Проектирование системы электрификации мастерской электросилового цеха, страница 5

2.4.  Выбор сечения линий электропередачи

Выбор сечения проводов и кабелей исходя  из условия нормального режима работы производится:

- по наибольшему длительно допустимому току   нагрузки по условиям нагрева;

- по допустимой потере напряжения;

- по экономической плотности тока.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно-допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву  I_{Д .}  Величина его зависит как от  марки проводникового материала, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды.

Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей  указаны в таблицах правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока I_Р  с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и кабелей и условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие

                                    I_р < I_д.                                                           (3.4)

Выбор сечения проводника только по нагреву допустимым током приводить к большим потерям активной мощности в ЛЭП и значительной  потере напряжения. Поэтому для окончательного выбора сечения следует провести все расчеты, требуемые ПУЭ, и принять наибольшее, определенное этими  расчетами сечение проводника.

Выбор сечения по допустимой потере напряжения целесообразно проводить для сетей , где отсутствуют регулирующие устройства. Для систем электроснабжения  - это сети 0,38 кВ.

Потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по выражению

                                 ∆U =   ,% ,                                    (3.5)

где  – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки (кВт, квар);  – активное и реактивное сопротивление линии (Ом),  – номинальное напряжение сети (кВ).

Активное и реактивное сопротивления линии определяются исходя из удельных сопротивлений r_o , x_o  и длины линии по выражениям

                  R = r_o^. L ,      X = x_o ^. L ,

где r_o  , x_o определяются по табл. 50 [4], а  длина линии оценивается по планировке трассы ЛЭП на объекте.

  Для воздушных линий с равномерно распределенной нагрузкой  (линии жилищного сектора) в качестве эквивалентной принимается линия половинной длины с той же расчетной нагрузкой , присоединенной в конце линии.

Потеря напряжения  до удаленного  потребителя, подключенного к распределительной сети 0,38 кВ не должно превышать 4-6%. Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и соответственно, к уменьшению потери напряжения.

Расчет сечения по экономической плотности тока производиться для электрических сетей выше 1000 В (для систем электроснабжения это сети 10 кВ) и для сетей до 1000 В с числом часов использования максимальной нагрузки Т_м≥5000 часов.

Экономическое сечение линии электропередачи определяется по выражению

                       S_э=      ,                                         (3.6)

где   - экономическая плотность тока, нормируемые значения которой для алюминиевых проводов  (для центральной Сибири) приведены в табл. 3.4.

                                                                                                 Таблица 3.4

                   Экономическая плотность тока

После расчета экономического сечения принимается ближайшее стандартное.

Выбранные сечения проводов воздушных линий электропередачи по вышеприведенным критериям необходимо сопоставить с ограничениями по механической прочности и принять окончательное решение.

2.5.  Выбор электрических аппаратов

По функциональному назначению и величине напряжения электрические аппараты выбираются на этапе обоснования схемы системы электроснабжения. По напряжению – это аппараты до 1000 В и выше 1000 В. По функциональному назначению: коммутационные (разъеденители, выключатели нагрузки, рубильники); защитные (предохранители); защитно-коммутационные (выключатели и автоматы).

Здесь необходимо конкретизировать выбор электрических аппаратов по типу и номинальному току, исходя из условия