Стартовая >> Книги >> Учеба >> Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Выбор кабелей по допустимому току - Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств

Оглавление
Выбор коммутационных аппаратов и токоведущих частей распределительных устройств
Расчетные условия для проверки
Выбор выключателей
Выбор трансформаторов тока
Выбор трансформаторов напряжения
Выбор шин закрытых распределительных устройств
Примеры выбора шин ЗРУ
Выбор жестких шин ОРУ
Выбор кабелей
Выбор кабелей по допустимому току
Выбор токоограничивающих реакторов
ПРИЛОЖЕНИЕ А

5.2 Выбор кабелей по допустимому току

Таблицы длительно допустимых токов для кабелей стандартных сечений составлены для случаев прокладки одиночного кабеля в земле,  при температуре почвы +15оС, и для одиночного кабеля , проложено на открытом воздухе ,при температуре воздуха +25оС [3,9].
В том случае, когда условия прокладки и охлаждения кабелей отличаются от принятых, вводятся поправочные коэффициенты на число рядом проложенных в земле кабелей , таблица 5.3 и на температуру окружающей среды , таблица 5.4.
Таблица 5.3 - Поправочный коэффициент  на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле.


Расстояние между кабелями в свету, мм

Коэффициент при количестве кабелей

1

2

3

4

5

6

100

1,00

0,90

0,85

0,80

0,78

0,75

200

1,00

0,92

0,87

0,84

0,82

0,81

300

1,00

0,93

0,90

0,87

0,86

0,85


Таблица 5.4 - Поправочные коэффициенты на токи кабелей и шин в зависимости от температуры земли и воздуха.


Условная тем-пература среды, оС

Нормирован-ная температу-ра жил, оС

Поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, °С

-5 и ниже

0

+5

+10

+15

+20

+25

+30

+35

+40

+45

+50

15

80

1,14

1,11

1,08

1,04

1,00

0,96

0,92

0,88

0,88

0,78

0,73

0,68

25

80

1,24

1,20

1,17

1,13

1,09

1,04

1,00

0,95

0,90

0,85

0,80

0,74

25

70

1,29

1,24

1,20

1,15

1,11

1,05

1,00

0,94

0,88

0,81

0,74

0,67

15

65

1,18

1,14

1,10

1,05

1,00

0,95

0,89

0,84

0,77

0,71

0,63

0,55

25

65

1,32

1,27

1,22

1,17

1,12

1,06

1,00

0,94

0,87

0,79

0,71

0,61

15

60

1,20

1,15

1,12

1,06

1,00

0,94

0,88

0,82

0,75

0,67

0,57

0,47

25

60

1,36

1,31

1,25

1,20

1,13

1,07

1,00

0,93

0,85

0,76

0,66

0,54

15

55

1,22

1,17

1,12

1,07

1,00

0,93

0,86

0,79

0,71

0,61

0,50

0,36

25

55

1,41

1,35

1,29

1,23

1,15

1,08

1,00

0,91

0,82

0,71

0,58

0,41

15

50

1,25

1,20

1,14

1,07

1,00

0,93

0,84

0,76

0,66

0,54

0,37

¾

25

50

1,48

1,41

1,34

1,26

1,18

1,09

1,00

0,89

0,78

0,63

0,45

¾

Таким образом, условие выбора кабеля по допустимому току имеет вид
,                         (5.4)
где - количество параллельно работающих кабелей;
* - допустимый ток одного кабеля.
Если потребители питаются по нескольким параллельным кабелям, то выбор кабелей необходимо производить по утяжеленному режиму, когда один из кабелей отключен, т.е.
 ,                      (5.5)
где  - коэффициент аварийной перегрузки кабеля, который для кабелей с бумажной изоляцией берётся из таблицы 5.5.
Таблица 5.5 - Допустимые перегрузки кабелей с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ в аварийных режимах.


Коэффициент предварительной нагрузки,

Вид прокладки кабеля

Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при длительности максимума , ч

1

3

6

0,6

В земле

1,35

1,30

1,15

В воздухе

1,25

1,15

1,10

В трубах в земле

1,20

1,10

1,00

0,8

В земле

1,20

1,15

1,10

В воздухе

1,15

1,10

1,05

В трубах в земле

1,10

1,05

1,00

Если применяются кабели с полиэтиленовой изоляцией, то на время ликвидации послеаварийного режима допускается их перегрузка до 10%. Для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией допускается перегрузка до 15% от номинальной. При этом указанная перегрузка кабелей допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6ч в сутки в течение 5 суток, если нагрузка в остальные периоды времени не превышает номинальной [3].

5.3 Примеры выбора и проверки кабелей
Пример 5.1 Выбрать кабель для питания электродвигателя собственных нужд ВАО 630М6 с  . Кабель прокладывается внутри сырого канала с температурой окружающего воздуха  . Начальное значение периодической составляющей тока КЗ от внешней сетиа от эквивалентного электродвигателя .
В цепи кабеля установлен выключатель ВМП-10-320 с . Полное время отключения КЗ .
Для питания электродвигателя, согласно таблице 5.1, принимаем трехжильный кабель марки ААШв, .
Экономическое сечение кабеля равно
,
где  для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, , согласно таблице 4.18.
Окончательно принимаем трехжильный кабель ААШв 3х50 мм2 с , в соответствии с таблицей 5.2.
Определим допустимый ток кабеля с учетом поправочного коэффициента  на температуру окружающего воздуха.
Согласно таблице 5.4, для температуры окружающей среды  и нормированной температуре жил 650С, коэффициент .
.
Для проверки кабеля на термическую стойкость определим квадратичный импульс тока КЗ . Согласно [2], при , квадратичный импульс тока КЗ определяется по выражению

где  - постоянная времени апериодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя, которая принимается в соответствии с [1];
 - постоянная времени апериодической составляющей тока внешней сети, которая принимается в соответствии с таблицей 1.1;
*     - относительный тепловой импульс тока КЗ от периодической составляющей тока эквивалентного электродвигателя определяемый по кривой  рисунка 1.3,а;
*     - относительный токовый импульс от эквивалентного электродвигателя, который определяется по кривым рисунка 1.3,б.
Для момента времени отключения КЗ  по кривым рисунка 1.3 имеем . Тогда квадратичный импульс тока КЗ равен

Минимальное сечение кабеля по термической стойкости согласно (4.6)
,
где  по таблице 4.2 для кабелей с алюминиевыми жилами напряжением до 10 кВ.
Так как , то принимаем к установке кабель сечением 120 мм2.

Пример 5.2 Выбрать кабель для питания потребителя с максимальной нагрузкой  при напряжении  и . B нормальном режиме работы питание потребителя осуществляется по двум кабелям, длиной 100 м каждый, резервирующими друг друга и проложенными в земле в одной траншее. Температура почвы . Продолжительность использования максимума нагрузки . В течение суток  максимальная  нагрузка  продолжается 3 ч. Ток К3 на шинах 6 кВ, к которым подключены кабели . Время отключения К3 .
Определим рабочий ток в каждом кабеле в нормальном режиме работы:
.
При , согласно таблицы 4.18, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами .
Экономическое сечение каждого из кабелей равно
.
Принимаем, в соответствии с таблицей 5.1, два трехжильных кабеля марки ААШв 3´185 мм2 с  при температуре почвы +150С, согласно таблицы 5.2.
Определим действительный допустимый ток кабеля с учетом поправочного коэффициента  на температуру почвы и коэффициента , учитывающего число рядом проложенных кабелей. Для температуры почвы +20оС и нормированной температуры жил кабеля +65оС поправочный коэффициент  согласно таблице 5.4 равен 0,95. Коэффициент , учитывающий число рядом проложенных кабелей, согласно таблицы 5.3, равен 0,92 при расстоянии между кабелями в свету 200 мм.
.
При отключении одного кабеля в другом кабеле будет протекать ток равный

Допустимый ток одного кабеля с учетом аварийной перегрузки определим по формуле (5.5)
 ,
где  – коэффициент аварийной перегрузки кабеля, который определяется по таблице 5.5 для  и коэффициента предварительной нагрузки кабеля
.
Для кабеля проложенного в земле при коэффициенте  и коэффициент аварийной перегрузки.
Фактическая перегрузка в часы максимума в форсированном режиме составляет
.
Таким образом, кабель сечением 3´185 мм2 не удовлетворяет условию нагрева в форсированном режиме.
Принимаем, согласно таблицы 5.2, два кабеля сечением 3´240 мм2 c допустимым током каждого кабеля .
Действительный допустимый ток одного кабеля с учетом поправочных коэффициентов  и  составляет
.
Коэффициент предварительной нагрузки кабеля равен
.
Для  и  ч согласно таблицы 5.5 коэффициент аварийной перегрузки .
Фактическая перегрузка в часы максимума в форсированном режиме составляет
,
что меньше допустимой перегрузки.
Окончательно принимаем для питания потребителя два кабеля типа ААШв 3´240 мм2.
Для проверки кабеля на термическую стойкость определим, согласно [3],ток КЗ за пучком из двух кабелей.
Результирующее сопротивление до шин 6 кВ, от которых питается по выбранным кабелям потребитель, составляет
.
Индуктивное и активное сопротивления кабелей равны
;
,
где  и  берутся из таблицы 5.2.
С учётом параллельного соединения кабелей полное результирующее сопротивление до места КЗ равно

.

Ток КЗ за пучком кабелей равен
.
По каждому кабелю протекает ток КЗ равный 5,54 кА.
Тепловой импульс тока КЗ при этом равен
.
Минимальное сечение кабеля по термической стойкости
.
Таким образом, принятые к установке кабели ААШв 3´240 мм2 термически стойкие.



 
« Выбор аккумуляторных батарей на ТЭС   Звіт з переддипломної практики, дослідження підстанції »
электрические сети