Расчёт сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения

Практическая работа № 1.

Расчёт сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения.

Цель работы: рассчитать сечения кабеля (алюминиевого) и проверить по допустимому нагреву и допустимой потере напряжения.

Задание: Выполнить расчёт сечения алюминиевого кабеля, проложенного в земле для питания удаленной нагрузки (асинхронных трехфазных двигателей), учитывая индуктивное сопротивление. Линейное напряжение сети Uном=380В.

      Допустимая потеря напряжения ∆U = ± 2,5%

      Расстояние между нагрузками l1 = 50 м; l2 = 30 м; 13 = 75 м (при расчёте учитывать удаление нагрузки от ПР).

[pic 1]

    Сечение кабеля проверить по допустимому нагреву и допустимой потере напряжения. Технические данные нагрузок приведены в таблице 1.

Рисунок 1. Эскиз размещения нагрузки.

Таблица 1. Исходные данные.

Порядок выполнения работы.

   Сечение проводов и кабелей по допустимой потере напряжения определяют главным образом для осветительных сетей. Для силовых сетей этот метод расчёта применяют лишь при сравнительно большой их протяжённости (вне цеховые сети).

    Сечение проводов и кабелей для трёхфазной сети с несколькими нагрузками и одинаковым сечением проводов S, мм2 определяется по формуле:

[pic 4]

где P1, P2, …, Pn – нагрузки отдельных участков линии, кВт;

l1, l2, …, ln – расстояния от электроприёмника до распределительного устройства, м;

[pic 5]=34,5 м/Ом мм2 – удельная проводимость алюминия.

В нашем варианте Pн1= P1=18,5кВт; Pн2= P2=50кВт; Pн3= P3=30кВт.

Подставим значения и получим сечения провода:

[pic 6]

Расчёт сечения проводов и кабелей с учётом активного и реактивного (индуктивного) сопротивления кабельной линии.

- Допустимая потеря напряжения ∆U, В:

[pic 7]

Подставим и получим:

[pic 8]

- Выбор среднего значения индуктивного сопротивления (принимают Х-0=0,0819 = 0,1 Ом/км – для изолированных проводов.

- Реактивная составляющая мощности Q, кВАр:

[pic 9]

где [pic 10] - тангенс потерь, соответствующий коэффициенту мощности [pic 11].

Рассчитаем реактивную составляющую мощности на каждом из участков:

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Найдём суммарную реактивную составляющую мощности ∑Q, кВАр:

[pic 15]

Найдём числовое значение:

[pic 16]

- Индуктивная (реактивная) составляющая потери напряжения [pic 17], В:

[pic 18]

где l – расстояние от распределительного пункта до нагрузки, км.

[pic 19]

Подставим и найдём значение:

[pic 20]

- Активная составляющая потери напряжения [pic 21], В:

[pic 22]

Найдём значение: [pic 23]

- Сечение провода (кабеля) S, мм2:

[pic 24]

Подставим числовые значения и получим:

[pic 25]

   По расчётному значению в соответствующей таблице принимают ближайшее стандартное сечение провода или кабеля, указывая марку сечения, длительный допустимый ток, активное и реактивное сопротивление.

Х0=0,0819 мОм/м; Rt=300С=0,45 мОм/м; Rt=500С=0,447 мОм/м – в трубе;

Ia=210А.

Проверим наше сечение по допустимому нагреву и допустимой потере напряжения.

- Проверяют сечение на длительный нагрев, для этого рассчитывают ток нагрузки Ip, А:

[pic 26]

Подставим числовые значения и найдём ток:

[pic 27]

    Проверка сечения кабеля по плотности тока производится исходя из условия: Iдоп> Ip. В данном случае это условие удовлетворяется, так как Iдоп=210 А > Ip=196,9 А.

    Проверка кабеля по допустимой потере напряжения ΔU% в электрических сетях трёхфазной системы определяют исходя из выражения: