Выбор сечения кабельных линий

Сечение жил кабелей выбираются по техническим и экономическим условиям. К техническим условиям относится выбор сечения по нагреву расчетным током, нагреву от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах. К экономическим условиям относится выбор сечения по методу экономической плотности тока.

Определим сечения КЛ для каждого участка, и проверим их по техническим условиям. Расчет покажем на примере участка КЛ от ГПП до 15 цеха, результаты расчетов по остальным участкам приведем в таблице 10.

Длительный ток по КЛ, А,

 

 

Предварительное сечение кабеля, мм²,

 

,

 

где j_Э - нормированная плотность тока /4, с. 220/ для кабеля с бумажной изоляцией, А/мм².

Выбираем трехжильный кабель с бумажной изоляцией ААБ 240, параметры кабеля /6, с. 674/: r₀=0,258 Ом/км, х₀=0,081 Ом/км, I_доп=240 A.

Проверим выбранный кабель по нагреву от протекания токов КЗ.

Периодическая составляющая тока КЗ, кА,

 

,

где Z_КЗ - сопротивление от источника до точки КЗ, Ом.

 

,

 

где - сопротивление питающей системы, Ом;

 - сопротивление ЛЭП 110 кВ, Ом;

 - сопротивление трансформаторов на 110 кВ (ГПП);

 - сопротивление КЛ завода, Ом;

- коэффициент трансформации соответствующей ступени.

 

 Ом,

 Ом.

 

Сопротивление двухобмоточного трансформатора на ГПП, ТРДН-25000/110, Ом,

Сопротивление КЛ завода, Ом,

 

 

где  - длина участка КЛ (см. рисунок 4), км.

Тогда суммарное сопротивление, Ом,

 

 

Максимальный тепловой импульс КЛ, кА²·с,

 

,

где Т_а - постоянная времени затухания периодической составляющей тока КЗ;

t_отк - полное время отключения,

 

,

 

Минимальное сечение по условию термической стойкости, мм²,

 

,

 

где С - функция значение которой выбирается по /7, с. 201/

Выбранное сечение кабеля проходит по нагреву 120>35,2.

Проверим сечение по допустимой потере напряжения.

Проверка производится в нормальном и послеаварийном режимах, и потери не должны превышать 5% и 10% соответственно [5].

Потеря напряжения в нормальном режиме работы, %,

 

 

где  и  - суммарные активная и реактивная мощность, протекающая по участку КЛ от ГПП до 15 цеха.

Потеря напряжения в послеаварийном режиме работы, при обрыве одной цепи КЛ, %,

 

.

Выбранное сечение КЛ удовлетворяет проверке по допустимой потере напряжения.

 

Таблица 10 - Результаты расчета по выбору сечения КЛ

Участок	Тип кабеля	Si-j, кВА	I расч, А	L, км	F КЛ, мм^2	Z КЗ, Ом	I ПО, кА	B К, кА^2·с	F тер, мм^2
ГПП-15	2×ААБ-120	5627	162,4	0,0775	101,5	0,7	8,66	12,38	35,19
ГПП-ТП2	3×ААБ-95	6974	134,2	0,0832	83,9	0,701	8,65	12,34	35,13
ГПП-ТП5	2×ААБ-50	2726	78,7	0,1635	49,2	0,718	8,44	11,76	34,3
ГПП-5	2×ААБ-240	11853,2	342,2	0,145	213,9	0,704	8,61	12,22	35,0
ГПП-ТП3	2×ААБ-95	4063,6	117,3	0,1445	73,3	0,708	8,56	12,1	34,8
ГПП-ТП6	2×ААБ-120	5810,1	167,7	0,2489	104,8	0,718	8,445	11,77	34,3
ТП1-15	2×ААБ-185	377,0	286,4	0,089	179	0,7	0,331	0,018	1,34
ТП1-10	2×ААБ-120	234,8	178,4	0,032	111,5	0,69	0,332	0,018	1,35
ТП3-2	ААБ-35	30,87	46,9	0,114	29,3	0,71	0,325	0,017	1,32
ТП5-1	ААБ-120	124,3	188,8	0,095	118	0,7	0,331	0,018	1,32
ТП6-11	ААБ-70	53,12	80,7	0,073	50,4	0,7	0,331	0,018	1,34
ТП6-7	ААБ-120	117,2	178	0,021	111,3	0,7	0,331	0,018	1,34
ТП7-14	2×ААБ-150	277,9	211,1	0,056	131,9	0,7	0,331	0,018	1,34
ТП7-12	ААБ-150	140	212,7	0,067	133	0,7	0,331	0,018	1,35

 

Таблица 11 - Характеристики кабельных линий

Тип	Напряжение, кВ	R0, Ом/км	X0, Ом/км	Длительно допустимый ток, А	Цена, тыс. руб./км
ААБ-50	10	0,62	0,0900	140	2,4
ААБ-95	10	0,326	0,0830	205	3,2
ААБ-120	10	0,258	0,0810	240	3,6
ААБ-240	10	0,129	0,0750	355	5,4
ААБ-35	0,4	0,890	0,0637	220	2,27
ААБ-70	0,4	0,443	0,0612	340	2,88
ААБ-120	0,4	0,258	0,0602	460	3,76
ААБ-150	0,4	0,206	0,0560	520	4,34
ААБ-185	0,4	0,167	0,0596	580	5,01