Файл: Минобранауки россии.docx

5.4. Расчет сечений кабелей и воздушных линий

Выберем сталеаллюминиемые провода на 35 кВ

1. Выбор сечения кабеля по допустимой нагрузке.

Максимальный расчетный ток:

I_рmax=S_п/ст/ ,

где Uн– номинальное напряжение (35кВ).

Расчетный ток:



I_р = 298А.

Выберем сечение провода по максимальному расчетному току (вне помещения): S = 70 мм2- доп. ток –265А.

2. Выбор сечения провода по экономической плотности тока.

Экономически целесообразное сечение:

Sэк=Iр/jэк ,

где j_эк– нормированное значение экономической плотности тока .

j_эк = 1 А/мм².

S_эк = 97,3 мм².

Выберем сечение провода: S = 95 мм²

Из найденных значений сечения выбираем наибольшее –95 мм2.

3. Проверка по потерям напряжения.

Потери напряжения не должно превышать 5 %.

Потери напряжения находится по формуле.

∆U_расч.= ∙100%∙(R_л∙cosφ+X_л∙sinφ) ,

где R_л– активное сопротивление КЛ, X_л– индуктивное сопротивление КЛ.

cosφ = Pср / Sср

cosφ = 0,86, sinφ = 0,51.

Rл=r0∙l,

где r₀ - удельное активное сопротивление линии (для АС-95– 0,301 Ом), x₀ - удельное реактивное сопротивление линии (для АС-95– 0,434Ом), l – длина линии (по заданию на проектирование).

X_л1=x₀∙l,

R_л1 = 0,301∙40 =12 Ом, X_л1 = 0,434*40 = 17.4Ом.

R_л2 = 12 Ом, X_л2 = 17.4 Ом.

∆U_расч.1 = .

∆U_расч.1 = .

Условие потери напряжения выполняется.

Выбор проводов кабелей НН

1. Выбор сечения провода по допустимой нагрузке.

Расчетный ток для предприятия цветных металлов:

I_рmax=10/(1,73∙10∙5∙0,83)=139,12 А

Расчетный ток:

I_р=139,12А

2. Выбор сечения провода по экономической плотности тока.

Экономически целесообразное сечение:

Sэк =139,12/ 1,1 = 126мм2 ,

Выбираем кабель АСГ-3х150, длительно допустимый ток 650 А.

3. Проверка по потере напряжения.

Сопротивления линий ВН:

Rл = 0,204 ∙ 3 = 0,612 Ом.

Xл = 0,03∙ 3 = 0,09Ом.

∆Uрасч. = 0,8%

Условие потерь напряжения выполняется (менее 5 %)

В таблице 5.2представим выбранные кабеля для потребителей.

---

Таблица 5.2 – Выбранные кабеля для потребителей.

№ п/п	Наименование потребителя	Максимальная мощность, МВт	Напряжение питающих линий, кВ	К-во питающих линий,	cosφ	Ток,А	Кабель	Sэкв, мм2	S, мм2	Потеря напряжения,%
5	Предприятие цветной металлургии	10	10	5	0,83	139,12	АСГ-3х150	126	150	0,5
6	Предприятие черной металлургии	8	10	3	0,80	192,46	АСГ-3х185	175	185	0,4
7	Предприятие текстильной промышленности	1	10	2	0,78	37,01	АСГ-3х50	34	50	0,7
8	Предприятие химической промышленности	6	10	2	0,79	219,25	АСГ-3х240	199	240	0,4
2	Населенный пункт	3	10	3	0,87	58	АСГ-3х50	35	50	0,3

---

---

6. Расчет токов короткого замыкания.

При эксплуатации электростанций и электрических сетей в них достаточно часто возникают короткие замыкания, которые являются одной из основных причин нарушения нормального режима работы электроустановок и энергосистемы в целом.

Токи КЗ с учетом действия устройств релейной защиты обычно существуют незначительное время (0,05-5с), но их приходится тщательно рассчитывать и учитывать ввиду того, что из-за их термического и электродинамического воздействия возможны серьезные повреждения электрооборудования, ведущие к отказу основного оборудования электроустановок, авариям на электростанциях и подстанциях, а в худшем случае – и к системным авариям.

Расчеты токов КЗ необходимы для оценки и выбора главных схем электрических соединений электростанций и подстанций; выбора электрических аппаратов; оценки поведения потребителей при аварийных условиях, определения допустимости того или иного режима; проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики; проектирования заземляющих устройств; выбора разрядников; анализа аварий в электроустановках и в электрических системах; анализа устойчивости работы энергосистем [6].

При расчете токов КЗ обычно принимают ряд допущений, не вносящих существенных погрешностей в расчеты, а именно:

– пренебрегаем активными сопротивлениями элементов системы (исключение составляют кабельные линии, у которых активное сопротивление превышает индуктивное);

–пренебрегаем намагничивающими токами силовых трансформаторов;

–не учитываем емкостные проводимости элементов короткозамкнутой сети;

–не учитываем ток нагрузки, питающий точку короткого замыкания.

Асинхронные двигатели или обобщенную нагрузку, удаленные от точки КЗ за сопротивлением протяженных кабельных линий, трансформаторов, реакторов и других элементов электрической системы

---

, можно не учитывать вследствие их малого влияния. Принятые допущения приводят к некоторому преувеличению токов короткого замыкания, но в общем случае погрешность расчетов не превышает 10%, что допустимо.

Расчетная схема замещения подстанции для расчета токов короткого замыкания представлена на рисунок 6.1.



Рисунок 6.1– Схема замещения для расчета токов КЗ.

Активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора сведены в таблица 6.1.

Таблица 6.1 - Активные и реактивные сопротивления обмоток трансформатора

Активное сопротивление обмотки ВН RТВ, Ом	0,6
Активное сопротивление обмотки НН RТН, Ом	0,6
Индуктивное сопротивление обмотки ВН xТВ, Ом	25
Индуктивное сопротивление обмотки НН xТН, Ом	15,3

где ΔР_кз– потери активной мощности в режиме КЗ, кВт; U_ном– номинальное напряжение на основном выводе, кВ; S_ном– номинальная мощность трансформатора, кВА.

Реактивное (индуктивное) сопротивление трансформатора является суммой индуктивного сопротивления рассеяния первичной обмотки и подведенного к ней индуктивного сопротивления вторичной обмотки. Рассчитывается оно по формуле:



где – падение напряжения на индуктивном сопротивлении трансформатора в %; u_кз– напряжение короткого замыкания, %; – падение напряжения на активном сопротивлении трансформатора, %..

Сопротивление системы находится по формуле:



x_сi= x_Ci∙U²_б.ном / S_п/ст,(5.1)

где x_Ci– сопротивление системы в относительных единицах (по заданию);

U_б.ном– номинальное базисное напряжение (35кВ).

Напряжение системы:

U_с1 = U_с2 = 35кВ.

Активное суммарное сопротивление ЛЭП:

---