Допустимые нагрузки кабелей напряжением 6...35 кВ

Для каждой кабельной линии должны быть установлены наибольшие допустимые токо­вые нагрузки. Нагрузки определяются по участку трассы с наихудшими тепловыми условиями, если длина участка не менее 10 м. Этими участками могут быть:

участок с более высокой температурой окружающей среды, чем принятая температура для всей трассы;

участок трассы с числом кабелей больше одного; участок открыто проложенного кабеля.

Фактическая допустимая токовая нагрузка кабелей в нормальном и послеаварийном ре­жимах работы определяется по выражению

I доп.факт I доп.табл kvk П k пер^{,                                                              (} . ⁾

где !_{доптабл} - допустимая длительная токовая нагрузка, определяемая по справочнику для

выбранного способа прокладки кабеля в зависимости от марки кабеля; k_v - коэффициент, учи­тывающий фактическую температуру окружающей среды; ^ - коэффициент, учитывающий ко­личество проложенных кабелей в траншее (табл. 16.2); k^ - коэффициент систематической пе­регрузки, зависящий от длительности перегрузки и способа прокладки (в земле или в воздухе), а также от коэффициента предварительной нагрузки.

Резервные кабели, не нагруженные током, при определении числа проложенных в одной траншее кабелей в расчет не принимаются.

Кабели, проложенные по стенам зданий, в кабельных каналах и тоннелях, считаются проложенными на воздухе, и поправка на число кабелей не вводится.

В городах и на территории предприятий в стесненных условиях применяют прокладку кабелей в блоках. Условия охлаждения кабелей при их прокладке в блоках значительно ухуд­шаются как из-за добавочного сопротивления теплового сопротивления блока, так и из-за большого числа кабелей, прокладываемых в блоке кабелей.

При пересечении рек и водоемов кабели прокладываются в воде. Условия охлаждения проложенных в воде кабелей более благоприятны по сравнению с кабелями, проложенными в земле. Вода является лучшим проводником тепла, и, кроме того, отвод тепла в воде происходит дополнительно посредством конвекции - перемещения нагретых слоев воды. Для кабелей, про­ложенных в воде, поправка на количество кабелей не вводится.

Температура воды принимается равной +15°С.

Кабельные линии напряжением 6... 10 кВ, несущие нагрузки меньше номинальных, мо­гут кратковременно перегружаться в пределах, указанных в табл. 16.3.

На время ликвидации аварий для кабельных линий напряжением до 10 кВ включительно допускаются перегрузки в течение 5 сут в пределах, указанных в табл. 16.4.

Выбор сечений жил кабелей напряжением выше 1 кВ

Критерием для выбора сечения кабельных линий является минимум приведенных затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения производится не по сопоставительным технико-экономическим расчетам в каждом конкретном случае, а по норми­руемым обобщенным показателям.

В качестве такого показателя при проектировании кабельных линий используется эко­номическая плотность тока. В ПУЭ установлены значения экономических плотностей тока ]_эк, зависящие от материала, конструкции провода, продолжительности использования максимума нагрузки Т_мах и региона, характеризующегося стоимостью топлива.

Экономически целесообразное сечение определяют предварительно по расчетному току линии I_{расч норм} нормального режима и экономической плотности тока ]_эк,:

F _ ¹ расч. норм                                                                          (16 2)

J эк

Найденное расчетное сечение по (16.2) округляется до ближайшего стандартного. Для обеспечения нормальных условий работы кабельных линий и правильной работы защищающих аппаратов выбранное сечение должно быть проверено по допустимой длительной нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах, а также по термической стойкости при токах КЗ.

Проверка по допустимой токовой нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах производится по условию

Iрасч Iдоп.факт^{,                                                                                                    (16}.³⁾

где I_расч - расчетный ток для проверки кабелей по нагреву; 1_доп ф_акт - фактическая допус­тимая токовая нагрузка. Расчетный ток линии !_расч определяется как

V

I ₌                     ,                                                           (16.4)

± р^асч г2ТТ

Д/               ном

где S_каб - мощность, которая передается по кабельной линии в нормальном или послеа­варийном режиме работы; и_ном - номинальное напряжение сети.

Проверка сечений по термической стойкости проводится после расчетов токов КЗ. Тогда минимальное термически стойкое токам КЗ сечение кабеля

Fк.з @ (IS³⁾V^)/C ^,                                                             (¹⁶.⁵)

где IS³ - суммарный ток КЗ от энергосистемы и синхронных электродвигателей (см. гл. 14); t^ приведенное расчетное время КЗ; С- термический коэффициент (функция) для кабелей. Для кабелей напряжением 10 кВ с алюминиевыми жилами и поливинилхлоридной или резино­вой изоляцией С = 78 Ас²/мм², для кабелей напряжением 10 кВ с алюминиевыми жилами и по­лиэтиленовой изоляцией С = 65 Ас²/мм².

Линии систем электроснабжения длиной менее 1 км по потерям напряжения не прове­ряются.

Если длина кабеля напряжением выше 1 кВ превышает 1 км, то потери напряжения DU_nk на неразветвленном участке линии от узла п до узла k с сопротивлением R^ +jX_nk при протекании мощности Р_пк +jQ_nk:

DU = ^{Pnk Rnk} + ^Qnk^Xnk                                                           (16 6)

^U н

При длине участка L_nk и определенного для данного класса номинальных напряжений удельного индуктивного сопротивления х₀ сечение участка линии, выбираемого по допустимой потере напряжения DU_dm, определяется из выражения

т-г = ^PnkLnk Р 0________ ¹_____________________ (16 7)

^DU~ U (DU -DU )'                                    ⁽

KJ ном             v_\ KJ доп L\KJ допХ'

где р₀- удельное активное сопротивление для выбранного материала проводника, для алюминия р₀= 31,5 Оммм² на 1 км; DU_допХ - потери напряжения, обусловленные реактивными мощностями и сопротивлениями,

DU_dox = ^Pf^kX.                                                      (¹⁶.⁸)

Из пяти полученных по расчетам сечений - по экономической плотности тока, нагреву в нормальном и послеаварийных режимах, допустимым потерям напряжения и термической стойкости токам КЗ - принимается наибольшее как удовлетворяющее всем условиям.