Расчет кабелей заводской сети по нагреву, термической стойкости и экономической плотности тока.

Выбор сечений кабельных линий напряжением выше 1 кВ производится по экономической плотности тока. Выбранные сечения кабелей проверяются по нагреву, по термической стойкости токам короткого замыкания (для кабелей напряжением выше 1 кВ) и в отдельных случаях выполняется проверка по потере напряжения. Принимается наибольшее сечение кабеля из рассмотренных выше условий.

Проведём выбор кабеля и его проверку от ГПП до ТП5:

Данные для выбора и проверки сечения кабельной линии:

Двухтрансформаторная подстанции с трансформаторами  = 2500 кВА. Подстанция питается от ГПП двумя кабелями от разных секций РУ 10 кВ. Кабели проложены в траншее.

Расчетный ток кабеля в нормальном режиме равен:

I _р= ;

Где: S _м при расчетной нагрузке на один трансформатор надо поделить на 2 ():

Рм = 3260кВт;                    кВт;

Qм = 537кВар;                кВар;

Qм берется с учетом конденсаторных установок.

Sм =  кВА;

Тогда расчетный ток кабеля в нормальном режиме равен:

I _р = А;

Расчетный форсированный ток в послеаварийном режиме при питании двух трансформаторов по одному кабелю:

I _рф = А;

Расчет сечения кабеля по экономической плотности тока выполняется по формуле:

Qэк.расч = мм ;

jэк = 1,4  - эквивалентная плотность тока при продолжительности использования максимума 3000-5000 часов в год.

Ближайшее меньшее стандартное сечением по экономической плотности тока составляет  95 мм².

Проверка выбранного сечения кабеля по нагреву выполняется согласно условию:

,

Где: –длительно допустимый ток кабеля заданной марки по таблице;

-форсированный рабочий ток кабеля, ток в кабеле в послеаварийном режиме;

- коэффициент, зависящий от числа кабелей, проложенных в одной траншее;

- коэффициент зависящий от максимальной температуры окружающей среды.

К₃ - коэффициент перегрузки, зависящий от длительности перегрузки, способа прокладки (в земле или в воздухе), от коэффициента загрузки кабеля до перегрузки. 

Проверка по нагреву в послеаварийном режиме:

Расчетный ток в послеаварийном режиме I _рф = 192,45 А. Коэффициент К₁ = 0,75 при прокладке 6ти кабелей в одной траншее (учитываем наихудший случай). Принимаем, что коэффициенты К₂ = 0,82 при температуре 40С, К₃ = 1.

Для кабеля,условие будет выполняться при сечении 150 мм², для которого при прокладке в земле  = 320 А.

=196,8А > 192,45 А

Следовательно, выбираем кабель, имеющий сечение q _ф = 150 мм².

 

Расчет минимального сечения кабеля проходящего по термической стойкости токам короткого замыкания выполняется по формуле:

мм²), 

Где: I _кз - ток трехфазного короткого замыкания на стороне 10 кВ ГПП;

t _рз – время срабатывания релейной защиты;

t _отк – собственное время высоковольтного выключателя;

С - коэффициент, зависящий  от материала жил кабеля (медь, алюминий).

Допустимое сечение по термической стойкости:

qкз =  мм

Где: t _рз = 0,01 с.

t _отк = 0,04с.

Для кабелей из алюминия коэффициент C = 90 А c^1/2/мм²

Принимаем в качестве минимального сечения по условиям нагрева токами короткого замыкания q _кз = 50 мм².

Кабель сечением 150 мм² удовлетворяет условиям выбора и проверки. Окончательно выбираем кабель АПвП– 3х150 (АПвП-кабель с оболочкой из сшитого полиэтилена, алюминиевая жила, бронированный)

Для остальных кабельных линий выбор кабелей проводится аналогично. Результаты проверок кабелей сведены в таблицу 8.2 «Выбор кабелей».

 

 

Таблица № 8.2.«Выбор кабелей»

№ Каб	Путь Каб.	Sм, кВА	Iрф, А	qвыб, мм	IдопА	Марка кабелей, сечение
1	2	3	4	5	6	7
1	ГПП-ТП5	2500	192,45	150	320	АПвП– 3х150
2	ГПП-ТП7	2500	192,45	150	320	АПвП– 3х150
3	ГПП-ТП8	2500	192,45	150	320	АПвП– 3х150
4	ТП8-ТП6	2100	161,66	120	280	АПвП– 3х120
5	ТП6-ТП4	1700	130,87	95	250	АПвП– 3х95
6	ТП4-ТП3	1300	100,07	50	170	АПвП– 3х50
7	ТП3-ТП9	900	69,28	50	170	АПвП– 3х50
8	ТП9-ТП1	650	50,04	50	170	АПвП– 3х50
9	ТП1-ТП2	400	30,79	50	170	АПвП– 3х50