Расчет кабельных линий сводится к выбору марки и сечения кабеля. Марку кабеля выбирают по [9]. Сечение выбирают наибольшее из четырех расчетных условий.
Условие выбора сечения по длительно-допустимому нагреву максимальным расчетным током имеют вид:
,
где
Iдл.доп. – длительно допустимый ток
Iрасч.мах. – расчетный максимальный ток
1. По условию длительно допустимого нагрева максимальным расчетным током:
По таблице 6.11 [9] выбираем 3 кабеля АВАШв 3x185 (кабель с алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика, с алюминиевой оболочкой, с защитным покровом типа Шв, с сечением жилы 185мм2)
Далее, проверяем выбранный кабель по следующим условиям:
2.По экономической плотности тока [9]:
где Iр.ном. - расчетный ток в нормальном режиме, А.
γэк - экономическая плотность тока
Iр.ном.=Iр.мах./3=703,26/3=234,42 А
γэк определяется в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год – Тм
Тм=7000час/год - по таблице 3.5 [16] γэк = 1,6 А/мм2
Исходя из этого выбираем жилы сечением 185мм2
3.По допустимой потере напряжения [9]:
где Pp и Qp – мощности передаваемые по линии в кВт и кВар (табл.1);
Uср ном – средне-номинальное напряжение сети;
R=ro· l – активное сопротивление;
X=xo· l – индуктивное сопротивление;
ro, xo - удельное сопротивление кабелей из литературы [9];
l – длина линии, в км.
ro=0,169/3 = 0,056 Ом/км; xo=0,06/3 =0,02 Ом/км (l = 0,002км);
R=0,056 0,002=0,00011 Ом; X=0,02 · 0,002=0,00004 Ом;
4. Проверка на термическую стойкость КЗ [9]:
где Bк – тепловой импульс, А· с
СТ=95; tпривед=0,02 сек;
=1414,21
Окончательно выбираем кабель АВАШв 3(3x185)
8.6 РАСЧЕТ И ВЫБОР ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ К СБОРНЫМ ШИНАМ ЩИТА ОСВЕЩЕНИЯ
Расчет кабельных линий сводится к выбору марки и сечения кабеля. Марку кабеля выбирают по [9]. Сечение выбирают наибольшее из четырех расчетных условий.
Условие выбора сечения по длительно-допустимому нагреву максимальным расчетным током имеют вид:
,
где
Iдл.доп. – длительно допустимый ток
Iрасч.мах. – расчетный максимальный ток
1. По условию длительно допустимого нагрева максимальным расчетным током:
По таблице 6.11 [9] выбираем 2 кабеля АВАШв 3x70 (кабель с алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика, с алюминиевой оболочкой, с защитным покровом типа Шв, с сечением жилы 70мм2)
Далее, проверяем выбранный кабель по следующим условиям:
2.По экономической плотности тока [9]:
,мм2,
где Iр.ном. - расчетный ток в нормальном режиме, А.
γэк - экономическая плотность тока
Iр.ном.=Iр.мах./2=162,41/2=81,2 А
γэк определяется в зависимости от типа проводника и числа часов использования максимальной активной нагрузки в год – Тм
Тм=7000час/год - по таблице 3.5 [16] γэк = 1,6 А/мм2
Исходя из этого выбираем жилы сечением 70мм2
3.По допустимой потере напряжения [9]:
где Pp и Qp – мощности передаваемые по линии в кВт и кВар (табл.1);
Uср ном – средне-номинальное напряжение сети;
R=ro· l – активное сопротивление;
X=xo· l – индуктивное сопротивление;
ro, xo - удельное сопротивление кабелей из литературы [9];
l – длина линии, в км.
ro=0,447/2 = 0,22 Ом/км; xo=0,06/2 =0,03 Ом/км (l = 0,016км);
R=0,22 · 0,016=0,003 Ом; X=0,03 · 0,016=0,00048 Ом;
4. Проверка на термическую стойкость КЗ [9]:
где Bк – тепловой импульс, А с
СТ=95; tпривед=0,02 сек;
=452,54
Окончательно выбираем кабель АВАШв 2(3x70)
9. Компенсация реактивной мощности
Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива; увеличиваются потери в подводящих сетях и приемниках; увеличивается падение напряжения в сетях.
Основные потребители реактивной мощности – асинхронные электродвигатели, которые потребляют 40% всей мощности совместно с бытовыми и собственными нуждами; электрические печи 8%; преобразователи 10%; трансформаторы всех ступеней трансформации 35%; линии электропередач 7%. Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешнее и внутриплощадочные сети.
Сosj - коэффициент мощности, является основным фактором, определяющим использование полной мощности источника тока. Снижая величину реактивной мощности потребителя, можно уменьшить величину тока электрической сети тем самым снизить в ней потери напряжения, мощности и электроэнергии. Снижение тока в сети дает возможность включения дополнительной нагрузки, не увеличивая мощности трансформаторов и сечения проводов, кабелей и других токоведущих частей. Так как низкий Сosj приводит к увеличению потерь мощности в сети, трансформаторах и генераторах, к перерасходу цветного металла из-за необходимости увеличения токоведущих частей, к уменьшению пропускной способности трансформации и линий из-за увеличения потребляемого тока, необходимо любыми способами повысить значение Сosj.
Наибольшее применение находят следующие способы повышения Сosj, не связанные с применением компенсационных устройств:
1. Правильный выбор электрооборудования при его проектировании в соответствии с режимом работы производственных механизмов.
2. Ограничение холостого хода электродвигателей, путем установки ограничителей холостого хода, электроблокировочных устройств, отключающих двигатель по окончании технологического процесса.
3. Повышение загрузки электродвигателей при усовершенствовании технологического процесса и полным использованием оборудования.
4. Замена малозагруженных двигателей на двигатели меньшей мощности или изъятие избыточной мощности.
5. Выключение по графику слабозагруженных трансформаторов.
6. Замена крупных по мощности асинхронных двигателей на синхронные двигатели.
Наряду с естественными способами, применяемыми для повышения cosφ предлагается применить в цехе искусственный способ повышения значения Сosj, т.е. на 16 подстанции к каждой секции шин на низкой стороне подключить батареи статических конденсаторов. Их преимущества перед другими искусственными способами повышения Сosj заключается в следующем:
1. Малые удельные потери активной мощности в устройстве на 1квар реактивной мощности
2. Простота в обслуживании
3. Простота при монтаже (малый вес, отсутствие фундамента)
4. Для конденсаторов можно использовать практически любое сухое помещение.
Величина необходимой мощности компенсирующего устройства определяется по формуле [14]:
где
К = 0,49 - коэффициент, учитывающий повышение Сosj [14]
Cosj = 0,82 действующий Cosj
Сosj = 0,98 требуемый Cosj
Qк = 904,2 · 0,49 = 443 кВАР
Выбираем конденсаторную установку УКМ 58-04-536-67-У3.
10. Расчет заземления ПС 16
Сопротивление заземляющего устройства RЭ складывается из сопротивлений растеканию отдельных электродов заземлителя (труб, уголков, полос) и сопротивлений заземляющих проводников.
Сопротивление растеканию каждого отдельного электрода зависит от удельного сопротивления грунта с учетом его сезонных изменений; формы, размеров и материала электрода; расположения электрода и глубины погружения его в землю, а также наличия вблизи него других электродов, электрически соединенных с ним.
Удельное сопротивление грунта ρ принимается по данным замеров, а при отсутствии таких данных – по табл. 7.6 – 7.8 [19].
Сопротивление одного вертикального электрода RЭ определяется по формулам, приведенным в табл. 7.9 [19].
Суммарное сопротивление части заземлителя, состоящей из вертикальных электродов, электрически связанных между собой, без учета сопротивления соединяющей их полосы
;
Где:
n – число вертикальных электродов;
ηВ – коэффициент, учитывающий экранирование электродов соседними, табл. 7.10 [19].
Сопротивление растеканию горизонтально проложенной полосы, связывающей вертикальные электроды между собой, может быть взято из табл. 7.9. Экранирование полосы другими электродами учитывается коэффициентом ηГ, который может быть взят из табл. 7.11 и 7.12.
Сопротивление растеканию полосы с учетом экранирования:
Полное сопротивление растеканию заземлителя:
Исходные данные: почва – суглинок ρ = 100 Ом · м.
Выбираем в качестве вертикальных заземлителей сталь оцинкованную диаметром 16мм.
Расчет вертикальных заземлителей:
t – глубина залегания электродов:
t = = = 1,5 + 0,4 = 1,9 м.
Находим сопротивление одного вертикального заземлителя:
RЗ.В = · (lg)
RЗ.В = = 0,976 Ом
Находим сопротивление всех вертикальных заземлителей:
= = 1,21 Ом.
Находим сопротивление горизонтального заземлителя:
Rз.г =
Rз.г = = 2,37 Ом.
Находим общее сопротивление горизонтальных заземлителей:
RГ = = = 3,8 Ом.
Находим полное сопротивление заземления:
= = 0,91 Ом.
0,91 Ом<4 Ом [1], условие выполняется.
11. Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ
1. Общие требования.
Ответственные за безопасность проведения работ, их права и обязанности
1.1. Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:
оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
