Расчет электрических сетей напряжением выше 1 кВ.

Расчетная нагрузка электропримеников напряжением выше 1 кВ (высокого напряжения – ВН), т.е. активная нагрузка синхронного двигателя СД и асинхронного двигателя АД, а также реактивная нагрузка нагрузка АД, подключенных к распределительной подстанции напряжением 6-10 кВ, принимается равной средней мощности. Тогда расчетная нагрузка (активная Р_{расч ВН} и реактивная Q_{расч ВН}) группы приемников цеха определяется из соотношений

Р_{расч ВН} = Σ k_и р_ном; Q_{расч ВН} = Σ k_и р_ном tgφ,

где р_ном – активная установленная (номинальная) мощность п-ого электроприемника высшего напряжения, принимаемая по исходным данным; tgφ соответствует характерному для приемников данной группы средневзвешенному значению коэффициента мощности; k_и – коэффициент использования п-ого электроприемника напряжением выше 1 кВ.

Расчетные мощности промышленного предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понижающей подстанции, определяются по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (как силовым – до и выше 1кВ – Р_{расч НН}, Р_{расч ВН}, Q_{расч НН}, Q_{расч ВН}, так и осветительным - Р_{расч О}, Q_{расч О}) с учетом потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1 кВ – ΔР_ц , ΔQц и коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки k_{о max}:

Р_расчПП = (ΣР_расчНН + ΣР_расчВН) k_{о max} + ΣР_{расч О} + ΔР_ц ;

Q_{расч ПП} = (ΣQ_{расч НН} + ΣQ_{расч ВН} - ΣQ_CД) k_{о max} + ΣQ_{расч О} + ΔQ_ц

S_{расч ПП} =

Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1кВ приближенно принимаются равными соответственно 3 и 10% от полной трансформируемой мощности S_расч. ΔР_ц = 0,03 S_расч ; ΔQ_ц = 0,1 S_расч

Потери активной и реактивной мощности в кабелях высшего напряжения в предварительных расчетах не учитываются вследствие их малой значимости.

Значения коэффициента одновременности максимумов для шин ГПП k_оmax принимают по справочным таблицам, k_omax = 0,9 – 0,95.

13. Как выбираются сечения кабелей, питающих РП - 6 (10) кВ?

Выбор проводников

Кабели, неизолированные провода и шины выбираются по экономической плотности тока, по нагреву рабочим (расчетным) током продолжительного режима.

Экономически целесообразное сечение S, мм², определяется по выражению

где Ip — расчетный ток нормального режима работы, А; jэ — нормированное значение экономической плотности тока. А/мм² Сечение, полученное в результате расчета, округляется доближайшего меньшего или большего стандартного сечения. Для определения сечений по нагреву вычисляется наибольший расчетный ток Iр в нормальном режиме приведенным в сокращенном варианте, в соответствии с условием

выбирается его стандартное значение. При этом для конкретных условий работы кабелей допустимые значения токов уточняются по выражению

Iдоп=K₁*K₂*K_3, Iнд

где К1,К2, К3 — коэффициенты, учитывающие соответственно фактическую температуру окружающей среды, количество проложенных в земле рабочих кабелей, фактическое удельное тепловое сопротивление земли Iдоп —допустимая по нагрев токовая нагрузка на кабель при нормальных условиях прокладки.

При выборе сечения кабеля необходимо учитывать также возможную допустимую перегрузку в послеаварийных или ремонтных режимах в соответствии с условием:

Кпер*Iдоп=>Iр мах

где Кпер— допустимая кратность перегрузки, принимается 1,1 — для кабелей с полиэтиленовой изоляцией, 1,15 — для кабелей споливинилхлоридной изоляцией на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальной.

Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией допускаются перегрузки в течение 5 суток в пределах. При отсутствии данных о длительности максимума и предварительной нагрузке для кабелей с бумажной изоляцией, проложенных в траншее коэффициент кратности перегрузки может быть принят 1,2...1,25.

Выбранное по условиям продолжительного режима сечение кабеля необходимо проверить на термическую стойкость к токам КЗ.

Кабели, защищенные токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются.

В инженерных расчетах минимально допустимое сечение проводника, термически стойкое к токам КЗ, определяется по выражению (5.35). При определении теплового импульса в нем 1_по — действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале линии. Постоянная времени затухания периодической составляющей тока КЗ Т_а определяется как

где х_т и г — результирующее индуктивное и активное сопротивления схемы относительно точки КЗ; со — угловая частота, со = 314.

В распределительных сетях 6—10 кВ при отсутствии конкретных данных приближенно можно принять Та = 0,01с, а значения t_отк — по табл.

Кроме того, жесткие шины проверяют на электродинамическую стойкость по формуле (5.31), гибкие токопроводы — на схлестывание при токах трехфазного КЗ 20 кА и более [12, 28], неизолированные провода в установках 35 кВ и выше — по условиям коронного разряда.

Как выбираются сечения кабелей, питающих цеховые ТП?