РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ ПОДЗЕМНОГО УЧАСТКА

Расчет и выбор кабельной сети напряжением выше 1кВ

   4.1.1.Расчет и выбор кабельной сети от ЦПП до РПП-6

Сечение высоковольтного кабеля, питающего участковую трансформаторную подстанцию, определяем по токам нагрузки подстанции и проверяем по экономической плотности тока, термической стойкости к токам КЗ и допустимой потере напряжения. Причем на экономическую плотность тока проверяется кабель, питающий стационарную подстанцию со сроком эксплуатации не менее 5 лет.

При загрузке подстанции, близкой к номинальной:

             ,                                          

где I_Т.ВН - номинальный ток (А) обмотки высшего напряжения ПУПП,                                                                          .                        .                    

Здесь U_С - номинальное напряжение высоковольтной сети, кВ.

Принимаем кабель марки ЭВТ-6000. Для кабеля этого типа по приложению 2.1 и нормируемой температуры жил 65⁰С находим температурный коэффициент k_t = 1,12 при температуре окружающей среды .

Расчетное значение тока нагрузки высоковольтного кабеля (А) с учетом температуры окружающей среды

                  ,

где К_t - температурный коэффициент.

По приложению 2.2 для кабеля ЭВТ-6000 по расчетному току I^/_ВН =23,7 А выбираем стандартное сечение жилы 16 мм², которое допускает нагрузку I_SH = 38А.

Проверяем кабель на термическую стойкость.

Коэффициент загрузки кабеля

                   .

По приложению 2.4 при b_К = 0,62 для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией для температуры окружающей среды 15⁰С находим коэффициент К_З.

                    К_З = 1,16 - (0,62-0,6) = 1,152.

Предельно допустимый кратковременный ток КЗ (А) в кабеле

                     ,

где С - коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил и напряжение кабеля(С = 105 для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией); S - выбранное сечение жилы кабеля, мм²; t_П - приведенное время отключения защитного аппарата (t_П = 0,15 с для КРУРН-6, расположенной в ЦПП).

Ток трехфазного КЗ в начале проверяемого кабеля I_КЗ⁽³⁾ (на шинах ЦПП)

                        I_П = 5000,93 А > I_К⁽³⁾ = 3854 А.

Выбранное сечение кабеля соответствует условию термической стойкости.

Минимальное сечение кабеля, соответствующее условию термической стойкости, определяем по упрощенной формуле

                        S  = 14,2 мм².

Выбранное ранее сечение кабеля 16 мм² больше 14,2 мм².

Сечение кабеля по допустимой потере напряжения

                   S =  = 4,1мм²,

где I_ВН - расчетный ток электроприемника, А; L - длина высоковольтного 

  кабеля, м; g -удельная проводимость меди, м / (Ом×мм²) (принимается для меди 50 м/(Ом×мм²); для алюминия 32 м/(Ом×мм²); DU_Д - допустимая потеря напряжения в высоковольтном кабеле, В.

Потеря напряжения в высоковольтном кабеле, проложенном от ЦПП до ПУПП, не должна превышать 150 В при напряжении 6 кВ.

По допустимой потере напряжения стандартное сечение 16 мм².

Сечение (мм²) жилы кабеля по экономической плотности тока

                  S_ЭК = I_ВН / j_ЭК,

где j_ЭК – нормированное предельное значение экономической плотности тока,                   зависящее от материала проводника и продолжительности работы УТП в год Т_М,     А/мм².

Для шахт время использования максимальной нагрузки обычно Т_МАХ = 4000 ч. По таблице для Т_МАХ = 3000 - 5000 ч для кабелей с медными жилами и пластмассовой изоляцией j = 3,1 А/мм².

Стандартное сечение S_НОМ = 16 мм².

Таким образом, окончательно принимается кабель ЭВТ-6000-3х16 с номинальным сечением жилы 16 мм² и длительно допустимым током нагрузки 38 А.