Проверка СИП на термическую устойчивость

При проверке СИП на термическую устойчивость должно выполняться условие

υ_{к. расч} ≤ υ_{к. доп.},

где υ_{к. расч} – расчетное значение температуры   токоведущей жилы при протекании тока короткого замыкания, °С; υ_к.доп.– допустимая температура нагрева изоляции, °С.

Допустимая температура изоляции приведена в таблице 3.

Таблица 3. – допустимые температуры нагрева провода СИП-4

Расчетное значение температуры определяется по графическим зависимостям (рис. 1).

Рисунок 1 – Кривые для определения температуры нагрева токоведущих частей при коротком замыкании.

Порядок работы с графическими зависимостями

• На оси ординат откладывается температура токоведущей жилы до короткого замыкания (υ_р) и из этой точки проводится горизонтальная линия до пересечения с кривой для данного материала. Если температура жил до к.з. не известна, её принимают равной допустимой температуре нагрева в нормальном режиме.

• Из точки пересечения с кривой опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают значение А_υр, которое подставляют в формулу

где I_к⁽³⁾ – ток трехфазного короткого замыкания в начале линии, А;

F – площадь поперечного сечения жилы, мм²;

t_пр – приведенное (фиктивное) время к.з., с.

•На оси абсцисс откладывают отрезок равный А_υк, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой и проводят горизонтальную линию до пересечения с осью ординат. Точка пересечения дает расчетное значение температуры жил при коротком замыкании (υ_к.расч), которое сравнивается с υ_к.доп (табл. 3).

Пример электрического расчета ВЛ-0,38 кВ.Возьмём в качестве примера линию 1 (рис. 6.2.). Стенка гололеда 10 мм. Составим расчетную схему (рис.7.2.). Для электрического расчета конфигурация линии не имеет значения, важны только длины участков и величины нагрузок.

Рис. 7.2 – Расчетная схема линии 1.

Выбор сечения провода по нагреву рабочим током. Нагрузка на участке 2–3 S_2-3 = S₃ = 2,1кВА, на участке 1–2 S_1-2 = S₂ + ΔS₃ = 63,0+1,2=64,2кВА. Так как смена сечения на ВЛ 0,38кВ, как правило, не производится, расчет ведем по нагрузке головного участка

(7.20)

По допустимому длительному току (табл. 6 прил.) проходит провод СИП-4´35 (I_доп=115А).

Проверка провода на механическую прочность.По условиям механической прочности (табл. 7 прил.) минимальное допустимое сечение 50 мм², поэтому принимаем провод СИП-4´50. Результаты расчета сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 – Результаты электрического расчета ВЛ-0,38кВ.

Проверка провода по допустимой потере напряжения. По таблице отклонений напряжения (табл. 4.2) допустимая потеря напряжения в ВЛ-0,38кВ составляет 6,5%. Определяем фактическую потерю напряжению. Для провода СИП-4´50 удельная потеря напряжения ΔU_уд =0,45% / кВА´км (рис.1 прил.). Потеря напряжения на участке 1-2  

(7.21)

Фактическая потеря напряжения меньше допустимой, принимаем провод СИП-4´50.

Проверка провода на возможность пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.Для примера возьмем 2 электродвигателя установленных в ремонтной мастерской. Электродвигатель D1 запускается, в то время как электродвигатель  D2 уже работает. Электродвигатели имеют следующие параметры.

Таблица 7.2 – Технические параметры электродвигателей

Запускаемый двигатель D1							Работающий двигатель D2
Рн (кВт)	число об./мин.	Iн (А)	ki	cosφн
15	3000	25	7,5	0,9	1,2	0,3	2,2	0,9

    Ремонтная мастерская питается от ТП 1 мощностью 160 кВА по линии1. Линия выполнена проводом А-50 (r₀=0,59 Ом/км; x₀=0,35 Ом/км). Длина линии от подстанции до мастерской l=0,15км.

    Проверяем сеть на возможность пуска электродвигателя D1. Рассчитываем сопротивление силового трансформатора ТП 1

	(7.25)
	(7.26)

где ΔP_мн – потери мощности в меди трансформатора (потери короткого замыкания), (табл. 9 прил.); S_нт – номинальная мощность трансформатора; z_Т – полное сопротивление трансформатора (табл. 10 прил.).

Сопротивление линии1

Сопротивление сети

Коэффициент мощности двигателя при пуске

(7.31)

Потеря напряжения в электрической сети в относительных единицах

(7.32)

где I_п – пусковой ток электродвигателя I_п=I_нk_i=25×7,5=187,5 А; sinφ_п =0,9 – синус угла φ при пуске, определяется по значению cos φ = 0,3  (табл. 11 прил.).

Напряжение на шинах 0,4кВ трансформаторной подстанции 10/0,4кВ до пуска электродвигателя

где δU=0 – регулируемая надбавка трансформатора 10/0,4кВ для удаленного потребителя (табл. 4.2.).

 Напряжение на шинах 0,4кВ трансформаторной подстанции 10/0,4кВ до пуска электродвигателя в относительных единицах

(7.34)

Напряжение на зажимах электродвигателя при пуске в относительных единицах

(7.35)

Пусковой момента двигателя с учетом снижения напряжения при пуске

(7.36)

Условие пуска электродвигателя

(7.37)

Условие выполняется.

    Проверяем сеть на устойчивость работы асинхронного электродвигателя D2 при пуске соседнего двигателя D1. Максимальный момента двигателя D2 с учетом снижения напряжения при пуске

(7.38)

где U^2*_п – напряжение на зажимах работающего двигателя при пуске соседнего двигателя равно напряжению на зажимах запускаемого двигателя.

Условие устойчивой работы двигателя D2

(7.39)

Условие выполняется.