 |
Порядок выполнения расчёта
|
|
|
|
Сечение проводников линий электропередачи должно быть таким, чтобы провода не перегревались при любой нагрузке в нормальном рабочем и послеаварийном режиме.
Выбор сечения проводников по нагреву сводится к сравнению расчётного тока Iр, А, с длительно допустимыми токами нагрузки Iдоп, А, для стандартных сечений с учётом марки кабеля и температурных условий
(1)
где КТ - поправочный температурный коэффициент, вводимый, если температура земли отличается от +15 0С, а воздуха - +25 0С (ПУЭ, издание 7, таблица 1.3.3);
КП - поправочный коэффициент на прокладку, вводимый, если количество работающих рядом кабелей больше одного, т.к. ухудшаются условия их охлаждения (ПУЭ, издание 7, таблица 1.3.26).
Расчетный ток в линии в послеаварийном режиме (работа одного кабеля) Iр, А, определяется по формуле
(2)
где Sр - расчётная полная мощность приёмника, кВА;
Uн - номинальное напряжение сети, кВ.
Расчётная полная мощность приёмника Sр, кВА, определяется по формуле
(3)
где Sнn - номинальная полная мощность n-го приёмника, кВА.
Допустимые длительные токовые нагрузки на кабели представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Допустимые длительные токовые нагрузки на кабели
| Сечение токоведущей жилы, мм2 | Допустимые длительные токовые нагрузки на трёхжильные кабели прокладываемые в земле, А | |||||||||||
| Марка кабеля | ||||||||||||
| С резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой оболочке | С бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке | |||||||||||
| медные жилы | алюминиевые жилы | медные жилы | алюминиевые жилы | |||||||||
| 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | |
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| - | - | - | - | - | - | - | - | |||||
| - | - | - | - | |||||||||
| - | - | |||||||||||
| - | - | |||||||||||
| - | - | |||||||||||
|
|
|
Допустимые длительные токовые нагрузки на голые кабели представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Допустимые длительные токовые нагрузки на голые провода
| Сечение токоведущей жилы, мм2 | Допустимые длительные токовые нагрузки на голые провода подкладываемые в воздухе, А | |||
| Марка провода | ||||
| Алюминиевые А | Сталеалюминевые | |||
| АС (нормальные) | АСО (облегчённой конструкции) | АСУ (усиленной конструкции) | ||
| - | - | - | ||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | ||||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | - |
Допустимые температуры нагрева кабелей и проводов при нормированной температуре среды кабели представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Допустимые температуры нагрева кабелей и проводов при нормированной температуре среды
| Нормированная температура | Допустимая температура нагрева кабелей и проводов, 0С | |||||
| Марка кабелей и проводов | ||||||
| С резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой оболочке | С бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке | Голые провода | ||||
| 3 кВ | 6 кВ | 10 кВ | 20 и 35 кВ | |||
| жилы | +65 | +80 | +65 | +60 | +50 | +70 |
| земли | +15 | +15 | +15 | +15 | +15 | - |
| воздуха | +25 | +25 | +25 | +25 | +25 | +25 |
|
|
|
Поправочные коэффициенты на допустимый длительный ток в зависимости от температуры земли и воздуха кабели представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Поправочные коэффициенты на допустимый длительный ток для кабелей, неизолированных и изолированных проводов и шин в зависимости от температуры земли и воздуха
| Условная температура среды, 0С | Нормированная температура жил, 0С | Поправочный коэффициент при расчётной температуре среды 0С | |||||||||||
| -5 и ниже | +5 | +10 | +15 | +20 | +25 | +30 | +35 | +40 | +45 | +50 | |||
| 1,14 | 1,11 | 1,08 | 1,04 | 1,00 | 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,83 | 0,78 | 0,73 | 0,68 | ||
| 1,18 | 1,14 | 1,10 | 1,05 | 1,00 | 0,95 | 0,89 | 0,84 | 0,77 | 0,71 | 0,63 | 0,55 | ||
| 1,20 | 1,15 | 1,12 | 1,06 | 1,00 | 0,94 | 0,88 | 0,82 | 0,75 | 0,67 | 0,75 | 0,47 | ||
| 1,22 | 1,17 | 1,12 | 1,07 | 1,00 | 0,93 | 0,86 | 0,79 | 0,71 | 0,61 | 0,50 | 0,36 | ||
| 1,25 | 1,20 | 1,14 | 1,07 | 1,00 | 0,93 | 0,84 | 0,76 | 0,66 | 0,54 | 0,37 | - | ||
| 1,24 | 1,20 | 1,17 | 1,13 | 1,09 | 1,04 | 1,00 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,74 | ||
| 1,29 | 1,24 | 1,20 | 1,15 | 1,11 | 1,05 | 1,00 | 0,94 | 0,88 | 0,81 | 0,74 | 0,67 | ||
| 1,32 | 1,27 | 1,22 | 1,17 | 1,12 | 1,06 | 1,00 | 0,94 | 0,87 | 0,79 | 0,71 | 0,61 | ||
| 1,36 | 1,31 | 1,25 | 1,20 | 1,13 | 1,07 | 1,00 | 0,93 | 0,85 | 0,76 | 0,66 | 0,54 | ||
| 1,41 | 1,35 | 1,29 | 1,23 | 1,15 | 1,08 | 1,00 | 0,91 | 0,82 | 0,71 | 0,58 | 0,41 | ||
| 1,48 | 1,41 | 1,34 | 1,26 | 1,18 | 1,09 | 1,00 | 0,89 | 0,78 | 0,63 | 0,45 | - |
Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, проложенных рядом в земле кабели представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, проложенных рядом в земле
| Расстояние между кабелями, мм | Поправочный коэффициент при количестве кабелей | |||||
| 1,00 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,78 | 0,75 | |
| 1,00 | 0,92 | 0,87 | 0,84 | 0,82 | 0,81 | |
| 1,00 | 0,93 | 0,90 | 0,87 | 0,86 | 0,85 |
Пример выполнения расчёта
Исходные данные для расчёта:
- номинальное напряжение сети Uн = 10 кВ;
- количество трансформаторов ТП1 n1 = 2 шт;
- полная номинальная мощность трансформаторов ТП1 Sн1 = 1000 кВА;
- коэффициент мощности ТП1 соsφ1 = 0,900;
- количество трансформаторов ТП2 n2 = 2 шт;
- полная номинальная мощность трансформаторовТП2 Sн2 = 400 кВА;
- коэффициент мощностиТП2 соsφ2 = 0,900;
- длина кабельной линии в земле lз = 5 км;
- длина воздушной кабельной линии lв = 6 км;
- продолжительность использования максимума нагрузки Тм = 3000-5000 ч/год.
|
|
|
При выборе кабелей и проводов принять температуру среды при прокладке в земле +200С и расстояние между кабелями 100 мм, при прокладке в воздухе +300С.
Схема питания тяговых подстанций представлена в соответствии с рисунком 1.
Для кабельной линии в земле.
Расчётная полная мощность приёмника
Расчетный ток в линии в послеаварийном режиме (работа одного кабеля)
Допустимые длительные токовые нагрузки на кабели представлены в таблице 2.
Выбираем кабель АСБ 3х50, Iдоп = 140 А.
Допустимые температуры нагрева кабелей и проводов при нормированной температуре среды кабели представлены в таблице 4.
Поправочные коэффициенты на допустимый длительный ток в зависимости от температуры земли и воздуха кабели представлены в таблице 5.
При температуре земли +20 0С, поправочный температурный коэффициент КТ = 0,94.
Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, проложенных рядом в земле кабели представлены в таблице 6.
При количестве работающих кабелей, проложенных рядом в земле, равном 2 и расстоянием между кабелями 100 мм, поправочный коэффициент на прокладку КП = 0,90.
Длительно допустимый ток нагрузки с учётом коэффициентов
Условие выполняется.
Для воздушной линии.
Расчётная полная мощность приёмника
Расчетный ток в линии в послеаварийном режиме (работа одного кабеля)
Допустимые длительные токовые нагрузки на голые кабели представлены в таблице 3.
Выбираем провод АС-10, Iдоп = 84 А.
При температуре воздуха +30 0С, поправочный температурный коэффициент КТ = 0,94.
Длительно допустимый ток нагрузки с учётом коэффициентов
Условие выполняется.
По результатам расчёта практической работы выбрали для кабельной линии в земле кабель АСБ 3х50, Iдоп = 140 А, для воздушной линии провод АС-10, Iдоп = 84 А.
Контрольные вопросы
1. С чего начинается проектирование электросетей?
2. Главные критерии выбора сечения кабеля.
3. Как осуществляется выбор сечения кабеля по допустимому току (нагреву)?
Практическая работа №2
|
|
|
|
|
|
