Электрический расчет кабельной линии

При проектировании распределительной сети промышленного предприятия производится выбор отдельных ее элементов таким образом, чтобы обеспечить экономичность и надежность работы сети в нормальных и послеаварийных режимах. Одним из важных вопросов при этом является выбор сечений проводов и жил кабелей с учетом ряда технических и экономических факторов. Среди технических факторов, влияющих на выбор сечений, отметим следующие:

1. Нагрев от длительного выделения теплоты расчетным током;

2. Нагрев от кратковременного выделения теплоты током КЗ;

3. Потери напряжения в жилах кабелей или проводах воздушных линий от тока нагрузки (в нормальном и послеаварийном режимах);

4. Механическая прочность – устойчивость к механической нагрузке.

Исходными данными для расчета являются: схема сети, протяженности линий и максимальные токи нагрузки каждого участка схемы:

. (31)

Здесь Рм=Pp для группы приемников определяется методом упорядоченных диаграмм, cosj – средневзвешенное значение коэффициента мощности этой группы. Для одиночных приемников – номинальные значения cosj.

По экономической плотности тока провода и кабели выбираются для линий напряжением 6…10кВ и выше. Для линий до 1000 В такой выбор производится в редких случаях, когда продолжительность использования максимума Тм > 5000 ч/год.

, (32)

где WГ годовое потребление электроэнергии, кВт·ч/год.

Значение Тм для для односменных промышленных предприятий 1800…2500 ч; двухсменных 3500…4000 ч; для трехсменных 5000…7000 ч [1].

Экономическое сечение проводников:

, (33)

где j – экономическая плотность тока А/мм 2 , значения которой для европейской части России, Забайкалья и Дальнего Востока даны в таблице 7.

Таблица 7 – Значения экономической плотности тока

Проводники Значения j А/мм 2 при Тм, ч/год
1000…3000 3000…5000 5000…8700
медные алюминиевые медные алюминиевые медные алюминиевые
Неизолированные провода 2,5 1,3 2,1 1,1 1,8 1,0
Кабели с бумажной изоляцией 1,6 2,5 1,4 2,0 1,2
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией 3,5 1,9 3,1 1,7 2,7 1,6

Сечения проводников, выбранные по экономической плотности тока, обычно превышают сечения, выбранные по условиям нагрева, поэтому после расчета сечения по формуле (33) принимают стандартное сечение ближайшее большее согласно [ПУЭ].

По длительно допустимым токам кабели проверяются из условий нагрева жил: для кабелей до 3 кВ нагрев допускается до 80°С, для 6 кВ – до 65°С, для 10 кB – 60°C. В таблице 8 даны длительно допустимые токи для получасового максимума, при которых кабели не будут нагреваться свыше вышеуказанных температур. Таблица дана для трехжильных кабелей при прокладке на воздухе и в земле. При применении других кабелей или при прокладке их в воде необходимо пользоваться справочной литературой.

Для кабелей, проложенных в воздухе, нагрузки приняты для расстояния в свету между кабелями не менее 35 мм, в кабельных каналах – не менее 50 мм, при этом температура воздуха принята 25 0 С. При прокладке одного кабеля в земле (в траншеях глубиной 0,7…1 м) пользуются данными таблицы 7. Если в траншее прокладываются 2 и более кабелей, то нагрузки уменьшаются по коэффициентам (Таблица 8).

Длительно допустимые токи (А) для кабелей с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной изоляцией и в свинцовой или алюминиевой оболочке приведены в таблице 9.

Температура в земле принята 15°C.

Стандартное сечение, выбираемое по этому методу, должно быть ближайшее большее.

Таблица 8 – Поправочный коэффициент длительно допустимой токовой нагрузки кабелей при их прокладке в одной траншее

Расстояние между кабелями в свету, мм Число кабелей
1,0 0,9 0,85 0,8 0,78 0,75
1,0 0,92 0,87 0,84 0,82 0,81
1,0 0,93 0,9 0,87 0,86 0,85

Таблица 9 – Длительно допустимые токи (А) кабелей с алюминиевыми жилами

Сечение жилы, мм 2 На воздухе В земле
до 3 кВ 6 кВ 10 кВ до 3 кВ 6 кВ 10 кВ
2,5
4,0

Выбранные по экономической плотности тока и нагреву кабельные линии проверяются на термическую стойкость при коротких замыканиях. Температура кабеля при трехфазном установившемся токе короткого замыкания I¥ не должна превышать 250 0 С. Для кабельных линий напряжением до 10 кВ сечение жилы кабеля определяется

, (34)

где с – числовой коэффициент: для алюминиевых жил – 95, для медных – 165;

tП – приведенное время КЗ, определяется по методике, изложенной в §3.4 [7].

Читайте также:  Соковыжималка нептун виноградный сок

Кабели, защищенные плавкими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются. Стандартное сечение по этому методу выбирается как ближайшее меньшее от расчетного.

Потери активной энергии в линиях с алюминиевыми кабелями можно определить по формуле:

, кВт ч/год (35)

где R=rL – активное сопротивление кабеля длиной L. Для кабелей с алюминиевыми жилами погонное сопротивление r принимается из табл.10.

Таблица 10 – Погонные активные и индуктивные сопротивления кабелей с алюминиевыми жилами

Сечение мм 2
r, Ом/км 3,2 1,95 1,25 0,89 0,63 0,45 0,33 0,26 0,21
х, Ом/км: 6 кВ 0,1 0,1 0,9 0,09 0,08 0,08 0,08 0,08 0,07
10 кВ 0,12 0,11 0,10 0,10 0,09 0,09 0,08 0,08 0,08

Расчет линий на потерю напряжения производится с целью определения отклонения напряжения у приемников и регулирования напряжения. ПУЭ не нормируют потери напряжения в линиях, т.к. имеются более рациональные средства для регулирования напряжения, нежели осуществление этого регулирования подбором сечения проводов и кабелей. Если учесть, что все понижающие трансформаторы в нейтральном (нулевом) положении переключателя дают напряжение на 5 % выше номинального и трансформаторы без РПН имеют предел регулирования ±5 %, т.е. в большую сторону на 10%, то можно считать, что допустимые потери напряжения в сетях до 10 кВ принимают в пределах 5…10 %.

Потери напряжения в линиях определяются по формулам:

10 -3 , кВ; (36)

(37)

Здесь R и Х – полные активные и реактивные сопротивления,

где l – длина линии, км.

Расчет сети на отклонение напряжения ведется из условия допустимых отклонений напряжений, нормируемых [14]:

Вид нагрузки Нормально допустимое Предельно допустимое
Силовая и осветительная ±5 % ±10 %

Исходным для расчета является отклонение выходного напряжения от стандартного на системной подстанции. В курсовой работе можно принять +5 % в нормальном и послеаварийном режимах. Если на ГПП предприятия принят трансформатор с РПН, то на выходе этой подстанции следует принять +5 %, тогда исходной точкой расчета будет вторичное напряжение трансформатора ГПП. Далее определяются потери напряжения на всех участках элементов сети и определяется отклонение напряжения путем алгебраического сложения всех потерь (-) и добавок (+) напряжения на ГПП и цеховых трансформаторах. Допустимые пределы отклонения напряжения у приемника устанавливаются путем дополнительных переключений на трансформаторах.

1. Сечение провода и сформировать марку;

2. Потери напряжения;

3. Потери мощности

четные варианты – АБ

нечетные варианты – ААБ

1. Определяем максимальный рабочий ток в линии

Где – полная передаваемая мощность , кВА

– передаваемое напряжение, кВ

2. По справочнику определяем экономическую плотность тока jэк по заданному числу часов использования максимальной нагрузки Тм, г/час

3. Определяем экономическое сечение кабеля

Условия выбора кабеля:

По сечению кабеля q≥qэк

по допустимому току Iдоп≥Iраб макс

Формируем марку кабеля

4. Оптимальная длинна кабеля

Принимаем длину кабеля из предложенного диапазона

Активное и индуктивное сопротивления кабелей

с медными и алюминиевыми жилами [2]

Сечение, мм 2 Сопротивление, Ом/км
Активное ro Индуктивное хо
Медь Алюминий
2,97 5,25 0,09
1,78 3,14 0,073
1,25 2,21 0,067
0,8 1,41 0,066
0,57 1,01 0,064
0,4 0,71 0,062
0,29 0,42 0,061
0,21 0,41 0,06
0,17 0,30 0,06
0,13 0,23 0,06

Таблица 1 – Активные сопротивления проводов Z и кабелей, ом/км

Сечение провода, мм кв. Медные провода и кабели Алюминиевые провода и кабели Сталеалюминиевые провода
1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 18,9 12,6 7,55 4,65 3,06 1,84 1,20 0,74 0,54 0,39 0,28 0,20 0,158 0,123 0,103 0,078 0,062 0,047 – – 12,6 7,90 5,26 3,16 1,98 1,28 0,92 0,64 0,46 0,34 0,27 0,21 0,17 0,132 0,106 0,08 – – – – – 3,12 2,06 1,38 0,85 0,65 0,46 0,33 0,27 0,21 0,17 0,132 0,107 0,08

Таблица 2 – Индуктивные сопротивления X воздушных линий со сталеалюминиевыми проводами марки АС, АСКП, АСКС, АСК

Среднегеометрическое расстояние между проводами, м Индуктивное сопротивление, Ом/км, при проводах марок
АС16 АС35 АС50 АС70 АС95 АС120 АС150 АС185 АС240 АС300 АС400
0,402 0,403 0,392 0,382 0,371 0,365 0,358
2,5 0,403 0,417 0,406 0,396 0,385 0,379 0,372
0,417 0,429 0,418 0,408 0,397 0,391 0,384 0,377 0,369
3,5 0,415 0,438 0,427 0,417 0,406 0,4 0,398 0,386 0,378
0,409 0,446 0,435 0,425 0,414 0,408 0,401 0,394 0,386
4.5 0,433 0,422 0,416 0,409 0,402 0,394
0,44 0,429 0,423 0,416 0,409 0,401
5,5 0,44 0,422 0,415 0,407
0,413 0,404 0,396
6,5 0,409 0,4
0,414 0,406
7,5 0,418 0,409
0,422 0,414
8,5 0,425 0,418
Читайте также:  Почему черная полоса при печати

Метки: | шины и провод | справка |

Номинальное напряжение, кВ Расстояние между проводами ЛЭП, м Расстояние между опорами ЛЭП, м Высота опоры ВЛ, м Расстояние от провода ЛЭП до земли, м
ЛЭП 0,4-1 кВ 0,5 40-50 8-9 6-7
ЛЭП 6-10 кВ 50-80 6-7
ЛЭП 35 кВ 150-200 6-7
ЛЭП 110 кВ 4-5 170-250 13-14 6-7
ЛЭП 150 кВ 5,5 200-280 15-16 7-8
ЛЭП 220 кВ 250-350 25-30 7-8
ЛЭП 330 кВ 300-400 25-30 7,5-8
ЛЭП 500 кВ 10-12 350-450 25-30
ЛЭП 750 кВ 14-16 450-750 30-41 10-12
ЛЭП 1150 кВ 12-19 33-54 14,5-17,5

5. Определяем расчетные потери в линии

6. Определяем допустимую потерю напряжения

7. Проверяем выбранное сечение по условию

не верно

8. Выбираем большее сечение

9. Для выбранного сечения выписываем активное и реактивное сопротивление по справочнику

10. Определяем расчетные потери в линии

11. Проверяем выбранное сечение по условию

12. Определяем относительную потерю напряжения, т.е. отношение потери напряжения к номинальному напряжению линии

Вывод: мы выбрали для воздушной трехфазной линии провод марки АС-150, проверили его по допустимой потери напряжения в линии и выяснили, что выбранный нами провод удовлетворяет этому условию

Таблица 5-2 Индуктивные сопротивления воздушных линий, ом/км

Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм Сечение проводов, мм кв
Медные провода
400 600 800 1000 1250 1500 2000 2500 3000 0,371 0,397 0,415 0,429 0,443 – – – – 0,355 0,381 0,399 0,413 0,427 0,438 0,457 – – 0,333 0,358 0,377 0,391 0,405 0,416 0,435 0,449 0,460 0,319 0,345 0,363 0,377 0,391 0,402 0,421 0,435 0,446 0,308 0,336 0,352 0,366 0,380 0,391 0,410 0,424 0,435 0,297 0,325 0,341 0,355 0,369 0,380 0,398 0,413 0,423 0,283 0,309 0,327 0,341 0,355 0,366 0,385 0,399 0,410 0,274 0,300 0,318 0,332 0,346 0,357 0,376 0,390 0,401 – 0,292 0,310 0,324 0,338 0,349 0,368 0,382 0,393 – 0,287 0,305 0,319 0,333 0,344 0,363 0,377 0,388 – 0,280 0,298 0,313 0,327 0,338 0,357 0,371 0,382
Алюминиевые провода
600 800 1000 1250 1500 2000 – – – – – – – – – – – – 0,358 0,377 0,391 0,405 – – 0,345 0,363 0,377 0,391 0,402 0,421 0,336 0,352 0,366 0,380 0,391 0,410 0,325 0,341 0,355 0,369 0,380 0,398 0,315 0,331 0,345 0,359 0,370 0,388 0,303 0,319 0,334 0,347 0,358 0,377 0,297 0,313 0,327 0,341 0,352 0,371 0,288 0,305 0,319 0,333 0,344 0,363 0,279 0,298 0,311 0,328 0,339 0,355
Сталеалюминиевые провода
2000 2500 3000 – – – – – – – – – – – – 0,403 0,417 0,429 0,392 0,406 0,418 0,382 0,396 0,408 0,371 0,385 0,397 0,365 0,379 0,391 0,358 0,272 0,384 – – 0,377

Таблица 5-4 Индуктивные сопротивления трехжильных кабелей и изолированных проводов, проложенных на роликах и изоляторах, ом/км

Сечение, мм кв. Трехжильные кабели с медными жилами Изолированные провода
до 1 кв 3 кв 6 кв 10 кв на роликах на изоляторах
1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 – – 0,095 0,090 0,073 0,0675 0,0662 0,0637 0,0625 0,0612 0,0602 0,0602 0,0596 0,0596 0,0587 – – 0,111 0,104 0,0825 0,0757 0,0714 0,0688 0,0670 0,0650 0,0636 0,0626 0,0610 0,0605 0,0595 – – – – 0,11 0,102 0,091 0,087 0,083 0,08 0,078 0,076 0,074 0,073 0,071 – – – – 0,122 0,113 0,099 0,095 0,09 0,086 0,083 0,081 0,079 0,077 0,075 0,28 0,26 0,25 0,23 0,22 0,22 0,20 0,19 0,19 0,19 0,18 0,18 – – – 0,32 0,30 0,29 0,28 0,26 0,24 0,24 0,24 0,23 0,23 0,23 0,22 – – –
Читайте также:  Рейтинг лопат для огорода

Таблица 5-6 Активные (омические) и индуктивные сопротивления шин прямоугольного сечения из алюминия и меди

Размеры шин, мм Активное (омическое) сопротивление при температуре шины +30° С, ом/км Индуктивное сопротивление при расстоянии между центрами шин 250 мм, ом/км
Алюминиевые шины Медные шины
при постоянном токе при переменном токе при постоянном токе при переменном токе
25X3 30X4 40X4 40X5 50X5 50X6 60X6 80X6 100X6 60X8 80X8 100X8 120X8 80Х10 100Х10 120Х10 0,410 0,256 0,192 0,154 0,123 0,102 0,0855 0,0640 0,0510 0,0640 0,0481 0,0385 0,0320 0,0385 0,0308 0,0255 0,418 0,269 0,211 0,173 0,140 0,119 0,102 0,0772 0,0635 0,0772 0,0595 0,0488 0,0410 0,0495 0,0398 0,0331 0,248 0,156 0,117 0,0935 0,0749 0,0624 0,0520 0,0390 0,0312 0,0390 0,0293 0,0234 0,0195 0,0234 0,0187 0,0156 0,263 0,175 0,138 0,112 0,0913 0,0780 0,0671 0,0507 0,0411 0,0507 0,0395 0,0321 0,0271 0,0323 0,0260 0,0218 0,253 0,240 0,224 0,222 0,210 0,208 0,198 0,182 0,169 0,196 0,179 0,168 0,156 0,179 0,165 0,156
Индуктивные сопротивления воздушных линий с медными и алюминиевыми проводами
Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм Сечение провода, мм 2
Индуктивные сопротивления, Ом/км
0,385 0,371 0,355 0,333 0,319 0,308 0,297 0,283 0,274
0,411 0,397 0,381 0,358 0,345 0,336 0,325 0,309 0,300
0,429 0,415 0,399 0,377 0,363 0,352 0,341 0,327 0,318
0,429 0,413 0,391 0,377 0,366 0,355 0,341 0,332

Дата добавления: 2015-08-30 ; просмотров: 1095 . Нарушение авторских прав

ПОЗВОЛЯЕТ ПРОИЗВОДИТЬ СЛЕДУЮЩИЕ РАСЧЕТЫ

  • Расчет сечения по току/мощности. Расчет сечения кабеля исходя из мощности нагрузки или тока с учетом условий прокладки, материала проводника и потерь напряжения, а также подбор кабеля, провода.
  • Максимальный ток по сечению. Определение максимального тока и нагрузки на известный проводник.
  • Выбор устройства защиты. Расчет автоматических выключателей, УЗО и дифференциальных автоматов, а также их подбор.
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
220 В
380 В
Медный
Алюминиевый
Открытая
В трубе
Два одножильных
Три одножильных
Три одножильных
+ жила "0"
Один двухжильный
Один трехжильный
Ток
Мощность
Проверка сечения по потерям напряжения
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 0.5
  • 0.75
  • 1
  • 1.5
  • 2.5
  • 4
  • 6
  • 10
  • 16
  • 25
  • 35
  • 50
  • 70
  • 95
  • 120
  • 150
  • 185
  • 240
220 В
380 В
Медный
Алюминиевый
Открытая
В трубе
Два одножильных
Три одножильных
Три одножильных
+ жила "0"
Один двухжильный
Один трехжильный
  • Двигатель 3х400В
  • Двигатель 230В
  • ТЭН лампа 3х400В
  • ТЭН лампа 230В
  • Кондиционер
  • Стиральная машина
  • Холодильник
  • Компьютер, телевизор
  • Лампа накаливания
  • Лампа энергосберегающая
  • Лампа светодиодная
4,5
6
10
Селективное
Обычное
Сухое
Влажное
На входе цепи
Внутри цепи
Ток
Мощность

Есть ли требования к наличию дополнительных жил?

Да, требуется жила "0"
Да, требуется жила заземления
У Вашего кабеля/провода жилы

Калькулятор позволяет производить расчет сечение кабеля по току или мощности, исходя из параметров общей нагрузки и поступающего напряжения. При этом учитываются условия прокладки, материалы изготовления проводов, возможные потери напряжения и критерии выбора проводника. Функционал раздела позволяет также произвести расчет максимального тока и нагрузки на проводник с заданными параметрами и выбрать устройства защиты (автоматические выключатели, дифференциальные автоматы и УЗО).

Как производится расчет сечения кабеля:

  • Укажите исходные данные (ток или мощность), напряжение, материал изготовления проводника (медь или алюминий), тип проводки (открытую или закрытую в трубе), количество проводов (при прокладке коммуникации в трубе);
  • Отметьте дополнительные условия (длину провода, допустимые потери);
  • Нажмите на кнопку «Рассчитать» и сохраните полученные параметры;
  • Нажмите кнопку «Подобрать» для подбора товаров у нас в Каталоге по результатм расчета.

Калькулятор расчета сечения кабеля работает в онлайн и в офлайн режиме. Обратите внимание: он носит исключительно рекомендательный характер и не может гарантировать 100% верность подсчетов. Однако чем больше достоверных данных вы введете в соответствующие поля, тем выше будет процент соответствия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector