Проверка шин, комплектных токопроводов, кабелей по нагрузочной способности.

Температура проводника в рабочем режиме не должна превышать длительно допустимую температуру т.е.

(2.2)

В ПУЭ [1] установлены следующие продолжительно допустимые температуры нагревания проводников, шин и кабелей (таблица 2.1).

Таблица 2.1

Наименование	Продолжительно допустимые температуры проводников, шин и кабелей, °С
Голые проводники и шины
Кабели с бумажной изоляцией напряжением, кВ
менее 3
	65—75
20;35	50—55
Кабели со СПЭ изоляцией

Расчетная нормированная (номинальная) температура окружающей среды для голых проводников и кабелей, проложенных на воздухе, принимается 25°С; для кабелей, проложенных в земле, 15 °С.

Длительно допустимой температуре проводника соответствует длительно допустимый ток (для комплектных токопроводов и электрических аппаратов называемый номинальным током I _ном). Для шин, токопроводов и электрических аппаратов условие (2.2) выполняется, если выполняется соотношение

(2.3)

где - наибольший рабочий ток (ток утяжеленного рабочего режима); .- поправочный коэффициент на температуру окружающей среды; - длительно допустимый ток при нормированном значении температуры окружающей среды.

Для кабелей должно выполняться соотношение

(2.4)

где — поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, проложенных рядом в земле; - коэффициент аварийной перегрузки, — поправочный коэффициент для кабелей, работающих не при номинальном напряжении.

Расчетные утяжеленные рабочие режимы для определения I _{раб. нб} для различных электрических цепей приведены в табл.2.2.

Таблица 2.2

Место определения	Условия вычисления I раб. нб
Параллельные или взаиморезервируемые цепи	Отключение одной из цепей
Сборные шины станций и подстанций; шины в цепи секционных и шиносоединительных выключателей	Наибольшие перетоки мощности
Цепи генераторов	Работа с номинальной мощностью, при пониженном напряжении на 5% от номинального
Цепи трансформатора	Использование перегрузочной способности трансформатора

Длительно допустимый (или номинальный) ток I _{дл. доп.}, как правило, определяется в результате испытаний, а иногда аналитически на основе теплового расчета проводников в установившемся рабочем режиме. Значения I _дл.доп. кабелей и некоторых типов шин приводятся в ПУЭ [1], а номинальных токов комплектных токопроводов и электрических аппаратов — в каталогах и информационных материалах заводов-изготовителей, а также в справочниках [3].

Коэффициент аварийной перегрузки для токопро-водов и электрических аппаратов принимается равным 1, кабелей — от 1 до 1,5 в зависимости от нагрузки в нормальном (предшествующем перегрузке) режиме и продолжительности перегрузки.[1, табл.1.30].

Поправочный коэффициент на температуру окружающей среды может быть определен по формуле

(2.5)

где — фактическая и номинальная температуры окружающей среды.

Поправочный коэффициент < 1 и зависит от количества кабелей и расстояния между ними в свету [3, табл.7.17]; учитывает изменения уровня продолжительно допустимого тока при использовании кабеля в сети напряжением ниже (иногда выше) его номинального напряжения [3]. При равенстве номинальных напряжений кабеля и сети .

Примеры решения задач.

Задача 1. Выбрать сечение алюминиевых шин, соединяющих трансформатор типа ТДЦ – 80000/220 со сборными шинами 10кВ подстанции (см. рис 2.1). В нормальном режиме нагрузка каждого трансформатора составляет 63% его номинальной мощности, а при отключении одного из них нагрузка оставшегося в работе трансформатора превышает его номинальную мощность на 26%. Продолжительность использования максимальной нагрузки трансформатора T _max=6300ч. Температуру воздуха принять равной 25°С.

Решение. Расчетный ток трансформатора в нормальном режиме

Для алюминиевых шин при

[3, табл.10.1], поэтому

Возможно использование следующих составных шин коробчатого сечения [3, табл.7.6];

РП2

РП1

10 кВ

~

С

Т1

Рис.2.1. Схема электрических соединений подстанции

Т2

 

 

1) 2)

3)

Ближайшим к экономическому оказывается сечение первой шины.

Расчетный ток наибольшего режима трансформатора

Условию (2.3) выбранная по экономической плотности тока шина не соответствует. Этому условию отвечает третья шина сечением 4880 мм².

4 8 12 16 20 t, ч

% Р max

Зима (200 дней)

Лето (165 дней)

Задача 2. Выбрать и проверить по условиям нагрева в рабочем режиме кабели с алюминиевыми жилами, связывающие распределительные пункты РП 1 и РП 2 (рис.2.1) с шинами 10 кВ подстанции. Максимальная нагрузка пункта РП1 составляет Р _max=8МВт, пункта РП2 - Р _max=3МВт; коэффициент мощности нагрузки Кабели проложены в земле, температура почвы 15°С. Суточные графики нагрузки распределительных пунктов представлены на рис.2.2.

 

Рис. 2.2.