5 Расчет питающей кабельной линии
Выбор кабелей напряжением выше 1кВ производится по следующим условиям:
по экономической плотности тока;
по нагреву рабочим током;
по термической стойкости при протекании тока КЗ;
по допустимому отклонению напряжения.
Сечения питающих линий напряжением выше 1 кВ должны выбираться по экономической плотности тока в нормальном режиме.
Экономически целесообразное сечение определяется из соотношения:
(5.1)
где Ip.норм – расчетный ток в нормальном режиме, А;
jэк – нормированное значение экономической плотности тока, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, jэк = 1,4 А/мм2 [1].
Принимаем кабель АПвП – 3х16, с длительно допустимым током Iд.д. = 95 А.
Принятое экономически целесообразное сечение кабеля проверяется по нагреву рабочим током в послеаварийном режиме (например, после отключения одной из параллельных линий) по условию:
Iд.д. · КП1 · КП2 ≥ Iр.max, (5.2)
где Iд.д. – допустимый длительный ток кабеля, А;
КП1 – поправочный температурный коэффициент, КП1 = 1,0;
КП2 – поправочный коэффициент на число кабелей, лежащих в одной траншее, для двух кабелей при расстоянии в свету 100 мм КП2 = 0,9.
95 · 1,0 · 0,9 = 85,5 А ≥ Iр.max = 51,0 А - верно,
а значит выбранный кабель проходит проверку по нагреву рабочим током в послеаварийном режиме.
Выбранное сечение проверяют по потере напряжения.
Ориентировочно можно считать допустимыми потери напряжения в линии напряжением 6 – 10 кВ внутри предприятия – 5 %;
Потерю напряжения в линиях напряжением до 35 кВ определяют по формуле:
(5.3)
где Ip –расчетный ток линии, А;
l – длина питающей кабельной линии, l = 1,0 км;
rуд – активное удельное сопротивление линии, rуд = 1,95 Ом/км;
худ – индуктивное удельное сопротивление линии, худ = 0,093 Ом/км;
cosφ, sinφ - коэффициенты мощности соответствуют tgφ в конце линии, cosφ = 0,93, sinφ = 0,36.
Потери напряжения в процентах составляют
(5.4)
6 Выбор питающих и распределительных линий
Распределительная сеть цеха выполнена кабелем марки ВВГнГ, проложенным в трубах. Режим работы нейтрали распределительной сети глухозаземленная. Питающая сеть выполнена кабелем марки ВВГнГ, проложенным на лотках. Режим работы нейтрали питающей сети глухозаземленная. Питающие и распределительные сети выполнены по радиальным схемам. От сборных шин ТП по радиальным линиям подключены силовые пункты, от которых по радиальным схемам подключены все электроприемники.
Сечение кабеля выбирается по длительно допустимому току по условию нагрева.
Iр Iд.д., (6.1)
где Iд.д. – длительно допустимый ток кабеля;
Iр – расчетный ток линии;
(6.2)
так для вальцетокарного станка
Например, для питания вальцетокарного станка (ЭП-1) Iр = 103,0 А выбираем кабель ВВГнГ – 5х25 с допустимым током Iд.д. = 106 А. Так как температура окружающей среды в задании на курсовое проектирование не задана, то будем считать, что она равна нормируемой, и таким образом, Iд.д. = 106 А.
Выбранные по допустимому длительному току сечения проводников внутрицеховых электрических сетей должны быть проверены на потерю напряжения.
Потери напряжения во внутрицеховой распределительной сети можно рассчитать методом момента нагрузки по мощности:
(6.3)
где Р – активная мощность светильников линии, кВт;
l – длина линии, м;
С – коэффициент, для трехфазных сетей С = 77 кВт·м/мм2;
F – сечение кабеля, мм2
Для вальцетокарного станка
Аналогично выбираются и проверяются остальные кабели. После выбора коммутационных аппаратов выбранные кабели необходимо проверить по отстройке от выбранных аппаратов защиты. Результаты расчета представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Выбор кабельных линий
Узел питания |
№ по плану |
Рном, кВт |
Iном, А |
Марка |
Кол-во, число жил и сечение |
Iд.д, А |
Длина, м |
ΔU, % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
КТП |
СП1 |
241,8 |
382,0 |
ВВГнГ |
5х240 |
430 |
20 |
0,46 |
СП1 |
1 |
44 |
103,0 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
15 |
0,31 |
2 |
110 |
170,7 |
ВВГнГ |
5х70 |
210 |
10 |
0,28 |
|
3 |
102 |
158,3 |
ВВГнГ |
5х50 |
161 |
18 |
0,71 |
|
4 |
12,5 |
31,7 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
19 |
0,17 |
|
5 |
1,75 |
4,4 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
26 |
0,67 |
|
6 |
31,6 |
80,1 |
ВВГнГ |
5х16 |
83 |
12 |
0,16 |
|
КТП |
СП2 |
35,1 |
65,9 |
ВВГнГ |
5х16 |
83 |
29 |
0,84 |
СП2 |
7 |
5,5 |
12,9 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
26 |
0,73 |
8 |
4 |
10,1 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
16 |
0,33 |
|
9 |
1,5 |
3,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
21 |
0,17 |
|
10 |
9,8 |
24,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
13 |
0,66 |
|
11 |
39,5 |
92,4 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
19 |
0,39 |
|
12 |
10 |
23,4 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
16 |
0,83 |
|
13 |
20 |
46,8 |
ВВГнГ |
5х10 |
64 |
18 |
0,47 |
|
КТП |
СП3 |
38,5 |
68,4 |
ВВГнГ |
5х16 |
83 |
61 |
1,92 |
СП3 |
14 |
7 |
17,7 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
28 |
1,00 |
15 |
13 |
33,0 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
13 |
0,57 |
|
16 |
24 |
60,8 |
ВВГнГ |
5х10 |
64 |
27 |
0,83 |
|
17 |
1,9 |
4,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
10 |
0,10 |
|
18 |
5,5 |
13,9 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
12 |
0,35 |
|
19 |
0,75 |
1,9 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
17 |
0,06 |
|
20 |
19,5 |
30,3 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
26 |
1,65 |
|
21 |
5,5 |
13,9 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
14 |
0,41 |
|
22 |
9,8 |
24,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
30 |
1,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 6.1 |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
КТП |
СП4 |
127,3 |
201,8 |
ВВГнГ |
5х70 |
210 |
74 |
1,75 |
СП4 |
23 |
70 |
108,7 |
ВВГнГ |
5х35 |
129 |
31 |
0,81 |
24 |
2,4 |
6,1 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
16 |
0,20 |
|
25 |
28 |
71,0 |
ВВГнГ |
5х16 |
83 |
18 |
0,40 |
|
26 |
7 |
13,3 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
12 |
0,45 |
|
КТП |
СП5 |
411,6 |
760,5 |
ВВГнГ |
2х(5х240) |
860 |
36 |
0,40 |
СП5 |
27 |
40,5 |
94,8 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
58 |
1,22 |
28 |
28,5 |
72,3 |
ВВГнГ |
5х16 |
83 |
43 |
0,99 |
|
29 |
116 |
271,5 |
ВВГнГ |
5х120 |
290 |
20 |
0,26 |
|
30 |
11 |
27,9 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
22 |
0,79 |
|
31 |
9,45 |
22,1 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
38 |
1,87 |
|
32 |
46,1 |
107,9 |
ВВГнГ |
5х35 |
129 |
24 |
0,41 |
|
33 |
10,6 |
24,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
18 |
0,99 |
|
34 |
1,5 |
3,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
34 |
0,26 |
|
35 |
2,8 |
6,6 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
34 |
0,49 |
|
36 |
7,7 |
19,5 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
29 |
1,17 |
|
37 |
9,85 |
23,1 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
35 |
1,81 |
|
38 |
23 |
58,3 |
ВВГнГ |
5х6 |
42 |
32 |
1,61 |
|
39 |
8,3 |
21,0 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
20 |
0,87 |
|
40 |
40,1 |
93,8 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
38 |
0,79 |
|
41 |
12,55 |
29,4 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
26 |
1,06 |
|
42 |
18,5 |
46,9 |
ВВГнГ |
5х10 |
64 |
52 |
1,25 |
|
43 |
16,28 |
41,3 |
ВВГнГ |
5х6 |
42 |
38 |
1,34 |
|
44 |
23,62 |
59,9 |
ВВГнГ |
5х10 |
64 |
20 |
0,61 |
|
45 |
30,5 |
77,3 |
ВВГнГ |
5х16 |
83 |
23 |
0,57 |
|
46 |
19,9 |
50,5 |
ВВГнГ |
5х10 |
64 |
31 |
0,80 |
|
47 |
6,99 |
17,7 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
37 |
1,34 |
|
48 |
76,42 |
178,8 |
ВВГнГ |
5х70 |
210 |
21 |
0,30 |
|
49 |
6,64 |
16,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
29 |
1,00 |
|
50 |
22 |
55,8 |
ВВГнГ |
5х10 |
64 |
31 |
0,89 |
|
51 |
36,7 |
93,0 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
25 |
0,48 |
|
52 |
102 |
158,3 |
ВВГнГ |
5х50 |
161 |
15 |
0,40 |
|
53 |
110 |
418,3 |
ВВГнГ |
5х240 |
430 |
43 |
0,26 |
|
54 |
9,8 |
24,8 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
34 |
1,72 |
|
55 |
11 |
27,9 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
31 |
1,09 |
|
56 |
73,1 |
171,1 |
ВВГнГ |
5х70 |
210 |
32 |
0,43 |
|
57 |
37 |
86,6 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
21 |
0,41 |
|
58 |
70,1 |
164,0 |
ВВГнГ |
5х70 |
210 |
23 |
0,29 |
|
59 |
3,8 |
9,6 |
ВВГнГ |
5х2,5 |
27 |
49 |
0,96 |
|
61 |
12 |
30,4 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
43 |
1,68 |
|
62 |
11,125 |
28,2 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
39 |
1,42 |
|
63 |
11,11 |
28,2 |
ВВГнГ |
5х4 |
35 |
36 |
1,31 |
|
64 |
20,7 |
39,4 |
ВВГнГ |
5х6 |
42 |
60 |
2,71 |
|
65 |
55 |
104,6 |
ВВГнГ |
5х25 |
106 |
48 |
0,95 |
|
66 |
81,5 |
155,0 |
ВВГнГ |
5х50 |
161 |
73 |
1,54 |
|
Электроприемник, до которого потери напряжения максимальные – это электроприемник 64 - кран мостовой Q = 5т. Потери до него от СП-6 составляют ΔUСП6-64 = 2,71 %. Тогда потери от КТП до данного электроприемника составляют
ΔUКТП-64 = ΔUКТП-СП6 + ΔUСП6-64; (6.4)
ΔUКТП-64 = 0,40 + 2,71 = 3,11 % < 5 %,
а значит, потери напряжения до данного электроприемника удовлетворяют требованиям.
Так как потери напряжения до остальных электроприемников меньше, чем потери до электроприемника 64 - крана мостового Q = 5т, то потери напряжения всей внутрицеховой сети электроснабжения удовлетворяют требованиям.