يعد اختيار الكابل الجوي للمصنع الكهروضوغرافية جانبًا حاسمًا في التصميم والتشغيل الفعال لهذه المرافق. يؤثر التحجيم الصحيح للموصل الجوي بشكل مباشر على السلامة, فقدان الطاقة, تكاليف التشغيل, والربحية طويلة الأجل.
تنقسم النباتات الكهروضوئية إلى مصانع كهروضوئية مركزية وموزعة بناءً. تحتوي النباتات المركزية على قدرة أعلى وعادة ما تكون متصلة بالشبكة باستخدام مستويات الجهد 35 كيلو فولت/110 كيلو فولت أو أعلى, الوصول إلى محطة فرعية 35 كيلو فولت/110 كيلو فولت القريبة. تقع المحطات الفرعية 35kv/110kV بشكل عام في مراكز تحميل المدينة, على مسافة معينة من النبات الكهروضوئي. لخفض التكاليف وتحسين الكفاءة, كابل جوي عاري يستخدم عادة لتوصيل النبات بالمحطة الفرعية.
عند تصميم نبات الكهروضوئي واختيار الكابلات, استخدام موصل عاري مع مقطع عرضي أصغر يقلل من استهلاك المعادن غير الحديدية, وبالتالي خفض تكاليف الاستثمار. على الجانب الآخر, إذا تم استخدام موصل ذو مقطع عرضي أكبر, تقل المقاومة لكل وحدة طول, مما يقلل من فقدان الطاقة النشطة, قطرات الجهد, وفقدان الطاقة الكهربائية, وبالتالي خفض تكاليف التشغيل. لتقليل الخسائر في الشبكة وتحسين الكفاءة الاقتصادية للنبات الكهروضوئي, تعظيم إيرادات توليد الطاقة, من الضروري تحديد المقطع العرضي للموصل بشكل صحيح.
ثلاثة شروط ضرورية لاختيار المقطع العرضي للموصل
يجب أن يضمن اختيار المقطع العرضي للموصل العلوي سلامة الناس, إمدادات كهرباء موثوقة, التكنولوجيا المتقدمة, والاقتصاد المعقول. من الناحية الفنية, يجب أن يفي الاختيار بالمتطلبات الثلاثة التالية اللازمة:
حالة المقاومة الميكانيكية
أثناء التشغيل على المدى الطويل, سيخضع الموصل لمختلف القوى الخارجية, مثل توتر الخط, وزن الموصل, رياح, وتراكم وزن الثلج. لضمان سلامة وموثوقية تشغيل الموصل, من الضروري أن يكون لها مقاومة ميكانيكية كافية. تنص اللوائح على ضمان المقاومة الميكانيكية لخطوط الطاقة, يجب ألا يكون المقطع العرضي للموصل أقل من القيم الموضحة في الجدول التالي:
| نوع الموصل | من خلال المناطق السكنية | من خلال المناطق غير السكنية |
|---|---|---|
| الألومنيوم والألومنيوم سبيكة كابل مضفر | 35 | 25 |
| كابل مضفر من الصلب | 25 | 16 |
| كابل النحاس | 16 | 16 |
حالة التدفئة
عندما يتدفق الحالي عبر الموصل, يسخن بسبب المقاومة. لمنع الموصل من الاحتراق أو الشيخوخة قبل الأوان بسبب ارتفاع درجة الحرارة, ولضمان تشغيلها على المدى الطويل الآمن والموثوق, يجب أن تفي أيضًا بظروف ارتفاع درجة الحرارة. إنه, يجب أن يكون الحد الأقصى لتيار الحمل المستمر الذي يتدفق عبر الموصل أقل من التيار المستمر الآمن على المدى الطويل. يحدد المعيار التيار المستمر الآمن على المدى الطويل لدرجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية, كما هو موضح في الجدول التالي:
| المقطع العرضي / مم² | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | 300 | 400 | 500 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LJ | 170 | 215 | 265 | 325 | 375 | 440 | 500 | 610 | 680 | 830 | 980 |
| LG | 170 | 220 | 275 | 335 | 380 | 445 | 515 | 610 | 700 | 800 | – |
| LJGQ | – | – | – | – | – | – | 510 | 610 | 710 | 845 | 966 |
حالة التأثير الإكليل
في الخطوط الجوية الجهد العليا, شدة المجال الكهربائي المحيط مرتفع. هذا يمكن أن يحفز حدوث تصريفات جزئية أو كاملة, زيادة فقدان الطاقة, توليد تدخل اتصال, وتسريع أكسدة المعدات. لتجنب تأثير كورونا, يجب تقليل شدة المجال الكهربائي في الهواء المحيط بزيادة المقطع العرضي للموصل. عندما يكون مستوى الجهد أقل من 60 كيلو فولت, أ أكمل تأثير كورونا لا يحدث بسبب انخفاض الجهد التشغيلي وشدة المجال الكهربائي المنخفض. لكن, عندما يكون مستوى الجهد يساوي أو أكبر من 110 كيلو فولت, الحد الأدنى للموصل المطلوب المقطع العرضي لتجنب تأثير كورونا على النحو التالي:
| الجهد الاسمي / كيلو فولت | 110 | 220 | 330 |
|---|---|---|---|
| الحد الأدنى للموصل المقطع العرضي | LJ-70 | LJ-300 | LGJ-2 × 240 |
طريقة لاختيار المقطع العرضي للموصل 1: طريقة الكثافة الحالية الاقتصادية
عند النظر في الاقتصاد في اختيار المقطع العرضي للموصل, من الضروري في المقام الأول حساب الاستثمار في البناء الخطية وتكاليف التشغيل السنوية, التي تعتمد بشكل أساسي على فقدان الطاقة. لضمان الجدوى الاقتصادية لاختيار الموصل, يجب أن يعتمد على الكثافة الحالية الاقتصادية. بعد النظر بشكل شامل في مبادئ الفائدة الشاملة (استثمار, تكاليف التشغيل, معدل استرداد الاستثمار, معدل الاستهلاك), يسمى أكثر التيار اقتصاديًا المقابل للوحدة العرضية للموصل الكثافة الحالية الاقتصادية. هذا مرتبط بمواد الموصل, معامل استخدام الخط, ومبلغ الاستثمار. في الممارسة العملية, يتم تحديده بناءً على مادة الموصل, ساعات استخدام الحمل القصوى, والجهد الاسمي, كما هو موضح في الجدول. يشار إلى المقطع العرضي المختار وفقًا للكثافة الحالية الاقتصادية باسم المقطع العرضي الاقتصادي, محددة كما:
SJ = IMAX / ي
- SJ: المقطع العرضي الاقتصادي
- ي: الكثافة الحالية الاقتصادية
- ايماكس: الحد الأقصى لتيار التشغيل للموصل في ظل الظروف العادية
| ر(الأعلى)/ح | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 7000 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| قائد LJ من 10 كيف أو أقل | 1.44 | 1.18 | 1.00 | 0.86 | 0.76 | 0.66 |
| قائد LGJ من 10 كيف أو أقل | 1.70 | 1.38 | 1.18 | 1.00 | 0.88 | 0.78 |
| LCJ موصل 35 KV أو أكثر | 1.86 | 1.50 | 1.26 | 1.08 | 0.94 | 0.84 |
مثال على اختيار الكابل الجوي لمصنع الكهروضوئي
سيناريو حقيقي
ل محلول الكابل الكهروضوئي, في خط جوي 35 كيلو فولت, يتم استخدام كبل مضفر الألومنيوم الأساسي الصلب مع دائرة مزدوجة, مع طول 15 كيلومتر وحمل أقصى 16 ميغاواط في النهاية. متوسط عامل الطاقة هو 0.9, وأقصى قدر من الجهد المسموح به 5% في ظل الظروف العادية مسموح به. يجب اختيار المقطع العرضي للموصل.
خطة الاختيار
سيتم اختيار المقطع العرضي للموصل بناءً على كثافة التيار الاقتصادي, وبعد ذلك سيتم التحقق منه وفقًا للشروط الثلاثة اللازمة وانخفاض الجهد المسموح به.
الحد الأقصى لتيار التشغيل:
IMAX = (ص / 2) / (1.732 × A × cosθ) = (16000 / 2) / (1.732 × 35 × 0.9) = 146.63 أ
مع الحد الأقصى لتيار التشغيل (ايماكس) ل 146.63 A و Tmax من 2000 ساعات, يشير الجدول إلى أن كثافة التيار الاقتصادي (ي) يكون 1.65 A/Mm². لذلك, المقطع العرضي الاقتصادي هو:
SJ = IMAX / J = 146.63 / 1.65 = 88.87 مم²
تم تحديد أقرب مقطع عرضي: LGJ-95 سائق, مع المعلمات RO + JXO = 0.332 + J0.4 Ω/km والتيار المستمر الآمن على المدى الطويل من 335 أ.
تَحَقّق
- المقاومة الميكانيكية:
S = 95 مم² > و = 25 مم²
يلبي المتطلبات. - حالة التدفئة:
نظرًا لأن خط الدائرة المزدوج يمكن أن يعمل في دائرة واحدة, يزداد التيار في الخط, توليد المزيد من الحرارة. هذا هو سيناريو التشغيل الأكثر أهمية. في التحقق من درجة الحرارة, يجب مراعاة هذا النمط من العملية:
IMAX = 2 × 146.63 أ = 293.26 أ < iy = 335 أ
يلبي المتطلبات. - حالة التأثير الإكليل:
لأن الخط هو 35 كيلو فولت, ليس من الضروري التحقق من حالة تأثير كورونا. - انخفاض الجهد:
ΔU = (P × ص + س × x) × لتر / ش = 1.80 كيلو فولت
u ٪ = 1.80 / 35 = 5.15% > 5%
لا تفي بالمتطلبات, لذلك يجب زيادة المقطع العرضي للموصل. تم اختيار موصل LGJ-120, مع المعلمات RO + JXO = 0.236 + j0.421 Ω/km والتيار المستمر الآمن على المدى الطويل 380 أ.
التحقق الجديد:
- المقاومة الميكانيكية:
S = 120 مم² > و = 25 مم²
يلبي المتطلبات. - حالة التدفئة:
IMAX = 2 × 146.63 أ = 293.26 أ < iy = 380 أ
يوضح الجدول أن موصل LGJ-120 يحتوي على أقصى قدر آمن لـ 380 في وضع الفشل, أكبر من الحد الأقصى للتيار في الموصل, لذلك يفي بالمتطلبات. - حالة التأثير الإكليل:
لأن الخط هو 35 كيلو فولت, ليس من الضروري التحقق من حالة تأثير كورونا. - انخفاض الجهد:
ΔU = (P × ص + س × x) × لتر / ش = 1.60 كيلو فولت
u ٪ = 1.60 / 35 = 4.57% < 5%
يلبي المتطلبات.
لذلك, الموصل الجوي المحدد LGJ-120 مناسب.
خاتمة
الاختيار الصحيح ل الكابلات في نبات الكهروضوئي ضروري لضمان السلامة والكفاءة على حد سواء. من خلال النظر في المعايير الرئيسية الثلاثة - المقاومة الميكانيكية, التدفئة, وشروط كورونا - من المضمون أن يقاوم الموصل المتطلبات المادية والحرارية, تقليل فقدان الطاقة وتحسين تكاليف التشغيل.
يتيح استخدام طريقة الكثافة الحالية الحالية لموازنة الاستثمار الأولي والتكاليف طويلة الأجل. عن طريق ضبط المقطع العرضي للموصل لتلبية المتطلبات الفنية وتجنب انخفاض الجهد, يتم ضمان تشغيل التشغيل الفعال والفعال للتثبيت, تعظيم أدائها ومتانة.