При выборе сечения токоведущих частей необходимо учитывать как технические условия (нагрев длительным током, допустимая потеря напряжения, нагрев токами короткого замыкания, механическая прочность, потери на корону), так и экономические условия.

Решать задачу рекомендуется в следующем порядке: определить расчетный ток нагрузки, определить экономически наивыгоднейшее сечение (по этому параметру сечение в большинстве случаев получается наибольшим) и проверить его по нагреву длительным током нагрузки, потере напряжения, нагреву током короткого замыкания. Если всем требованиям выбранное сечение удовлетворяет, то оно принимается окончательно. Если же одному из технических требований сечение, выбранное по экономической плотности тока, не удовлетворяет, то принимается следующее большее стандартное сечение.

Пример. Выбрать сечение трехжильного кабеля марки АВВГ для питания потребителя с нагрузкой мощностью 50 кВт. U_н=380 В; cosφ=0,93. Продолжительность использования максимума нагрузки в год T_max =5400ч, длина кабеля L =320м. Кабель проложен в траншее совместно с другим кабелем. Расстояние между кабелями b =210мм. Температура почвы t =+20^◦ C. Допускаемая потеря напряжения ∆ U =5%. Установившийся ток короткого замыкания I _К =5,4кА. Длительность протекания тока короткого замыкания t _п =0,2с.

1. Определяем расчетный ток нагрузки:

2. Определяем экономически наивыгоднейшее сечение кабеля:

где j_эк – экономическая плотность тока, А/мм², [1], табл.7.

.

3. Выбираем кабель марки АВВГ-3х50 с допускаемым током I _доп =175 А, [1], стр.19.

4. Проверяем выбранный кабель по нагреву длительным током нагрузки из условия:

,

где I′_рас – расчетный ток нагрузки, с учетом поправочных коэффициентов.

где K₁ – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды;

   K₂ – коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее и расстояние между ними, [1], стр.28.

Кабель АВВГ сечением 50 мм² не нагревается длительным током выше допустимой температуры 80˚ С.

5. Проверяем кабель на потерю напряжения по условию:

где ∆U_рас – расчетная потеря напряжения при данной нагрузке, %.

.

где L – длина кабеля, км;

U – напряжение, В;

x ₀ – индуктивное сопротивление 1 км кабеля, Ом/км;

r ₀ – активное сопротивление 1 км кабеля, Ом/км.

Принимаем кабель большего сечения АВВГ-3х70

Принимаем кабель большего сечения АВВГ-3х95

Кабель АВВГ-3х95 удовлетворяет условию падения напряжения.

6. Проверяем кабель АВВГ-3х95 по условию термической стойкости к току короткого замыкания:

где S_min – минимально допустимое сечение по условию нагрева током короткого замыкания, мм².

где I_к – установившееся значение тока короткого замыкания, А;

t_п – время протекания тока, с;

С – коэффициент, учитывающий конструкцию и материал токоведущих частей, [3], стр. 57

Т.е. выбранный кабель термически устойчив к токам короткого замыкания

Окончательно принимаем кабель АВВГ-3х95.

Задача 2

Выбрать сечение провода ВЛЭП марки АС: