3.6. Выбор сечений питающих кабелей

Расчёт сечений и предварительный выбор кабелей производим по номинальному напряжению и расчётному току [8], определяемому по формуле:

[A], (10)

где nк – количество проложенных кабелей. Сечение жил кабелей определяем по нагреву расчётным током и экономической плотности токаjэк .

По нагреву расчётным током сечение определяем по условию:

.

По экономической плотности тока jэк сечение определяем по формуле:

[мм2]. (11)

Годовое число часов использования максимума нагрузки для всех рассчитываемых кабелей > 5000, jэк = 1, 2. Выбор сечений кабелей производится по таблицам [1] – принимается ближайшее большее значение.

Произведём расчёт сечения жил и выбор кабеля от шин РП 15а до нагнетателя Э – 200.

Расчётная мощность Sр = 705 кВА. Определяем расчётный ток:

А.

Определяем сечение по нагреву расчётным током: F= 35 мм2.

Определяем экономически целесообразное сечение жил кабеля:

мм2.

Определяем ближайшее большее значение сечения жил кабеля: F= 70 мм2, допустимый токIдоп = 130А. Выбираем кабель ААШв 3×70.

Произведём расчёт сечения жил и выбор кабеля от трансформаторов ТП 10/6 кВ до шин РП 15.

Расчётная мощность Sр = 1155,7 кВА. Определим расчётный ток:

А.

Определяем сечение по нагреву расчётным током: F= 16 мм2.

Определяем экономически целесообразное сечение жил кабеля:

мм2.

Выбираем сечение F= 35 мм2,Iдоп = 80 А.

Проверим кабель по условию работы в послеаварийном режиме, когда один из

трансформаторов отключен и вся нагрузка получат питание по одной кабельной линии:

А.

Выбранное сечение удовлетворяет условиям работы в нормальном и послеаварийном режимах. Выбираем кабель ААШв 3×35.

Расчёты сечений и выбор кабелей для остальных потребителей отделения производятся аналогично. Данные по расчётам и выбранные кабели приведены в таблице 2.5.

Выбранные кабели ГПП – РП 15 и ГПП – РП 15б необходимо проверить по потере напряжения в конце линии по условию:

. (12)

Проверим кабель ГПП 11а – РП 15 по потере напряжения:

Проверим кабель ГПП 11а – РП 15б по потере напряжения:

Проверим кабель компрессор К – 1500 – ГПП 11а в рабочем режиме:

3.7. Расчёт токов короткого замыкания

Определяем параметры схемы замещения в относительных единицах. За базисную мощность принимаем мощность трансформатора на ГПП Sб = 63 МВА. Базисное напряжениеUб = 10,5кВ. Определим базисный ток[6]:

кА. (13)

Определяем сопротивления схемы замещения в базисных единицах.

Для трансформаторов:

активное сопротивление:

; (14)

реактивное сопротивление:

. (15)

Для кабельных линий:

активное сопротивление:

;

реактивное сопротивление :

.

Активные и реактивныесопротивления определяются суммированием сопротивлений участков до точки короткого замыкания.

Полное сопротивление до точки короткого замыкания (КЗ) определяется по выражению:

Ток короткого замыкания в точке КЗ определяется выражением:

[кA].

Ударный ток в точках КЗ определяется выражением:

[кA],

где – определяется по кривой, представленной в [8] в зависимости от соотношения активного и реактивного сопротивлений:

[c]. (16)

Тепловой импульс:

[кА2 × с]. (17)

Приведенное время короткого замыкания:

[с]. (18)

При определении тока КЗ необходимо учесть подпитку тока КЗ от двигателей высокого напряжения [18].

Подпитку от синхронных двигателей учитывают как в ударном, так и в отключаемом токе КЗ. Полное начальное значение периодической составляющей тока КЗ при этом определяют арифметическим суммированием токов КЗ от источника питания и синхронных двигателей. Сверхпереходный ток , А, синхронного двигателя (периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени) определяют из выражения:

[A], (19)

где Iном.сд – номинальный ток двигателя, А;= 0,2 – приведённое сверхпереходное сопротивление двигателя по продольной оси;= 1,1 – приведённое значение сверхпереходной э. д. с., относительные единицы, в начальный момент времени (определяется по таблице, приведённой в [8]). Ударный ток от синхронных двигателей определяют по выражению:

[кА], (20)

где = 1,82 – ударный коэффициент[18].

Подпитку от асинхронных двигателей учитывают только в ударном токе КЗ. Максимальный ток подпитки на их выводах определяют по:

[кА], (21)

где Iном.ад – номинальный ток асинхронного двигателя, А;= 0,2 – расчётное индуктивное сопротивление двигателя, относительные единицы;= 0,9 [8].

Для ограничения тока КЗ на линиях ГПП – РП 15 и ГПП – РП 15б необходимо установить токоограничивающий реактор. Ток короткого замыкания:

кА.

Выбор реактора производим по условию .

Для установки на ГПП принимаем реактор РБ 10-1000-6, Iэд = 29кА.

Для ограничения тока КЗ на линиях ГПП – компрессор К – 1500 также необходимо установить токоограничивающий реактор.

кА.

Для установки на ГПП принимаем реактор РБ 10-1000-6, Iэд = 29кА.

На рисунке 1. представлена расчётная схема, и схема замещения РП 15. Результаты расчётов приведены в таблице 1.5.

Рис. 1. Расчётная схема (а) и схема замещения (б) к расчёту токов КЗ РП 15.

Таблица 1.5.

Расчёт токов короткого замыкания РП 15

Точка КЗ				UH, кВ	Iкз(3, кА	Sкз(3), МВА	Ta, с	Куд	Iу, кА
1	0,0217	0,2655	0,2664	10	14,32	236,5	0,04	1,75	35,44
2	0,0298	0,2692	0,2709	10	14,1	232,6	0,029	1,7	33,89
3	0,0447	0,2985	0,3018	10	11,6	208,7	0,021	1,6	26,25
4	0,0471	0,2682	0,2723	10	12,85	231,4	0,018	1,52	27,62
5	0,8062	3,662	3,75	6	1,32	16,8	0,014	1,45	2,71

На рисунке 2 представлена расчётная схема, и схема замещения РП 15б. Результаты расчётов приведены в таблице 1.6.

Рис. 2. Расчётная схема (а) и схема замещения (б) к расчёту токов КЗ РП 15б

Таблица 1.6.

Расчёт токов короткого замыкания РП 15б

Точка КЗ				UH, кВ	Iкз(3),кА	Sкз(3), МВА	Ta, с	Куд	Iу, кА
1	0,0489	0,3333	0,3369	10	11,9	187	0,02	1,6	30,8
2	0,057	0,337	0,3418	10	11,4	184,3	0,018	1,58	26,7
3	0,0679	0,337	0,3437	10	10,65	183,3	0,016	1,5	23,8
Таблица 1.6. продолжение
4	0,0638	0,3371	0,3431	10	10,8	183,6	0,017	1,52	24,7
5	0,0679	0,337	0,3437	10	10,65	183,3	0,016	1,5	23,8
6	0,0879	0,3364	0,3477	10	10,1	181,2	0,012	1,4	20

На рисунке 3 представлена расчётная схема и схема замещения для расчётов токов КЗ линии ГПП – компрессор К – 1500. Данные расчётов приведены в таблице 1.7.

Рис. 3. Расчётная схема (а) и схема замещения (б) к расчёту токов КЗ линии

ГПП – компрессор К – 150

Таблица 1.7.

Расчёт токов КЗ кабельных линий, питающих компрессоры К – 1500

Точка КЗ				UH ,кВ	Iкз(3), кА	Sкз(3), МВА	Ta,с	Куд	Iу,кА
1	0,0211	0,2835	0,2843	10	16,03	222	0,043	1,62	37,74
2	0,0226	0,2867	0,2876	10	15,84	219	0,04	1,73	48