19. Выбор сечения проводников по экономической плотности тока

Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение s, мм2, определяется из соотношения

где I - расчетный ток в час максимума энергосистемы, А;

Jэк - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2, для заданных условий работы, выбираемое по табл..

Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т. е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается.

Выбор сечений проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока напряжением 330 кВ и выше, а также линий межсистемных связей и мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большим числом часов использования максимума, производится на основе технико-экономических расчетов

Увеличение количества линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения экономической плотности тока производится на основе технико-экономического расчета. При этом во избежание увеличения количества линий или цепей допускается двукратное превышение нормированных значении, приведенных в табл. 1.3.36..

В технико-экономических расчетах следует учитывать все вложения в дополнительную линию, включая оборудование и камеры распределительных устройств на обоих концах линий. Следует также проверять целесообразность повышения напряжения линии.

Данными указаниями следует руководствоваться также при замене существующих проводов проводами большего сечения или при прокладке дополнительных линий для обеспечения экономической плотности тока при росте нагрузки. В этих случаях должна учитываться также полная стоимость всех работ по демонтажу и монтажу оборудования линии, включая стоимость аппаратов и материалов.

20. Выбор сечений проводов и кабелей по условию нагревания

В зависимости от степени опасности возникновения пожара или взрыва, а также с учетом требований техники безопасности по предотвращению возможности поражения током человека электрические сети разделяются на две группы

Сети, которые должны быть защищены от перегрузок и от токов короткого замыкания.

Сети, которые должны быть защищены только от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок для таких сетей не предусматривается.

К первой группе, для которой обязательна защита от перегрузки, относятся:

а) сети всех видов во взрывоопасных помещениях и взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сети;

б) сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными незащищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой;

в) осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также в пожароопасных производственных помещениях;

г) силовые сети в промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях *— в случаях, когда по условиям технологического процесса или режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводов и кабелей. Все остальные сети относятся ко второй группе, не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от коротких замыканий. Сечение проводов и кабелей по условию нагревания определяется по таблицам допустимых токовых длительных нагрузок, приведенных в ПУЭ [Л.1] (см. табл. П-2 — П-4). При этом расчетное значение допустимой нагрузки на провод или кабель при нормальных условиях прокладки выбирается как большая величина из соотношений: по условию нагревания длительным расчетным топом линии и по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты

где /дЛ — длительный расчетный ток линии, А; Ка— поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей; /8— номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А (см. табл. П-8); Кв — кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания (току трогания) защитного аппарата. Значения коэффициента Кв в зависимости от условий прокладки и типа защитного аппарата приведены в табл. П-8, Если проводка выполнена при нормальных условиях, значение поправочного коэффициента /(п=1 и формулы (1б> и (17) упрощаются:

Выбранные защитные аппараты и сечения проводов и кабелей во всех случаях должны удовлетворять еще одному условию, а именно защитные аппараты должны надежно отключать короткое замыкание, происшедшее в наиболее удаленных точках сети. Для выполнения это го условия величина тока короткого замыкания должна в установленное число раз превосходить номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата. Для сети, проложенной в невзрывоопасных помещениях, минимальный ток короткого замыкания должен превосходить номинальный ток плавкой вставки предохранителя или номинальный ток теплового или комбинированного расцепителя автоматического выключателя не менее чем в 3 раза. Выполнение этого требования для четырехпроводной сети трехфазного переменного тока в невзрывоопасном помещении проверяется по соотношению где ин_ф — номинальное фазное напряжение сети, В; Z — полное сопротивление петли фазного и нулевого проводов от вторичных зажимов понижающего трансформатора до наиболее удаленной точки сети, Ом; /н.а— номинальный ток защитного элемента (плавкой вставки или расцепителя), А. Значения сопротивления петли «фаза — нуль» для воздушных линий и кабелей с алюминиевыми жилами приведены в табл. П-9. Более подробные сведения по данному вопросу читатель может получить из |Л. 5].

21. область применения и сущность оценки площади сечения проводников линий электропередачи по допустимой потере напряжения. Потребители электрической энергии работают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, на которое рассчитаны данный электродвигатель или устройство. При передаче электроэнергии по проводам часть напряжения теряется на сопротивление проводов и в результате в конце линии, т. е. у потребителя, напряжение получается меньшим, чем в начале линии.Понижение напряжения у потребителя по сравнению с нормальным сказывается на работе токоприемника, будь то силовая или осветительная нагрузка. Поэтому при расчете любой линии электропередачи отклонения напряжений не должны превышать допустимых норм, сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, как правило, проверяют по потере напряжения. Потерей напряжения ΔU называют разность напряжений в начале и конце линии (участка линии). ΔU принято определять в относительных единицах — по отношению к номинальному напряжению. Аналитически потеря напряжения определена формулой: где P — активная мощность, кВт, Q — реактивная мощность, квар, ro — активное сопротивление линии, Ом/км, xo — индуктивное сопротивление линии, Ом/км, l — длина линии, км, Uном — номинальное напряжение, кВ. Значения активного и индуктивного сопротивлений (Ом/км) для воздушных линий, выполненных проводом марки А-16 А-120 даны в справочных таблицах. Активное сопротивление 1 км алюминиевых (марки А) и сталеалюминевых (марки АС) проводников можно определить также по формуле: где F — поперечное сечение алюминиевого провода или сечение алюминиевой части провода АС, мм2 (проводимость стальной части провода АС не учитывают). Согласно ПУЭ («Правилам устройства электроустановок»), для силовых сетей отклонение напряжения от нормального должно составлять не более ± 5 %, для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий — от +5 до — 2,5%, для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5%. При расчете сетей исходят из допустимой потери напряжений. Учитывая опыт проектирования и эксплуатации электрических сетей, принимают следующие допустимые величины потери напряжений: для низкого напряжения — от шин трансформаторного помещения до наиболее удаленного потребителя — 6%, причем эта потеря распределяется примерно следующим образом: от станции или понизительной трансформаторной подстанции и до ввода в помещение в зависимости от плотности нагрузки — от 3,5 до 5 %, от ввода до наиболее удаленного потребителя — от 1 до 2,5%, для сетей высокого напряжения при нормальном режиме работы в кабельных сетях — 6%, в воздушных— 8%, при аварийном режиме сети в кабельных сетях – 10 % и в воздушных— 12 %. Считают, что трехфазные трехпроводные линии напряжением 6—10 кВ работают с равномерной нагрузкой, т. е что каждая из фаз такой линии нагружена равномерно. В сетях низкого напряжения из-за осветительной нагрузки добиться равномерного ее распределения между фазами бывает трудно, поэтому там чаще всего применяют 4-проводную систему трехфазного тока 380/220 В. При данной системе электродвигатели присоединяют к линейным проводам, а освещение распределяется между линейными и нулевым проводами. Таким путем уравнивают нагрузку на все три фазы. При расчете можно пользоваться как заданными мощностями, так и величинами токов, которые соответствуют этим мощностям. В линиях, которые имеют протяженность в несколько километров, что, в частности, относится к линиям напряжением 6—10 кВ, приходится учитывать влияние индуктивного сопротивления провода на потерю напряжения в линии. Для подсчетов индуктивное сопротивление медных и алюминиевых проводов можно принять равным 0,32—0,44 Ом/км, причем меньшее значение следует брать при малых расстояниях между проводами (500—600 мм) и сечениях провода выше 95 мм2, а большее — при расстояниях 1000 мм и выше и сечениях 10—25 мм2.