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

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