Дата и время

Пример выбора сечения кабеля на напряжение 10 кВ

Раздел: Электрооборудование

кабель марки ААБлУ-10кВ

Требуется выбрать сечение кабеля на напряжение 10 кВ для питания трансформаторной подстанции 2ТП-3 мощностью 2х1000 кВА для питания склада слябов на металлургическом комбинате в г. Выкса Нижегородская область. Схема электроснабжения представлена на рис.1. Длина кабельной линии от ячейки №12 составляет 800 м и от ячейки №24 составляет 650 м. Кабели будут, прокладываться в земле в трубах.

Таблица расчета электрических нагрузок по 2ТП-3

Наименование
присоединения
Нагрузка Коэффициент мощности
cos φ
Активная,
кВт
Реактивная, квар Полная,
кВА
2ТП-3
(2х1000 кВА)
955 590 1123 0,85

Трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ составляет 8,8 кА. Время действия защиты с учетом полного отключения выключателя равно 0,345 сек. Подключение кабельной линии к РУ осуществляется через вакуумный выключатель типа VD4 (фирмы Siemens).

Рис.1 –Схема электроснабжения 10 кВ

Рис.1 –Схема электроснабжения 10 кВ

Расчет

Сечение кабельной линии на напряжение 6(10) кВ выбирают по нагреву расчетным током, проверяют по термической стойкости к токам КЗ, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Выбираем кабель марки ААБлУ-10кВ, 10 кВ, трехжильный.

1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме (оба трансформатора включены).

1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме

где:
n – количество кабелей к присоединению;

2. Определяем расчетный ток в послеаварийном режиме, с учетом, что один трансформатор отключен:

2. Определяем расчетный ток в аварийном режиме

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:

3. Определяем экономическое сечение, мм2

Jэк =1,2 – нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax=6000 ч.

ПУЭ таблица 1.3.36

Сечение округляем до ближайшего стандартного 35 мм2.

Длительно допустимый ток для кабеля сечением 3х35мм2 по ПУЭ,7 изд. таблица 1.3.16 составляет Iд.т=115А > Iрасч.ав=64,9 А.

ПУЭ таблица 1.3.16

4. Определяем фактически допустимый ток, при этом должно выполняться условие Iф>Iрасч.ав.:

4. Определяем фактически допустимый ток

Коэффициент k1, учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбираем по таблице 2.9 [Л1. с 55] и таблице 1.3.3 ПУЭ. Учитывая, что кабель будет прокладываться в трубах в земле. По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +25 °С. Температура жил кабеля составляет +65°С, в соответствии с ПУЭ, изд.7 пункт 1.3.12.

ПУЭ, изд.7 пункт 1.3.12

По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +25 °С

Определяем по СНиПу 23-01-99 таблица 3, фактическую температуру среды, где будет прокладываться кабель, в моем случае г. Выкса. Средняя годовая температура составляет - +3,8°С.

Определяем по СНиПу 23-01-99 таблица 3, фактическую температуру среды

По ПУЭ таблица 1.3.3 выбираем коэффициент k1 = 1,22.

По ПУЭ таблица 1.3.3 выбираем коэффициент k1

Коэффициент k2 – учитывающий удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. таблица 1.3.23. В моем случае поправочный коэффициент для нормальной почвы с удельным сопротивлением 120 К/Вт составит k2=1.

По ПУЭ таблица 1.3.23 выбираем коэффициент k2

Определяем коэффициент k3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), с учетом, что в одной траншее прокладывается один кабель. Принимаем k3 = 1.

По ПУЭ таблица 1.3.26 выбираем коэффициент k3

Определив все коэффициенты, определяем фактически допустимый ток:

Фактически допустимый ток

5. Проверяем кабель ААБлУ-10кВ сечением 3х35мм2 по термической устойчивости согласно ПУЭ пункт 1.4.17.

ПУЭ, изд.7 пункт 1.4.17

Проверяем кабель ААБлУ-10кВ сечением 3х70мм2 по термической устойчивости согласно ПУЭ пункт 1.4.17

где:
  • Iк.з. = 8800 А - трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ;
  • tл = tз + tо.в =0,3 + 0,045 с = 0,345 с - время действия защиты с учетом полного отключения выключателя;
  • tз = 0,3 с – время действия максимально-токовой защиты;
  • tо.в = 45мс или 0,045 с - полное время отключения вакуумного выключателя типа VD4;
  • С = 95 - термический коэффициент при номинальных условиях, определяемый по табл. 2-8, для кабелей с алюминиевыми жилами.

термический коэффициент при номинальных условиях, определяемый по табл. 2-8

Сечение округляем до ближайшего стандартного 70 мм2.

6. Проверяем кабель на потери напряжения:

6.1 В нормальном режиме:

6.1 В нормальном режиме

где:
r и x - значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л1.с 48]. Для кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3х70мм2 активное сопротивление r = 0,447 Ом/км, реактивное сопротивление х = 0,086 Ом/км.

значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л1.с 48]

Определяем sinφ, зная cosφ. Вспоминаем школьный курс геометрии.

Определяем sinφ, зная cosφ

Если Вам не известен cosφ, можно определить для различных электроприемников по справочным материалам табл. 1.6-1.8 [Л3, с 13-20].

6.2 В послеаварийном режиме:

6.2 В аварийном режиме

Из расчетов видно, что потери напряжения в линии незначительные, следовательно, напряжение у потребителей практически не будет отличаться от номинального.

Таким образом, при указанных исходных данных выбран кабель ААБлУ-10 3х70.

Для удобства выполнения выбора кабеля всю литературу, которую я использовал в данном примере, Вы сможете скачать в архиве.

Читать еще: "Пример выбора кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена"

Литература:
  • 1. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
  • 2. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. 2003 г.
  • 3. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Кабышев А.В, Обухов С.Г. 2006 г.
  • 4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.

Просмотров: 20172

Статья создана: 21.12.2016

Поделиться:


Читать еще:



Комментарии посетителей (всего 3шт.):
Алексей
0
# 228
(06:59:53 29.05.2017 г.)
В п.5. минимальное сечение по термической устойчивости получается 530, а не 53.
Ответить
Администратор
0
# 229
(19:04:55 29.05.2017 г.)
Здравствуйте! Спасибо, что указали на ошибку, там была опечатка с корнем, нужно было брать корень только из tл и разделить на коефф. С. Уже исправили, получилось Smin=54,4 мм2.
Ответить
a2cat666
1
# 257
(10:17:25 15.08.2017 г.)
спасибо ваш пример мне очень помог.
Ответить

Закрыть
Имя:
569 + 11 =  
Добавить комментарий:
Имя:
569 + 11 =