Модуль 1 Энергожүйе туралы түсінік

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС №1

Тақырып «Сымдар мен кабельдерді рұқсат етілген қызу бойынша есептеу»

Сұрақтар:

1. Электр энергетикасының құрылымы

2. Сымдардың рұқсат етілген ұзақ тоғын анықтау

3. Кабельдің талсым қимасының ауданын және рұқсат етілген тоғын анықтау

Барлық өткізгіштердің активтік кедергісі бар, сондықтан электр тоғы өткенде олар қызады. Егер өткізгіш оқшауланса, онда оқшаулама да қызады. Тоқтың күші мен оның әсер ететін уақыты өскен сайын салқындату шарты өзгермесе өткізгіштің температурасы өседі. Мұнда энергия шығындары көбейеді; оқшаулама ескіреді, оның диэлектрлік қасеттері нашарлайды, бұл қысқа тұйықтаулар мен өрттерге алып келеді; ауа желілері мен таратушы құрылғылар сымдарының түйіспелік жалғаулары істен шығады.

Осыған байланысты сымдарды, кабель мен шиналарды таңдағанда олардың қызу температурасы шектеулі рұқсат етілген мәндерден аспауы керек. Өткізгіш материалынан, оқшаулама класынан және жұмыс кернеуінен тәуелді шектеулі рұқсат етілген температуралардың келесі мәндері бекітілген:

- оқшауланбаған сымдар мен кабельдер үшін 343 К (70^оС);

- оқшауламасы резина немесе пластмасса сымдар мен кабельдер үшін 338 К (65^оС);

- 10 кВ дейінгі кернеуде қағаз оқшауламасы сіңірілген кабельдер үшін 333 К (60^о С);

- 20 кВ кернеуде 328 К (55^оС);

- 35 кВ кернеуде 323 К (50^оС).

Бұл температураларға ПУЭ-ң 1.3-тарауын кестелерінде келтірілген рұқсат етілген ұзақ тоқтардың белгілі мәндері сәйкес келеді. Кейбір сымдар мен кабельдер үшін рұқсат етілген тоқ жүктемелерінің мәндері 1.1...1.3-кестелерінде берілген.

Кестелерден анықтауға болады:

- рұқсат етілген ұзақ тоқтың мәнін, егер сымның маркасы, қима ауданы, оқшаулама типі, жұмыс кернеуі және төсеу шарттары белгілі болса;

- тоқ өткізетін талсымдардың қима ауданын, егер рұқсат етілген тоқтың мәні, маркасы мен төсеу әдісі белгілі болса.

1.1 -кестесі. Талсымы алюминий, оқшауламасы резина және поливинилхлорид сымдардың рұқсат етілген ұзақ тоғы, А

1.2 кестесі. Қорғасын, поливинилхлорид және резина қабыршағы мен поливинилхлорид және резина оқшауламасындағы талсымдары алюминий кабельдердің рұқсат етілген ұзақ тоғы

1.1 есеп. АПВ-500-25 сымының рұқсат етілген ұзақ тоғын анықтау керек, егер ол ашық салынса, жұмыс кернеуі 380 В тең.

Шешуі. АПВ-500-25 сымының белгілеуі оның алюминий талсымының оқшауламасы поливинилхлорид, 500 В дейінгі кернеуге есептелген, талсым қимасының ауданы 25 мм² тең. 1.1- кестесінің сәйкес қатарында және «Ашық төсеу» графасында рұқсат етілген тоқтың І_доп1 = 105 А мәнін табады. Сым, егер одан ұзақ күші 105 А тоқ өтетін болса қызбайды. Бір құбырда екі сымды төсесе салқындау шарттары нашарлайды: І_доп2=85 А; үшеуі және төртеуі төселгенде I _доп3=80А, І_доп4=70 А. Сонымен, рұқсат етілген тоқтың мәндері 17, 25 и 33% төмендейді.

Қызу шарттары бойынша өткізгіштің қима ауданын анықтау үшін желіде ағатын есептік тоқтың мәнін ПУЭ кестесінде келтірілген рұқсат етілген тоқтың жақын үлкен мәнімен салыстырады. Мұнда есептік тоқ деп жарты сағаттық максимумның жұмыс тоғын түсінеді (жүктеменің орташа мәні). Жуықталған кернеуі 1 кВ дейінгі тораптардың есептерінде есептік тоқты тұтынушының номиналды тоғына тең қабылдайды.

1.2 есеп. Ауада жүргізілген маркасы АВРГ жалғыз үшталды кабельдің талсым қимасының ауданын анықтау керек. Кабель номиналды тоғы 87,4 А тең, қуаты 45 кВт электрқозғалтқышты қоректендіруге арналған.

Шешуі. Есептік тоқ І_р=І_ном=87,4А. 1.2-кесте графасында ауада тартылған үшталсымды сымдар үшін рұқсат етілген тоқтың жақын үлкен мәнін І_доп =90А табамыз. Осы жолмен және «Талсым қимасының ауданы» графасынан F=35мм² анықталады.

1.3-кестесі. Жерде төсегендегі оқшауламасы қағаз талсымдары алюминий кабельдердің рұқсат етілген ұзақ тоғы

Оқшауланбаған сымдар үшін қызу шарты бойынша рұқсат етілген тоқтарды оқшауланғандардай есептейді. Бірақ бұл есеп тексеруге арналған.

Сымдар мен кабельдердегі рұқсат етілген тоқтардың кестелері келесі стандарттық шарттарға құрастырылған: ауаның орташа температурасы (шартты жерде ең ыстық айдың 298 К (25^оС); топырақтың орташа температурасы 288 К (15^оС); желіге қосылған тұтынушылар ұзақ режимде жұмыс істейді. Егер бұл шарттар орындалмаса, рұқсат етілген қызу бойынша қима ауданын түзету коэффициенттерін ескеріп тандайды. Егер сым немесе кабель ұзақ жоғарылау (онтүстік аудандар, ыстық тұрғынжайлар) немесе төмендеу (Шеткі Солтүстік) температуралардың әсерінде болса, онда рұқсат етілген тоқтың кестелік мәні азайтылу немесе көбейтілу керек.

Рұқсат етілген тоқтың мәні, А жұмыстың жаңа шарттары үшін

(1.1)

мұнда І_доп -ПУЭ кестелеріне сәйкес рұқсат етілген тоқ, А; t_доп - өткізгіштің рұқсат етілген температурасы, °С, сол кестелерден; t_o -қоршаған ортаның стандарттық температурасы, ^оС; k_i -орта температурасының өзгеруін ескеретін түзетуші коэффициент (1.4- кестесі).

1.4-кесте Аталған үш облыс үшін түзетуші коэффициенттердің мәндері

Орта температурасынан тәуелді кабельдер, оқшауланған және оқшауланбаған сымдар мен шиналар үшін тоқтардың түзетуші коэффициенттері.

1.3 есеп. Акмола, Солтүстік Қазақстан және Ақмола облыстарының жағдайларында ашық тартылған АПВ-500-16 сымы үшін рұқсат етілген тоқ жүктемесін анықтау керек. Бұл облыстардағы ең ыстық айдағы ауаның орташа температурасы 18; 21,8; 29,6^оС.

Шешуі. 1.1-кесте бойынша АПВ-500-16 сымы үшін І_кес =75 А.

; ;

1.1 формуласы бойынша жүктеменің рұқсат етілген тоқтары:

; ; .

Іс жүзіндегі есептерде әдетте қоршаған ортаның температура мәнін 5^оС шамасында жұмбарлайды. Онда k_i түзетуші коэффициентін 1.4-кестеден қабылдауға болады, бұл есепті жеңілдетеді.

1.4 есеп. АППВ-500-2х2,5 сымы үшін рұқсат етілген тоқты анықтау керек, егер ол температурасы 20^оС тұрғынжайда ашық жүргізілсе.

Шешуі. 1.1-кесте бойынша стандарттық жағдайларда сым үшін рұқсат етілген тоқ І_доп=24 А. 1.1-кесте бойынша ортаның 25^оС стандарттық температурасы, талсымдардың 65^оС нормаланған температурасы мен қоршаған ортаның шын мәніндегі 20^оС температурасы үшін k_i1=1,06 түзетуші коэффициентін қабылдайды.

Сымның рұқсат етілген тоғы:

Жиі тоқтың берілген мәні бойынша сым немесе кабельдің қима ауданын таңдау қажет.

1.5 есеп. Поливинилхлорид оқшауламасындағы алюминий сымының талсым қимасының ауданын таңдау керек, егер құбырға салынған үш сым температурасы 35^оС жететін тұрғынжайда орналасса және желінің жұмыс тоғы 47 А тең болса.

Шешуі. 1.1-кестеден көруге болады, құбырда үш бірталсымды сымдарды төсегенде 45 А жұмыс тоғына 47 А рұқсат етілген тоқ және 10 мм² талсым қимасының ауданы сәйкес келеді.

Температурасы 35^оС орта үшін сымдағы рұқсат етілген тоқты табу үшін 1.4-кесте бойынша (1.4 есептегідей) k_i = 0,87 түзетуші коэффициентін қабылдайды. Онда:

Есептен байқауға болатыны, 10 мм² қиманың ауданы есептің шарттарын қанағаттандырмайды. 16 мм² қиманың жақын үлкен ауданын қабылдаймыз; бұл жағдайда рұқсат етілген тоқ 60 А тең. Түзетуші коэффициентті ескерсе:

Егер бірнеше сымдар мен кабельдер қатар салынса, онда олардың салқындау шарттары нашарлайды және рұқсат етілген тоқ азаяды. 1.1-кестеде бұл нышан ескерілген, ал жерде салынған кабельдер үшін рұқсат етілген тоқтардың кестелерінде олардың салқындау жағдайларына жасайтын өзара әсері ескерілмеген. Сондықтан түзетуші коэффициентті ендіреді. Ондағы кабельдің рұқсат етілген тоғы:

мұнда І_кес – кестедегі кабельдің рұқсат етілген тоғы; k_i.каб -кабельді салатын шарттарды ескеретін түзетуші коэффициент.

Түзетуші коэффициенттердің мәндері 1.5-кестеде келтірілген.

1.5 кесте Жерде қатар салынған кабельдердің санын ескеретін түзетуші коэффициенттер

1.6. есебі. Төрт үшталсымды кабель жерде қатар бір-бірінен 100 мм қашықтықта салынған. Номиналдық кернеу 10 кВ; алюминий талсымдардың оқшауламасы қағаз; әр қайсысының қима ауданы 50 мм². Кабель талсымының рұқсат етілген тоғын анықтау керек.

Шешуі. 1.3-кестеде кабель талсымының рұқсат етілген тоғы І_кес=140 А, 1.5 кестесінде түзетуші коэффициент k_і2 = 0,8.

Кабель талсымының рұқсат етілген тоғы:

Әртүрлі стандартты емес шарттардың бірдей эсер жасағанында рұқсат етілген ұзақ тоқты тоқтың кестелік мэні мен түзетуші коэффициенттердің көбейтіндісі ретінде анықтайды.

мұнда k_п — k_аі және k_аt коэффициенттері көрсетілмеген шарттарды ескеретін түзетуші коэффициент (блоктарда немесе ерекше топырақта төсеу).

І_{доп.кес} және k_t2 мәнін біле отыра, І_кес тоқты, содан кейін ПУЭ кестесі бойынша өткізгіштің қима ауданын табуға болады.

1.7. есеп. 1.6 есебі шарттары бойынша кабель талсымының рұқсат етілген тоғын есептеу керек, егер кабельдер төселген жердің температурасы 5^оС аспаса.

Шешуі. 1.4-кесте бойынша талсымдардың 60^оС нормаланған температурасында қоршаған ортаның температурасының түзетуші коэффициенті k_i1 =1,12. Кабельдер санының түзетуші коэффициенті 1.6 есептегідей k_i2 =0,8.

Кабель талсымының рұқсат етілген тоғы:

Жеке тапсырма 1.

1.6 және 1.7-кестелерінде № 1 практикалық сабақтың тапсырмалар нұсқалары келтірілген.

1.1 тапсырма. 1.6-кестесін пайдалана отырып, анықтау керек: 1...10 нұсқаларында рұқсат етілген тоқтың мәнін; 11...20 нұсқаларында-сым қимасының ауданын.

1.6 -кестесі

Нұсқа	Сымның маркасы	tp, оC	tдоп, оC	Сымдардың саны, төсеу әдістері	Есептік тоқ
	АПВ-500-70			4 құбырда	-
	АПР-660-50			3 құбырда	-
	АПРВ-660-35			3 құбырда	-
	АППВ-500-2,5			Ашық	-
	АППВС-500-4			2 құбырда	-
	АПВ-500-50			4 құбырда	-
	АПР-660-35			3 құбырда	-
	АПРВ-660-25			Ашық	-
	АППВ-500-4			Ашық	-
	АППВ-500-8			Ашық	-
	АППВС-500-...			4 құбырда
	АПВ-500-...			3 құбырда
	АПР-660-...			Ашық
	АПРВ-660-...			3 құбырда
	АПВ-500-...			2 құбырда
	АППР-660-...			4 құбырда
	АППВС-500-...			3 құбырда
	АПВ-500-...			4 құбырда
	АПР-660-...			2 құбырда
	АПРВ-660-...			Ашық

1.2 тапсырма. 1.7-кестесін пайдалана отырып, табу керек: 1....10 нұсқаларында рұқсат етілген тоқтың мәндерін; 11...20 нұсқаларында-сым қимасының ауданын.

1.7 -кестесі

Нұсқа	Кабель талсымының қима ауданы, мм2	Жұмыс кернеуі, кВ	Бір кабельді талсымдар саны	Кабельдер арасындағы қашықтық, мм	Қатар салынған кабельдердің саны	tдоп, оС	Жердің температурасы, оС	Есептік тоқ, А
		0,66						-
								-
								-
								-
								-
								-
								-
								-
		0,4						-
								-
	-	0,66
	-
	-
	-	0,66
	-	0,66
	-
	-
	-
	-	0,4
	-