2. Расчет участков кабельной сети

2.1. Определение длин участков кабельной сети.

Расчет производится для четырех участков:

• ГА – Главный Распределительный Щит (ГРЩ);

• ГРЩ – щит освещения (ЩО), для U=220 B и U=3800 B;

• ГРЩ – ЯШ;

• ГРЩ – ПУ

Длина участков кабельной сети зависит от взаимного расположения источников и потребителей. На рис. 2.1 показано их расположение на судне-прототипе.

Рис. 2.1

Для определения длин расчетных участков кабельных сетей необходимо определить:

• длину проектируемого судна L_пр = К_пр×L;

• расположение потребителей в плане судна в долях L; например: l^*_яш=0,75×L;

• длину расчетных участков кабельной сети: l_i = к_тр×l^*_i, где к_тр – коэффициент «трассы», учитывающий особенности прокладки кабеля, его значение предлагается варьировать в диапазоне 3,5...4,5, оно может быть разным для разных потребителей; i – участок кабельной сети.

Длина кабельного участка от источника до ГРЩ равна 10 м.

2.2. Выбор сечения кабеля

Выбор сечения кабеля производится по расчетному току, который учитывает отличие условий прокладки и режимов эксплуатации кабелей от условий и режимов, которым соответствуют параметры кабелей в справочной литературе.

В данном расчете будут учитываться только условия ухудшения охлаждения кабеля при групповой прокладке. Расчетный ток определяется по формуле:

где к = 0,9 – при однорядной прокладке; к = 0,8 – при двухрядной прокладке; к = 0,6 – при пучке.

В расчете количество выбранных кабелей приравнивается рядности их прокладки. Исключение делается только для участка от ГА – ГРЩ, для него к=0,9.

Выбор сечения жилы кабеля (S_к) по расчетному току производится по данным табл. 2.1, в которой представлены допустимые продолжительные нагрузки (I_д.к) на электрические трехжильные кабели с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией.

При выборе кабелей необходимо учитывать следующие ограничения:

• максимальное сечение трехжильного кабеля не должно превышать 120 мм²;

• при параллельной прокладке кабелей их сечение должно быть одинаковым.

Таблица 2.1

Sк, мм2	1,0	1,5	2,5	4	6	10	16	25	35	50	70	95	120
Iд.к, А	11	16	21	27	35	47	60	79	97	120	135	170	200

2.3. Расчет падения (потери) напряжения на каждом из четырех участков кабельной сети

Расчет потери напряжения производится по формуле:

г де r_к и x_к – суммарные активные и реактивные сопротивления жил кабеля на одну фазу; cos  – коэффициент мощности нагрузки (потребителя); I_фп – значение номинального фазного тока потребителя; U_н – номинальное значение фазного напряжения.

Правилами Регистра определены соответствующие предельные значения падения (или потери) напряжения при нормальных условиях питания в наиболее тяжелых эксплуатационных режимах для следующих участков сетей:

• СГ – ГРЩ 1 %;

• ГРЩ – силовая сеть и нагревательные приборы 7 %;

• ГРЩ – силовые потребители с кратковременным и повторно-кратковременным режимом работы независимо от значения напряжения 10 %;

• ГРЩ – осветительная сеть 5 %;

Расчет активных и реактивных значений сопротивления кабеля производится в следующей последовательности:

1. По выбранному сечению кабеля определяются удельные активное r_уд и реактивное х_уд для частоты 50 Гц (табл. 2.2) сопротивления жилы кабеля.

2. Рассчитываются активное и реактивное сопротивления жилы одного кабеля: r₁= r_уд×l, х₁= х_уд×l.

3. Рассчитываются активное и реактивное сопротивления группы кабелей: где n – количество кабелей в группе.

Таблица 2.2

Sк, мм2	1,0	1,5	2,5	4	6	10	16	25	35	50	70	95	120
rуд [Ом/км]	21,6	14,4	8,65	5,4	3,6	2,16	1,35	,865	,617	,432	,309	,227	,180
худ [Ом/км]	,118	,110	,108	,101	,095	,092	,087	,085	,082	,078	,076	,075	,073

Результаты расчета участков кабельной сети оформляются в виде табл. 2.3.

Таблица 2.3

Параметр	Участки кабельной сети
	ГА – ГРЩ	ГРЩ - ЩО	ГРЩ – ЯШ	ГРЩ - ПУ
Мощность, кВт
Номинальный ток, А
Расчетный ток, А
Количество кабелей, n
Сечение, мм2
Удельное активное сопротивление кабеля, rуд
Удельное реактивное сопротивление кабеля, худ
Длина кабеля, l
Активное сопротивление одного кабеля, r1
Индуктивное сопротивление одного кабеля, х1
Активное сопротивление группы кабелей, rк
Индуктивное сопротивление группы кабелей, xк
Потеря напряжения, ΔUф

Если потеря напряжения превышает допустимые значения необходимо увеличить сечение трассы.