Підвищення надійності розподільчої мережі 10 кВ

4.3 Розрахунок параметрів плавки ожеледі

 

4.3.1. Розрахунок плавки ожеледі методом трифазного к. з.

 

Потрібно  провести плавку ожеледі на лінії 35 кВ із проводом АС-150 довжиною 25 км. На підстанції є в наявності три напруги: 110; 35; і 10,5 кВ.

Активний  опір лінії

R = Ro · l = 0,195 · 25 = 4,85 Ом,

де  Ro = 0,195 Ом/км – активний опір 1 км провода АС-150 при 0°С; l – довжина лінії, км.

При практичних розрахунках можна користуватися  даними опорів проводів при 20°С, що приведені  в ГОСТ 839-59. Неврахування зміни активного опору проводів від 0 до 20°С в розрахунку повного опору лінії приведе до несуттєвої похибки, котра тим менша чим більший переріз провода. Активний опір лінії при практичних розрахунках визначається по формулі:

R = R20 · l = 0.21 · 25 =5.25 Ом,

де  R20 = 0,21 Ом/км – активний опір 1 км провода АС-150 при 20°С;

Реактивний  опір лінії 

X = x · l = 0.4 · 25 = 10 Ом,

Де х = 0,4 Ом/км – середня величина реактивного опору 1 км лінії.

Повний  опір лінії

Якщо прийняти активний опір при 0°С, то повний опір

Похибка від неврахування опору  при зміні температури від 0 до 20°С складає:

що  цілком влаштовує точності розрахунку.

Потрібний струм плавки протягом 1г. для провода  АС-150 із діаметром льодової муфти 6 см при швидкості вітру 5 м/сек  становить 550 А.

Плавку можна здійснити від шин 10,5 кВ методом трьохфазного замикання. Струм плавки:

Величина  струму плавки 538 А цілком задовільна.

Потужнімть, що потрібна для плавки:

Повна        S = √3 ∙ U ∙ I = √3 ∙ 10.5 ∙ 0.538 = 9.8 МВА

Активна            P = 3 · I² · R = 3 · 0.538² · 5.35 = 4.46 МВт

Реактивна         Q = 3 · I² · X = 3 · 0.538² · 10 = 8.7 МВАр

 

4.3.2. Розрахунок плавки ожеледі за методом двохфазного к. з.

 

Потрібно провести плавку ожеледі  на лінії 35 кВ із прсводом АС-120 довжиною 20 км. На підстанції є трансформатор 35/10 кВ потужністю  5,6 МВА.

Активний опір одного кілометра  провода складає 0,27 Ом; реактивний опір 1 км лінії – 0,4 Ом.

Активний опір лінії

R = 0,27 · l = 0.27 · 20 =5.4 Ом,

Реактивний опір лінії

X = 0,4 · l = 0.4 · 20 = 8 Ом,

Повний опір лінії

Для плавки ожеледі діаметром  льодової муфти 5,5 см на проводі     АС-120 при вітрі 5 м/сек і температурі  навколишнього середовища -5°С знадобиться  струм в 500 А.

При плавці ожеледі методом трьохфазного к.з. струм плавки

Струм 635 А для плавки на проводі АС-120 може бути застосований. Плавку таким чином можна провести за 20-30 хв. При цьому слід перевірити перевантаження трансформатора.

Номінальний струм трансформатора.

Навантаження трансформатора в  режимі плавки ожеледі при повністю відключених споживачах в % від номінального складе

Робота трансформатора із навантаженням 206 % недопустима.

Для плавки льоду на лінії можна  скористатися двохфазним к.з., при чому плавку на лінії прийдеться виконувати двічі – спочатку на двох фазах, а потім на третій в поєднанні з одним із вільних від льоду проводів.

Струм плавки

Струмом 545 А вказаний лід можна  розплавити за 40 хв.

Навантаження трансформатора в  режимі плавки в % від номінальної

Перевантаження трансформатора на 77% в зимовий період може бути допущена на 1,5 год.

Потужність, що викорисьається на плавку:

Повна   S = U · I = 10.5 · 0.545 = 5.7 МВА

Активна   P = 2 · I² · R = 2 · 0.545² · 5.4 = 3.2 МВт

Ревктивна Q = 2 · I² · X = 2 · 0.545² · 8 = 4,8 МВАр

 

4.3.3. Розрахунок плавки ожеледі за схемою “змійка”.

 

Потрібно провести плавку ожеледі  на лінії 110 кВ із проводом АС-185 довжиною 20 км.

На підстанції є в наявності  слідуючі напруги: 110, 35 і 6,6 кВ.

Активний  лпір 1 км провода становить 0,17 Ом.

Реактивний  опір лінії 0,4 Ом/км.

Активний  опір лінії

R = 0.17 · 20 = 3.4 Ом.

Реактивний  опір лінії

X = 0.4 · 20 = 8 Ом.

Повний опір лінії

Для плавки льду протягом години із товщиною стінки 2 см при вітрі 5 м/сек  і тампературі повітря -5°С для  провода АС-185 потрібен струм 700 А. Плавку ожеледі від шин 35 і 6,6 кВ здійснити не можливо так, як величина струму в першому випадку

що  є явно недостатнім для плавки, в другому випадку величина струму

занадто велика для плавки для  плавки на проводі АС-185. В цьому  випадку найбільш прийнятним способом буде плавка від шин 35 кВ однофазним коротким замиканням при послідовному з’єднанні всіх проводів у так звану схему “змійка”.

При цій схемі рективний опір лінії приймається рівним опору нулевої послідовності

Xo = 3.5 · X = 3.5 · 8 = 28 Ом.

Активний опір контура плавки

R = Rп + Rз + Rзаз = 3,4 + 0,05 · 20 + 4 = 8,4

де Rп – активний опір проводу; Rз = 0,05 Ом/км – активний опір землі;

Rзаз – активний опір заземлення на проталі лінії приймається рівним  4 Ом.

Повний опір контура

Струм плавки

Струм 695 А відповідає потрібному для  плавки.

 

4.3.4. Розрахунок плавки ожеледі за методом зустрічного включення фаз.

 

Потрібно провести плавку ожеледі  на лінії 110 кВ із проводом АС-185 довжиною 33 км. На підстанції є в наявності такі напруги 110 і 10,5 кВ.

Активний опір 1 км провода АС-185 становить 0,17 Ом.

Реактивний опір лінії 0,4 Ом/км

Активний опір лінії                     R = 0,17 · 33 = 5,6 Ом,

Реактивний опір лінії                  Х = 0,4 · 33 = 13,2 Ом.

Повний опір лінії

Для плавки протягом години з діаметром  льодяної муфти 6 см при температурі  -5°С потрібен струм 700 А. Най більш простим способом коротким замиканням від шин 10,5 кВ плавку провести не можна, оскільки струм не достатній для плавки

В такому випадку можна застосувати  метод зустрічного включення  фаз із кутом зсуву 120°, оли на кожен провод лінії подається  не фазна, а лінійна напруга.

Для цього лінія з однієї сторони  підключається до фаз А, В, С шин    10 кВ підстанції №1, а зіншої – відповідно до фаз В, С і А підстанції №2.

Струм плавки

Струм плавки 735 А достатній для  плавки вкианих опадів ожеледі протягом 45 хв.

Потужнівть потрібна для плапвки:

Повна   S = 3 · U · I = 10.5 · 0.735 = 23,2 МВА

Активна   P = 3 · I² · R = 3 · 0.735² · 5.6 = 9 МВт

Ревктивна Q = 3 · I² · X = 3 · 0.735² · 13,2 = 21,4 МВАр

 

4.3.5. Розрахунок плавки ожеледі на тросах за схемою “трос-земля”.

 

Потрібно провести плавку ожеледі  на тросу С-50  лінії 110 кВ довжиною 50 км. На підстанції є в наявності напруги: 110, 35 і 10 кВ.

Для плавки льоду на тросі С-50 протягом 1 години потрібен струм біля 100 А. Опір 1 км троса С-50 при струмові плавки 100 А: внутрішній активний 3,65 Ом; внутрішній індуктивний 1,13 Ом; зовнішній індуктивний  при плавці за схемою “трос-земля” 0,77 Ом. Активний опір землі Rз = 0,05 Ом/км. Опір заземлення на порталі лінії Rзаз = 4 Ом.

Повний опір 1 км троса при  плавці за схемою “трос-земля”

Z = 3.65 + 0.05 – j 1.13 – j 0.77 = 3.7 – j 1.9

Опір троса довжиною 50 км

Z = 4.15 · 50 = 207 Ом.

Струм плавки

Струм 98 А є достатнім для  проведення плавки ожеледі протягом 1 години.

 

4.3.6.   Розрахунок плавки ожеледі на тросах по схемі “трос-трос”

 

Потрібно провести плавку плавку ожеледі  на тросах С-70 лінії 330 кВ довжиною 135 км.

На підстанції є в наявності  слідуючі напруги: 330; 110 і 10 кВ.

Для плавки ожеледі на тросу С-70 потрібен струм порядка 140 А.

Опір 1 км. лінії при плавці по схемі  “трос-трос”:

Активний    2 · 2,38 = 5,76 Ом/км.

Внутрішній реактивний 2 · (- j 0.73) = - j 1.46 Ом/км.

Звнішній індуктивний    - j 0.95 Ом/км.

Повний опір 1 кілометра троса

Z = 5.76 – j 2.41;

Опір троса довжиною 135 км

Z = 6.25 · 135 = 845 Ом

Стром плавки