Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение icon

Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение



НазваниеМетодика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение
страница1/13
Дата конвертации05.01.2013
Размер1.66 Mb.
ТипДокументы
источник
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13





Утверждена

Приказом Председателя Комитета по государственному энергетическому надзору Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан

от «24» декабря 2009 года

№ 121-П




Методика

расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева

проводов для действующих линий электропередачи


Введение


Длительно допустимая токовая нагрузка по нагреву проводов линий электропередачи определяется двумя условиями:

- сохранением механической прочности провода;

- сохранением нормированных вертикальных расстояний между проводом и землей или между проводом и пересекаемым объектом.

Допустимая токовая нагрузка по нагреву проводов определяется исходя из допустимой температуры нагрева провода 70°С при температуре воздуха +25°С. Многочисленные исследования показали, что без ущерба для прочности провода можно повысить его температуру до 90°С.

Наименьшие расстояния от проводов воздушной линии (ВЛ) до поверхности земли или от проводов воздушных линий (ВЛ) до пересекаемых объектов нормируются [1] исходя из наибольшей стрелы провеса провода при наиболее высокой температуре воздуха (без учета нагрева провода электрическим током) или при гололеде без ветра.

При повышении температуры провода за счет нагрева его электрическим током увеличивается стрела провеса и возникает опасность уменьшения нормированных расстояний до земли и пересекаемых объектов. Проведенными исследованиями установлено, что при допустимом уменьшении нормированных расстояний не происходит нарушения требований безопасности проезда под ВЛ машин и механизмов или приближения к зданиям и сооружениям, и сохраняется высокая надежность грозозащиты пересечений ВЛ с другими объектами.

Методика расчета предельных токовых нагрузок с учетом конкретных метеорологических условий и вертикальных расстояний между проводом и землей или между проводом и пересекаемым объектом на действующих линиях электропередачи позволяет в процессе эксплуатации более точно определить допустимую нагрузку по условию нагрева проводов.

Расчет предельных токовых нагрузок рекомендуется выполнять с учетом допустимого уменьшения вертикальных расстояний между проводом и поверхностью земли или между проводом и пересекаемым объектом.


^ 1. Область применения


Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи (далее – Методика) рекомендована для всех предприятий энергетики и электрификации, независимо от форм собственности, занимающихся эксплуатацией воздушных линий электропередачи.

Методика рекомендует порядок расчета предельных токовых нагрузок с учетом конкретных метеорологических условий и вертикальных расстояний между проводом и землей или между проводом и пересекаемым объектом на линиях электропередачи, что позволяет в процессе эксплуатации более точно определить допустимую нагрузку по условию нагрева проводов.


^ 2. Определение допустимой температуры нагрева провода


2.1. Как правило, при определении предельных токовых нагрузок, основным условием является сохранение допустимых вертикальных расстояний между проводом и землей или между проводом и пересекаемым объектом, зависящих от температуры провода.

2.2. Определение допустимой температуры нагрева провода в пролете, ограниченном анкерными опорами.

Температуру провода, допустимую по условию сохранения расстояния (Ннор – Ндз) между проводом и землей в середине пролета, рекомендуется определять по формуле


, (1)


где: tп – температура провода, °С;

H – разность между измеренным и нормированным габаритными размерами с учетом их уменьшения на ^ Hдз, обеспечивающим безопасность проезда под линией H = H – (Hнор – Hдз);

H – вертикальное расстояние между проводом и землей в середине пролета, измеренное при температуре tп;

Hнор – расстояние между проводом и землей, нормированное [1];

^ Hдз – допустимое уменьшение расстояния между проводом и землей. Для ВЛ 110 – 150 кВ Hдз = 0,5; для ВЛ 220 – 330 кВ Hдз = 1 м;

 – коэффициент температурного линейного расширения, °C–1;

– длина пролета, м;

1 – приведенная нагрузка от собственной массы, Н/(м·мм2);

^ E – модуль упругости, МПа;

f – измеренная стрела провеса в середине пролета, м.


Температуру провода, допустимую по условию сохранения расстояния (Ннор – Ндо) между проводом и пересекаемым объектом, расположенным в любой точке пролета, рекомендуется определять по формуле


, (2)


где ^ Hx – разность между измеренным и нормированным габаритными размерами с учетом их уменьшения на Ндо, обеспечивающими высокую надежность грозозащиты ВЛ при пересечении с другими объектами:


Hx = Hx – (Ннор – Ндо), (2.1)


где: Hx – вертикальное расстояние между проводом и пересекаемым объектом, измеренное при температуре tп, м;

Ннор – нормированное расстояние между проводом и пересекаемым объектом, м;

^ Ндо – допустимое уменьшение расстояния между проводом и пересекаемым объектом. Для ВЛ 110 – 500 кВ Ндо = 1,0 м;

x – расстояние от пересекаемого объекта до ближайшей опоры, м;

fx – стрела провеса в месте пересечения, измеренная при температуре tп,м.

2.3. Определение допустимой температуры нагрева провода в пролетах, ограниченных промежуточными опорами.

Допустимую температуру нагрева провода в промежуточном пролете, ограниченном анкерными опорами, рекомендуется определять с учетом изменения механических напряжений провода, участка, ограниченного анкерными опорами, при изменении атмосферных условий.

Температуру провода, допустимую по условию сохранения расстояния (Ннор – Ндз) между проводом и землей в середине пролета, рекомендуется определять по формуле


, (3)


где lп – длина приведенного пролета, м.


Температуру провода, допустимую по условию сохранения расстояния (Ннор – Ндо) между проводом и пересекаемым объектом, расположенным в любой точке пролета, рекомендуется определять по формуле


. (4)


2.4. Определение допустимой температуры нагрева провода в пролетах с разной высотой точек подвеса провода.

Формулы (1–4) рекомендуются для определения температуры нагрева проводов в пролетах между опорами с одинаковой высотой точек подвеса провода. Допустимую температуру нагрева провода по условию расстояния между проводом и землей в пролетах с разной высотой точек подвеса провода и ограниченных анкерными опорами рекомендуется определять по формуле


, (5)


где: a – расстояние между серединой пролета и низшей точкой провисания провода, м;

 – угол наклона прямой, соединяющей точки подвеса провода, град.


^ 3. Рекомендации по определению допустимой

температуры нагрева провода


Результаты расчетов допустимой температуры провода, смонтированного с различными тяжениями в пролетах разной длины, выполненных по формуле (1) для перегрева провода (tп, С°), приведены на рисунке 1, в котором


H = Hизм – (Hнор – Hд),


где: Hизм – измеренный габаритный размер;

Hнор – нормированный габаритный размер;

^ Hд – допустимое снижение габаритного размера.

Для ВЛ 110 – 150 кВ Hд = 0,5 м; для ВЛ 220 – 330 кВ Hд = 1 м.





Рисунок 1 – Зависимость увеличения H в середине пролета от

температуры провода и длины пролета для сталеалюминевых

проводов с соотношением сечения алюминия к стали(Sa / Sст), равным 6 и 8.


Пользуясь этими зависимостями, можно оценить допустимую температуру нагрева провода по условию сохранения допустимого расстояния между проводом и землей. Например, если в пролете длиной 300 м смонтирован провод с соотношением сечений алюминия и стали, равным 6, и H = 0,7 м при температуре провода 40°С, то допустимая температура нагрева провода лежит в диапазоне 58 – 62°С (в среднем она равна 60°С).

Для более точного определения допустимой температуры провода в конкретном пролете, а также во всех пролетах, где имеются пересечения, рекомендуется измерять: длину пролета, стрелу провеса в середине пролета или в месте пересечения, соответственно расстояние между проводом и землей или между проводом и пересекаемым объектом, расстояние от ближайшей опоры до пересекаемого объекта, токовую нагрузку в момент измерений, температуру воздуха, скорость ветра и указывают марку провода.

Измерения рекомендуется производить тщательно, так как их результаты определяют исходные данные для расчета допустимой температуры. Измерения желательно производить в безветренную облачную погоду, утром или вечером с тем, чтобы исключить влияние ветра и солнечной радиации.

Если измерения производятся на обесточенной линии, то температуру провода рекомендуется принимать равной температуре воздуха. Если плотность тока в момент измерений составляет 1 А/мм2 и менее, то температуру провода рекомендуется принимать на 5 °С выше, чем температура воздуха. Если плотность тока в момент измерений более 1 А/мм2, то температуру провода при измерениях рекомендуется определять из теплового баланса провода (6 – 10).

В качестве допустимой температуры провода рекомендуется принимать наименьшую, полученную в результате расчетов по условию обеспечения расстояния (Hнор – Hдз) между проводом и землей или (Hнор – Hдо) между проводом и пересекаемым объектом, но не более 90 °С.

Для допустимой температуры провода по формулам (6 – 10) определяется предельная токовая нагрузка для различных метеорологических условий.

При скорости ветра более 1,2 м/с расчет рекомендуется производить по коэффициенту теплоотдачи конвекцией для ветра вдоль линии.


^ 4. Расчет предельных токовых нагрузок


Расчет предельных токовых нагрузок в районах с высшей температурой воздуха ниже 45°С можно производить без учета влияния солнечной радиации. Поглощенная проводом энергия солнца в умеренных широтах может повысить температуру провода, работающего в диапазоне температур 60 – 70°С и более, всего на 2 – 3°С, что лежит в пределах точности расчета.

Ток в проводе (^ I, А) при заданном значении перегрева по отношению к воздуху (t, °C) определяется из уравнения теплового баланса провода


, (6)


где Wл – коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, Вт/м°С:


, (7)


где:  – постоянная лучеиспускания; для проводов, находящихся в эксплуатации, принимается равной 0,6;

d – диаметр провода, см;

Tcp – среднее значение между температурой провода и температурой воздуха, К:


, (7.1)


где Wк – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м·°С):


Wк = 0,16·d0,75·t0,3 при v < 1,2 м/с, (8)


при v  1,2 м/с, (9)


где v – скорость ветра, направленного перпендикулярно проводу, м/с.


При скорости ветра более 1,2 м/с и направлении вдоль провода теплоотдача конвекцией уменьшается на 50 %;

Сопротивление провода при температуре t Rt (Ом/м):


, (10)


где: R20 – сопротивление провода при температуре 20°С, Ом/м;

' – температурный коэффициент электрического сопротивления материала провода (для меди и алюминия принимается 0,004°С–1).


В районах с температурой воздуха 45°С и выше при расчете предельных токовых нагрузок рекомендуется учитывать влияние солнечной радиации. В этом случае ток в проводе определяется по формуле


, (11)


где: Qp = 100·d·qc – количество поглощенного проводом тепла за счет солнечной радиации, Вт/м;

 – коэффициент поглощения, принимается равным коэффициенту лучеиспускания;

qc – суммарная солнечная радиация, Вт/см2.


Суммарную солнечную радиацию рекомендуется принимать по данным наблюдений метеорологических станций. Если нет данных о суммарной солнечной радиации для указанных районов летом, ее рекомендуется принять по среднему значению 0,07 Вт/cм2. Зимой солнечная радиация не оказывает существенного влияния на предельные токовые нагрузки и ее можно не учитывать при расчетах.

Примеры расчета допустимых температур нагрева проводов для ВЛ 110 и 330 кВ приведены в приложениях 1 и 2 к настоящей Методике.

Данные для расчета токов в проводе при различных температурах провода и воздуха и различных направлениях ветра без учета солнечной радиации приведены в приложении 3 к настоящей Методике.


________________________________________________________________

Приложение 1

к «Методике расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи»


^ Пример расчета допустимой температуры нагрева провода

для ВЛ 110 кВ


Воздушная линия 110 кВ, выполненная проводами двух марок, проходит по населенной местности и пересекает железную, автомобильную дороги, линию связи, ВЛ 6 кВ.

Перечень пересекаемых объектов приведен в таблице 1.


Таблица 1 – Перечень пересекаемых объектов ВЛ 110 кВ

Номер пролета

Длина пролета, м

Марка

провода

Стрела провеса на пересечении, м

Пересекаемый объект

Расстояние от провода до пересекаемого объекта, м

Нормирован-ный габаритный размер, м

Расстояние от опоры до пересекаемого объекта, м

1 – 2

250

AC 150/24

5,4

Железная дорога

8,0

7,5

80

2 – 3

161

AC 150/24

3,0

То же

9,0

7,5

62

5 – 6

200

AC 150/24

4,1

Автомобильная дорога

10,5

7,0

Середина пролета

9 – 10

172

М 95

4,2

Линия связи

4,5

3,0

То же

18 – 19

144

М 95

3,0

ВЛ 6 кВ

3,5

3,0

"–"

24 – 25

202

AC 150/24

6,0

Линия связи

4,7

4,0

"–"


Остальные пролеты, в которых нет пересечений, имеют достаточные расстояния между проводом и землей и не ограничивают допустимую температуру провода по указанному условию.

Анализируя данные таблицы 1, можно сделать вывод, что в пролетах 2 – 8; 5 – 6 и 9 – 10 длиной менее 200 м имеется достаточное расстояние между проводом и землей (H = 2 м и более), следовательно, в этих пролетах нет ограничений допустимой температуры провода по указанному условию. Проверке подлежат пролеты 1 – 2, 18 – 19 и 24 – 25.

В этих пролетах произведены измерения расстояний между проводом и землей, результаты которых приведены в таблице 2.


Таблица 2 – Результаты измерений стрел провеса и габаритных размеров на ВЛ

110 кВ

Номер пролета

Длина пролета, м

Марка провода

Стрела провеса на пересечении, м

Пересекаемый объект

Измерен-ное расстояние между проводом и пересе–

каемым объектом, м

H, м

Расстояние от опоры до пересекаемого объекта, м

Токовая нагрузка при измерениях, А

Температура воздуха, °С

Скорость ветра, м/с

1 – 2

250

AC 150/24

5,3

Желез-ная дорога

7,9

1,4

80

380

22

5

18 – 19

144

M–95

3,1

ВЛ 6 кВ

3,5

1,5

Середина пролета

380

22

5

24 – 25

202

AC 150/24

5,75

Линия связи

4,2

1,2

То же

380

22

5


^ 1. Определение температуры провода при измерениях расстояний

между проводом и землей


1.1. Провод AC 150/24, d = 1,71 см, R20 = 0,198·10–3 Ом/м.

Температура провода определяется подбором. Задаваясь температурой провода, определяют количество выделенного в проводе и отведенного тепла, равенство которых подтверждает правильный выбор температуры провода.

После нескольких предварительных расчетов температура провода принимается равной 30,7°С и по формулам (6) – (10) проверяется правильность принятой температуры.

Перегрев провода по отношению к воздуху t = tпtв = 30,7 – 22 = 8,7°С, где tв – температура воздуха, °С.

Сопротивление провода при температуре 30,7°С определяется по формуле (10)

Ом/м.


Среднее значение между температурой провода и температурой воздуха равно:

К.


Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием определяется по формуле (7)


Вт/(м·°С).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется по формуле (9)


Вт/(м·°С).


Количество выделенного в проводе тепла


I2 R30,7 = 3802·0,206·10–3 = 29,7 Вт/м;


Количество отведенного тепла


(Wл + Wк) t = (0,199 + 3,216)·8,7 = 29,7 Вт/м.


Количество выделенного в проводе тепла равно количеству отведенного тепла, следовательно, провод находится в состоянии теплового равновесия при перегреве его по отношению к окружающему воздуху на 8,7°С.

1.2. Провод М 95, d = 1,25 см, R20 = 0,2·10–3 Ом/м.

После нескольких предварительных расчетов температура провода принимается равной 32,4°С и проверяется правильность выбранной температуры.


t = 32,4 – 22 = 10,4°С;


Ом/м;


К;


Вт/(м·°С);

Вт/(м·°С);


I2 R32,4 = 3802·0,209·10–3 = 30,1 Вт/м;

(Wл + Wк) t = (0,146 + 2,75)·10,4 = 30,1 Вт/м.


Количество выделенного в проводе тепла равно количеству отведенного тепла, следовательно, состояние теплового равновесия достигается при перегреве провода по отношению к окружающему воздуху на 10,4°С.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13



Похожие:

Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодические указания по типовой защите от вибрации и субколебаний проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35 1150 кВ
Приказом Председателя Комитета по государственному энергетическому надзору Министерства энергетики и минеральных ресурсов
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета сметы расходов на содержание общего имущества объекта кондоминиума
Настоящая Методика расчета сметы расходов на содержание общего имущества объекта кондоминиума (далее Методика) разработана с целью...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчёта норм расходабыстроизнашивающихсядеталей и материаловдля дробильно-фрезерных машинтипа дфм-11 и их модификаций
Фикаций (далее – Методика)разработана в соответствии с подпунктом 7) статьи 5 Закона Республики Казахстан «Об электроэнергетике»...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета норм расхода масел для редукторов, комплектующихся с оборудованием тракта топливоподачи,гидрозолоудаления, питателями и электрофильтрами

Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета производственных расходов и нормативных технических потерь при эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения
Далее Методика разработана в целях реализации требований нормативных правовых актов Республики Казахстан, регулирующих работу организаций,...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconРгп «казниисса» проект рекомендации по определению сейсмических нагрузок, соответствующих инженерно-геологическим и сейсмологическим условиям республики казахстан алматы 2011
Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения «Казахский научно-исследовательский и проектно-экспериментальный...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета норм расхода масел для углеразмольных мельниц, дымососов, вентиляторов и электродвигателей тепловых электростанций (с изменением в части применения турбинного масла)
Ростанций (далее – Методика) разработана в соответствии с подпунктом 7) статьи 5 Закона Республики Казахстан «Об электроэнергетике»...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета норм расхода запасных частей на эксплуатационноесодержание и текущий ремонт средств диспетчерского и технологического управления энергосистем и энергопредприятий
Оответствии с подпунктом 7) статьи 5 Закона Республики Казахстан «Об электроэнергетике» иопределяет порядок расчета норм расходазапасных...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета норм расхода этилового спирта для организаций и предприятий Республики Казахстан
Том 7 статьи 5 Закона Республики Казахстан «Об электроэнергетике» и предназначена для оценки потребностиэтилового спирта для производства...
Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи Введение iconМетодика расчета норм расхода газомазутного топлива при сжигании каменных углей с выходом летучих веществ от 20 до 30% на тепловых электростанциях Республики Казахстан
Иях Республики Казахстан (далее – Методика)разработана в соответствии с подпунктом 7) статьи 5 Закона Республики Казахстан «Об электроэнергетике»...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzgov.docdat.com 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы