Расчет питающих линий

Сечение кабелей напряжением 10 кВ определяется по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току кабеля в нормальном режиме работы с учетом условий его прокладки, по току перегрузки, потере напряжения в послеаварийном режиме и термической стойкости к токам короткого замыкания. Весь расчет сводится в табл. 6.1.

Расчетный ток в кабельной линии в нормальном режиме:

(6.1)

где Sр.к. - мощность, которая должна передаваться по кабельной линии в нормальном режиме.

Например, при питании однотрансформаторной цеховой подстанции это расчетная нагрузка трансформатора подстанции, при питании двухтрансформаторной подстанции это расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор, а при питании распределительного устройства 6, 10 кВ это нагрузка, потребляемая одной секцией сборных шин. Для магистральной линии мощность Sр.к. должна определяться для каждого участка путем суммирования расчетных нагрузок соответствующих трансформаторов, питающих по данному участку магистральной линии.

Сечение кабельной линии, определяемое по экономической плотности тока:

(6.2)

где Jэ - экономическая плотность тока, зависящая от типа кабеля и продолжительности Тм использования максимума нагрузки.

По результату расчета выбирается кабель, имеющий ближайшее меньшее стандартное сечение по отношению Fэ. При выборе типа исполнения кабеля должны учитываться условия окружающей среды. Для выбранного кабеля по таблицам из справочников находят длительно допустимый ток.

Допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки рассчитывается по формуле: , (6.3)

где Кп - поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей;

Кт - поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель;

Nк - число запараллеленных кабелей в кабельной линии;

Кпер = 1,25 – коэффициент перегрузки.

рис. 6.3 Фрагмент упрощенной электрической схемы внутреннего электроснабжения предприятия

Согласно ПУЭ для кабельных линий, прокладываемых по трассам в различных условиях охлаждения, сечения кабелей должны выбираться по участку трассы с худшими условиями охлаждения, если длина его составляет более 10 м. Например, при прокладке кабеля в траншее и кабельном канале цеха коэффициент Кт берется по температуре цеха не ниже +20 ... 25 градусов.

Под послеаварийным режимом кабельной линии будем понимать режим, когда выходит из строя одна из двух кабельных линий, питающих потребителей 1 и 2 категории. При этом нагрузка на линию удваивается, то есть Iав = 1Iр.к. Допустимая перегрузка в указанном режиме.

(6.4)

где Кав - коэффициент перегрузки.

Потери напряжения в кабельной линии:

(6.5)

где Рр, Qр - расчетная активная и реактивная нагрузки;

Rо, Xо- удельные активное и индуктивное сопротивление кабеля.

На этом предварительный расчет кабельных линий для нормального и аварийного режимов заканчивается. Полученные сечения кабелей используются при расчете токов короткого замыкания, после которого определяется сечение кабелей Fт.с. по термической стойкости к токам короткого замыкания и, если выбранное в данном разделе сечение кабеля оказывается меньше Fт.с., то производится его соответствующее уточнение в табл. 6.1.

Для проверки кабеля по термической стойкости определяется тепловой импульс тока короткого замыкания:

кА²´с (6.6)

где tотк. - время отключения, вычисляется по формуле :

с (6.7)

где Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

tотк.в. - полное время отключения выключателя;

tр.з. - время действия релейной зашиты;

Ino - начальное значение периодической составляющей тока КЗ.

Таблица 6.1