Выбор сечений жил кабелей и проверка их по потере напряжения

Выбор минимального значения проводников по нагреву током продолжительного режима, по термической стойкости и механической Прочности, а также по допустимой потере напряжения проводят исходя изтехнических соображений. Сравнение сечений, выбранных по указанным критериям, определяет наибольшее из них, по которому выбирается стандартное, при этом не принимаются во внимание экономические соображения, учет которых приводит к увеличению сечения проводника а следовательно и капитальных вложений. Увеличение сечения проводников приводит к снижению потерь электрической энергии при ее передаче икапитальные вложения довольно быстро окупаются за счет снижения потерьэлектроэнергии.

Исходя из длительно допустимой температуры нагрева для всех применяемых на практике марок проводов и кабелей и способа их прокладки. Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) регламентированы длительно допустимые токовые нагрузки. Поэтому проводники по нагреву выбирают путем сравнения расчетного тока нагрузки с длительно допустимым током:

Расчетным током для кабельных и воздушных линий, питающих одиночные нагрузки, является номинальный ток этих электроприемников:

где Р _ном – номинальная мощность электроприемника, кВт; U _ном— номинальная напряжение сети, кВ;  – номинальный коэффициент мощности электроприемника; 𝜂_ном –номинальный к.п.д. электроприемника.

Расчетный ток для линий, питающих группу электроприемников, определяют с учетом коэффициента максимума или спроса, (А):

где Р_расч. – активная расчетная мощность группы электроприемников, кВт;  – средневзвешенный коэффициент мощности группыэлектроприемников.

Расчетный ток (А) для выбора сечения проводов и кабелей по нагреву для подключения распределительного пункта питающего высоковольтные двигатели и понижающий трансформатор:

где  – сумма активных составляющих расчетного токавысоковольтных двигателей, А;  – сумма активных составляющих тока трансформатора, А; 𝜂_с – к.п.д. сети (для ВЛ 𝜂_с=0,94÷0,95, для КЛ 𝜂_с=0,97÷0,99);  – сумма реактивныхсоставляющих расчетного тока высоковольтных двигателей. А;

 – сумма реактивных составляющих расчетных токовтрансформаторов,А.

Потери напряжения в линии с сосредоточенной на конце нагрузкой, кВ:

где I _рас–расчетный ток линии, А; r₀ и х₀ удельное активное и реактивноесопротивления линии, Ом/км; cosφ — расчетный коэффициент мощности в конце линии; l - длина линии, км.

Определяем расчетный ток для выбора кабелей для питания одиночных электроприемников высокого напряжения.

Для двух высоковольтных шаровых мельниц одинаковой мощности

Длительно допустимый ток:

Аналогично находим расчетный ток для клинкерной мельницы, номинальной мощностью 1500 кВт, дозаторов с Р_н=4 кВт, элеваторов с ,элеваторов с , конвейеров с Р_н =7,5 кВт, насоса с Р_н = 160 кВт, кранов с Р_н=11 кВт.

Выбор сечения проводов воздушных линии электропередачи выполним по экономической плотности тока j₃. При Т>4200ч экономическая плотностьj₃=1,3. Экономические сечения каждой линии составляют:

Мельница шаровая:

Округлив полученное сечение до номинального S=110 мм², выбираем силовой бронированный кабель, с медными круглыми жилами марки ВБбШв3x110.

Аналогично выбираем сечения проводов для клинкерной мельницы. Экономическое сечение потребителя равна S=142,3 мм², округляя полученное сечение до номинального S=150 мм², выбираем кабель марки ВБбШв 3x150.

Выбираем кабель, питающий трансформаторную подстанцию.

Округлив полученное сечение до номинального S= 150мм², выбираем силовой кабель марки ВБбШв-Зх150.

Выбор сечений кабелей для низковольтных электроприемников осуществляется как для высоковольтных двигателей.

Дозатор:

Длительный допустимый ток:

Сечения кабеля:

Округлив полученное сечение до номинального S = 15 мм², выбираем силовой кабель марки ВБбШв-Зх15.

Аналогично рассчитываем сечения кабелей остальных потребителей. Результаты заносим в таблице 4.5.

Произведем расчет потери напряжения для потребителей и результаты занесем в таблицу. Мельница шаровая 1 питается от РУ кабелем длиной l =90м. Следовательно, полная потеря напряжения равна потере в кабельныхлиниях, (кВ).

где U _кл – потери на кабельной линии, кВ.

Находим значение потерь напряжения кабельной линии:

Потери на линии составляют AU = 0,0633% <4%. Это соответствует требованиям ПУЭ.

Рассчитываем потери напряжения для самого удаленного низковольтного потребителя. Потери напряжения на участке от КТП удаленного электроприемника конвейера 4 складываются из потерь в трансформаторе и в кабеле:

Потери напряжения в трансформаторе вычисляем по следующей формуле:

где  – коэффициент загрузки трансформатора; U ₀–напряжениевторичной обмотки трансформатора; u_a и u_p – относительноезначения соответственно активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания трансформатора:

где Р _к – потери короткого замыкания, кВт; и _к – напряжение КЗ трансформатора.

Потери в трансформаторах в процентах при β = 0,75:

Потери напряжения в вольтах:

Потри в кабельной линии:

Полная потеря напряжения  или ∆U =3,28%, что удовлетворяет требованием ПУЭ

Таблица 4.6 – Результаты выбора проводникового материала.

Откуда куда	марка	I рас	S	l	r0	x0	∆U
		А	мм2	км	Ом/км	Ом/км	В
Высоковольтные кабельные линии
Мельницы шаровые	ВБбШв	133	3×110	0,09	0,175	0,0602	9,48
Мельница шаровая	ВБбШв	133	3×110	0,092	0,175	0,0602	9,58
Клинкерная мельница	ВБбШв	185	3×150	0,078	0,208	0,0596	10,68
Низковольтные кабельные линии
Дозатор	ВБбШв	15,5	3×15	0,05	1,16	0,0675	6,43
Элеватор	ВБбШв	70,5	3×60	0,07	0,525	0,0612	10,08
Элеватор	ВБбШв	35	3×30	0,07	1,072	0,0645	9,98
Конвейер	ВБбШв	45	3×35	0,38	0,894	0,0637	13,95
Кран	ВБбШв	31,5	3×25	0,102	1,25	0,0662	9,48
Насос	ВБбШв	256	3×200	0,055	0,155	0,0582	9,78