Электрические сети цеховых потребителей электроэнергии, страница 7

                       (11)

где 3 — годовые приведенные затраты.

Перейдем к выбору сечений по техническим условиям. Выбор сечений проводов и жил кабелей по наибольшему длительно допустимому току выполняют по таблицам ПУЭ. Если условия окружающей среды отли­чаются от тех, для которых составлена таблица, то к значениям на­грузок, данным в таблице, вводят поправки. Поправки также приведены в ПУЭ. Выбранные сечения проверяют с точки зрения их защиты авто­матическими выключателями или плавкими предохранителями.

Более трудоемким является выбор сечений проводов и жил кабелей по потере напряжения. Потери напряжения должны удовлетворять требо­ваниям ГОСТ 13109-67 (см. гл. 5). Постоянство напряжения на зажимах нагрузки зависит от стабильности напряжения на шинах ТП и от ха­рактера электрических нагрузок, подключенных к ним (наличие резко- переменных нагрузок).

Рассмотрим зависимость удельного активного г и индуктивного х со­противлений от сечения s проводов и жил кабелей (рис. 15).

Из рисунка видно, что для малых сечений проводов и жил кабелей (до 25 мм²) решающую роль играет активное сопротивление. Для про­водов, проложенных в стальных трубах, и кабелей реактивное сопротив­ление мало (около 0,07 Ом/км) и практически не зависит от сечения. Для проводов, проложенных открыто, реактивное сопротивление составляет около 0,25 Ом/км. Реактивное сопротивление необходимо учитывать при сечениях проводов и жил кабелей не менее 25 мм², при сечениях 25 — 70 мм² учет реактивного сопротивления зависит от требуемой точности расчета и соотношения х/r. Для сечений более 70 мм² учет реактивного сопротивления необходим всегда.

Для вывода формулы расчета проводов и кабелей по потерям на­пряжения примем ряд допущений, позволительных с точки зрения не­обходимой точности расчета. Углы сдвига фаз векторов тока отдельных нагрузок отсчитываем от одного и того же вектора напряжения в конце линии, и определение токов нагрузки  и  производим по мощности и номинальному напряжению приемников без учета действи­тельного изменения напряжения по длине магистрали.

Определим потери напряжения на разветвленном участке сети, выпол­ненной проводом или кабелем (рис. 16).

С учетом допущений токи в ответвлениях будут равны Рассмотрим векторную диаграмму (рис. 17).

Действительное значение потерь напряжения определяется отрезком АВ = CD. В расчетах для упрощения принимаем значение потерь на­пряжения равным отрезкуАВ (продольная составляющая падения напря­жения). Для нашего случая потери напряжения определятся как

  (3.14)

В общем виде потери напряжения определяют по формуле

                                                            (12)

гдеk — число ответвлений.

Если можно пренебречь индуктивным сопротивлением, то потери на­пряжения в одной фазе

                    (13)

В трехфазной системе значение междуфазных потерь напряжения равно

                           (14)

После выбора сечения по номинальным параметрам провода и кабели проверяют на термическую стойкость к токам КЗ. Максимально допусти­мыми кратковременными превышениями температуры 0_Д при КЗ считают: для кабелей с медными жилами и бумажной изоляцией 250 °С; с алю­миниевыми жилами 200 °С.

Температуру нагрева кабеля при нормальном режиме (до КЗ) опре­деляют по формуле

               (15)

где  — температура жилы кабеля до наступления КЗ;  — температура окружающей среды;  — допустимая температура при нормальном режиме (принимается равной 60 °С);  — расчетный ток нагрузки; - допустимый ток для выбранного сечения.

Проверка сечения кабеля на термическую стойкость к токам КЗ про­изводится по формуле

                             (16)

где  - расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева жилы кабеля:  = 7 для медных жил,  = 12 для алюминиевых жил; — установившийся ток КЗ;- приведенное время КЗ, находится по кривым .

Кабели, защищенные плавкими предохранителями, на термическую стойкость к токам КЗ не проверяются, поскольку за время срабатывания предохранителя (0,008 с) выделившееся тепло не успевает разогреть кабель до опасной температуры.

Выбор шин в цеховых электрических сетях