2. Выбор сечения проводников по нагреву

Проводники электрических сетей от проходящего по ним тока нагреваются. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому в ПУЭ устанавливаются предельно допустимые значения температуры нагрева проводников, в зависимости от марки и материала изоляции проводника.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым (длительным) током по нагреву (I_Д). В ПУЭ приводятся значения I_д для различных марок и сечений проводников, способов прокладки.

Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравнивают расчетный (рабочий) максимальный I_Pmax и допустимый I_д токи для проводника принятой марки и условий его прокладки.

Должно соблюдаться условие:

.

Значение I_д составлены для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25^оС, земли +15^оС и при условии прокладки в траншее одного кабеля. Если условия прокладки проводника отличается от нормальных, то

,

где k_п1 – поправочный температурный коэффициент; k_п2 – поправочный коэффициент, зависящий от количества параллельно прокладываемых кабелей и расстояния между ними.

При эксплуатации электрических сетей возможны режимы перегрузки и к.з., при которых токи в десятки раз превышают I_д. Для предотвращения перегрева проводников каждый участок сети должен быть снабжен защитным аппаратом, отключающим поврежденный участок сети с наименьшим временем действия.

[3,с.38-46]

2. Расчет сети по потере напряжения

Выбранные по j_эк и проверенные по I_д электрические сети должны быть проверены по потере напряжения.

Прохождение переменного тока по сети связано с возникновением дополнительного индуктивного сопротивления. Рассмотрим векторную диаграмму для одной фазы линии трехфазного тока, обладающей индуктивным х и активным r сопротивлениями и питающей индуктивную нагрузку на конце линии (рис. 3.9).

Напряжение U_ф2 (вектор оа) известен. Под углом , определяемым ₂ нагрузки, отложен вектор тока I, который отстает от напряжения.

Падение напряжения в линии определяется треугольником падения напряжения авс, в котором вектор ав совпадает по фазе с I и изображает падение напряжения в r линии, а вектор вс – падение напряжения в х линии. Вектор ас, называемый падением напряжения в линии ( ), представляет собой геометрическую разность между напряжениями в начале и конце линии

.

Отрезок аd представляет собой алгебраическую разность между напряжениями в начале и конце линии (если пренебречь отрезком de) и называется продольной составляющей падения напряжения или потерей напряжения:

,

и определяется из выражения ,

где и .

Значит

Линейные потери напряжения

,

или, учитывая, что

В процентах к номинальному напряжению сети

( )

Для линий напряжением выше 35 кВ учитывается поперечная составляющая падения напряжения

или

Рассчитанные потери напряжения сравниваются с допустимыми , которые для нормального режима работы сети составляют 5%, а в послеаварийном режиме – 10-15%. Должно соблюдаться условие

После проверок сечения проводника по допустимому нагреву и потерям напряжения производятся проверки:

для ВЛ – на механическую прочность и потерям на «корону», если выбранные сечения выходят за пределы допустимых по этим условиям;

для КЛ – проверка на термическую стойкость токам к.з.

[3,с.80-84]