5. Определение расчётных токов распределительных и питающих линий силовой сети цеха

Расчётный ток – это ток длительной максимальной нагрузки (длительностью не менее 30 минут).

Определение расчётных токов необходимо:

а) для выбора сечений проводов и жил кабелей силовой сети;

б) для выбора аппаратов защиты силовой сети (предохранителей и автоматических выключателей), силовых РП и силовых ящиков.

Основные формулы для определения расчётного тока I_р, А, в линии к отдельному электроприёмнику (ЭП), присоединённому к РП или непосредственно к сборным шинам 0,4 кВ цеховой ТП:

а) в линии к ЭП с одним трёхфазным электродвигателем (ЭД) длительного режима

где Р_ном – номинальная активная мощность ЭП, кВт;

U_ном – номинальное линейное напряжение сети (принимается 0,38 кВ);

cos φ_ном – номинальный коэффициент мощности ЭП;

η_ном – номинальный КПД, отн. ед. (при отсутствии данных можно принять 0,85–0,9);

Расчётный ток, А, в питающей линии, идущей от шин 0,4 кВ цеховой ТП к силовому РП

где S_р – расчётная полная мощность нагрузки РП, кВ^.А;

U_ном – номинальное линейное напряжение сети (принимается 0,38 кВ).

6. Выбор сечений проводов и жил кабелей

Выбор сечений проводов и жил кабелей цеховой силовой сети выполняется по двум условиям:

по условию нагрева расчётным током нагрузки (по условию нагрева);

по потере напряжения.

Основным методом выбора сечений проводников, проложенных внутри помещений, является выбор по условию нагрева.

Для выбора сечений проводников по условию нагрева в таблицах допустимых длительных токов для проводов и кабелей, приведённых в ПУЭ и справочной литературе, сравниваются расчётный ток линии I_р и допустимые длительные I_доп токи для стандартных сечений проводника принятой марки и условий его прокладки. При этом выбирается такое стандартное сечение провода или жил кабеля, чтобы допустимый ток на это сечение был не менее расчётного тока, т. е. выполнялось условие

I_доп ≥ I_р.

Значения допустимых длительных токов для стандартных сечений проводов и кабелей в таблицах ПУЭ составлены для нормальных условий их прокладки (температура воздуха в помещении +25 ºС, земли +15 ºС и при условии, что в земле в траншее уложен только один кабель, в одной трубе или коробе не более четырёх одновременно нагруженных проводов).

Выбранные по нагреву сечения проводников силовой сети цеха затем проверяются по потере напряжения по условию

,

где % – потеря напряжения в линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до электроприёмника, в % от номинального напряжения сети U_ном.с;

допустимая потеря напряжения, в % от номинального напряжения сети.

В руководящих документах нормированных значений допустимых потерь напряжения нет. Однако, исходя из допустимой нормы установившегося отклонения напряжения у ЭП, равной 5 % в нормальном режиме (ГОСТ 13109–97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения), определяется допустимая (располагаемая) потеря напряжения в сети, питающей ЭП.

В цеховых силовых сетях допустимую потерю напряжения приближённо можно принять 6 – 7 %.

Расчёт потери напряжения , %, в трёхфазной линии с нагрузкой на конце ведут по формуле

,

где I_р – расчётный ток линии, А;

l – длина линии, км;

r₀, x₀ – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км;

сos φ – коэффициент мощности нагрузки.

Значения удельного активного сопротивления алюминиевых проводников приведены в справочной литературе.

Расчёт потери напряжения, %, в линии с несколькими участками ведут для каждого участка линии, а затем суммируют по всей линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до ЭП:

; ,

где – потеря напряжения на i-м участке линии, %;

I_i – расчётный ток i-го участка, А;

l_i – длина i-го участка, км;

r_0.i, x_0.i – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления i-го участка линии, Ом/км;

сos φ_i – коэффициент мощности нагрузки в конце i-го участка;

n – число участков данной линии.

Если в результате расчёта суммарная потеря напряжения в линии будет больше допустимой, то выбранное сечение жил кабеля (или проводов) на одном из участков этой линии необходимо увеличить на одну ступень по стандартной шкале и снова проверить по потере напряжения.