книги из ГПНТБ / Расчеты и анализ режимов работы сетей учеб. пособие

материала провода в этих условиях по уравнению

График рис. 5-17 показывает, что корнем кубического урав­ нения f (Oi) = 0 является aa = 104,5 Н/мм2.

Следовательно, искомая максимальная стрелка провеса равна:

219

Задана 5-13 *

Линию с номинальным напряжением ПО кВ предпола­ гается построить в четвертом районе климатических усло­ вий по ветру и гололеду. Высшая температура воздуха в этом районе составляет 40 °С, низшая —40 °С, среднегодовая температура 5 °С.

Линия будет проложена на одноцепных /7-образных железобетонных опорах проводом марки АС-150. Длина пролета может быть принята равной 250 м.

Т р е б у е т с я определить наибольшую стрелу про­ веса провода.

Решение. В соответствии с ГОСТ 839-59 устанавливаем расчетные данные для провода АС-150: сечение алюмини­ евой токопроводящей части провода 148 мм2; сечение сталь­ ного сердечника 26,6 мм2; диаметр провода 17 мм; масса

при низшей температуре воздуха

[а]вн = 0,37сгпр = 0,37 •290 = 107,3 Н/мм2;

при среднеэксплуатационных условиях

[<т]с, = 0,25сгпр = 0,25 •290 = 72,5 Н/мм2.

В качестве расчетных величин для четвертого климати­ ческого района по ветру и гололеду принимаем по данным ПУЭ Ш. 14] нормативную скорость ветра 32 м/с; норматив­ ную толщину стенки гололеда 20 мм.

Определяем удельные нагрузки: 1) от собственной массы провода

* Задача подготовлена доц. А. Н. Карсаулидзе.

220

2) от массы гололеда

уг = 2 8 ,3 - 20(1^ + 620) 10-з= 12010~3 Н/(м ■мм2);

3)суммарную нагрузку от собственной массы провода

имассы гололеда

7)суммарную нагрузку от собственной массы гололеда

идавления ветра на провод, покрытый гололедом,

у7 = Ю~3- ]/ 155,32 + 632 = 167,7 -10-3 Н/(м •мм2).

Определяем величину первого критического пролета при

Ora = Осг = -(-5 °С;

5) допускаемое напряжение при среднеэксплуатацион­ ных условиях

о„ = [а]сЭ = 72,5 Н/мм2.

При этом имеем:

,2 •72,5

= 4,11 •103 к 48,5 ■10“4 = 286 м.

221

Для определения второго критического пролета прини­

2)низшая расчетная температура

в» = в а = - 4 0 ° С ;

3) допускаемое напряжение при низшей температуре

о т= М # н = 107,3 Н/мм2;

tf„ = - 5 ° C ;

6) допускаемое напряжение при наибольшей нагрузке

а„ = [а]Унб= 121,8 Н/мм2.

Критический пролет в этих условиях равен:

2)расчетная температура в среднеэксплуатационных условиях

=®сг = 5 °С;

3)допускаемое напряжение в среднеэксплуатационных условиях

222

При этом получаем:

= 6,9- 103}/ 1,2- 10~4 = 75,5 м.

Сопоставляя полученные значения критических проле­ тов с заданным пролетом, находим, что

^кр(1 ) ^кр(2) /кр(з)> причем ^1>^кр(2>-

Такое соотношение между длинами пролетов позволяет заключить, что для дальнейших расчетов в исходных расчет­ ных условиях должны быть приняты:

о т= М унб = 121,8 Н/мм2;

ym = Y7= 167,7- 10-3 Н/(м •мм3);

Поскольку в рассматриваемом случае = 40 °С, то наибольшая стрела провеса будет иметь место при голо­ леде без ветра.

Находим напряжение в материале провода при гололеде и отсутствии ветра. В этом случае

<х„ = <т3, уя = уз = 155,3 -IQ-3 Н/(м •мм2),

поэтому уравнение состояния провода записывается в виде

167,7* ■10~в •2502 •84,5 •103

24 •121,8*

223

зования наибольшей нагрузки равна 4 500 ч. Питание этой нагрузки предполагается осуществить при номинальном напряжении 6 кВ. В составе нагрузки имеются потребители 2-й и 3-й категории, мощности которых равны соответственно 80 и 20% суммарной мощности нагрузки подстанции.

Т р е б у е т с я выбрать число и мощность трансформа­ торов для подстанции, считая, что в системе, в которую вхо­ дит проектируемая сеть, имеется передвижной трансфор­ маторный резерв.

Решение. Наибольшая расчетная нагрузка подстанции составляет:

S H= 0^ -= 1 1 ,1 М В. А.

При установке на подстанций одного трансформатора его наибольшая нагрузка будет равна:

S r(1)= l l , l М В-А ,

при двух трансформаторах на подстанции нагрузка каждого из них в нормальном режиме работы

S t(2) = - ^ - = 5,55 М В-А,

при выходе одного трансформатора из работы нагрузка дру­ гого составит 11,1 МВ-А.

Для варианта, предусматривающего установку одного

224

перегрузка составит небольшую величину, равную

(11,1-10). 100

Го — 1 /о

Такая перегрузка возникает в зимний период, поскольку в это время нагрузка наибольшая. В соответствии с «Пра­ вилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» на подстанциях, питающих потребителей практи­ чески с равномерным графиком нагрузки, значение допу­ стимой перегрузки трансформаторов находятся в пределах:

При неравномерном графике нагрузки коэффициент перегрузки может быть увеличен.

Таким образом, принимая наиболее неблагоприятные условия работы трансформаторов, приходим к выводу, что систематическая перегрузка трансформатора на 11 % явля­ ется допустимой.

Для двухтрансформаторной подстанции могут рассмат­ риваться два варианта: установка трансформаторов мощ­ ностью по 10 МВ-А и установка трансформаторов мощ­ ностью по 6,3 МВ-А.

Впервом случае трансформаторы работают с недогрузкой

внормальном режиме ис допустимой нагрузкой в аварийном. Во втором случае в нормальном режиме нагрузка каждого трансформатора составляет:

= 5,55 < 5 Т(Н0М) = 6,3 МВ-А,

т. е. трансформаторы работают с нагрузкой, близкой к номи­ нальной. При выходе одного трансформатора из работы через другой трансформатор будет протекать недопустимо большая мощность, причем перегрузка составит:

(11 ,1 -6 ,3 ). 100 = 76,3о/о. 6,3

Для того чтобы обеспечить допускаемые условия работы трансформатора мощностью 6,3 МВ-А в аварийном режиме, необходимо отключить часть нагрузки с тем, чтобы перегруз­ ка трансформатора уменьшилась с 76,3 до 40% . Мощность отключаемой нагрузки составляет:

76,'5Д-40 ■6.3 = 2,27 М В-А,

или по отношению к суммарной мощности нагрузки подстан­ ции

Эта мощность практически равна мощности потребителей 3-й категории. Поскольку в соответствии с ПУЭ [Л. 14] потребители 3-й категории могут быть отключены для ремон­ та или замены оборудования на время до одних суток, счи­ таем допустимым отключение их на период прохождения суточного максимума нагрузок при аварии трансформатора. В этих условиях экономически целесообразнее для двух­ трансформаторной подстанции принять два трансформатора типа ТМН-6300/110.

Определяем приведенные затраты, связанные с установкой этих трансформатров на подстанции, не принимая во вни­ мание составляющих затрат на коммутационную аппара­ туру.

Для трансформаторов ТМН-6300/110 ДРК3 — 50 кВт, АРх х = 10 кВт, поэтому при

Ч ° ’124+ т ^ Г 87бо=288°ч;

АЛ = у -50 ( ^ 4 ) 2- 2 880 + 2 -1 0 -8 760 =

= (223+ 175)- 103 = 398103 кВт-ч.

Принимая стоимость потерянной энергии равной 1,4 коп/(кВт-ч), находим при расчетной стоимости одного транс­ форматора 47 тыс. руб. и отчислениях на амортизацию, обслуживание и ремонт 9,3% :

3 = (0,12+ 0,093)-2 -47 - 103 + 398 •10я- 0,014 = = (20,0 + 5,57)- 103 = 25,57 тыс. руб/год.

В случае установки на подстанции одного трансформа­ тора ТДН-10000/110 выход этого трансформатора из работы приводит к недоотпуску энергии, с которым связан опреде­ ленный народнохозяйственный ущерб. Для его оценки на­ ходим вероятную длительность аварийного режима

— 1 0 — = 1 , 2 ч/год,

где 0 , 2 — среднее число повреждений трансформаторов НО кВ за 10 лет; 60 — средняя продолжительность аварий­ ного простоя трансформатора за 1 0 лет.

226

коэффициент мощности нагрузки может быть принят неиз­ менным и равным 0,93. График зимней нагрузки определяет

установка двух трансформаторов типа ТДН-10000/110, для каждого из которых АР к 3 = 60 кВт, АР х х = 14 кВт;

второй вариант — установка двух трансформаторов типа ТДН-16000/110 (АР к 3 = 85 кВт, АДх. х = 21 кВт).

В первом варианте в нормальном режиме работы загрузка каждого трансформатора составляет при наибольшей нагруз­ ке подстанции

5т = W 2 = 8>6 M B .A < S t.iiom= 10 МВ-А.

При выходе из работы одного трансформатора нагрузка второго становится равной

5 т = о Ж = 17-2 МВ А>

или

Перегрузка трансформатора на 72% недопустима. Поэ­ тому при установке на подстанции двух трансформаторов мощностью по 10 МВ - А требуется отключение части нагрузки при выходе из работы одного из трансформаторов.

Предельная допустимая перегрузка в аварийном режиме трансформатора составляет 40%, следовательно, после от­ ключения одного из трансформаторов оставшийся в работе

228