Электроснабжение сахарного завода

6.2 Выбор сечений жил кабелей  распределительной сети.

Критерием для выбора сечения кабельных линий служит минимум приведенных затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения производится не по сопоставительным расчетам в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям.

В качестве такого показателя при  проектировании кабельных линий используется экономическая плотность тока. В ПУЭ установлены величины экономических плотностей тока j_ЭК зависящие от материала, конструкции провода, продолжительности использования максимума нагрузки Т_НБ и региона, характеризующегося стоимостью топлива.

Экономически целесообразное сечение  определяют предварительно по расчетному току линии I_{РАС.НОРМ} нормального режима и экономической плотности тока:

(мм²)                                                                                        (6.1)

Найденное расчетное значение сечения  округляется до ближайшего стандартного сечения.

Для обеспечения нормальных условий работы кабельных линий  и правильной работы защищающих аппаратов  выбранное сечение должно быть проверено по допустимой длительной нагрузке, по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах, а также по термической стойкости при токах КЗ.

Проверка по допустимой токовой  нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах производится по условию Iрас ≤ Iдоп. факт,

где Iрас – расчетный ток для проверки кабелей по нагреву;

      Iдоп. факт – фактическая допустимая токовая нагрузка.

Расчетный ток линии определяется как

, ( А)                                                                              (6.2)

где S_каб – мощность, передаваемая по кабельной линии в нормальном или послеаварийном режиме работы; Uном – номинальное напряжение сети.

Фактическая допустимая токовая нагрузка в нормальном и послеаварийном режимах работы вычисляется по выражению

. (А)                                                            (6.3)

где: I_{доп.табл} – допустимая длительная токовая нагрузка;

       Кt – коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды табл.; нормативная температура для кабелей, проложенных в земле +15°С;

      К_пр – коэффициент, учитывающий количество проложенных кабелей в траншее;

      К_пер – коэффициент перегрузки, зависящий от длительности перегрузки и способа прокладки (в земле или в воздухе), а также от коэффициента предварительной нагрузки.

Проверка сечений по термической стойкости проводится после расчетов токов КЗ. Тогда  минимальное термически стойкое  токам КЗ сечение кабеля:

   ,                                                                                         (6.4)

где: - суммарный ток КЗ от энергосистемы и синхронных электродвигателей: t_п=0,7 - приведенное расчетное время КЗ; С - термический коэффициент (функция) для кабелей 6 кВ с алюминиевыми жилами: поливинилхлоридная или резиновая изоляция С=78 Ас²/мм²; полиэтиленовая изоляция С=65 Ас²/мм², бумажная изоляция - 83 Ас²/мм² [8].

Линии систем электроснабжения длиной менее 1 км по потере напряжения не проверяются.

Из четырех полученных по расчетам сечений по экономической плотности тока, нагреву в нормальном и послеаварийных режимах и стойкости токам КЗ - принимается наибольшее, как удовлетворяющее всем условиям.

Пример расчета для 1-го варианта:

Экономическая плотность тока j_ЭК, необходимая для расчета экономически целесообразного сечения одной КЛ определяется по нескольким условиям.

а) в зависимости от числа часов использования максимума нагрузки Т_нб=4700 ч/год.

б) в зависимости от вида изоляции КЛ – бумажно-масляная пропитанная изоляция.

в) в зависимости от материала, используемого при изготовлении жилы кабеля – алюминиевые.

г) в зависимости от района прокладки  – европейская часть России.

В результате получаем:

, 

Для КЛ №1:

S_каб= 1467 кВА. – см. таблица 6.1

(А),                                                                                      (6.5)

 А,

 (мм²),                                                                                           (6.6)

 мм².

Таким образом, из [3] F_ст = 120 мм²

Аналогично рассчитываются сечения для остальных кабелей.

Результаты - в таблице 6.2.

Проверка кабелей по допустимому нагреву в нормальном и послеаварийном режимах работы.

В нормальном режиме:

K_t=1            K_ПР=1             K_ПЕР=0,8               I_ДЛ.ДОП=224 А

                       I_{ДОП.ФАКТ}=179,2 А

I_расч =141,2   А,

I_расч < I_доп, поэтому данное сечение удовлетворяет требованиям.

В послеаварийном режиме фактический длительный допустимый ток:

K_t=1            K_ПР=1             K_ПЕР=1.25               I_ДЛ.ДОП=224 А

                             I_{ДОП.ФАКТ}=280 А,

I_расч = 141,2 А,

Условие I рас.пав < I доп.пав выполняется. Результаты расчета для других линий в таблице 6.3

 

 

 

Таблица 6.3 Выбор сечений жил кабелей (1-ый вариант схемы)

№КАБ	НОРМАЛЬНЫЙ		ПОСЛЕАВАР.РЕЖИМ
	Iрасч,А	Fст,мм2	Iрасч,А	Fст,мм2
Л1	141,2	120	282,4	240
Л2	119,7	120	239,4	150
Л3	104,5	95	209	120
Л4	130,4	120	260,8	185
Л5	62,4	70	124,8	70
Л6	65,34	70	130,7	70
Л7	84,7	70	169,7	95
Л8	50,9	50	101,8	50
Л9	90,91	95	181,8	120
Л10	105,8	95	211	150
Л11	134,2	120	268,4	240
Л12	105,2	95	210,4	150

 

Таблица 6.4 Выбор сечений жил кабелей (2- ой вариант схемы)

№КАБ	НОРМАЛЬНЫЙ		ПОСЛЕАВАР.РЕЖИМ
	Iрасч,А	Fст,мм2	Iрасч,А	Fст,мм2
1	2	3	4	5
Л1	116	120	232	150
Л2	119,7	120	239,4	150
Л3	105,2	95	210,4	120
Л4	130,4	120	260,8	185
Л5	62,4	70	124,8	70
Л6	65,34	70	130,7	70
Л7	83,6	70	167,2	95
Л8	50,9	50	101,8	50
Л9	90,91	95	181,8	120

Продолжение таблицы 6.4

1	2	3	4	5
Л10	105,8	95	211,6	150
Л11	111,5	95	223	150
Л12	118	95	236	185

6.3 Технико-экономические показатели  и сравнение двух вариантов  схем.

 В этом разделе  определяются основные показатели, характеризующие полные расходы денежных средств и электрооборудования, необходимые для сооружения и эксплуатаций сети.

Капиталовложения на сооружения спроектированной сети:

К_S=К_кл+К_выкл+К_тп+К_гпп+К_бк, (тыс. руб.)                                                      (6.7) 

К_кл=К₀L, (тыс. руб.)                                                                                       (6.8)

где: К₀ – укрупненный показатель стоимости сооружения 1 км линии;

       К_выкл – капиталовложения в ячейки КРУ с выключателями;

       К_тп – стоимость КТП, включая трансформатор, дополнительное оборудование и постоянную часть затрат.

      К_ГПП - капиталовложения на сооружения ГПП 110/6 кВ;

      К_бк – стоимость конденсаторных батарей;

      К_кл – капиталовложения на сооружения линии.

Капиталовложения в кабельные линии для 1-го варианта указаны в таблице 6.5

Таблица 6.5

NЛ	F, мм2	L, м	К за 1 км, руб.	К, т.р.
1	2	3	4	5
Л1	240	275	405654	111,6
Л2	150	435	264374	115
Л3	120	1055	220803	232,9

 

Продолжение таблицы 6.5

1	2	3	4	5
Л4	185	860	328163	282,2
Л5	70	250	154253	38,6
Л6	70	345	154253	53,2
Л7	95	1210	200183	242,2
Л8	50	670	144180	96,6
Л9	120	1590	220803	351,1
Л10	150	2120	264374	560,5
Л11	240	1800	405654	730,2
Л12	150	950	264374	251,2
Итого				3065,2

 

Для 2-го варианта составляем аналогичную таблицу 6.6

Таблица 6.6

NЛ	F, мм2	L, м	К за 1 км, руб.	К, т.р.
1	2	3	4	5
Л1	150	275	264374	73,7
Л2	150	435	264374	115
Л3	120	<p class="dash041d_0430_0437_0432_0430_043d_0438_0435