Расчёт и выбор кабеля напряжением 6 кВ, питающего участок

Расчёт и выбор сечений жил кабелей производится по следующим факторам:

 

По нагреву рабочим током (по длительно допустимой нагрузке).

По допустимой потере напряжения.

По термической устойчивости к току к. з.

По экономической плотности тока.

Для расчёта по нагреву рабочим током определяется номинальный ток в

кабеле:

I =     S тр. н.  , А,                                             (10.1)

 

k

где U_н — номинальное напряжение сети, кВ.

По полученному току нагрузки по таблице длительно допустимых нагрузок для кабелей выбирают сечение жилы кабеля из условия I_н ³     I_k.

Сечение жил кабеля по допустимой потере напряжения определяют по

формуле:

 

s_Du =

* I к * L к * cos f ср

g  * U д оп

 

, мм²,                          (10.2)

 

где L_к – длина кабеля ЦПП – ПУПП или РПП-б – ПУПП в зависимости от принятой системы электроснабжения, м;

γ = 50 м/Ом-мм² – удельная проводимость жил кабеля;

∆U_доп – допустимая потеря напряжения, В.

Допустимая потеря напряжения в кабеле ЦПП — ПУПП должна определятся с учётом фактических потерь в трансформаторе ГПП, реакторе и стволовых кабе- лях. Но для этого нужны данные о нагрузках всей шахты, а эти расчёты выходят за пределы курсового проектирования по электроснабжения участка, поэтому прини- маем ∆U _доп условно равной 150В (2,5%U_н). Для кабеля РПП-6 – ПУПП ∆U _доп, определяется как часть допустимой потери, пропорциональная длине этого кабеля.

 

Минимальное сечение жилы кабеля по термической устойчивости опре- деляют по уравнению:

 

s min =

, мм²,                                     (10.3)

C

где С – коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил током короткого замыкания и напряжения сети, для кабелей СБн – 6 С = 134, для кабелей            ЭВТ – 6 С – 105;

t_ф – фактическое время действия тока к. з., которое для шахтных кабель- ных сетей принимается равным реальному времени срабатывания максимальной защиты t_рм и высоковольтного выключателя t_вв

t_ф = t_рм + t_вв = 0,05 + 0,1 = 0,15 с. — для КРУВ - 6; t_ф = t_рм + t_вв       = 0,05 + 0,2 = 0,25 с. — для РВД - 6;

I_∞ – действующее значение установившегося трёхфазного тока к.з.

I_∞=

S к. з. цпп

*10³

,А,                                     (10.4)

 

где S_{к.з . цпп} – мощность к.з. на шинах ЦПП, MB*А.

 

Если кабель, питающий участок, прокладывается от РПП-6, то I_∞ oпределя-

ется с учётом сопротивления системы до ЦПП и кабеля ЦПП — РПП-6.

I ∞ =        Uн

, А,                                 (10.5)

 

 

где х_с – индуктивное сопротивление системы до шин ЦПП,

х_с =          , Ом,                                     (10.6)

 

 

I_{к.з . цпп} – ток к.з. на шинах ЦПП;

I к.з. цпп = S

 

к. з. цпп

 

*10³

 

 

, А,                                    (10.7)

 

R_к – активное сопротивление кабеля ЦПП — РПП-6, Ом;

х _к – индуктивное сопротивление кабеля ЦПП — РПП-6, Ом.

 

R_k = R_о *L_к, Ом,                                    (10.8)

 

х_к = х_о * L_k, Ом,                                      (10.9)

R_о и х_о — удельное активное и индуктивное сопротивления кабеля, напряжением 6кВ, определяется по справочникам, по таблицам.

L_к — длина кабеля, км.

 

10.4 Экономическое сечение жилы кабеля:

s = I н        , мм²,                                         (10.10)

эк              I эк

где I_эк — экономическая плотность тока в бронированном кабеле при продолжительности использования максимума нагрузки в год. Для шахт с пологими и наклонными пластами Т_м= 3500 ¸ 4000 час., для шахт с крутыми пластами Т_м = 3700 ¸ 4200 час. Для этих условий

I_эк = 2,5 А /мм²

По наибольшему из четырёх полученных сечений принимается равное или большее стандартное сечение жилы кабеля.