4.3 Расчет кабельной сети низкого напряжения

Вспомогательное оборудование вентиляторной установки: привод направляющего аппарата (НА), маслостанции, лебедки, вентиляторы ДК-2, электроосвещение - являются электроприемниками низкого напряжения

Технические данные электроприемников низкого напряжения приведены в таблице 4.1.

Вспомогательное оборудование вентиляторной установки питается от трансформатора собственных нужд, установленного на главной понизительной подстанции.

Рис. 4.2. Расчетная схема кабельной сети низкого напряжения

Таблица 4.1. Технические данные электроприемников

. Технические данные электроприемников
Наименование	Кол.	Тип электродвигателя	Мощность, (кВт)	Номинальные данные			Пусковой ток (А)
				Ном. ток (А)	КПД, 	cos
Привод НА	2	4АХ71В4	0,75	2.17	88	0.85	11.9
Маслостанция	2	4АХ90L4	2,2	5.02	89	0.85	30
Лебедка	3	ВАО42-4	5,5	11	86	0.86	66
Вентилятор ДК2	2	А24-2	4	8	92	0.87	52
Освещение	1	ТСШ- 4/0.7	4	6.4	0.94	-	-
Суммарная установленная мощность			34.4	-	-	-	-

Технические характеристики трансформатора собственных нужд ГПП:

тип -ТМ1000/6,

высшее напряжение – U _{в н}= 6 кВ,

низшее напряжение - U_нн = 0.4 кВ,

напряжение короткого замыкания - u_к = 5.5%

мощность потерь холостого хода - Р_хх = 2450 Вт,

мощность потерь короткого замыкания - Р_к =11000 Вт.

Кабельная сеть низкого напряжения состоит из питающего кабеля, проложенного от РУ-0.4 кВ поверхностной подстанции к РУ-0.4 кВ, которое расположено в здании вентиляторной установки, кабелей между шкафами управления и кабелями, имеющими отдельное потребление. Расчетная схема кабельной сети низкого напряжения изображена на рис. 4.2.

4.3.1 Расчет сечения кабелей по токовой нагрузке

Определяем токовую нагрузку магистрального кабеля

где К _с – коэффициент спроса, учитывающий КПД и степень загрузки электродвигателей;

Р_ном - установленная суммарная мощность электроприемников;

Р_{ном мах} – номинальная мощность самого мощного электродвигателя.

cos _ср – средневзвешенный коэффициент мощности

.

Выбираем сечение жил магистрального кабеля по допустимой токовой нагрузке, т.е. исходя из условия

I _ф.м.к. I _к.доп,

где I_к.доп – допустимая токовая нагрузка.

Для прокладки магистрали выбираем кабель с сечением рабочей жилы 25 мм ² (I_к.доп=115 А ), марки ААШв 325+110. Для прокладки между шкафами управления и питания отдельных потребителей выбираем кабель с сечением рабочей жилы 10 мм ² (I_к.доп=65 А ), марки ААШв 310+16.

4.3.2 Проверка кабельной сети по допустимой потере напряжения в рабочем режиме

Для нормальной работы электродвигателей необходимо, чтобы напряжение на его зажимах было не менее 0.95U_ном: 0.95 * 380 = 361 В. При номинальном вторичном напряжении трансформатора 0.4 кВ, допустимые потери напряжения в трансформаторе и кабельной линии составляют 39 В

U_тр+U_мк+U_гкU_доп ,)

где U_тр – потери напряжения в трансформаторе.

U_мк , U_гк – потери напряжения, соответственно, в магистральном и гибком кабелях.

Потери напряжения в трансформаторе

U_тр=(U_а*сos ₂+U_р* sin ₂), 

где  - коэффициент загрузки трансформатора электроприемниками вентиляторной установки

;

I₂ – номинальный ток трансформатора;

U_а и U_р – соответственно, активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора;

₂ – фазовый сдвиг между током и напряжением во вторичной обмотке, ₂= _ср.

Активная составляющая напряжения

;

где Р_к – мощность потерь короткого замыкания трансформатора

Индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания

.

Коэффициент загрузки трансформатора

Потери напряжения в трансформаторе в абсолютных единицах

Потери напряжения в магистральном кабеле

,

где I_MK – ток в магистральном кабеле;

cos_мк – средневзвешенный коэффициент мощности;

R_мк – активное сопротивление магистрального кабеля

;

 - удельное сопротивление материала проводника;

l – длина кабеля, м;

S – сечение кабеля, мм;

Х _мк – индуктивное сопротивление магистрального кабеля

Х_мк= Х₀*l

Х₀ – удельное сопротивление 1 км кабеля;

Х_мк = 0,0662 * 0,2 = 0,0132 Ом;

Определим потери напряжения в гибком кабеле наиболее мощного и удаленного токоприемника – лебедки: N_дв = 5,5 кВт, l_гк= 69 м.

Потери в гибком кабеле рассчитывают по формуле

,

где соs_гк= соs_дв – коэффициент мощности двигателя.

Определим сопротивления гибких кабелей

Суммарные потери напряжения в гибких кабелях

Суммарные потери напряжения в

0.38+2.1+3.87=9.35 В  39 В.

В рабочем режиме потери напряжения в кабельной сети и трансформаторе не превышают допустимого значения.