РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ

Порядок выбора. Сечения проводников воздушных и кабельных линий напряжением до и выше 1000 В выбирают по нагреву средним расчетным током Ipaсч с последующей проверкой: по экономической плотности среднего расчетного тока (только для ЛЭП 6 - 35 кВ со сроком службы более 5 лет); по механической прочности; по допустимой потере напряжения, создаваемой максимальным расчетным током.

Выбор сечения проводников по нагреву сводится к сравниванию среднего расчетного тока Iрасч с длительно допустимыми токами Iдл для проводников стандартных сечений (табл. П.4.1 - П.4.3).

Экономически целесообразное сечение проводников (мм2) определяют по выражению РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №1 - открытая онлайн библиотека где jэк - экономическая плотность тока. А/мм2 (табл. П.4.4). Не подлежат проверке по экономической плотности тока ЛЭП с малым сроком службы (до 5 лет), к числу которым на относятся передвижные воздушные и кабельные ЛЭП 6-10 кВ. При выборе расчетные сечения проводников округляются до ближайших меньших стандартных.

Выбранные по нагреву и экономической плотности тока сечения проводников проверяют по механической прочности путем сравнения с минимально допустимыми сечениями (табл. П.4.5) для ВЛ второго класса в зависимости от материала и конструкции провода.

Наибольшее сечение проводников из выбранных по нагреву экономической плотности тока и механической прочности проверяют по допустимой потере напряжения при максимальном расчетном токе по выражению

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №2 - открытая онлайн библиотека ,

где Uн.,‒ номинальное напряжение, В;

L ‒ длина участка рассчитываемой линии, км;

r0, x0 ‒ соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления одного километра линии, Ом/км;

cosj, sinj ‒ тригонометрические функции, соответствующие сдвигу фазы максимального расчетного тока относительно напряжения.

Отклонение напряжения от номинального на зажимах электродвигателей при нормальном режиме должно быть не более – 5 ¸ +10 %; допустимые отклонения от номинального напряжения на прожекторных установках наружного освещения – не более –2,5 ¸ +5%; на зажимах остальных электроприемников ±5%.

Если от подстанции до электроприемника имеется несколько последовательно соединенных участков ВЛ и КЛ с различными токами сечениями проводников, потери напряжения определяют отдельно на каждом участке, а затем суммируют в соответствии с направлением прохождения тока. Суммарные потери напряжения от подстанции до клемм электроприемника при максимальных расчетных токах не должны превышать 10%, в противном случае сечения проводников увеличивают.

Отличительной особенностью выбора кабелей ЛЭП напряжением 6-10 кВ является обязательная проверка их на термическую устойчивость к воздействию тока короткого замыкания (мм2) по формуле

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №3 - открытая онлайн библиотека ,

где РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №4 - открытая онлайн библиотека - максимальный установившийся ток короткого замыкания, кА;

tп - приведенное время действия тока КЗ, с (tп = 0,7 – 0,8 с);

С- расчетный коэффициент, определяемый допустимой температурой нагрева (для кабелей с бумажной изоляцией и медными жилами С = 165, с алюминиевыми жилами С = 95; для гибких кабелей с медными жилами в резиновой изоляцией С = 114.

При выборе стандартного сечения кабелей по термической устойчивости принимают кабели ближайшего большего стандартного сечения относительно расчетного Smin.

Ток расчетный повторно-кратковременного режима работы электроприемников определяют по формуле РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №5 - открытая онлайн библиотека

Iрасч=IПВ√ ПВ/0,8,

где ‒ IПВ ток повторно-кратковременного режима работы электроприемников, А;

ПВ‒ продолжительность включения, в относительных единицах.

Для всех видов электроприемников, имеющих в установке одиночный двигатель, расчетный (номинальный ) ток IномА, определяется по формуле

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека = Iном = Рном/(√3Uном соsφ η ),

где Рном‒ номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Uном‒ номинальное напряжение двигателя, кВт;

η‒ КПД двигателя;

соsφ‒ коэффициент мощности.

Для электроустановок многодвигательного привода номинальный ток Iном , А, определяется по формуле

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека = Iном =∑ Рном/(√3Uном соsφ η ),

где‒ РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №8 - открытая онлайн библиотека ∑ Рном суммарная номинальная мощность всех электропотребителей.

Для электроустановок, не имеющих пускового тока номинальный ток Iном , А, определяется по формуле

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека = Iном = Рном/(√3Uном соsφ ),

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №10 - открытая онлайн библиотека

,

Для трансформаторов номинальный ток IН, А, определяется по формуле

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека = Iном = Sном. тр РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №12 - открытая онлайн библиотека √3Uном ,

где Sном. тр РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №12 - открытая онлайн библиотека ‒ номинальная мощность трансформатора, кВА.

Номинальный ток наиболее мощного электродвигателя

По условию Iдл ≥ Ipaсч выбираем сечение и марку проводника.

Для установок с одним электродвигателем максимальный расчетный ток определяется с учетом пускового тока

Iпуск = ( 5….7 ) Iном,

Для электроустановок многодвигательного привода максимальный расчетный ток определяется пуска наиболее мощного электродвигателя

Iрасч= Iпуск+ (∑In - Iном.м ),

где Iпуск‒ пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, А,

Iном.м‒ номинальный ток наиболее мощного электродвигателя.

Марка и сечение магистрального кабеля магистральный определяется по условию

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №14 - открытая онлайн библиотека Iдоп> Iрасч ,

Iдоп

 
= Кп1 Кп Iрасп,

где Iд‒ допустимый ток кабеля с учетом поправочных коэффициентов ,А;

Кп1‒ поправочный коэффициент на температуру земли, табл. П.4.6,. Если температура не задана значит Кп1 =1 ;

Кп = поправочный коэффициент на количество работающих кабелей и способа их прокладки (табл.П.4.6‒ П.4.7).

Пример. Согласно рис. 6.1 произвести выбор линии электропередач 6- 10 кВ. Число часов максимума использования нагрузки Тмах= 4500 час на участке 0‒ 1 линия воздушная , а участке 1‒ 2 и кабельная.

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №15 - открытая онлайн библиотека

Рис.6.1. Расчетная схема для выбора ЛЭП

1. Определяем токи нагрузки на отдельных участках сети:

а) на участке 1‒ 3

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека 1= Рном/(√3Uном соsφ η )= 250/(1,73∙6,0∙0,9∙0,85 ) = 31,48 А.

б) на участке 1‒ 2

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека 2 = Sном. тр РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №12 - открытая онлайн библиотека √3Uном =400/(1,73∙6,0)= 38,5 А

в) на участке 0‒ 1

Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека = Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека 2 + Iрасч РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №6 - открытая онлайн библиотека 2 = 31,48+38,5 =69,98 А

По табл.П. на участке 1‒ 3 и 0‒ 2 выбираем кабель типа ААБ-3х6, а

на участке 0‒ 1 провод марки А-16.

2.Выбираем сечение по экономической плотности тока:

а) на участке 1‒ 3 для кабеля ААБ по табл.П.4.4 jэк=1,2

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №1 - открытая онлайн библиотека =31,4/1,2=28,4 А.

Выбираем кабель ААБ-3х6.

б) Аналогично выбираем кабель для участка 1‒ 2.

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №1 - открытая онлайн библиотека = 38,5/1,2=32,0

Выбираем кабель ААБ-3х6.

в) на участке 0‒ 1 для воздушной ЛЭП jэк=1.

3.По механической прочности согласно табл.П.4.5 для второго класса окончательно принимаем провод марки А-35.

4. Проверяем кабель по термической устойчивости6

а) на участке 1‒ 2

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №3 - открытая онлайн библиотека = 7,5√ 0,75/95 = 0,06мм2

б) на участке 1‒ 3

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №3 - открытая онлайн библиотека = 6,95√ 0,75/95 = 0,06 мм2

5. Проверяем сеть на потерю напряжения:

а) на участке 1‒ 3

РАСЧЕТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 6‒10 кВ - №2 - открытая онлайн библиотека =1,73∙5∙38,5∙0,5(5,17∙0,9 +0,42)/6,0=0,28%

б) на участке 1‒ 2

∆U2% =1,73∙31,48∙0,25(5,17∙0,9 +0,42)/6,0=0,11%

в) на участке 0‒ 1

∆U1% =1,73∙(31,48+38,5)∙1,2(0,885∙0,9 +0,366∙0,42)/6= 0,35.

Суммарная потеря напряжения на участке 0‒3 ∆U%=∆U1+∆U3=0,28+0,35=0,63

Суммарная потеря напряжения на участке 0‒2 ∆U%=∆U1+∆U2=0,28+0,11=0,39.

Так как суммарная потеря напряжения составляет меньше допустимых 10%, следовательно выбор проводников произведен правильно.