Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономическим соображениям
Лекция № 10
по дисциплине: «Электроснабжение»
Тема: Выбор сечений проводов и жил кабелей.
Цель: Изучить основные способы выбора сечений проводов и жил кабелей.
План лекции:
1. Общие понятия
2. Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономическим соображениям.
3. Выбор сечений жил кабелей и проводов воздушных линий по нагреву расчетным током.
4. Выбор сечений жил кабелей по нагреву током короткого замыкания.
5. Выбор сечений жил кабелей и проводов воздушных линий по потерям напряжения.
Литература
1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2015 г.
2.Мельников М.А. Внутризаводское электроснабжение /Учебное пособие. – Томск: Изд- во ТПУ, 2012 г.
3. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий /Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001 г.
4. А.А. Сивков, Д.Ю. Герасимов, А.С. Сайгаш. Основы электроснабжения/Учебное пособие - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012 г.
5.Кудрин Б.И., Жилин Б.В., Митюнина Ю.В. Электроснабжение потребителей и режимы. Учебное пособие для вузов. – М,: Издательский дом МЭИ, 2013 г.
6. Князевский Б.А. и Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1986 г.
Общие понятия
Сети промышленных предприятий делят на внешние (10 кВ и более), межцеховые (1000 В и более), цеховые (ниже 1000 В). Межцеховые и цеховые сети в данной работе не рассматриваются.
|
|
|
Внешние сети предназначены для передачи электроэнергии от источника питания к приемному пункту промышленного предприятия.
Если потребитель находится в непосредственной близости (несколько километров) от электростанции, то присоединение может быть выполнено непосредственно к шинам генераторного напряжения с помощью кабельных линий (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема внешнего электроснабжения при получении электроэнергии от шин генераторного напряжения
Для увеличения пропускной способности кабельных линий и ее надежности используют несколько кабелей, включенных параллельно. Реактор LR1 необходим для ограничения токов короткого замыкания. Кабельные линии могут быть проложены в траншеях, каналах, туннелях, блоках, на эстакадах, по галереям. Вместо кабельных линий в этой схеме могут быть использованы токопроводы при передаче электроэнергии на небольшие расстояния. Они предназначены для распределения электроэнергии большой мощности. В случае использования токопроводов реактор не устанавливается.
Токопроводы в сравнении с кабельной линией имеют более высокую надежность и перегрузочную способность. К недостаткам токопроводов относятся: наличие большой зоны отчуждения вдоль трассы токопровода, высокая стоимость, большое индуктивное сопротивление, наличие дополнительных потерь электроэнергии.
|
|
|
Увеличение передаваемых мощностей в системе электроснабжения промышленных предприятий требует повышения сечения сетей. В последние 20 лет наблюдается постепенный переход от кабельных линий к токопроводам.
Если в начальном периоде развития токопроводы использовались исключительно для питания отдельных потребителей (например, преобразовательных подстанций электролизных установок), то теперь их область значительно расширена: токопроводы питают подстанции, печные установки, группы потребителей металлургического, химического и других электроемких производств, расположенных вдоль трассы.
Токопроводы сооружаются на напряжения до и свыше 1000 в (до 35 кВ). Конструктивно они различаются расположением фаз, материалом шин, их профилем и типом изоляторов. Большое развитие получают открытые токопроводы.
Современные токопроводы имеют следующие исполнения: с жесткими шинами, закрепленными на опорных изоляторах, с расположением фаз в одной плоскости; с жесткими шинами на опорных изоляторах, с симметричным расположением фаз по вершинам равностороннего треугольника; с жесткими шинами с наружным экраном; с гибкими шинами наружной прокладки на подвесных изоляторах.
|
|
|
Токопроводы с расположением фаз в одной плоскости сооружаются исключительно в закрытых галереях или туннелях. Это значительно повышает основные затраты на монтаж токопроводов.
Симметричные токопроводы с жесткими шинами прокладывают в закрытых помещениях и на открытом воздухе.
При сооружении предпочтение оказывается открытым токопроводам как более экономичным, и лишь в том случае, когда трасса часто пересекается зданиями и сооружениями или когда в атмосфере содержатся агрессивные вещества, действующие разрушающе на алюминий и изоляцию, применяют закрытую прокладку токопроводов в галерее или туннеле. Галереи сооружаются непосредственно на поверхности земли либо на эстакаде. Туннели располагаются в земле на глубине 1—3 м.
При передаче мощности, не превышающей 10-15 МВА, используются кабельные линии, для более мощных потребителей предпочтение кабельным линиям или токопроводу отдается на основании технико-экономического сравнения.
В тех случаях, когда источник удален от потребителя на относительно большое расстояние, применяются воздушные линии (рис. 2).
|
|
|
Пропускные способности кабельных и воздушных линий должны соответствовать послеаварийным режимам работы ЦРП и ГПП, возникающим при отказе одного из источников электроэнергии.
Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям.
Рисунок 2 - Схема внешнего электроснабжения при получении электроэнергии от подстанции энергосистемы
К техническим условиям относится выбор сечений по нагреву расчетным током, условиям коронирования, механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания (КЗ), потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.
Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономическим соображениям
Экономически целесообразное сечение провода или кабеля определяют из соотношения
где Ip - расчетный ток линии, А;
jэк - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2. Расчетный ток линий ГПП определяется по формуле
где Sp - расчетная мощность, зависящая от назначения линии; п - количество цепей; Uн - номинальное напряжение питающей линии.
Сечение, выбранное по формуле (8.1), округляется до ближайшего стандартного сечения.
При расчете линий, состоящих из нескольких участков с разными нагрузками, экономические сечения рассчитывают по наибольшему рабочему току для каждого участка в отдельности.
Если потребители присоединены к линии на небольшом расстоянии один от другого, то из практических и конструктивных соображений нецелесообразно иметь на каждом участке разные сечения проводников. Одинаковое сечение проводника выбирают в таком случае по всей длине с учетом поправочного коэффициента KП, который учитывает неравномерность нагрузки по линии:
Поправочный коэффициент
где Imах - максимальный ток наиболее загруженного участка сети (головной участок);
L - полная длина линий, км;
Imахi - максимальный ток i-го участка линии;
Li - длина i-го участка линии, км.
Выбору по экономической плотности тока не подлежат:
· сети промышленных предприятий и сооружений до 1000 В при числе часов использования максимума нагрузки от 4000-5000 ч;
· ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 В, осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
· сети временных сооружений и устройств со срокам службы до 5 лет.
Выбранное по формуле (8.1) сечение кабельных линий проверяют по допустимому нагреву в послеаварийном режиме. Сечение кабельных линий напряжением более 1000 В проверяют также по допустимым потерям напряжения и по термической стойкости при токах короткого замыкания.
Экономическая плотность тока зависит от продолжительности использования максимума нагрузки. С течением времени нагрузка сети не остается постоянной. Например, осветительная нагрузка достигает максимума вечером, ночью она уменьшается, утром в зимний день вновь увеличивается (утренний максимум обычно ниже вечернего), днем нагрузка снова уменьшается. Суточный график нагрузки меняется по сезонам года. Продолжительностью использования максимума нагрузки данного участка сети называется такое число часов, в течение которого при неизменной нагрузке, равной максимальной для этого участка, потребление электрической энергии в нем было бы равно действительному годовому потреблению. Чем равномерней график нагрузки, тем выше продолжительность использования максимума нагрузки. Если бы нагрузка сохранялась неизменной, продолжительность использования максимума равнялась бы 8760 ч в году. Чем больше продолжительность использования максимума, тем меньше экономическая плотность тока.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 594; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!