Определение требуемых сечений питающих и распределительных кабелей

Сечение питающего кабеля от ГПП до трансформатора выбирается по допустимой плотности тока:

Расчетный ток питающего кабеля:

А

Экономическая плотность тока – нормированное значение для заданных условий работы, определяем по ПУЭ, табл. 1.3.36.

Время использования максимума нагрузки принимаем, Т_м = 1000…3000 ч/год.

Принимаем, кабель с бумажной изоляцией: J_эк = 1,6 А/мм²

Экономически целесообразное сечение q_пр мм²

Так как для силового кабеля установлено сечение проводника не менее 36 мм², то принимаем: q_пр = 50 мм² .

Максимальный ток, который может протекать по кабелю, определяем по ПУЭ, таб. 1.3.16: I_каб = 140А.

По сечению и номинальному напряжению U_ном = 10 кВ производим выбор марки кабеля по [1, стр. 47]: кабель с бумажной пропитанной изоляции ААШв 36*3/10, длина кабеля 1,5 км.

До ТП прокладываем алюминиевый кабель в траншее. Прокладку в траншее применяют в случаях малой вероятности повреждения кабелей землеройными механизмами, коррозией и блуждающими токами.

Достоинства траншейной прокладки:

- малая стоимость линий;

- хорошие условия охлаждения кабеля.

Недостатки этого вида прокладки:

- меньшая надежность по сравнению с другими видами прокладки;

- неудобство осмотров.

Распределительный кабель от трансформатора до щитовой выбирается по допустимой плотности тока.

Расчетный ток распределительного кабеля А

До щитовой также прокладываем алюминиевый силовой кабель в траншеях.

Сечение определяем по ПУЭ, табл. 1.3.5: прокладываем открыто кабель с сечением токопроводящей жилы q = 400 мм² .

По сечению и номинальному напряжению U_ном = 0,4 кВ производим выбор марки кабеля по [1, стр. 48]: силовой кабель с пластмассовой изоляцией АПВГ (число жил: 3, сечение основных жил = 400 мм²).

Длина кабеля от трансформатора до щитовой l = 90 м.

Произведем проверку на допустимую просадку напряжения:

Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения в линии электропередач должна быть не более 5%.

Активное и индуктивное сопротивление алюминиевой жилы выбираем по номинальному сечению жилы q = 95 мм² , определяем по [6 стр. 54, табл. 3.5]: активное сопротивление:

Ом/км*0,090км = 0,03 Ом

индуктивное сопротивление:

Ом/км*0,090км = 0,0055 Ом

полное сопротивление:

определим падение напряжения:

Следовательно, кабель выбран правильно и проверку на допустимую просадку напряжения прошел.

Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные короткие замыкания, между двумя фазами – двухфазное короткое замыкание и чаще всего возникают однофазные короткие замыкания. Самое худшее – трехфазное. Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.

Последствиями короткого замыкания являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте короткого замыкания, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.

Для уменьшения последствий от коротких замыканий необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Расчет токов короткого замыкания позволяет определить:

1. Ударный ток короткого замыкания;

2. Установившийся ток короткого замыкания (термический ток);

3. Время переходного процесса.

Эти характеристики получаются при расчете трехфазного короткого замыкания.

Определим ток короткого замыкания в точках К1 и К2, рис. 2.

1. Выбираем базисные единицы. За базисное напряжение выбираем то, на котором произошло короткое замыкание (напряжение трансформатора) U_б = 0,4 кВт. За базисную мощность можно принять полную мощность трансформатора, находящегося перед точкой короткого замыкания.

Определяем базисный ток по формуле:

А

2. Составляем расчетную схему (рис. 2), на которой указываем все элементы, участвующие в формировании тока короткого замыкания. Напротив каждого элемента записываются паспортные и технические характеристики.

3. Составляем схему замещения(рис.3), в которой вместо элементов системы электроснабжения указываются активные и реактивные сопротивления в относительных единицах.

4. Определим сопротивление элементов в базисных единицах.

Линия электропередач (Кл1):

0,062*1,5*

0,09*1,5*

Трансформатор Т:

Кабельная линия до щитовой:

0,326*0,09*

0,0602*0,09*

Кабельная линия от щитовой до РП1:

0,167*0,030*

0,0596*0,030*

Кабельная линия от РП1 до РП 1.1.:

7,74*0,070*

0,095*0,070*

Определим суммарное сопротивление до точки К1:

_{Ток в точке К1:}

Определим ударный ток в точке К1:

Ударный ток в точке К1:

А

Определим суммарное сопротивление до точки К2:

_{Ток в точке К2:}

Определим ударный ток в точке К2:

Ударный ток в точке К2:

А