7. Расчет сечения проводов и кабелей.
Рис. 7.1. Линейная схема распределения потребителей РП№1
Проводники электросетей от проходящего по ним тока согласно закону Джоуля-Ленца нагреваются. Количество выделенной тепловой энергии пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания тока. Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделяемым в проводнике с током и отдачей в окружающую среду.
Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности.
Поэтому устанавливаются предельно-допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах.
Длительно
протекающий по проводнику ток, при
котором устанавливается наибольшая
длительно-допустимая температура
нагрева проводника, называется предельно
допустимым током по нагреву.
Значение допустимых длительных токовых нагрузок составляем для нормальных условий прокладки проводников в грунте цеха при температуре +20°С. Допустимый ток нагрузки определяется с поправкой на температуру Kt=0.94
Для примера рассчитаем кабельные линии от ЭНС до конечного потребителя(поз. №2). Расчет кабелей остальных потребителей сведем в таблицу7.2
1) Определяем сечение кабеля от РП№1 до потребителя поз. №2
Из таб. 1.3.7 ПУЭ выбираем сечение трехжильного алюминиевого кабеля q=2,5 мм2 (19А)
Проверяем выбранный кабель на допустимую просадку. По справочным данным находим удельные активные и индуктивные сопротивления кабеля
r=7,74 Ом/км x=0,095 Ом/км
R=r*L=7,74*4/1000=0,03096 Ом
X=x*L=0,095*4/1000=0,00038 Ом
Находим падение напряжения в кабеле.
∆U=Iн*
=10*
=0,309
В
∆U%=
*100=
*100=0,08%
что меньше 5% по ГОСТ 13109
2) Определяем сечение кабеля от трансформатора до РП№1. Так как кабельные трассы от трансформатора до РП проложены в грунте в кабельных шахтах, то при выборе сечения кабеля допустимый длительный ток выбирается как для трасс, проложенных по воздуху.
Расчетный ток
Из таб. 1.3.7 ПУЭ выбираем сечение трехжильного алюминиевого кабеля q=35 мм2 (90А)
Проверяем сечение проводника по экономической плотности тока.
Так как данный цех работает в 2 смены, то число часов использования нагрузки за год будет примерно Tm=5000 ч.
q>qэк
; Из таблицы1.3.36 ПУЭ
=
1,6
qэк=
=
= 50мм2
Выбираем значение q=50
мм2
(110А)
Проверяем
выбранный кабель на допустимую просадку.
По справочным данным находим удельные
активные и индуктивные сопротивления
кабеля
r=0,62 Ом/км x=0,0625 Ом/км
R=r*L=0,62*12/1000=0,00744 Ом
X=x*L=0,0625*4/1000=0,00075 Ом
Находим падение напряжения в кабеле.
∆U=Iн*
=75*
=0,56
В
∆U%=
*100=
*100=0,15%
что меньше 5% по ГОСТ 13109
3) Выбор сечения вводного (питающего) кабеля от ПГВ до трансформатора
Выбираем по табл.1.3.16 ПУЭ алюминиевый питающий кабель q=16 мм2 (75А)
Проверяем сечение проводника по экономической плотности тока.
qэк=
=
= 18мм2
Выбираем ближайшее значение q=16
мм2
(75А)
Проверяем выбранный кабель на допустимую просадку. По справочным данным находим удельные активные и индуктивные сопротивления кабеля.
r=1,94 Ом/км x=0,113 Ом/км
R=r*L=1,94*500/1000=0,97 Ом
X=x*L=0,0675*500/1000=0,057 Ом
Находим падение напряжения в кабеле.
∆U=Iн*
=75*
=28
В
∆U%=
*100=
*100=0,28%
что меньше 5% по ГОСТ 13109
Расчет питающего кабеля для крановых вводов производится аналогично как и для РП. По результатам расчетов составим кабельные журналы.
Таблица 7.1. Журнал высоковольтных кабелей
-
№
Начало линии
Конец линии
Марка кабеля
L, м
Iрасч, А
q, мм2
r, Ом/км
x, Ом/км
∆U%
1
ПГВ
ТП
ААШв 3х16
500
28,8
16
1,94
0,113
0,28
2
ЭНС
ПГВ
ААБл 3х50
10000
28,8
50
0,62
0,09
4
Таблица 7.2. Журнал низковольтных кабелей
-
№Начало линии
Конец линии
Марка кабеля
L,м
Iрасч, А
q, мм2
r, Ом/км
x, Ом/км
∆U%
1
ТП
Кр. ввод№1
АВВГ 3х50+1х25
10
69
50
0,62
0,0625
0,1
2
ТП
РП№1
АВВГ 4х50
12
80
50
0,62
0,0625
0,15
3
РП№1
2
АВВГ 4х2,5
4
10,6
2,5
7,74
0,095
0,08
4
РП№1
3
АВВГ 4х2,5
4
10,6
2,5
7,74
0,095
0,08
5
РП№1
4
АВВГ 4х4
7
21,3
4
7,74
0,095
0,29
6
РП№1
5
АВВГ 4х4
7
21,3
4
7,74
0,095
0,29
7
РП№1
6
АВВГ 4х2,5
9
5,3
2,5
7,74
0,095
0,09
8
РП№1
7
АВВГ 4х2,5
9
5,3
2,5
7,74
0,095
0,09
9
РП№1
8
АВВГ 4х2,5
9
5,3
2,5
7,74
0,095
0,09
10
ТП
Кр. ввод№2
АВВГ 3х50+1х25
15
69
50
0,62
0,0625
0,16
11
ТП
РП№2
АВВГ 4х70
15
133
70
0,443
0,0612
0,22
12
РП№2
22
АВВГ 4х2,5
3
10,6
2,5
7,74
0,095
0,06
13
РП№2
23
АВВГ 4х2,5
3
10,6
2,5
7,74
0,095
0,06
14
РП№2
24
АВВГ 4х4
5
21,3
4
7,74
0,095
0,2
15
РП№2
25
АВВГ 4х4
5
21,3
4
7,74
0,095
0,2
16
РП№2
26
АВВГ 4х2,5
9
5,3
2,5
7,74
0,095
0,09
17
РП№2
27
АВВГ 4х2,5
9
5,3
2,5
7,74
0,095
0,09
18
РП№2
28
АВВГ 4х2,5
9
5,3
2,5
7,74
0,095
0,09
19
РП№2
29
АВВГ 4х6
13
26,6
6
5,17
0,09
0,44
20
РП№2
30
АВВГ 4х6
13
26,6
6
5,17
0,09
0,44
21
ТП
РП№3
АВВГ 4х120
32
181
120
0,258
0,0602
0,38
22
РП№3
9
АВВГ 4х6
3
26,6
6
5,17
0,09
0,1
23
РП№3
10
АВВГ 4х6
5
26,6
6
5,17
0,09
0,17
24
РП№3
11
АВВГ 4х6
3
32
6
5,17
0,09
0,12
25
РП№3
12
АВВГ 4х6
5
32
6
5,17
0,09
0,2
26
РП№3
13
АВВГ 4х6
8
32
6
5,17
0,09
0,33
27
РП№3
14
АВВГ 4х6
10
32
6
5,17
0,09
0,4
28
ТП
РП№4
АВВГ 4х150
38
232
150
0,206
0,0596
0,47
29
РП№4
31
АВВГ 4х6
3
26,6
6
5,17
0,09
0,1
30
РП№4
32
АВВГ 4х6
4
26,6
6
5,17
0,09
0,14
31
РП№4
33
АВВГ 4х2,5
13
4,3
2,5
7,74
0,095
0,1
32
РП№4
34
АВВГ 4х2,5
14
4,3
2,5
7,74
0,095
0,11
33
РП№4
38
АВВГ 4х95
18
170
95
0,326
0,0602
0,25
34
ТП
РП№5
АВВГ 4х16
46
25,5
16
1,94
0,0675
0,56
35
РП№5
15
АВВГ 4х2,5
3
4,3
2,5
7,74
0,095
0,02
36
РП№5
16
АВВГ 4х2,5
5
4,3
2,5
7,74
0,095
0,04
37
РП№5
17
АВВГ 4х2,5
3
4,3
2,5
7,74
0,095
0,02
38
РП№5
18
АВВГ 4х2,5
5
4,3
2,5
7,74
0,095
0,04
39
РП№5
19
АВВГ 4х2,5
8
4,3
2,5
7,74
0,095
0,07
Таблица
7.2. Продолжение
-
№
Начало линии
Конец линии
Марка кабеля
L,м
Iрасч, А
q, мм2
r, Ом/км
x, Ом/км
∆U%
40
РП№5
20
АВВГ 4х2,5
10
4,3
2,5
7,74
0,095
0,08
41
ТП
Кр. ввод№3
АВВГ 3х10+1х6
55
16
10
3,1
0,073
0,67
42
ТП
РП№6
2хАВВГ 4х120
58
353
240
0,129
0,0587
0,72
43
РП№6
35
АВВГ 4х2,5
4
4,3
2,5
7,74
0,095
0,03
44
РП№6
36
АВВГ 4х2,5
8
4,3
2,5
7,74
0,095
0,07
45
РП№6
37
АВВГ 4х2,5
12
4,3
2,5
7,74
0,095
0,1
46
РП№6
39
АВВГ 4х95
3
170
95
0,326
0,0602
0,05
47
РП№6
40
АВВГ 4х95
8
170
95
0,326
0,0602
0,11
48
ТП
ЩО№1
АВВГ 4х25
18
63
25
1,24
0,0622
0,35
49
ТП
ЩО№2
АВВГ 4х25
18
70
25
1,24
0,0622
0,38