Выбор проводников и коммутационных аппаратов

Выбор проводников

При выборе проводников учитывается вид проводников, способ прокладки, вид изоляции, климатические условия, режим работы сети и приемников и другие факторы.

При выборе проводов воздушных линий (ВЛ) учитываются: нагрев длительным током, технико-экономические показатели, климатические условия. Для линий напряжением 330кВ и выше учитываются электродинамическая и термодинамическая стойкость к токам КЗ, для линий напряжением выше 110кВ – потери на корону и радиопомехи.

При выборе сечения проводников кабельных линий и марки кабелей учитываются: номинальное напряжение, нагрев длительным током, технико-экономические показатели, термодинамическая стойкость к токам КЗ, условия прокладки, желательно учитывать и электродинамическую стойкость.

При выборе шин и жестких токопроводов учитываются: номинальное напряжение, нагрев длительным током, технико-экономические показатели, электродинамическая и термодинамическая стойкость к токам КЗ, условия прокладки.

Под технико-экономическими показателями понимается достижение минимума затрат на сооружение ВЛ или КЛ при соблюдении технических требований, предъявляемых к СЭС.

Выбор комплектных шинопроводов типа ШМА для главных магистралей выполняют по расчетному току силового трансформатора, к которому подключается магистраль. Выбранное сечение проверяется на потери напряжения в шинопроводе по формуле, %

(6.5)

Где - сумма моментов токовых нагрузок шинопровода, А·км;

и - соответственно удельное активное и индуктивное сопротивление шинопровода, Ом/км.

Выбор сечения распределительного шинопровода типа ШРА также выполняется по расчетному току нагрузки, А

I_{ном.ШРА} ≥ I _р .

Выбранное сечение проверяется по потере напряжения с учетом места присоединения шинопровода к источнику питания. Если нагрузка распределена равномерно, а вводная секция находится в середине ШРА, то

, %. (6.5а)

Если вводная коробка расположена в начале шинопровода, то определяется аналогично по выражению (6.5).

Комплектные шинопроводы проверяются также на электродинамическую стойкость при КЗ по условию

где - номинальный ток динамической стойкости шинопровода (допустимый ударный ток КЗ, при котором не произойдет деформация шинопровода), А;

- расчетный ударный ток при КЗ, А.

Выбор сечения проводов и жил кабелей для цеховой сети производится

а) по нагреву длительным расчетным током, A

I_доп. K_cp ≥ I_p .

где I_доп – допустимый ток в проводнике по условиям нагрева, I_p – расчетный ток нагрузки,

K_cp - коэффициент учета параметров окружающей среды [1] (табл.А.6 Приложение А);

б) по условию соответствия выбранному защитному устройству

K_cp I_доп. ≥ К_защ·I_защ

где I_защ – ток срабатывания защитного устройства (предохранителя, расцепителя автомата и т.п.), А;

К_защ – коэффициент защиты, принимаемый в соответствии с табл.6.4.

Проверке по экономической плотности тока выбранные сечения проводов и жил кабелей не подлежат в сети до 1 кВ, если это сети осветительной нагрузки и ответвления к отдельным электроприемникам, а также сборные шины электроустановок, сети с числом часов использования максимума нагрузки 4000-5000 ч. и некоторые другие [1].

Таблица 6.4 – Значения коэффициентов защиты.

Ток Iзащ и тип защитного аппарата	Коэффициент защиты, Кзащ, о.е.
Для сетей с обязательной защитой от перегрузки	Для сетей, где не требуется защита от перегрузки
Проводники с резиновой, полихлорвиниловой или аналогичной изоляцией	Кабели с бумажной изоляцией
Взрыво- и пожароопасные помещения промпредприятий	Помещения, в которых нет взрыво- и пожароопасности
Номинальный ток расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки)
Ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой, обратнозависимой от тока характеристикой			0,8	0,66
Ток срабатывания автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель	1,25			0,22
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя	1,25			0,33

С учетом экономической плотности тока J_эк (табл.3 приложения А) выбираются сечения проводов питающих ВЛ и КЛ напряжением выше 1 кв. Выбор сечений по нагреву выполняется по расчетному току, определяемому по расчетной мощности S_p:

I_доп ≥ I_p = , А

Для параллельно работающих линий в качестве расчетного принимается ток послеаварийного режима, когда одна из линий, оставшихся в работе, несет такую нагрузку, какую несли две линии в нормальном режиме. По справочным данным для расчетного тока выбирается ближайшее большее стандартное сечение с учетом расчетной температуры среды, условий прокладки, в том числе количества кабелей в блоках при прокладке в блоках и траншеях ([1], табл.2 приложения А). Если температура окружающей среды отличается от расчетной, также вводятся поправочные коэффициенты (табл. 6 приложение А). С учетом поправочных коэффициентов длительно допустимый ток нагрузки пересчитывается по формуле, А:

,

где К_ср – поправочный коэффициент, учитывающий температуру среды ([1],табл.1.3.3)

К_сн. – коэффициент снижения токовой нагрузки при групповой прокладке кабелей (табл.2 приложения А);

К _пов – к-т, учитывающий возможность повышения нагрузки при недогрузке части кабелей.

При выборе сечений КЛ учитываются также воздействие токов КЗ, если эти линии защищаются устройствами релейной защиты.

6.3.2 Выбор коммутационных аппаратов напряжением выше 1 кВ.

При выборе выключателей, разъединителей, отделителей, предохранителей, выключателей нагрузки напряжением выше 1кВ для систем электроснабжения должны учитываться следующие параметры:

- номинальное напряжение – U_ном

_- номинальный ток - I_ном,

- электродинамическая стойкость (ударный ток i_{уд. ном}) – способность выдержать ударные токи при коротком замыкании (за исключением предохранителя);

- термическая стойкость – способность выдержать нагрев токами КЗ (за исключением предохранителя), характеризуется током I_T и временем t_T термической стойкости;

- коммутационная способность - способность отключать и включать электрические цепи при КЗ, которая определяется соответственно по номинальному току отключения I_{от ном}и току включения I_{вк ном}. Эти токи для большинства выключателей принимаются одинаковыми. Для отделителей и разъединителей этот параметр принимается условно ввиду возможного включения на неустранившееся КЗ

Выбор высоковольтных выключателейпроизводится по номинальному напряжению U_ном, номинальному току I_ном, отключающей способности (номинальному току отключения) I_{от ном}, термической и электродинамической стойкости

U_ном ≥ U_c

I_ном ≥ I_{норм. макс}; I_ном ≥ I_{длит. макс};

I_{от ном}≥ I_п0 , где I_п0 – установившееся значение периодической составляющей тока КЗ;

I_{длит. макс} – максимальный длительный рабочий ток с учетом возможных перегрузок, А.

По термической стойкости

,

где В_к – интеграл Джоуля, I_T – номинальный ток термической стойкости, кА.

t_T – время термического воздействия тока КЗ, с.

Для большинства коммутационных аппаратов I_T = I_п0.

По электродинамической стойкости

i_{уд. ном} ≥ I_п0

S_{откл ном.} ≥ S _КЗcети

Разъединители

U_ном ≥ U_c

I_ном ≥ I_{длит. макс};

По динамической стойкости i_дин≥ i_уд ,

По термической стойкости I_т^2·t_T ≥ B_K

Где В_К – интеграл Джоуля, определяется по выражению В_К =

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ, - время отключения КЗ, с.

Короткозамыкатели

U_ном ≥ U_c

i_дин≥ i_уд I_т^2·t_T ≥ B_K

Отделители

U_ном ≥ U_c

I_ном ≥ I_{норм. макс}; ; I_ном ≥ I_{длит. макс};

i_дин≥ i_уд: I_т^2·t_T ≥ B_K

Выключатели нагрузки

U_ном ≥ U_c; I_ном ≥ I_{длит. макс}; I_ном ≥ I_{норм. макс};

По динамической стойкости i_дин≥ i_уд

По термической стойкости I_т^2·t_T ≥ B_K

Выключатели нагрузки без предохранителя

I_{от ном}≥ I_{расч.откл}, I_{вк ном}≥ I_{расч.вкл},

Для выключателей нагрузки с предохранителями

I_{от ном}≥ I_по.

Предохранители

U_ном = U_c

I_ном ≥ I_{норм. макс}; I_ном ≥ I_{длит. макс};

I_{от ном}≥ I_по,

Учитывается времятоковая характеристика предохранителя, характеристика токоограничения.

6.3.3 Выбор коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ.

Все коммутационные и защитные аппараты в сети напряжением как выше 1 кВ, так и до 1 кВ, выбираются прежде всего из условия соответствия их класса изоляции, определяемого номинальным напряжением U_ном, номинальному напряжению сети U_c, т.е. требуется соблюдение условия U_{ном аппарата} = U_c.