Выбор высоковольтного и низковольтного электрооборудования и токоведущих частей, страница 5

Для шин различной формы удобнее вести проверку по сравнению допустимого и расчётного механического напряжения:

_доп≥_расч (4.8)

Величина _доп для различных материалов дана в [1, кн.1 табл. 5-9].

Момент сопротивления есть функция формы шин

W=f(n, , h, D, d), (4.9)

где n– число полос в пакете шин;

– толщина одной полосы, см;

h– ширина (высота) шины, см;

D – внешний диаметр круглых и трубчатых шин, см;

d– внутренний диаметр трубчатых шин, см;

[1, кн.1, рис. 5-6]

R_эи X_э– эквивалентное активное и реактивное сопротивления всего шинопровода, Ом.

Потеря напряжения в распределительном шинопроводе с равномерной нагрузкой не должна быть выше 2,5%.

(4.14)

где i_н – расчётный ток нагрузки на 1 погонный метр распределительного шинопровода, А/м;

l – длина распределительного шинопровода, м.

Магистральный и распределительные шинопроводы образуют единую расчётную группу, поэтому

(4.15)

Для шинопроводов, выполненных из стали, при определении потерь напряжения следует учитывать переменную величину внешнего и внутреннего индуктивного сопротивления как функцию Cosφ и отношения минимального к максимальному току нагрузки [Л.2, табл.12.12].

4.7 Выбор и проверка низковольтных и высоковольтных проводов и жил кабелей

При выборе сечений проводов и жил кабеля учитывают технические и экономические факторы. К техническим относятся:

– нагрев длительным расчётным током при номинальном напряжении;

– падение и потеря напряжения в нормальном и аварийном режимах;

– механическая прочность при воздействии факторов собственного веса, гололёда, ветра;

– коронирование;

– термическая устойчивость в режиме КЗ.

В качестве экономических факторов выделяют j_э и «З», имеющие тот же смысл, что и при выборе шин. Перспективным считают использование «З» для определения экономически целесообразного сечения [Л.1, 2 и др.].

В соответствии с техническим и экономическим факторами провода и кабели выбирают по минимально допустимым сечениям:

– по нагреву (S_н);

– по механической прочности (S_м);

– по условиям коронирования (S_к);

– по экономической целесообразности (S_э).

И проверяют по минимально допустимым сечениям:

– по термической устойчивости в режиме КЗ (S_ту);

– по потерям напряжения

При сравнении стандартных и расчётных сечений применяют следующие правила:

для S_ту выбирается ближайшее меньшее стандартное сечение;

S_м – ближайшее меньшее (для кабелей) и большее (для воздушных ЛЭП);

S_к – ближайшее большее (для ЛЭП); для кабелей не выбирается;

 – ближайшее большее или, если расчётное сечение очень близко к стандартному, то ближайшее меньшее;

S_н – ближайшее большее.

Окончательный выбор сечения производят после сравнения выбранного сечения по техническим условиям S_т и сечения S_э.

Особенности выбора сечения кабельных и воздушных линий изложены в табл. 32.1…32.3 [Л.1, кн.2], типы кабелей – в табл. 33.1…33.21.

Те же таблицы и дополнительно данные об экономической плотности тока, механическом расчёте ЛЭП, коронировании приведены в [Л.4].

При выборе удобнее пользоваться монограммами, разработанными в [Л.5].

Расчётные формулы аналогичны формулам расчёта шин и шинопроводов.

Если пренебречь индуктивным сопротивлением кабеля при напряжении ниже 1000 В, то выбор кабеля по допустимой потере напряжения при условии постоянства его сечения сведётся к формуле

(4.16)

где ρ – удельное сопротивление металла, Ом∙мм²/м;

U_н – номинальное напряжение кабеля, В;

 – допустимая потеря напряжения, В;

P_i – расчётная активная мощность i-того ответвления, Вт;

L_i – длина кабеля до i-того ответвления (см. рис. 4.2), м.

Рисунок 4.2 – Расчётная схема

 

Выбор кабеля может быть произведён по минимуму расхода цветного металла при условии изменения сечения кабеля после i-того ответвления. Для достижения цели, задавшись , определяется коэффициент распределения сечения, пропорциональный нагрузкам ответвлений, по формуле

(4.17)

Сечение кабеля на отдельных участках определяется по формуле

(4.18)

Затем по расчётным S_i принимаются стандартные сечения и определяется объём цветного металла выбранного кабеля с переменным сечением

(4.19)

Экономия металла Э_м рассчитывается по формуле