3 .3 Выбор сечения кабельных линий

Передачу электроэнергии в системах внутризаводского электроснабжения от источника питания до приёмного пункта промышленного предприятия осуществляется кабельными линиями. Сечение проводов и жил выбирается по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относятся выбор сечения по нагреву расчётным током, условиям коронирования, механической прочности, нагреву от кратковременного выделению тепла током КЗ, потерям напряжения в нормальном и после аварийном режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения линии, приведённые затраты которой будут минимальными.

Выбор сечения по нагреву осуществляется по расчётному току. Для параллельно работающих линий в качестве расчётного тока принимается ток после аварийного режима, когда одна питающая линия вышла из строя. По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяется ближайшее большее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки кабеля и проводов. Если условия применения проводов и кабелей отличается от приведённых, то длительно допустимые токовые нагрузки пересчитывают по формуле:

I'_доп=I_доп K₁K₂ (3.32)

где I_доп – длительно допустимый ток одиночного кабеля (провода);

K₁ – коэффициент, учитывающий количество кабелей;

К₂ – коэффициент допустимой перегрузки кабельной линии.

При выборе сечения кабельной линий учитывают допустимые кратковременные перегрузки. Для кабелей с полиэтиленовой изоляцией и с поливинилхлоридной изоляцией перегрузки на время ликвидации аварий допустимы соответственно до 10 и 15%; при этом максимальная перегрузка допускается на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 часов в сутки в течении 5 суток, если в остальные периоды времени этих суток нагрузка не превышает номинальной. Перегрузка кабельных линий 20-35 кВ не допускается.

По условиям коронирования выбирают минимально допустимое сечения только для воздушных линий. Для жил кабелей самое малое стандартное сечение обеспечивает отсутствие коронирования.

Выбор сечения по механической прочности также не производится, так как минимальное стандартное сечение удовлетворяет этому условию. Для воздушной линии расчет сечения производится с учетом воздействия собственной массы, сил ветра и гололёда.

Сечение кабельных линий согласно ПУЭ выбираем по нагреву I_раб., выбранное сечение проверяем по допустимой потере напряжения и экономической плотности тока. Проверку на термическую стойкость кабелей выполним после того, как будет выбран вариант электроснабжения в соответствии с расчетами ТЭР в разделе по расчетам токов короткого замыкания.

- определяем максимальную токовую нагрузку

I_р.л. = (3.33)

- определяем сечение кабельной линии по экономической плотности тока по формуле:

Sэк. = , (3.34)

где j_э= 1,2 А/мм² – плотность тока.

- выполняем проверку выбранного сечения по потере напряжения по [19. с.60 ], которые не должны превышать 5%.

ΔU% = (r_o·cosφ +x₀sinφ)·100%, (3.35)

где L длина кабельной линии, км;

r₀ и х₀ – активное и индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км, которые выбираем по таблице [19. таблица3.5];

I_р.л. – ток расчетный линии, А.

Определяем марку и сечение кабеля для ТП .

Согласно данным расчета по формуле 3.17

Р_л = 2565,36 кВт;

Q_л = 465,36 кВАр

S_р= = 2565,83 кВА

I_р.л. =

I_ав.л. =

S_э= мм²

Выбираем кабель по условиям аварийного режима ВБбШв-6 (3х70) (длительно допустимый ток I_дл.доп. = 263 А).

Проверим выбранный кабель по потере напряжения, принимаем расстояние от места установки ГПП до ТП l = 300 м.

ΔU= ·(0,000256·0,75 +0,00008·0,66)100% =0,02%

Остальные расчеты по выбору кабелей аналогичны и приведены в таблице 3.3

Таблица 3.3 – Выбор питающих кабелей

Наименование линии	Расчетная нагрузка			Длит. доп ток, А		∆U, %		Марка кабеля		Способ прокладки
	Iр.н.	Iр.ав.
Линии 6 кВ
ГПП-ТП1.1	123,59	247,19	295		0,02		ВБбШв-6 (3х95)		В воздухе
ГПП-ТП1.2	123,59	247,19	295		0,02		ВБбШв-6 (3х95)		В воздухе
Линии 0,4 кВ
ТП-ЩСУ1	377	754	1440		0,0048		4хВВГнг1х95		В воздухе
ТП-ЩСУ 2	377	754	1440		0,0048		4хВВГнг1х95		В воздухе
ТП-ЩСУ 3	238,77	477,54	980		0,03		4хВВГнг1х50		В воздухе
ТП-ЩСУ 4	691,2	1382,4	2100		0,42		4хВВГнг1х185		В воздухе

Выбор марки и сечения питающих кабелей электроприемников.

(А) (3.36)

где Р_н- номинальная мощность одного приемника, кВ;

- коэффициент полезного действия равный 0,8;

- коэффициент мощности равный 0,8.

Для примера рассмотрим расчет насоса Н-1, Н-1р:

А.

Выбираем

Данные расчетов и для других электроприемников заносим в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 – Кабели электроприемников

№ п/п	Рном., кВт	Кол-во	Iр., А	Iдоп, А	Марка кабеля
Н-1	200	2	475	600	ВВГ 4х95
Н-2	110	2	220	750	ВВГ 4x120
H-4	90	2	180	600	ВВГ 4x70
H-3	15	2	30	120	ВВГ 4x6
H-5	22	2	44	95	ВВГ 4x10
H-7	30	2	60	180	ВВГ 4x10
H-8	90	2	180	600	ВВГ 4x70
Н-10	230	2	460	1800	2хВВГ4x185
H-9	37	2	74	250	ВВГ 4x16
H-12	37	1	74	250	ВВГ 4x16
Н-13	19	2	37	120	ВВГ 4x50
Н-17	50	1	100	300	ВВГ 4x6
H-20	5	1	10	50	ВВГ 4x4
H-23	4	2	8	30	ВВГ 4x4