Расчет потерь при применении разного сечения шин шинопровода номинальным током 1600 А.

Введение

Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях – важная составляющая общего комплекса энергосберегающих мероприятий. Электроэнергия является единственным видом продукции, транспортировка которой осуществляется за счет расхода определенной части самой продукции, поэтому потери электроэнергии при ее передаче неизбежны. Задача состоит в определении их оптимального уровня и поддержании фактических потерь на этом уровне.

Потери электроэнергии зависят от потерь активной и реактивной мощности. А потери активной мощности напрямую зависят от сечения, материала, и длинны проводника.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Теоретические данные.

1.1. Вычисление потерь шины

1.2. Сопротивление проводника R

1.3.Вычисление площади

1.4. В случае, если T≠20ºC

2. Рассчеты.

2.1. Найти потери шины 8*160мм из алюминия при t=20ºC

2.1.1 Объединение формул.

2.1.2.Рассчеты потерь

2.2. Найти потери шины 6*160мм из алюминия при t=20ºC

2.2.1.Рассчеты потерь

2.3. Найти потери шины 8*160мм из алюминия при t=95ºC

2.3.1.Рассчеты удельного сопротивление

2.3.2.Рассчеты потерь

2.4 Найти потери шины 6*160мм из алюминия при t=95ºC

2.4.1.Рассчеты потерь

3. Итоги

1. Теоретические данные.

1.1. Вычисление потерь активной мощности электричества происходит по следующей формуле:

           P=3I²*R*10^-3 (кВт),

где      I- Сила тока (А);

R - сопротивление проводника (Ом);

1.2. Сопротивление проводника R вычисляется по следующей формуле:

R=p₂₀*L/S (Ом),

где:

p₂₀ - удельное сопротивление проводника, в случае если T=20ºC, то это табличное значение, которое можно взять в таблице 1, в которой все значения указаны в следующих единицах – Ом*мм²/м;

L- длина проводника (м).

S= – площадь проводника (мм²).

Таблица 1.

1.3. Площадь проводника S вычисляется по следующей формуле:

S=h*b (мм²),

где

h - высота (мм);

b - длина (мм)

1.4. В случае, если температура T≠20ºC, то сопротивление вычисляется по формуле:

p=p₂₀*[1+a*(t-20)],

где:

p₂₀ - удельное сопротивление при 20ºC;

a – коэффициент сопротивления, представлены в таблице 2;

t – необходимая нам температура (ºC).

Таблица 2.

Коэффициенты температурного сопротивления.

Согласно п. 2.2.4. ГОСТ 10434-82 «СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ» наибольшая допустимая температура нагрева в установках до 1000 в проводниках из меди, алюминия и его сплавов без защитных покрытий рабочих поверхностей составляет 95 ºC. Т.е. ГОСТ разрешает нагрев шин с 20 до 95 ºC.

Наибольшая допустимая температура нагрева проводников из меди, алюминия и его сплавов с защитными покрытиями составляет 100 ºC, т.е. на 15 ºC. больше.

Сделаем расчет на алюминиевые шины без покрытия

2. Расчеты.

2.1. Найти потери шины 8*160мм из алюминия при t=20ºC, I=1600A, L=100м

2.1.1. P=3I²*R*10^-3, R=p*L/S, S=h*b объединяя три данные формулы, получаем: Р=(3I²*p*L)/h*b*1000.

2.1.2. Расчеты потерь Р=(3*(1600А)²*0,028(Oм*мм²/м)*100(м))/(160мм*8мм*1000)=16,8кВт

2.2. Найти потери шины 6*160мм из алюминия при t=20ºC, I=1600A, L=100м

2.2.1. Расчеты потерь
Р=(3*(1600А)²*0,026(Oм*мм²/м)*100(м))/(160мм*6мм)= 22,4кВт

2.3. Найти потери шины 8*160мм из алюминия при t=95ºC, I=1600A, L=100м

2.3.1. Найдем удельное сопротивления при 95ºC:

p=0,028*[1+0,042*(95-20)] =0,037(Oм*мм^2/м)

2.3.2. Расчеты потерь

Р=(3*(1600А) ^2*0,037(Oм*мм^2/м) *100(м))/(160мм*8мм) =22200вт=22,2кВт

2.4. Найти потери шины 6*160мм из алюминия при t=95ºC, I=1600A, L=100м.

2.4.1. Расчеты потерь Р=(3*(1600А)^2*0,1079(Oм*мм^2/м)*100(м))/(160мм*6мм)=29600вт=29,6кВт

3. Итоги

В ходе проведенных расчётов, выяснили, что потери составляют:

·        при условии 2.1. P=16,8 (кВт),

·        при условии 2.2. Р=22,4 (кВт),

·        при условии 2.3. Р=22,2 (кВт),

·        при условии 2.4. Р=29,6 (кВт).

Таблица 3.

Итоги сравнения потерь применения разных сечений шин при передаче электроэнергии.