Раздел 2 Выбор средств электропитания Тема 2.1 Выбор сечений кабелей по условиям нагревания
Допустимые токовые нагрузки на провода и кабели определяются из соотношения
Iд = Кп Iн.д . (2.1)
Здесь Iн.д - допустимая длительная токовая нагрузка на провод, кабель при нормальных условиях прокладки;
Кп - коэффициент, учитывающий изменения условий прокладки проводов, кабелей и равный произведению отдельных поправочных коэффициентов:
Кп = Iн.д П Кп i . (2.2)
Поправочные коэффициенты учитывают [7]:
К1 - фактическую температуру окружающей среды. Нормальные условия - 25°С при прокладке в воздухе и 15°С при прокладке в земле;
К2 - число проложенных в траншее рабочих кабелей;
К3 - условия кратковременного или повторно-кратковременного режима работы электроприемников
К4 - сечение кабеля и его местоположение при прокладке в блоке
К5 - напряжение кабеля при прокладке в блоке
К6 - общую среднесуточную нагрузку кабелей при прокладке в блоке
К7 - прокладку кабелей в двух параллельных блоках одинаковой конфигурации
К8 - прокладку проводов в коробах и лотках
К9 - увеличение допустимой нагрузки на кабели до 10кВ при аварийном режиме
К10 - расположение шин на изоляторах.
Если кабель прокладывается в земле, температуру земли выбранного участка учитывают отношением нормальной температуры к фактической (К2). Зачастую применяют кабель марки АВБбШв.
Согласно ПУЭ влияние совместно проложенных кабелей учитывается в том случае, если длина участка превышает 10 метров. Если кабели прокладываются в одной траншее на расстоянии 100мм, для них коэффициент К2 = 0,9. Если кабели прокладываются совместно на расстоянии менее 100мм, то принимают К2 = 0,78 и так далее [7].
Тема 2.2 Выбор сечений кабелей по условию допустимого падения напряжения
При выборе сечений кабеля по условию допустимого падения напряжения можно руководствоваться методикой, изложенной в [7].
Активное сопротивление проводов и кабелей определяется по формулам
r = 1000 ρ / F (Ом/км) , (2.3)
r = 1000 /( γ .F) (Ом/км) , (2.4)
где ρ – расчетное удельное сопротивление жилы кабеля, выраженное в Ом . м / мм2 ;
γ – расчетная удельная проводимость провода или жилы кабеля в м / Ом . мм2 ;
F – номинальное сечение жилы кабеля мм2 .
Индуктивное сопротивление трехфазной линии с проводами из цветных металлов при частоте переменного тока 50гц определяется по формуле
x = 0,1445 lg (2D/d) + 0,016 (Ом/км) , (2.5)
где d – внешний диаметр провода, мм
D – среднее геометрическое расстояние между проводами линии, вычисляемое по формуле
,
(мм)
(2.6)
Потеря напряжения при заданном сечении проводов линии с учетом индуктивного сопротивления линии при различных коэффициентах мощности нагрузок линии определяется по формуле
ΔU = α2 (r Ma + x Mr,), (2.7)
где Δ - потеря напряжения в линии (в %);
r и x – активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км;
Ma – сумма моментов активных нагрузок;
Mr – сумма моментов реактивных нагрузок;
α2 – коэффициент, зависящий от системы тока и от принятых единиц измерения для входящих в формулу величин.
Выбор сечения проводов линии по заданной величине потери напряжения с учетом индуктивности линии производится следующим образом. Определяется значение расчетной величины потери напряжения по формуле
ΔUа = ΔU - α2 xср Mr,, (2.8)
где ΔU – максимальная потеря напряжения в линии (в %);
Mr – максимальное значение суммы моментов реактивных нагрузок для рассчитываемой линии;
xср – среднее индуктивное сопротивление линии Ом/км.
В дальнейшем расчет продолжается без учета индуктивного сопротивления линии
При заданном сечении проводов линии потеря напряжения определяется по формуле
ΔUа = α1 xср Mа /F,, (2.9)
Сечение при заданной потери напряжения вычисляется по формуле
F= α1 Mа /ΔU, (2.10)
где F – сечение провода в мм2;
ΔUа – потеря напряжения в линии (в %);
Ma – сумма моментов нагрузки, т.е. сумма произведений активных нагрузок, передаваемых по участкам линии, умноженных на длины этих участков;
α1- коэффициент, зависящий от системы тока и от принятых при вычислениях единиц измерения для входящих в формулу величин (значения коэффициентов α приведены в [7]).