При проектировании электротехнических устройств, кабель, прежде всего, выбирается по допустимому напряжению. Кабель напряжением от 1 до 35 кВ состоит из (Рис. 4):
Рис.4
Проводящие жилы кабеля 1 выполняются из нескольких скрученных вместе медных или алюминиевых проволок. Чтобы обеспечить достаточную гибкость кабеля, который наматывается на барабан для транспортировки, каждая токопроводящая жила кабеля обматывается лентами из кабельной бумаги. Это и есть фазная изоляция 2.
Все три фазы с их изоляциями скручиваются вместе. В промежутке между фазами для получения общей круглой формы кабеля помещается междуфазное заполнение 8 из скрученного бумажного жгута. Сверху скрученных фаз наматывается общая бумажная поясная изоляция 3. Затем кабель подвергается вакуумной сушки и пропитки горячим маслоканифольным составом, чтобы улучшить изоляционные свойства бумажной изоляции.
Пропитанный кабель покрывается свинцовой или алюминиевой оболочкой 4 которая надежно защищает изоляцию от увлажнения и окисления воздухом, но не защищает от механических повреждений.
Поэтому кабель покрывается бронёй 6, которая состоит из стальных лент или проволоки. Под бронёй наносится подушка 5 из грубой кабельной пряжи (конопляная пенька) которая создает мягкую прокладку, чтобы броня не врезалась в оболочку 4. Поверх брони 6 наносится второй слой кабельной пряжи, которая пропитывается битумным составом, чтобы защитить стальную броню от коррозии (защитный покров 7).
Кабели с изоляцией, из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом, изготавливаются по ГОСТ 1840 — 73.
Кабели с пластмассовой изоляцией изготавливаются на напряжение 0,66 — 6 кВ по ГОСТ 16442 — 80. Конструкция кабеля с пластмассовой изоляцией представлена на рис.5.
1 – токопроводящая жила.
2 – изоляция.
3 – заполнение.
4 – обмотка прорезиненной
лентой.
5 – оболочка.
6 – броня.
7 – защитные покровы.
Рис. 5.
Кабель низкого напряжения выбирается по номинальному напряжению, номинальному току нагрузки и току термической стойкости. Выбор производим по справочнику правил устройства электроустановок.
Выберем кабель для отходящих линий КТП с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией и оболочкой по допустимому длительному току.
Определим длительно допустимый ток кабелей, учитывая то, что он должен быть на 20% больше тока номинального:
Iном.доп.осв. = Iном.осв. 1,2 = 44,737 1,2 = 53,684 А;
Iном.доп..дв1 = Iном.дв1 1,2 = 83,049. 1,2 = 99,659 А;
Iном.доп..дв2 = Iном.дв2 1,2 = 59,582. 1,2 = 71,498 А.
Таблица 3.
|
Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
Токовая нагрузка, А Cu/A1 |
|
1,5 |
19/- |
|
2,5 |
25/19 |
|
4 |
35/27 |
|
6 |
42/32 |
|
10 |
55/42 |
|
16 |
75/60 |
|
25 |
95/75 |
|
35 |
120/90 |
|
50 |
145/110 |
|
70 |
180/140 |
|
95 |
220/170 |
|
120 |
260/200 |
Из таблицы 3 выбираем сечение токопроводящей жилы, выполненной из Cu: для линии освещения выбираем марку кабеля АВВГ фазное сечение – 10 мм2, нулевое сечение — 6 мм2; для двигательной нагрузки 1 марку кабеля АВВГ: фазное сечение - 35 мм2,нулевое сечение — 16 мм2;для двигательной нагрузки 2 марку кабеля АВВГ: фазное сечение - 16 мм2 , нулевое — 10 мм2 .
Из таблицы 4 выбираем удельные сопротивления для осветительной и двигательной нагрузки.
Таблица 4. Удельное сопротивление прямой последовательности кабелей с алюминиевыми и медными жилами при t=65°C.
|
Сечение, мм2 |
rуд, мОм/м |
ХУД; мОм/м |
|||
|
фазное |
нулевое |
Cu |
А1 |
Трехжильный кабель |
Четырехжильный кабель |
|
3x4 |
2,5 |
5,65 |
9,610 |
0,092 |
0,098 |
|
3x6 |
4 |
3,77 |
6,410 |
0,087 |
0,094 |
|
3x10 |
6 |
2,26 |
3,840 |
0,082 |
0,088 |
|
3x16 |
10 |
1,41 |
2,400 |
0,078 |
0,084 |
|
3x25 |
16 |
0,91 |
1,540 |
0,062 |
0,072 |
|
3x35 |
16 |
0,65 |
1,100 |
0,061 |
0,068 |
|
3x50 |
25 |
0,45 |
0,769 |
0,060 |
0,066 |
|
3x70 |
35 |
0,32 |
0,549 |
0,059 |
0,065 |
Замечание: для кабелей с медными жилами приведенные в табл.6 значения активного сопротивления следует rуд уменьшить в 1,7 раза.
Сопротивление кабеля: Rк=Rуд lк, Xк=Xуд lк,
где: lк - длина соединительного кабеля, м.
Полное сопротивление определяется как:
где: Хс - приведенное индуктивное сопротивление энергосистемы,
Rпк - переходное сопротивление контактов в местах соединения
(принимаем равным 15мОм). Активным сопротивлением
системы пренебрегаем.
Хс / Хт=0,1 ,
тогда;
ХС=ХТ 0,1=0,038 0,1=0,0038 Ом.
Линия освещения:
гуд = 2,26 / 1,7 = 1,33 мОм/м;
худ = 0,088 мОм/м.
Xк.осв= Xуд lк = 0,088 60 = 5,28 мОм;
Rк.осв = Rуд lк = 1,33 60 = 80 мОм;
;
Первая линия:
гуд = 0,65 / 1,7 = 0,38 мОм/м;
худ = 0,068 мОм/м.
Хк.дв1 = Худ lк = 0,068 90 = 6,12 мОм;
Rк.дв1 = Rуд lк= 0,38 90 = 34,2 мОм;
;
.
Вторая линия:
гуд = 1,41 / 1,7 = 0,83 мОм/м;
худ = 0,084 мОм/м.
Хк.дв2 = Худ lк = 0,084 80 = 6,72 мОм;
Rк.дв2 = Rуд lк = 1,41 80 = 66 мОм;
;
7. Определить токи КЗ, ударный ток. Проверить условие нормального пуска двигателя. Определение токов короткого замыкания (КЗ)
В месте установки двигателя ток трехфазного КЗ находится как:
Ток однофазного КЗ в том же месте:
где: r0 и х0 - соответственно активное и индуктивное сопротивления
нулевой последовательности, Ом;
r1 и х1 - соответственно активное и индуктивное сопротивления цепи, Ом. Их значения приведены в таблице 5.
Таблица 5. Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов 6(10)/0,4 кВ.
|
Мощность трансформатора , кВА |
UK ,% |
X1Т =X2Т мОм |
X0Т мОм |
R1Т = R2Т мОм |
R0Т мОм |
|
25 |
4,5 |
108 |
925 |
60 |
430 |
|
40 |
4,5 |
96 |
845 |
48 |
400 |
|
63 |
4,5 |
82,8 |
730 |
40 |
338 |
|
100 |
4,5 |
64,7 |
581,8 |
31,5 |
253,9 |
|
160 |
4,5 |
41,7 |
367 |
16,6 |
150,8 |
;
