Выбор сечений токоведущих элементов напряжением выше 1 кВ и электрических аппаратов

12. Выбор сечений токоведущих элементов напряжением

 выше 1 кВ и электрических аппаратов

12.1. Выбор кабелей напряжением выше 1 кВ

Выбор сечений жил кабелей по экономической плотности тока производился в п.10 (см. табл.10.1).

Для определения сечений жил кабелей по нагреву вычисляется наибольший расчетный ток I_р.м. в нормальном режиме и по [1] выбирается стандартное сечение, имеющее допустимый ток:

При этом I_доп. для конкретных условий работы кабеля уточняется по выражению:

где К₁, К₂, К₃ – коэффициенты, учитывающие соответственно фактическую температуру окружающей среды, число проложенных в траншее кабелей, фактическое удельное тепловое сопротивление земли [6];

I_н.д. – допустимая по нагреву токовая нагрузка на кабель при нормальных условиях прокладки [1].

Величину I_р.м. кабелей, питающих цеховые ТП, можно найти по формуле:

где S_н.т. – суммарная номинальная мощность цеховых трансформаторов, питающихся по данному кабелю, кВ·А.

Сечения жил кабелей, которые в послеаварийном или ремонтном режиме могут работать с перегрузкой, по нагреву выбираются из условия:

где К_п – допустимая кратность перегрузки, принимаемая по [6];

I_р.а. – расчетный ток линии в послеаварийном режиме, А.

где S_р.а. – расчетная нагрузка линии с учетом потерь в трансформаторах в послеаварийном режиме, кВ·А.

После расчета токов КЗ в сети 10кВ сечения жил кабелей проверяются на термическую стойкость. В инженерных расчетах минимально допустимое сечение проводника по термической стойкости определяем по выражению:

где В_к – тепловой импульс тока КЗ, кА²·с;

С – расчетный коэффициент, принимаемый по [1].

где I_п.о. – действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале линии, кА;

t_отк. – время отключения КЗ, с [1];

Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, в распределительных сетях 10 кВ можно принять Т_а = 0.01с.

Из трех найденных сечений (по экономической плотности тока, нагреву и термической стойкости) принимаем большее.

Выберем сечения жил кабелей для линий Л8 и Л10 (см. рис.10.2), питающих двухтрансформаторные подстанции ТП-4 и ТП-5 по магистральной схеме.

Из п.10 по экономической плотности тока для линии Л10 принимаем трехжильный кабель напряжением 10 кВ марки ААБ-10(3х25) с I_н.д. = 90А при прокладке в земле в нормальных условиях [1]. По (12.2) при К₁=К₂=К₃=1:

I_доп= I_н.д. = 90А.

Ток линии Л10 по (12.5):

При К_п= 1.0, I_доп= 90А > I_р.а.Л10 = 76.4А, условие (12.4) выполняется, значит выбранный по экономической плотности тока кабель по условию нагрева проходит.

Произведем проверку сечения жил кабеля по нагреву током КЗ. С этой целью по (12.7) определим тепловой  импульс:

принимаем ближайшее сечение жил 70 мм². Для линии Л10 окончательно принимаем кабель ААБ-10(3х70) с I_н.д. = I_доп= 165А [1].

Определим сечение жил кабеля линии Л8 (см. рис.10.2). Из п.10 по экономической плотности тока для линии Л8 принимаем трехжильный кабель напряжением 10 кВ марки ААБ-10(3х50) с I_н.д. = 140А при прокладке в земле в нормальных условиях [1]. По (12.2) при К₁=К₂=К₃=1:

I_доп= I_н.д. = 140А.

Ток линии Л8 по (12.5):

При К_п= 1.0, I_доп= 140А < I_р.а.Л8 = 152.9А, условие (12.4) не выполняется,  поэтому принимаем кабель ААБ-10(3х70) с I_н.д. = I_доп= 165А [1].

При К_п= 1.0, I_доп= 165А > I_р.а.Л8 = 152.9А, условие (12.4) выполняется.

Минимальное сечение жил кабеля по термической стойкости определено выше и является одинаковым для всей магистрали – 70мм². Окончательно для линии Л8 выбираем кабель ААБ-10(3х70) с I_доп= 165А [1].

Расчет сечений жил кабелей, питающих другие ТП аналогичен. Результаты расчетов сводим в табл. 12.1.

Покажем выбор кабельных линий Л13, Л14 (см. рис.10.2), которые питают РП завода.

Заводской РП имеет расчетную нагрузку S_р=8108.1кВ·А (см. п. 8.3), питается по двум кабельным линиям 10 кВ. Кабели прокладываются в траншее с температурой земли +15^оС. Предельный сквозной ток КЗ I_п.о.к2= 8.73кА (см. п. 11), t_отк= 1.6 [1], Т_а=0.06 [4].

Таблица 12.1

Выбор кабелей напряжением выше 1кВ

№ КЛ	Ip, A	qэ, мм2	Iр.а., А Iр.м., А	Вк, кА2·с	qт, мм2	Марка кабеля и сечение жил принятого кабеля	Iдоп, А
Л1 Л2 Л3; Л5 Л4; Л7 Л6; Л8 Л9; Л10 Л11 Л12 Л13;Л14	57.1 89.1 37.6 24.1 76.4 38.2 86.9 35.8 234.1	40.8 63.6 26.9 17.2 54.6 27.3 62.1 25.6 167.2	57.7 94.1 75.2 48.9 152.9 76.4 94.1 36.3 468.1	45.1 46.5 46.5 46.5 46.5 45.1 46.5 45.1 126.5	68.2 68.2 68.2 68.2 68.2 67.2 68.2 67.2 112.5	ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) ААБ-10(3х70) 2xААБ-10(3х120)	165 165 165 165 165 165 165 165 574

Из п. 10 по экономической плотности тока для линий Л13 и Л14 принимаем трехжильный кабель напряжением 10 кВ марки ААБ-10(3х150) с I_н.д. = 275А при прокладке в земле в нормальных условиях [1]. По (12.2) при К₁=К₂=К₃=1:

I_доп= I_н.д. = 275А.

Проверим выбранное сечение жил кабеля на нагрев в послеаварийном режиме при отключении одной из линий. Ток линии Л13 или Л14 в этом случае по (12.5):

С учетом выбранного коэффициента перегрузки кабеля в послеаварийном режиме К_п=1.3:

условие (12.4) не выполняется, следовательно, выбранные кабели по условию нагрева не проходят. Для каждой из линий Л13 и Л14 принимаем по два кабеля сечением 120 мм² (I_н.д. = 240А  [1]). Поправочный коэффициент при прокладке двух кабелей рядом в одной