Лекція 12

4.3 . Розрахунок електричних мереж

 Лінії електропередачі до 20 кВ на селітебній (забудованій переважно громадськими і житловими будинками) території міст, в районах забудови будинками заввишки 4 поверхи і вище повинні виконуватися, як правило, кабельними, з алюмінієвими жилами . Кабельні лінії прокладаються в земляних траншеях під тротуарами або під пішохідними доріжками всередині кварталу.

Будинки, які знаходяться в безпосередній близькості від ТП, слід живити по окремих лініях. Для будинків висотою до 16 поверхів при числі секцій до семи рекомендується передбачати одне введення в будівлю.

Доцільно робити введення в секціях будинку, найближчих до ТП. На рис.4.2 представлена можлива розводка кабельних ліній в житловому районі [13].

У районах забудови будівлями заввишки до 3 поверхів включно лінії електропередачі слід, як правило, виконувати повітряними.

Для повітряних ліній (ПЛ) електропередачі до 1 кВ рекомендується застосовувати самонесучі ізольовані проводи (СІП ). Вибір і перевірку перерізів СІП на 0,38 і 10 кВ див 2.3.2.

Лінії зовнішнього освітлення рекомендується розташовувати на загальних опорах з повітряними лініями електропередачі до 1 кВ.

Рисунок4.2 Розводка кабельних ліній в житловому районі

4.3.1 . Вибір перерізу кабелів електричних мереж напругою до 1 кВ

Перерізи кабелів напругою до 1 кВ вибираються у відповідності з главою 2.3 ПУЕ [5] за умовою нагріву тривалим розрахунковим струмом у нормальному і після аварійному режимах і перевіряються по втраті напруги.

На час ліквідації післяаварійного режиму допускається перевантаження кабелів з паперовою ізоляцією до 130%, якщо в нормальному режимі їх навантаження не перевищувало 80 % допустимого. Отже, в післяаварійному режимі переріз кабелю має задовольняти співвідношенню

1,3 І_доп • К ≥ I_П.АВ. (4.27)

де І_доп - допустимий тривалий струм, А; К - поправочний коефіцієнт, що враховує число кабелів, прокладених в одній траншеї, табл. 4.22 [5,15];I_П.АВ.-розрахункове струмове навантаження ліній в післяаварійному режимі. При цьому має враховуватися число кабелів, які залишилися в роботі, прокладених в одній траншеї в післяаварійному режимі.

Допустимі втрати напруги в мережах 0,38 кВ (від ТП до вводів у будівлю) складають не більше 4-6%. Великі значення відносяться до ліній, які живлять малоповерхові і односекційні будівлі, менші значення - до ліній, які живлять багатоповерхові багатосекційні житлові будівлі, крупні громадські будівлі та установи [11].

Розрахункове електричне навантаження лінії напругою до 1 кВ при змішаному живленні споживачів, кВт, визначається за формулою (4.18) з розділу 4.1.6.

Робочий струм, А, в лінії визначається за формулою:

,( 4.28 )

де n - кількість кабелів, прокладених у траншеї до об'єкта. Для споживачів другої категорії, згідно ПУЕ, приймають до прокладання початкову кількість кабелів рівною 2. Для споживачів третьої категорії, наприклад, склади, n = 1; cosφ - коефіцієнт потужності з раніше зроблених розрахунків, табл.4.4,4.8; U_Н - номінальна напруга мережі, рівна 380 В.

Струмпісляаварійного режиму, А, дорівнює:

I_П.АВ = 2 • I_Р.Л.(4.29)

Переріз кабелю має задовольняти умову допустимого тривалого струму, А, визначеного за формулою:

     . (4.30)

За табл. 4.23 підбирається стандартнийпереріз, який задовольняє розрахованеІ_доп. [5].

Вибранийпереріз кабелю необхідно перевірити по втраті напруги .

 Втрати напруги на i-тій ділянці L_діл.ікабельної лінії, %, визначаються за формулою:

,( 4.31 )

де А - коефіцієнт, що залежить від прийнятих одиниць виміру, визначається за довідником [16], А=21,9 - для мережі 0,4 кВ; А=0,0875 - для мережі 6 кВ і А=0,0316 - для мережі 10 кВ; Р_Р.і - активна потужність ділянки лінії, кВт; n - число кабелів; S - переріз кабелю, мм²,L_діл.і - довжина i-ї ділянки лінії, км .

Далі втрати напруги на ділянках лінії підсумовуються і результат порівнюється з розташовуваними втратами напруги від шин ТП до найбільш віддаленого споживача .

У результаті повинна виконуватися умова :

ΔU_ДОП.> ΔU_Р .

Кабелі на стороні 0,4 кВ, що захищаються плавкими запобіжниками, на термічну стійкість не перевіряються, тому що час спрацьовування запобіжника малий і тепло, що виділяється не в змозі нагріти кабель до небезпечної температури.

Втрати потужності в лінії, кВт, визначаються:

ΔР_Л = 3 • I_Р.Л²_. • R_О • L_діл. • n,(4.32)

де R_О - активний опір 1 км кабелю при 20^оС, Ом, табл. 4.24 з довідника [16].

Досить часто використовується розрахунок втрат напруги і втрат потужності без урахування індуктивного опору ліній.