Раздел 4 расчёт сечения воздушных и кабельных линий

Расчет производить по допустимому току нагрузки и по допустимой потере напряжения, а для ЛЭП напряжением выше 1000В еще и по механической прочности.

При выборе ЛЭП для питания одноковшовых экскаваторов учитывают потерю напряжения двигателей при пусковом режиме.

Расчет и выбор сечений рабочих жил кабелей производят по токовой нагрузке с последующей проверкой по допустимой потере напряжения при нормальном и пусковом режимах, а для кабелей напряжением выше 1000 В еще и по термической стойкости при трехфазных токах К.З.

Окончательно принимают наибольшее сечение, полученное по результатам расчетов.

4.1 Определяем расчетный ток нагрузки для электроприемников с равномерной продолжительной нагрузкой (насосы, компрессоры, конвейеры и т.д.):

Iрас. = , А [ 4 ст, 2]

ЭКГ-12 Iрас. =1250*0,6/1,73*6,3=69,4А

ЭШ 20/90 Iрас. =2500*0,6/1,73*6,3=138,8А

где - сумма номинальных мощностей группы однотипных приемников, кВт,

-коэффициент спроса

номинальное напряжение, кВ,

-коэффициент мощности

По расчетному току Iрас выбираем кабель определенного сечения с допустимым длительным током Iдоп, выбираем провод воздушной линии определенного сечения с допустимым длительным током Iдоп, при этом должно быть соблюдено условие Iдоп≥ Iрас.

Выбранное сечение жилы кабеля должно быть проверено на термическую устойчивость току К.З.:

Smin≥ , мм² [4 ст, 9]

Smin≥4500*0,7/165=19мм²

где I ͚ - установившийся ток К.З., А,

tп–приведенное время действия тока К.З. ( tп =0,25-1,2 сек.),

-коэффициент, который при максимально допустимых температурах равен: для кабелей с медными жилами-165, для кабелей с алюминиевыми жилами-88

4.2 Определяем расчетный ток для одного или группы однотипных экскаваторов:

I рас.=√ ( ∑IА.Д. + ∑IА.Т. )² + (∑IР.Д. + ∑IР.Т. )² , А [ 4 ст, 14]

Iрас.=√ ( 69,4 + 9,72 )² + (-33,3 + 9,72 )²=82,55А

Iрас.=√( 138,8 + 31,1 )² + (66,6 + 31,1 )²=173,56А

где ∑IА.Д. = , А [ 4 ст, 16]

ЭКГ-12 ∑IА.Д. =1250*0,6/1,73*6,3=69,4А

ЭШ 20/90 ∑IА.Д. =2500*0,6/1,73*6,3=138,8А

- сумма активных составляющих расчетного тока приводных двигателей главных преобразовательных агрегатов одноковшовых экскаваторов,

Рн – номинальная мощность приводного двигателя, кВт,

Uн- номинальное напряжение, кВ,

Ксп- коэффициент спроса,

∑IА.Т.= , А [ 4 ст, 18]

∑IА.Т.=250*0,6*0,7/1,73*6,3=9,72А

∑IА.Т.=2*400*0,6*0,7/1,73*6,3=31,1А

- сумма активных составляющих тока двигателей вспомогательных механизмов,

∑Sн - сумма номинальных мощностей трансформаторов собственных нужд (ТСН),

= 0,7- коэффициент мощности ТСН,

∑IР.Д.=∑IА.Д.*(-tgφд), [4 ст, 21]

∑IР.Д=69,4*(-0,48)=-33,3А

∑IР.Д=138,8*(-0,48)=-66,6А

сумма реактивных составляющих расчетного тока приводных двигателей главных преобразовательных агрегатов одноковшовых экскаваторов ( tgφд=-0,48 cоответствуетcosφд=0,9опер.),

∑IР.Т.=∑IА.Т.*tgφт, [ 4 ст, 24]

∑IР.Т.=9,72*1=9,72А

∑IР.Т.=31,1*1=31,1 А

сумма реактивных составляющих тока двигателей вспомогательных механизмов ( tgφт=1 cоответствуетcosφт=0,7)

выбираем провод марки А-25 или АС и кабель марки КГХ-ЭЛ с Iдоп. при этом должно соблюдаться условие Iдоп. ≥ Iрас. Окончательно принимаем большее сечение ЛЭП с учётом условий механической прочности. По условиям механической прочности минимальное сечение ЛЭП должно быть не менее следующих значений: провод при U< 1000 В - А-16 и АС-10, при U>1000 В – А-35 и АС-25; кабель при U< 1000 В- S=16 мм², при U>1000 В- S=25 мм². Выбранное сечение жилы высоковольтного кабеля проверяем на термическую устойчивость току К.З. по выражению:

Smin≥ , мм² [4 ст, 28]

Smin≥3770*0,7/165=15,9мм²

где I ͚ - установившийся ток К.З., А,

tп–приведенное время действия тока К.З. ( tп =0,25…1,2 сек.),

-коэффициент, который при максимально допустимых температурах равен: для кабелей с медными жилами-165, для кабелей с алюминиевыми жилами-88

4.3 Определяем расчетный ток бурового станка с низковольтной стороны:

Iрас.Б.С./Н.В.= , А [4 ст, 32]

Iрас.Б.С./Н.В.=1250*0,6/1,73*6,3*0,92*0,9=83,14А

Iрас.Б.С./Н.В.=2500*0,6/1,73*6,3*0,92*0,9=166,29А

где Рн – номинальная мощность приводного двигателя, кВт,

Uн- номинальное напряжение, кВ,

Ксп- коэффициент спроса ( приложение А)

=0.92-коэффициент мощности двигателя

- КПД двигателя

Расчетному току Iрас.Б.С./Н.В. принимаем гибкий кабель марки КГЭ-ХЛ с Iдоп. ( приложение Е). При этом должно соблюдаться условие Iдоп. ≥ Iрас.Б.С./Н.В.

4.4 Определяем расчетный ток бурового станка с высоковольтной стороны:

Iрас.Б.С./в.В.= , А [4 ст, 38]

Iрас.Б.С./в.В.=83,14/15=5,54А

Iрас.Б.С./в.В.=166,29/15=11,08А

где Кт = = = 15- коэффициент трансформации

Расчетному току Iрас.Б.С./в.В. и условиям механической прочности принимаем провод марки А-25 или АС с Iдоп. для отпайки к буровому станку. При этом должно соблюдаться условие Iдоп. ≥ Iрас.Б.С./в.В.

4.5 Определяем сечение воздушной линии, от которой запитываются все потребители участка (фидерная линия):

Iрас.ф = Iрас.л1 + Iрас.л2 +…+ Iрас.л.n , А

Расчетному току Iрас.ф и условиям механической прочности принимаем провод марки А или АС с Iдоп. При этом должно соблюдаться условие Iдоп. ≥ Iрас.ф

Проверку по экономической плотности тока карьерную распределительную сеть напряжением 6 кВ не производим, так как она относится к временным сетям напряжением выше 1000 В ( со сроком службы 3 – 5 лет).