Выбор сечений жил проводников по нагреву расчётным током

Для выбора сечений жил кабелей по нагреву определяют расчётный ток и по справочным таблицам выбирают стандартное сечение, соответствующее ближайшему большему току, при этом необходимо тщательно производить анализ расчётных нагрузок во избежание просчётов приводящих к нерациональному расходу металла.

Упрощающие дополнения к выбору сечений по нагреву расчётным током:

1. Кабели высокого напряжения, кроме КЛ питающих электродвигатели выше 1 кВ, выбираются по расчётному току, равному среднему току.

2. Возможно снижение расчётного тока максимальной нагрузки в зависимости от коэффициента максимума , при различных значениях времени нагрева кабеля, до температуры, равной 95 % установившейся. Кривые, для различных значений, приведены на рис. 2.

Выбор сечений проводов ВЛ по нагреву расчётным током аналогичен выбору сечений жил кабелей.

Рис. 2. Зависимость отпри различных значениях.

Пример. Определить сечение кабеля. Исходные параметры: ;;;;. Вариант решения: по справочнику определяем ближайшее большее сечение -, и ближайшее меньшее сечение -; по рис. 2 определяем коэффициент снижения, он равен 0,8, по которому определяем расчётный ток:, следовательно, сечение проводника выбираем равным.

Выбор сечения по нагреву током короткого замыкания

Выбор термически стойкого сечения жил кабеля производят по значению установившегося тока КЗ и времени прохождения этого тока через кабель. Время определяется уставкой защиты, имеющей наибольшее время выдержки (в случае использования нескольких защит).

Определение сечения по термической стойкости производят по формуле

(4.3)

где - расчётный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева жил кабеля (значения расчётного коэффициента, и допустимые предельные температуры нагрева кабелей при прохождении по ним тока КЗ приводятся в справочной литературе);- приведённое время действия тока К.З;- установившееся значение тока К.З.

В расчётах используют приведённое (фиктивное) время -промежуток времени, в течение которого установившийся ток К.З выделяет то же количество тепла, что и фактически проходящий ток К.З за действительное время К.З., где- приведённое время для периодической составляющей тока К.З;- приведённое время для апериодической составляющей тока К.З.

Выбор сечений проводников по потерям напряжения

В проводах линий, подводящих к приёмникам электроэнергию, неизбежно происходят потери напряжения, которые нормируются в виде ограничений значений напряжения в начале линии -питающий конец и со стороны приёмников электроэнергии -приёмный конец. Так, например, при снижении напряжения осветительные устройства снижают световой поток и снижается освещенность на рабочих поверхностях (её значение прямо пропорционально квадрату напряжения); у двигателей уменьшается опрокидывающий момент (выпадение из синхронного режима), который у синхронных двигателей прямо пропорционален первой степени, а у асинхронных двигателей - квадрату оставшегося напряжения.

Одним из средств, обеспечивающим стабильность напряжения у приёмников электроэнергии, является выбор сечений проводов и жил кабелей по допустимым потерям напряжения.

Рассмотрим линию с сосредоточенной нагрузкой на конце (рис. 3). Потери напряжения в трёхфазной линии переменного тока приближённо определяются из выражения:

(4.4)

где - расчётный ток линии, А;и- активное и индуктивное сопротивление линии, Ом.

Рис. 3. Схема линии с сосредоточенной нагрузкой на конце:

а) принципиальная схема; б) схема замещения; в) векторная диаграмма.

Пренебрегая индуктивным сопротивлением проводов линии (возможно в случае ) потери напряжения будут равны

(4.5)

где .

Следовательно, сечение проводника можно определить по выражению

(4.6)

Данный метод расчёта является упрощенным и даёт погрешность в пределах 20 %, поэтому его используют лишь для предварительных ориентировочных прикидок.

Для сетей высокого напряжения, когда приходится учитывать не только индуктивность, но и ёмкость линии, применяют П-образные схемы.

Методика расчета. Составляют П-образную схему замещения (см. рис. 4), пренебрегая активной составляющей линии (т.к. она определяет потери на корону, которые в линиях до 220 кВ невелики).

Рис. 4. Схема замещения для расчёта линии по П-образной схеме.

Считают, что вся ёмкость сосредоточена по концам линии, что позволяет рассчитать ёмкостную проводимость () по выражению:

СМ. КНЯЗЕВСКОГО СТР.171(4.7)

где - удельная ёмкостная проводимость линии (определяется по справочным данным),.

Величина ёмкостного тока в конце линии равна:

(4.8)

Величина потерь напряжения для П-образной схемы:

(4.9)

Наличие ёмкостных токов уменьшает величину потерь напряжения от тока нагрузки вследствие компенсации индуктивной составляющей проводников.

Т.к. на промышленных предприятиях сети на напряжение 220 кВ и протяжённостью более 200 км практически не выполняются, то данный метод может применяться в сетях внутризаводского электроснабжения (погрешность результатов вычислений составляет 1,5 %).