2.6 Расчет и выбор питающего кабеля

Значение активных и индуктивных сопротивлений кабелей необходимо для расчета прежде всего токов короткого замыкания, для выбора и проверки защитной аппаратуры. Что касается кабелей напряжением до 1 кВ ,то отсутствие достоверных данных о них отрицательно сказывается на качестве проектных решений, на надежности и безопасности электроустановок.

Заводы-производители не сообщают данных по сопротивлениям нулевой последовательности кабелей.

Ток проходя по проводнику вызывает его нагрев. Каждое сечение должно быть рассчитано на определенную величину тока, которая не допускает нагрев этого проводника. Это величина тока называется нормально допустимым током.

Определяем длительный ток трансформатора :

;

Находим экономическую плотность тока для кабеля с алюминиевыми жилами по учебнику :

J_эк=2,7 А/мм ² [1, с.85, табл.2.26]

Определяем экономически выгодное сечение :

; (2.19)

Исходя из условия, что , подбираем стандартное сечение кабеля

S_ст=10 мм ²

Выбираем кабель марки ВВГ 3х10. [www.mitsa.ru ]

Проверяем кабель на потерю напряжения

; (2.20)

R =2,625 Ом/км

Х =2,16 Ом/км

Допустимая потеря напряжения должна быть не более 5% для линий 6-10 кВ, значит, потеря напряжения в кабеле удовалетворяет условию.

Проверяем кабель на нагрев токами нормального режима

допустимая наибольшая температура для данного вида кабеля t_доп=60 ^оС

; (2.21)

Температура нагрева кабеля токами нормального режима не

превышает допустимой.

Таким образом, выбранный кабель удовлетворяет условию нагрева токами нормального режима.

2.7 Расчет токов короткого замыкания

Короткое замыкание (КЗ) – электрическое соединение двух точек электрической цепи различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также коротким замы канием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

В трехфазных электрических сетях различают следующие виды коротких замыканий:

однофазное (замыкание фазы на землю в сетях с заземленной нейтралью трансформатора) – К ⁽¹⁾;

двухфазное (замыкание двух фаз между собой) – К ⁽²⁾;

двухфазное на землю (две фазы между собой и одновременно на землю) – К ^(1,1);

трехфазное (три фазы между собой) – К ⁽³⁾;

В электрических машинах возможны короткие замыкания:

межвитковые – замыкание между собой витков обмоток ротора или статора, либо витков обмоток трансформаторов;

замыкание обмотки на металлический корпус;

При коротком замыкании резко возрастает сила тока, протекающего в цепи, что, согласно закону Джоуля – Ленца приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, термическому повреждению устройства или электрических проводов, вплоть до возникновения пожара. В месте короткого замыкания может возникнуть электрическая дуга.

Короткое замыкание в одном из элементов энергетической системы способно нарушать ее функции в целом – у других потребителей может снизится питающее напряжение; в трехфазных сетях при коротких замыканиях возникает асимметрия напряжений, нарушающая нормальное электроснабжение. В больших энергосетях короткое замыкание может вызывать тяжелые системные аварии.

В случае повреждения проводов воздушных линий электропередачи и замыкании их на землю в окружающем пространстве может возникнуть сильное электромагнитное поле, способное навести в близко расположенном оборудовании ЭДС, опасную для аппаратуры и работающих с ней людей. Рядом с местом аварии происходит растекание потенциала по поверхности земли, в результате чего шаговое напряжение может достигнуть опасного для человека значения.

Задаемся базисной мощностью S_б =100МВА

Определяем сопротивления всех элементов электрической схемы:

Источник питания

; (2.22)

Кабельная линия

; (2.23)

Трансформатор

; (2.24)

Определяем токи короткого замыкания в точках К1 и К2 :

точка К1

; (2.25)

; (2.26)

; (2.27)

точка К2

;

;

;

Определяем ударные токи в заданных точках :

точка К1 :

; (2.28)

точка К2 :

;

Определяем мощность короткого замыкания в точках К1 и К2 :

точка К1

; (2.29)

;

2.8 Расчет и выбор высоковольтного оборудования

Выключатель нагрузки.

Применяются в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), комплектных трансформаторных подстанций (КТП) внутренней установки и камерах стационарных одностороннего обслуживания (КСО). Предназначен для ручного отключения потребителей электрической энергии от электросети при ремонтных работ или длительного отсутствия в защтщаемом помещении.