Определение сечений проводов и кабелей

1. Цель работы

Изучить методы определений сечений проводов и кабелей по заданной величине потери напряжения

2. Задание

1. Изучить влияние активного и индуктивного сопротивления на потери напряжения в линии переменного тока.

2. Изучить метод определения сечений проводов по условию постоянства плотности тока.

3. Провести расчет необходимого сечения проводов по исходным данным.

4. Проверить результаты расчета путем моделирования на ПО «Расчет сечений проводников».

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Решение этой задачи в линиях постоянного тока или в тех линиях переменного тока, в которых можно пренебречь индуктивным сопротивле­нием, весьма просто. Сечение определяется непосредственно из формул и зависит от суммы моментов тока, деленной на проводимость и допусти­мую величину потери напряжения.

В линиях переменного тока с большими значениями индуктивного сопротивления потеря напряжения может рассматриваться как состоящая из двух частей: части, обусловленной активными сопротивлениями, и час­ти обусловленной индуктивными сопротивлениями. Поэтому для линии с несколькими нагрузками можно написать:

(2.1)

т. е. потеря напряжения зависит не только от активных сопротивлений r, но и от индуктивных сопротивлений х, причем зависимость последних от сечения проводов более сложна, чем для активных сопротивлений.

Действительно индуктивное сопротивление, как это видно из формулы:

(2.2)

зависит от стоящих под знаком логарифма диаметра провода d и расстояния D между проводами.

Зависимость активного сопротивления от сечения провода определяется гиперболической кривой, в то время как индуктивное сопротивление зависит от сечения весьма мало и имеет значение, колеблющееся для воздушных линий в пределах от 0,35 до 0,45 Ом/км.

Учитывая это обстоятельство, можно задаться в начале расчета некоторой средней величиной индуктивного сопротивления (например, x = 0,4 Ом/км — для воздушных линий) и подсчитать часть потери напряжения, обусловленную этим сопротивлением:

(2.3)

Зная общую величину допустимой потери напряжения ΔU_доп и вычитая ΔU_r из ΔU_доп, находим величину потери напряжения, которая может быть допущена в активных сопротивлениях линии, т. е.

(2.4)

Тогда в предположении постоянного сечения проводов вдоль линии можем написать:

(2.5)

Отсюда определяем сечение проводов

(2.6)

Полученное сечение провода должно быть округлено до стандартного, после чего необходимо определить потерю напряжения с учетом действительных значений r₀ и x₀ для выбранного сечения, поскольку ранее х₀ было принято условно. Если полученная величина потери напряжения будет меньше допустимой, то выбранные сечения проводов принимаются; если же потеря напряжения окажется больше допустимой, необходимо расчет провести снова, увеличив соответственно сечение провода. Разумеется, повторный расчет не требуется, если предварительно принятое значение сопротивления x_о больше фактически полученного x_о для выбранного сечения.

Выбранные изложенным выше методом сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения должны быть проверены по экономической плотности тока и в случае необходимости увеличены.