Выбор и проверка кабельной сети участка Общие сведения

При расчете кабельной сети участка от ПУПП до распределительного подземного пункта (РПП) в качестве магистрального используются полугибкие (типа ЭВТ) кабели, а для питания отдельных токоприемников участка – гибкие кабели (типа КГЭШ).

Отдельный кабель для питания токоприемника выбирается: по напряжению; по конструкции; по длительно допустимой нагрузке (по допустимому нагреву). По экономической плотности тока кабели, питающие шахтные участковые токоприемники, не выбираются, так как срок службы этих сетей менее 3 - 5 лет (рекомендация ПУЭ).

Выбранный кабель должен быть проверен на термическую устойчивость и на механическую прочность.

Кабельная сеть, подключенная к каждой подробно рассчитываемой ПУПП участка, должна быть проверена по потерям напряжения, по сопротивлению изоляции и емкости.

Выбор кабельной сети участка по допустимой нагрузке

Выбор кабелей по допустимой нагрузке производится по условию

где I_д.д – длительно допустимый по нагреву ток кабеля соответствующего сечения; I_р – рабочий ток кабеля.

Рабочий ток магистральных кабелей определяется как

(1)

где k_с.г – коэффициент спроса для группы потребителей, получающих питание по магистральному кабелю, определяется по формулам, аналогичным вышеприведенным, но с исходными данными рассматриваемой группы потребителей; ∑Р_у.г – суммарная установленная мощность группы потребителей, получающих питание по выбираемому магистральному кабелю; U_н – номинальное напряжение сети; cosφ – средневзвешенный коэффициент мощности.

Рабочий ток кабелей, питающих отдельно установленные электродвигатели, принимать равным номинальному току этих электродвигателейi.

При наличии на одной машине или агрегате нескольких одновременно работающих электродвигателей и питании их по одному кабелю рабочий ток этого кабеля определяется как сумма номинальных токов электродвигателей.

Следует учесть, что длительно допустимые токовые нагрузки на кабели составлены исходя из нормируемого значения температуры окружающей среды +25 °С. Во многих случаях фактическая температура окружающей среды в очистных и подготовительных забоях шахт Кузбасса несколько ниже. Поэтому можно (но не обязательно) пересчитать по [З] длительно допустимую нагрузку кабеля с учётом фактической температуры, что зачастую позволяет использовать кабели с меньшим сечением жил.

Выбор типа и сечений кабелей сводится в таблицу, составленную по форме таблицы 2.

Таблица 2 - Выбор типа и сечений кабелей

Обозначение кабеля по схеме	Коэффициент спроса	Расчетный ток кабеля, А	Принятый тип кабеля	Длительно допустимый ток, А

Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям напряжения при нормальном режиме

Потери напряжения определяются только для одной наиболее загруженной ветви кабельной сети исходя из предположения, что в других (менее нагруженных) ветвях они будут меньше. Суммарные потери напряжения для любой ветви определяются как

где – потери напряжения в трансформаторе; – суммарные потери напряжения в рассматриваемой кабельной ветви участка.

Относительная потеря напряжения в трансформаторе определяется по формуле

где – коэффициент загрузки трансформатора; u_a и u_p – относительные величины соответственно активной и реактивной cоставляющей напряжения короткого замыкания трансформатора, %.

Относительные величины u_a и u_p вычисляются соответственно по формулам:

где Р_к.з – потери мощности короткого замыкания в трансформаторе;

u_к.з – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Потери напряжения в трансформаторе в абсолютных величинах определяются как

где U_о – вторичное напряжение трансформатора при холостом ходе (690 В; 1200 В; 3,3 кВ).

Потери напряжения в кабеле определяются по формуле

где I_pi – рабочий ток в кабеле; r_ki, x_{ki --} соответственно активное и индуктивное сопротивления рассматриваемого кабеля.

Расчет сопротивлений кабелей следует свести в таблицу, составленную по форме таблицы 3. Активные сопротивления следует принимать для рабочей температуры кабелей + 65 °С, приводимые в [4],

При отсутствии справочных данных для кабеля – того сечения можно определять:

- активное сопротивление , Ом/км;

- индуктивное сопротивление , Ом/км.

Таблица 3 - Определение сопротивления кабелей

Обозначение кабеля по схеме	Марка кабеля	Длина, м	Удельное сопротивление, Ом/км			Сопротивление кабеля, Ом
			rо	xo		rк	xк

В таблицу 3 необходимо внести сопротивления всех кабелей, кроме перемычек, так как эти данные необходимы для расчёта токов короткого замыкания, рассматриваемого ниже.

Допустимая потеря напряжения в сети определяется по выражению

где U_o –номинальное напряжение сети; 0,05 – допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателей (ГОСТ 13109-97).

Следовательно, для сетей напряжением 660 В, 1140 В и 3,0 (3,3) кВ допустимые потери напряжения соответственно равны 63, 117 и 300 В. Сеть удовлетворяет условиям эксплуатации, если сохраняется соотношение