2.4 Выбор сечения кабелей 10 кВ

Выбор кабелей, питающих ЗРУ-10 кВ НПС-2, а также кабелей, идущим к высоковольтным электродвигателям и другим потребителям осуществляется по длительному допустимому току нагрева.

Выбор сечения производят по расчетному току. Поскольку в большинстве потребители нефтяной промышленности относятся к I категории по надежности электроснабжения, то за расчетные токи потребителей принимают токи послеаварийного режима.

Для электродвигателей номинальный ток определяется по формуле:

(2.18)

где cosφ_ном= 0,86 – коэффициент мощности двигателя при номинальном режиме;

η_ном– номинальный КПД двигателя.

Для понижающих трансформаторов

(2.19)

где S_ном.т– номинальная мощность силового трансформатора.

Произведем предварительный выбор сечения проводов по нагреву. Проверка удовлетворительна если выполняется условие:

I_расч ≤ I_доп. (2.20)

Так как система уже функционировала ранее, и кабельные трассы с кабелями также уже были проложены предлагается проверить уже существующие кабели по допустимому току и падению напряжения.

Для параллельно работающих линий, питающих ЗРУ-10 кВ, рассчитаем ток послеаварийного режима:

Ввиду большого значения тока предлагается каждую питающую линию выполнить проводами с расщеплением фазы на два провода (т.е. проверить возможность сохранения старой ЛЭП).

Результаты остальных расчетов сведены в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Выбор сечений и марки силовых кабелей

Название	SР, кВ.А	Iрасч, А	Iдоп, А	Сечение жил, мм2	Марка кабеля
ТСН ТМ-630	630	36,4	240	3х120	ААБлУ
СТД-8000	8000	461,9	2х355	3х240	ААБлУ (2 каб.)
4АРМ-8000	8000	461,9	2х355	3х240	ААШВ (2 каб.)
КЛ «Жилпос.-1», КЛ «Жилпос.-2»	120	6,93	240	3х120	ААБлУ
ВЛ ЭХ3 «Юг»	260	15,0	240	3х120	ААБлУ
ВЛ ЭХ3 «Север»	100	5,8	240	3х120	ААБлУ
ВЛ ЭХ3 «Вагай»	270	15,6	240	3х120	ААБлУ
ВЛ к ЗРУ-10 кВ	26198,4	1512,6	2х1100	3х600	А-600 (2 пр.)
КЛ от ЗРУ 10 кВ НПС-3 (резервный ввод)	13099,2 (26198,4)	758,3 (1512,6)	4х355	3х240	ААБлУ (4 каб.)
Шинопровод ЗРУ-10 кВ	26198,4	1512,6	1625	100х8	Алюминий

Как видно из приведенной таблицы все кабельные и воздушные линии работают без перегрузки, что соответствует (2.20). И хотя многие КЛ работают в недогруженном режиме, замену их производить не будем, так как они еще не выработали свой ресурс. При этом большее сечение кабеля вызывает меньшее падение напряжения в них.

Шинопровод внутри ЗРУ-10 кВ при замене всего РУ предполагается выбрать заново. Его выбор по допустимому току также приведен в табл. 2.4. Проверка по термической и электродинамической стойкости будет произведена после расчетов токов короткого замыкания.

Проверим правильность выбора кабелей по падению напряжения в концах воздушных и кабельных линий. Допустимое падение напряжения в нормальном режиме составляет 5%.

Потери напряжения, в процентах от номинального напряжения, для участка ЛЭП определяются по формуле:

(2.21)

где r₀ – удельное активное сопротивление, Ом/км.

х₀ – удельное реактивное сопротивление, Ом/км.

l – длина участка, км.

Данные для расчета проводов и сопротивлений ЛЭП, а также результаты расчетов сведем в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Проверка сечения КЛ-10 кВ на падение напряжения

Название линии	l, км	Iрасч, А	R0, Ом	X0, Ом	cos φ	ΔU, %	ΔUΣ, %
ВЛ к ЗРУ-10 кВ	0,280	1512,6	0,025	0,001	0,98	0,18	0,18
ТСН1 ТМ-630	0,024	36,4	0,245	0,031	0,92	0,01	0,19
ТСН2 ТМ-630	0,038	36,4	0,245	0,031	0,92	0,01	0,19
СТД-8000 №1	0,150	461,9	0,563	0,038	0,9	1,05	1,23
СТД-8000 №3, 4	0,135	461,9	0,563	0,038	0,9	0,94	1,12
4АРМ-8000 №2	0,140	461,9	0,563	0,038	0,9	0,98	1,16
КЛ «Жилпос.-1», КЛ «Жилпос.-2»	0,3	6,93	0,245	0,031	0,96	0,01	0,20
ВЛ ЭХ3 «Юг»	0,3	15,0	0,245	0,031	0,96	0,03	0,21
ВЛ ЭХ3 «Север»	0,3	5,8	0,245	0,031	0,96	0,01	0,19
ВЛ ЭХ3 «Вагай»	0,6	15,6	0,245	0,031	0,96	0,07	0,25

При определении ΔU_Σ у электроприемников учитывалось падение напряжения как в ЛЭП, питающих непосредственно их, так и падение напряжения в КЛ-10 кВ питающей ЗРУ-10 кВ.

Как видно из таблицы 2.5 все кабели работают с допустимым падением напряжения.