Исходные данные:
Требуется обеспечить питание двух трансформаторов ТМ-4000/10 от подстанции. Линия состоит из двух групп одножильных кабелей АПвЭгП, группы могут быть расположены треугольником или в плоскости. Линия прокладывается в грунте (в траншее) и по территории предприятия по эстакаде. Расстояние между группами кабелей в траншее 200 мм, а на эстакаде равно диаметру группы кабелей, связанных в треугольник.
Линия имеет участок перехода в трубах длиной 20 м, проложенных в земле, каждый кабель в отдельной трубе. Расчетная температура воздуха 30 °С, грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1 °К⋅м/Вт. Релейная защита отключает ток короткого замыкания через 0,2 с, величина тока короткого замыкания 24 кА.
Сечение токопроводящей жилы и марка кабеля выбраны по РД К28-003:2007 «Руководство по выбору, прокладке, монтажу, испытаниям и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ».
Решение:
1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме:
2. Расчетный ток кабельной линии в режиме допустимой перегрузки трансформатора на 40 % (послеаварийный режим) составит:
3. Определяем экономическое сечение, согласно ПУЭ раздел 1.3.25. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т.е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается:
где: Jэк =1,4 – нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax=4500 ч.
Сечение округляем до ближайшего стандартного 185 мм2.
Необходимо выбрать номинальное сечение жилы кабеля, допустимый ток для которого не менее 324 А.
Сечение 185 мм2 не проходить для кабелей, проложенных в земле для способа прокладки треугольником. В таблице 2.5 указан допустимый ток в земле 367 А, которому соответствует номинальное сечение алюминиевой жилы 240 мм2, а для кабеля сечением 185 указан 317 А < 323,3 А. Поэтому принимаем кабель сечением алюминиевой жилы 240 мм2.
4.1 Допустимый ток для заданных условий прокладки кабеля в траншее рассчитывается при помощи поправочных коэффициентов:
- к2=0,97 (табл.2.10);
- к3=1,18 (табл.2.12);
- к4=0,83 (табл.2.17).
т.е. сечения жилы 240 мм2 при выбранных условиях прокладки достаточно.
4.2 Для прокладки в плоскости допустимый ток для номинального сечения жилы 240 мм2 в земле 373 А. Допустимый ток для заданных условий прокладки кабеля в траншее определяется с учетом коэффициентов:
- к2=0,97 (табл.2.10);
- к3=1,18 (табл.2.12);
- к4=0,83 (табл.2.17)
4.3 Для участка кабеля, проложенного в отдельных трубах, допустимый ток составляет 351 А; поправочные коэффициенты:
- к2=0,97 (табл.2.11);
- к3=1,14 (табл.2.13);
- к4=0,85(табл.2.19)
4.4 Для кабеля, проложенного на воздухе (на эстакаде), допустимый ток составляет 502 А, поправочный коэффициент к5=1,00 (табл.2.21)
Таким образом, выбранное номинальное сечение 240 мм2 обеспечивает пропускную способность линии на всей длине трассы при выбранных видах прокладки.
5. Допустимый односекундный ток короткого замыкания для выбранного сечения жилы кабеля 22,7 кА (табл.2.25); соответствующий допустимый ток короткого замыкания продолжительностью 0,2 с составит:
т.е. больше требуемого тока 24 кА.
6. При выборе сечения медного экрана должно выполняться условие:
Iк.з.экрана > I2ф(к.з.)
где:
- Iк.з.экрана – допустимый ток медного экрана;
- I2ф(к.з.) – двухфазный ток КЗ. Для того чтобы получить двухфазный ток КЗ из трехфазного нужно умножить на √3/2.
6.1 Определяем двухфазный ток КЗ:
I2ф(к.з.) = √3/2* I3ф(к.з.) = 0,87*24 = 20,88 кА
Из табл.2.27 выбираем сечение медного экрана 50 мм2, при длительности короткого замыкания 0,2 с, допустимый ток короткого замыкания по экрану составит:
т.е. больше требуемого тока 20,88 кА, в принципе можно принять сечение медного экрана 50 мм2, но так как допустимое значение медного экрана близко к расчетному двухфазному току, чтобы перестраховаться принимаем сечение 70 мм2.
Таким образом, при указанных исходных данных выбран кабель АПвЭгП-10 1х240/70.
Читать еще: «Пример выбора сечения кабеля на напряжение 10 кВ»
Почему коэффициент к4 принят 0,85 а не 0,75 ?
Потому что расстояние между группами кабелей в траншее равно 200 мм. И k4 принят 0,83!
Да, опечатался, хотел спросить почему 0,83 а не 0,73 — потому что число кабелей в группе 3, или не так?
И еще вопрос — при проверке сечения экрана разве проверяется не по двухфазному короткому замыканию? Т.е. здесь бы вполне прошел 50мм2 экран!
Для питания двух трансформаторов ТМ-4000/10 от подстанции, предусматривается линия, которая состоит из двух групп одножильных кабелей АПвЭгП. Каждая группа одножильных кабелей связана в треугольник, то есть получается каждая группа состоит из трех одножильных кабелей сечением 1х240 и расстояние между двумя группами кабелей составляет 200 мм.
Да Вы правы, сечение экрана проверяется по двухфазном коротком замыкании. Расчет подкорректировал, более подробно все расписал, в принципе можно было принять 50 мм2, но для перестраховки было принято 70 мм2. Спасибо!
Вы пишете: «получается каждая группа состоит из трех одножильных кабелей сечением 1х240», в таблице графа именуется «число кабелей в группе».
т.е. получается в таблице 2.19 некорректное обозначение и следовало бы её назвать как «число групп кабелей» чтобы не возникало разночтений?
Совершенно верно! Лучше назвать «число групп кабелей». Исправлю чтобы больше не вводить людей в заблуждение. Спасибо, что помогли улучшить расчет!
т.е. больше требуемого тока 24 кА. Откуда взялся требуемый ток?
Данный ток взят из исходных данных:
Релейная защита отключает ток короткого замыкания через 0,2 с, величина тока короткого замыкания 24 кА.
Подскажите, что за литература используется в расчетах, откуда взяты таблицы с коэффициентами?
Руководство по выбору, прокладке, монтажу, испытаниям и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ. РД К28-003:2007.ЗАО «Завод «Южкабель».
Огромное спасибо за расчет! Немного запутался, если идет несколько кабелей в 1 фазе, как выполнять проверку на КЗ.
Например, если 3 одножильных алюминиевых кабеля в фазе, каждый по 185 мм2, то:
1) в п.5 17,5 кА умножаем на 3, а затем делим на корень из времени срабатывания защиты?
2) тоже самое с экранами, в п.6.1. ток экрана умножаем на 3, а затем делим на корень из времени срабатывания защиты?
Я правильно понимаю?
Здравствуйте!
1. В п.5 Вы проверяете «Допустимый односекундный ток короткого замыкания для выбранного сечения жилы кабеля», то есть каждый кабель не зависимо сколько их проложено в фазе, все они должны выдержать ваш расчетный ток к.з, с учетом времени действия защиты. Соответственно умножать значение 17,5 кА для сечения 185 мм2 на 3 — не нужно.
2. Для проверки экрана умножать на 3 также — не нужно.
Добрый день.
Объясните, почему при расчете п1. «Определяем расчетный ток в нормальном режиме»
вы не учитываете что у нас три одножильных кабеля, а считаете ток как для трехжильного?
по итогу у нас должна получиться такая формула:
I_(расч.)=S_(расч.)/(n∙√3∙U_ном ) где n — это число кабелей.
данная формула будет учитывать равномерную нагрузку по фазам на каждый одножильный кабель.
Здравствуйте!
А в чем отличие трехжильного от трех одножильных кабелей (одножильные кабели просто имеют больший длительно допустимый ток чем трехжильные вот их и применят, когда не возможно применять трехжильные)? Сеть у нас трехфазная, на 1,74 разделили, по сути вы делите на количество фаз (жил). Если бы у вас на каждую фазу было подключено 2 одножильных кабеля тогда нужно делить на число кабелей в каждой фазе, то есть на два.