Питающая и распределительная сеть 6-10 кв предприятий

Передача и распределение электроэнергии на напряжении 6 -10 кВ осуществляется в тех случаях, когда предприятия расположены недалеко (1-3 км) от источника питания и имеют сравнительно небольшие электрические нагрузки. Система электроснабжения на напряжении 6 - 10 кВ таких предприятий включает в себя несколь­ко составных элементов; питающую сеть 6 - 10 кВ, распределительный пункт и распределительную сеть того же напряжения с присое­диненными к ней цеховыми трансформаторами. Вся сеть напряже­нием 6 - 10 кВ таких предприятий выполняется, как правило, кабелями. Их пропускная способность определяется несколькими расчетными критериями в зависимости от используемых схемных реше­ний: экономической плотностью тока, нагревом тока нагрузки про­должительного, послеаварийного режимов и термической устойчивостью тока аварийного режима.

Сечение жил кабеля по экономической плотности тока определя­ется по выражению

 

 

где – расчетный ток линии в продолжительном режиме работы;

– экономическая плотность тока, принимаемая в зависимости от числа часов использования максимальной нагрузки, рода изоляции и материала проводника [4] (табл. П19). По справочной литературе [4] (табл. П20) принимается ближайшее стандартное сечение и указывается допустимая токовая нагрузка.

Ток продолжительного режима работы линии

 

 

где – расчетная нагрузка линии с учетом потерь мощности в трансформаторах.

Сечение токоведущих жил кабеля по этому режиму определяется согласно условию

 

 

где – номинальный ток кабеля, принимаемый по табл. П20 и корректируемый с учетом условий прокладки соответствующими коэффициентами.

Послеаварийный режим может возникнуть в тех случаях, когда одна из линий, питающих электроустановку, отключается (при КЗ или ремонте), а оставшаяся в работе несет удвоенную нагрузку. Сечение жил кабеля для такого режима определяется по условию

 

где – ток нагрузки линии в послеаварийном режиме работы;

– коэффициент допустимой послеаварийной перегрузки, принимаемый из [4];

– номинальный ток выбранного кабеля.

Проверка кабелей на термическую устойчивость током КЗ про­изводится е попользованном выражения

 

 

где – тепловой импульс от тока короткого замыкания;

С – расчетный коэффициент, принимаемый из [4].

Величина теплового импульса

 

 

где – действующее значение установившегося тока КЗ в начале линии;

– время отключения КЗ;

– постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, определяемая по выражению

 

 

где и – результирующие индуктивное и активное сопротивления короткозамкнутой цепи;

– угловая частота.

Из перечисленных критерии определяющим в конкретных условиях становится тот, который обусловливает наибольшее сечение жил кабеля.

Пример. Определить сечение кабельных линий, питающих односекционные РП-1 и РП-2 напряжением 10 кВ, а также кабельной перемычки между ними, обеспечивающей 20%-е резервирование нагрузки РП-2. Расчетная нагрузка присоединенных к РП потребителей: = 2,8 мBA, = 3 мBA. На шинах источника питания = 5,3 кА, на шинах РП-1 = 5,2 кА; = 0,01 с; = 3500 ч.

Решение. Определяются токи нагрузки обоих РП:

 

 

Выбираются сечения кабелей, питающих РП, по допустимому нагреву токами нагрузки согласно условию (4.3). Поскольку нагрузки обоих РП примерно одинаковы, то при прокладке в земле для них принимаются кабели ААШвУ-10(3×70), = 165 А.

С учетом = 3500 ч экономическая платность тока = 1,4 А/мм². Соответственно сечение кабелей:

 

 

Принимается стандартное сечение обеих кабельных линий F = 120 мм² ( = 240 А).

Токовая нагрузка послеаварийного режима при отключении линии, питающей РП-2:

 

 

В соответствии с (4.4) ток послеаварийного режима меньше, чем ток допустимой перегрузки кабеля, т.е.

 

196 < 1,3 · 165.

 

Следовательно, сечение кабальной линии, выбранное по допустимому нагреву током нагрузки, является достаточным и в послеаварийном режиме.

Термически устойчивое сечение кабеля

 

 

где

 

 

Принимается стандартное сечение F = 70 мм². Поскольку условие экономической плотности тока обусловило самое большое сечение F = 120 мм², то оно и является определяющим для обеих линий, питающих РП-1 и РП-2.

Расчетный ток кабальной перемычки между РП-1 и РП-2

 

 

По допустимому нагреву током нагрузки согласно (4.3) принимается кабель ААШвУ-10(3×16), = 70 А.

Термически устойчивое сечение кабельной перемычки

 

 

где

 

 

Принимается ближайшее стандартное сечение = 50 мм². Таким образом, определяющим для кабельной перемычки является условие термической устойчивости к токам КЗ, по которому ее сечение принимается равным 50 мм².

Задачи

4.1. Определить сечение радиальных кабельных линий, проложенных в земляной траншее и питающих двухсекционный РП напряжение 10 кВ. Расчетная нагрузка присоединенных потребителей = 8,5 MB·A. Время использования максимальной нагрузки Т_м= 4000 ч, установившийся ток КЗ на шинах источника питания = 9 кА, Т_а= 0,01 с.

4.2. Две двухтрансформаторные ТП подключены к двойной сквозной магистрали. Номинальная мощность и коэффициент загрузки трансформаторов = 1000 кВ·А, k ₃ = 0,7. Ток короткого замыкания на шинах РП напряжением 10 кВ, куда подключены магистрали, = 5,8 кА, Т_а= 0,01 с, Т_м= 3500 ч. Выбрать кабели магистралей с учетом потерь в трансформаторах ТП.

4.3. Выбрать кабели радиальных линий напряжением 10 кВ, питающих двухтрансформаторную ТП мощностью 2×1600 кВ·А и коэффициентом загрузки k ₃ = 0,7. Ток КЗ на шинах РП, куда подключены линии = 6 кА, Т_а= 0,01 с, Т_м= 3000 ч. Кабели будут проложены в земляной траншее.

4.4. Определить сечение кабельной линии напряжением 10 кВ, питающей по схеме одиночной магистрали три однотрансформаторные ТП с трансформаторами = 630 кВ·А, k ₃ = 0,85. Ток КЗ на шинах РП, куда присоединена магистраль, для двух вариантов; а) = 12 кА, б) = 5,5 кА. Для обоих вариантов Т_а= 0,01 с, Т_м = 3000 ч.