2. Експлуатація кабельних ліній (КЛ)

Задача 2.1 Кабельна лінія (КЛ) сполучає джерело енергії із споживачем (рис.2.1.). Вид споживача асинхронний двигун (АД) ДА302-16-64-10У1.

Технічні дані:

матеріал дроту - алюміній, тип кабелю - 3, місце знаходження у землі.

1. Для даної схеми навантаженню вибрати кабельну лінію по економічній щільності струму.

2. Для даної схеми навантаженню вибрати кабельну лінію по тривало допустимому струму.

3. Залежно від місця знаходження, температури навколишнього середовища і типу кабелю визначити тривало допустиме навантаження кабельної лінії з урахуванням температури навколишнього середовища.

4. Скоректувати допустиме навантаження кабельної лінії за даними попереднього завдання за точною формулою.

Рис.2.1 Схема живлення споживача по кабельним лініям.

Рішення:

1. Вибір перетину провідників по економічній щільності струму. Перетини провідників повинні бути перевірені по економічній щільності струму.

Економічно доцільне перетин S_е, мм², визначається із співвідношення

,

де I_р - розрахунковий струм під час максимуму енергосистеми, А;

J_ек - нормоване значення економічної щільності струму, А/мм², для заданих умов роботи, вибиране з табл.1.2.

Таблиця.2.1

Тривало допустимі температури жил кабелю залежно від типу кабелю.

Розрахунковий струм приймається для нормального режиму роботи, тобто збільшення струму в післяаварійних і ремонтних режимах мережі не враховується.

2. Дотримання режиму термічної стійкості дроту.

За отриманим значенням розрахункового струму споживача вибираємо перетин проводу по табл.1.2, виходячи з умови

3. Дотримання режимів роботи лінії по струмах навантаження.

Допустимі температури нагріву токоведущих жил визначаються конструкцією кабелю (типом використаної ізоляції), робочою напругою, режимом його роботи (тривалий, короткочасний). Тривало допустимі температури струмоведучих жил не повинні перевищувати табличних значень.

Допустимі струмові навантаження для нормального тривалого режиму кабельної лінії визначають по таблицях, наданим в електротехнічному довіднику. Ці навантаження залежать від способу прокладки кабелю і виду середовища, що охолоджує (земля, повітря).

За розрахункову температуру грунту береться найбільша середньомісячна температура (зі всіх місяців року) на глибині прокладки кабелю. За розрахункову температуру повітря приймають найбільшу середню добову температуру, що повторюється не менше трьох днів в році.

Тривало допустимі навантаження визначають по ділянці траси кабельної лінії з якнайгіршими умовами охолоджування, якщо довжина ділянки не менше 10 м.

При прокладці в одній траншеї декількох кабелів вводять поправочний коефіцієнт k₂, залежний від числа паралельно прокладених кабелів і відстані в гнічу між ними.

Для кабелів, прокладених в землі, тривало допустимі струмові навантаження прийняті з розрахунку прокладки одного кабеля в траншеї на глибині 0,7…1,0м при температурі землі 15°С. Для кабелів, прокладених на повітрі, температура навколишнього середовища прийнята рівною 25°С. Якщо розрахункова температура t_р навколишнього середовища відрізняється від прийнятих умов t_н, вводиться поправочний коефіцієнт k₁, рівний:

де t_{пр -} гранично допустима температура нагріву проводу;

t_нав - температура навколишнього середовища.

В умовах необхідності застосування обох поправочних коефіцієнтів тривало допустиме навантаження:

Кабельні лінії напругою до 6…10 кВ, що несуть навантаження менше номінальних при коефіцієнті попереднього навантаження не більше 0,6.0,8 м, можуть короткочасно і тривало перевантажуватися (див. ПТЕ і ПУЕ). Для точнішого визначення здатності навантаження кабелю рекомендується вимірювати температуру металевих оболонок кабелів t_об, а потім визначати температуру жили кабелю Т_ж по формулі:

де ?T_каб - перепад температур від оболонки до жили кабелю;

t_об - температура оболонки, зміряна при досвіді°С.

Якщо в результаті вимірювань температура жили кабелю Т_ж виявиться нижчою за допустиму величину Т_{ж. д}, можна скоректувати навантаження кабелю, збільшивши її до значення, що визначається за формулою:

де I_оп і Т_ж - зміряне навантаження і температура жили кабелю.