Персональные инструменты

Пример расчета кабелей

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)


Пример расчета кабелей

(см. рис. G68)

Установка запитана через трансформатор 1000 кВА. Производственный процесс требует высокой степени бесперебойности питания, что обеспечивается установкой резервного генератора (500 кВА, 400 В) и применением 3-фазной 3-проводной системы IT в главном распределительном устройстве. Остальная часть установки отделена с помощью разделительного трансформатора 400 кВА, 400/400 В. Эта часть – 3-фазная 4-проводная сеть с заземлением по системе ТТ. Ниже приведена однолинейная схема (см. рис. G68) и результаты компьютерного анализа цепи С1, выключателя Q1, цепи С6 и выключателя Q6. Этот анализ проведен с помощью программного обеспечения ECODIAL 3.3.

Также приводятся те же расчеты, выполненные по методу, описываемому в данном руководстве.



Рис G68.jpg



Рис. G68 : Пример однолинейной схемы


Расчет с помощью ПО Ecodial 3.3

Общие характеристики сети
Система заземления IT
Распределенная нейтраль Нет
Напряжение (В) 400
Частота (Гц) 50
Трансформатор T1
Количество трансформаторов 1
Мощность тока КЗ перед трансформатором (МВА) 500
Ном. мощность (кВА) 1,000 1,000
Напряжение КЗ (%) 6
Активное сопротивление сети высокого напряжения (мОм) 0,0351
Реактивное сопротивление сети высокого напряжения (мОм) 0,351
Активное сопротивление трансформатора (мОм) 2,293
Реактивное сопротивление трансформатора (мОм) 10,333
3-фазный ток КЗ, Ik3 (кА) 23,3
Кабель C1
Макс. ток нагрузки (A) 1374
Тип изоляции ПВХ
Материал проводников Медь
Температура окружающего воздуха (°C) 30
Одно- или многожильный кабель Одно-
Метод монтажа F
Количество цепей поблизости (рис. G21b) 1
Прочие коэффициенты 1
Выбранная площадь поперечного сечения (мм2) 6 x 95
Защитный проводник 1 x 120
Длина (м) 5
Потеря напряжения, ΔU (%) 0,122
Общая потеря напряжения, ΔU (%) 0,122
Ток трехфазного КЗ, Ik3 (кА) 23
Ток однофазного КЗ на землю, Id (кА) 17
Выключатель Q1
Ток трехфазного КЗ перед выключателем, Ik3 (кА) 23
Макс. ток нагрузки (A) 1374
Количество полюсов и защищенных полюсов 3P3D
Выключатель  NT 16
Тип H 1 - 42 кA
Тип расцепителя Micrologic 5 A
Ном. ток (A) 1600
Шины B2
Макс. ток нагрузки (A) 1374
Тип Стандартная по ширине
Температура окружающего воздуха (°C) 30
Размеры (м и мм) 1 м
2 x 5 мм x 63 мм
Материал Медь
Ток трехфазного КЗ, Ik3 (кА) 23
Ударный ток трехфазного КЗ, Ik (кА) 48
Активное сопротивление шин R (мОм) 2,52
Реактивное сопротивление шин X (мОм) 10,8
Выключатель Q6
Ток трехфазного КЗ перед выключателем, Ik3 (кА) 23
Макс. ток нагрузки (A) 560
Количество полюсов и защищенные полюса 3P3D
Выключатель NS800
Тип N - 50 кA
Тип расцепителя Micrologic 2,0
Ном. ток (A) 800
Предел селективности (кА) Полная
Кабель C6
Макс. ток нагрузки (A) 560
Тип изоляции ПВХ
Материал проводников Медь
Температура окружающего воздуха (°C) 30
Одно- или многожильный кабель Одно-
Метод монтажа F
Количество цепей поблизости (рис. G20) 1
Другой коэффициент 1
Выбранная площадь поперечн. сечения (мм2) 1 x 300
Защитный проводник 1 x 150
Длина (м) 15
Потеря напряжения, ΔU (%) 0,38
Общее падение напряжения, ΔU (%) 0,54
Ток трехфазного КЗ, Ik3 (кА) 20
Ток однофазного КЗ на землю, Id (кА) 13,7
Особые ограничения по размерам Перегрузки


Рис. G69 : Выборочные результаты расчета с помощью ПО Ecodial

Аналогичный расчет с помощью упрощенного метода,рекомендованного в данном руководстве

Определение параметров цепи C1

Трансформатор высокого/низкого напряжения 1000 кВА имеет номинальное напряжение холостого хода 420 В. Цепь C1 должна быть рассчитана на ток

на фазу

Для каждой фазы используется шесть одножильных медных кабелей с изоляцией ПВХ, соединенных параллельно.

Эти кабели прокладываются в лотках по методу F. Поправочные коэффициенты "k":
k1 = 1 (см. рис G12, температура = 30 °C)
k4 = 0,87 (см. рис G17, параллельно проложенные кабели, 1 лоток, u 3 цепи) Другие коэффициенты в данном примере не используются.

Ток нагрузки с поправкой:

Поэтому, ток в каждом проводнике - 263 A. Согласно рис. G21a, площадь поперечного сечения - 95 мм2.

Активное и реактивное сопротивления для шести параллельных кабелей при длине 5 м:


мОм (удельное сопротивление материала кабеля: 22,5 мОм·мм2/м)


мОм (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм/м)


Выбор сечения кабеля цепи C6

Цепь C6 запитывает 3-фазный изолирующий трансформатор 400 кВА, 400/400В.


Первичный ток =


Предлагается использовать одножильный кабель в лотке (без соседних кабелей) при температуре окружающего воздуха 30 °C. Номинальный ток расцепителя выключателя - 560 A.

Метод монтажа - F, все поправочные коэффициенты k равны 1.

Площадь поперечного сечения 240 мм2 проходит по нагреву. Активное и реактивное сопротивления, соответственно:

мОм

мОм

Расчет токов КЗ для выбора выключателей Q1 и Q6

(см. рис. G70)

Элементы цепей R (мОм) X (мОм) Z (мОм) Ikmax (kA)
500 МВА на стороне высокого напряжения 0,04 0,36      
Трансформатор 1 МВА 2,2 9,8 10,0 23
Кабель C1 0,20 0,4      
Итого для Q1 2,44 10,6 10,9 23
Шина B2 3,6 7,2    
Кабель C6 1,4 1,2    
Итого для Q6 4,0 8,4 9,3 20


Рис. G70: Пример расчета тока трехфазного КЗ

Защитный проводник

Тепловые требования: рис. G60 и G61 показывают, что при использовании адиабатического метода площадь поперечного сечения проводника PE для цепи C1 равна:

 мм2


Одножильный проводник 120 мм2, размеры которого определены на основе других соображений, указанных ниже, вполне достаточен при условии, что он удовлетворяет требованиям к защите при косвенном прикосновении (т.е., достаточно низкое полное сопротивление).

Для цепи C6, площадь поперечного сечения проводника PE:

 мм2

В этом случае подходит проводник 95 мм2 при условии соблюдения требований к защите при косвенном прикосновении.

Защита от опасности косвенного прикосновения

Для 3-фазной 3-проводной цепи C6 (рис. G68) может использоваться формула на странице F27.

Максимальная допустимая длина цепи рассчитывается по формуле:

м

Значение в знаменателе Im = 630 x 11 = 6930 A - это уставка мгновенного расцепителя выключателя 630 A. Поэтому длина 15 м полностью защищена расцепителем автомата мгновенного действия.

Потеря напряжения

Рис. G28 показывает, что:

  • Для кабеля C1 (6 x 95 мм2 на фазу)


  • Для цепи C6

Общая потеря напряжения в цепях С1 и С6: ΔU% = 0,72%