7. Розрахунок дільничої кабельної мережі наругою до 1000в

Розрахунок дільничої кабельної мережі зводиться до вибору перерізу жил кабелів по нагріву. Уся кабельна мережа повинна перевірятися на допустиму втрату напруги при робочому та пусковому режимаж. Електрична мережа дільниць підземного будівництва є тимчасовою і за економічною густиною струму не вибирається.

7.1. Добір кабелів по нагріву

Вибір перерізу силових жил кабеля по нагріву зводиться до порівняння розрахункового струму І_р з тривалими допустимими для стандартних перерізів:

(7.1)

Допустимі струми І_д наводяться (дод.13 - 20) для стандартної температури навколишнього середовища _с.с.=25^оС. При відхиленні фактичної температури навколишнього середовища _с.ф. від стандартної _с.с. вводиться поправочний коефіцієнт К_т (дод. 21).

(7.2)

де І_д - табличне значення допустимого струму, А; _д - допустима температура нагріву провідника, ^оС.

Фактично температуру навколишнього середовища в виробках можна прийняти залежно від її глибини: при глибині до 100 м _с.ф.=15 °С. Для групи електроспоживачів розрахунковий струм

(7.3)

(7.4)

Розрахунковий струм для кабельної лінії, від якої живиться одинокий споживач,

(7.5)

При живленні по одному кабелю кількох одночасно працюючих двигунів розрахунковий струм дорівнює сумі їх номінальних струмів

(7.6)

для прохідницьких комплексів з багатодвигуновим приводом розрахунковий струм обчислюють за формулою

(7.7)

- встановлена потужність електродвигунів прохідницької машини.

Розрахунок дільничної кабельної мережі можна звести у таблицю на зразок табл.7.1.

7.2. Розрахунок дільничної мережі за втратою напруги

Вибрані кабелі дільничної мережі перевіряють за допустимими втратами напруги, які від трансформатора до найбільш віддаленого електроспоживача приймаються:

(7.8)

де: U₀ , U_н - відповідно напруги холостого ходу трансформатора (133, 231, 400, 695, 1200В) та номінальна мережі (127, 220, 380, 660, 1140В). При цьому допустима втрата напруги U_д при нормальному режимі роботи не повинна перевищувати при напрузі 380В - 39В; 660В - 63В; 1140В - 117В, а при використанні мінусових затискачів трансформатора відповідно 59, 98 та 179 В.

Сумарні втрати напруги в мережі не повинні перевищувати допустимих значень

(7.9)

де: U_т, U_м.к, U_с.к - втрати напруги відповідно в трансформаторі, магістральних кабелях та кабелях до споживачів.

Таблиця 7.1

Призначен ня кабеля	Довжи на, L,м	Ір (Ін), А	Ік(3), А	Ід, А	Іrд, А	Площа перерізу, мм, по:		Остаточно вибрана марка кабеля	Втрати напруги U, В
						нагріву	Мех. міцності
Збірка №1
Магістральний кабель
Споживач

Втрати напруги в трансформаторі, %

(7.10)

де: =S_рт/S_нт - коефіцієнт навантаження трансформатора; S_рт, S_нт - відповідно розрахункове та номінальне навантаження трансформатора; cos_т - коефіцієнт потужності трансформатора,

U_а, U_р - відносні величини відповідно активної та реактивної складової напруги короткого замикання трансформатора, %

(7.11)

(7.12)

де: Р_к - втрати короткого замикання в трансформаторі, Вт;

U_к - напруга короткого замикання трансформатора, %.

Втрата напруги в трансформаторі:

(7.13)

де: К_о - коефіцієн зміни напруги в трансформаторі, що дорівнює 0,95; 1,0 та 1,05 при відпайках відповідно +5%, 0 та -5%.

Втрата напруги в кабелі:

з урахуванням індуктивного опору кабеля

,

(7.14)

без урахування такого опору

(7.15)

або

(7.16)

де L - довжина кабеля,м; r, x - відповідно активний ( при робочій температурі жил) та індуктивний опір 1 метра кабеля, Ом/м;

 - питома провідність матеріалу жил кабеля, М/(Оммм) для кабеля з мідними жилами при температурі 65^оС =50; для кабелів з алюмінієвими жилами =32; F - площа перерізу жил кабеля, мм².

Активний опір кабеля при робочій температурі

(7.17)

де: r₂₀ - активний опір 1 м кабеля, Ом/м, при температурі 20^оС (дод.22); K_r - поправочний коефіцієнт на опір кабеля залежно від температури нагрівання жил (дод.23)

(7.18)

де:  = 0,004 - температурний коефіцієн електричного опору міді, 1/^оС; _н - коефіцієнт навантаження кабеля розрахунковим струмом І_р;

(7.19)

Після розрахунку втрат напруги в трансформаторі обчислюють втрати напруги в кабелі, що живить споживач який має максимальний момент навантаження та в магістральному

(7.20)

або

(7.21)

де: - коефіцієнт, що враховує відносне значення індуктивного опору кабеля.

Без урахування індуктивного опору кабеля (К_х=1) втрати напруги в кабелі, що живить окремий споживач

(7.22)

або

(7.23)

де: І_н, Р_н, _н, cos_н - номінальні значення струму, потужності, ККД та коефіцієнта потужності двигуна; L_r.k - довжина кабеля, м.

Повинна виконуватись умова  U_д

Якщо необхідно визначити переріз магістрального кабелю, або його максимально можливу довжину, розрахунок ведуть наступним чином:

Гранично допустимі втрати напруги в магістральному кабелі

(7.24)

Переріз жил магістрального кабеля

(7.25)

або

(7.26)

З урахуванням індуктивного опору кабеля

(7.27)

Приймаючи максимальне значення перерізу магістрального кабеля (за можливістю введення в апарати), можна знайти можливу довжину магістрального кабея

(7.28)

або

(7.29)