Выбор сечения жил кабеля напряжением 10 кВ, питающего цеховой трансформатор

Для выбора сечения жил кабеля необходимо определить расчетный ток линии напряжением 10 кВ.

Расчетная активная мощность кабельной линии электропередачи определяется по формуле [1,3,4]

                                   ,                     (24)  

где N- количество групп силовых электроприемников, питающихся по линии в нормальном режиме (двигателей станков, вентиляторов, крановых установок, печей сопротивления);

-среднее значение коэффициента использования для электроприемников i-й группы;

P_номi – суммарная номинальная мощность силовых ЭП i-й группы.

Расчетная реактивная мощность линии

               Q_pл = + Q_pо + - Q_нкф ,             (25)

где tgj_i - среднее значение коэффициента реактивной мощности i-й группы силовых электроприёмников.

Далее определяется полная расчетная мощность линии

                                                                                           (26)

 и расчетный ток

                                                ,                                          (27)

где U_ном – номинальное напряжение линии, U_ном =10 кВ.

Сечение жил кабелей выбирается по экономической плотности тока и проверяются по нагреву и термической стойкости при КЗ.

Сечения жил кабелей, мм², по экономической плотности тока определяются по выражению

                                        ,                                    (28)

где  - экономическая плотность тока (А/мм²), которая принимается по таблице П7 в зависимости от времени использования максимальной нагрузки Т_мах, вида изоляции             и материала проводника жил.

Для выбранного сечения трехжильного кабеля при прокладке в воздухе по таблице П8 определяется длительный допустимый ток по нагреву .

При питании ТП с одним трансформатором по радиальной линии сечение жил кабеля по нагреву проверяется по допустимому нагреву максимальным расчетным током I_мах по условию

                                                                .                                      (29)

В качестве максимального расчетного тока принимается номинальный ток трансформатора на напряжении U _номв =10 кВ, определяемый по формуле

                                                       .                                  (30) 

В инженерных расчетах минимально допустимое сечение кабелей по термической стойкости при КЗ определяется по выражению

                                            ,                                (31)

где  - тепловой импульс от тока КЗ, А^2.с;

 - расчетный коэффициент, принимаемый для кабелей с алюминиевыми жилами и бумажной пропитанной изоляцией равным 100 А∙с^-0,5 /мм².

Результирующий тепловой импульс от тока КЗ

                                     ,                                   (32)

где   - действующее значение тока КЗ в начале линии, А (по заданию);

 - время отключения КЗ, = 0,6 с;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, =0,01 с.

Из трех найденных сечений (по экономической плотности тока, нагреву и термической стойкости) принимается большее стандартное значение. Для КЛ рекомендуется выбрать кабель марки ААШв (например, ААШв -3х120-10).

Определение потерь мощности и годовых потерь электроэнергии в кабельной линии напряжением 10 кВ

Расчет потерь активной мощности (кВт) в трехфазной линии электропередачи производится по формуле

                                                     ,                                     (33)

где R- активное сопротивление линии, Ом, определяемое по выражению

                                                               R=r_0∙l ,                                                      (34)

где r₀ – удельное (погонное) активное сопротивление проводника, Ом/км;

l – длина линии, км.

В формуле (33) выражается в кВ∙А, а U _номв – в кВ.

Потери реактивной мощности (квар) в линии электропередачи рассчитываются по выражению

                                                    ,                               (35)

где Х- индуктивное сопротивление одной фазы линии, Ом,  

                                                                                               (36)

где x₀– удельное реактивное сопротивление, Ом/км .

Удельные активное и реактивное сопротивления проводников принимаются по таблице П9.

Потери активной электроэнергии (кВт∙ч) в линии электропередачи за год определяются по формуле

                                                        .                          (37)