, Ю. С. Чебрякова, Ю. С.  Кабельные и воздушные линии электропередачи : учеб. пособие / Н. П. Бадалян, Г. П. Колесник, Д. П. Андрианов, Ю. С. Чебрякова. – Владимир : ВлГУ, 2019. – 259 с.
2. ПУЭ-6. Правила устройства электроустановок шестое издание, переработанное и дополненное. Главы, действующие в Республике Беларусь. – Минск : Экономэнерго, 2015 – 342 с.
3. ТКП 339-2022 (33240) Электроустановки на напряжение до 750 кВ. Линии электропередачи воздушные и токопроводы, устройства распределительные и трансформаторные подстанции, установки электросиловые и аккумуляторные. Правила устройства и защитные меры электробезопасности. Учет электроэнергии. Нормы приемо-сдаточных испытаний. – Минск ; Экономэнерго, 2022. – 576 с.