Pro výběr průřezů žil topných kabelů se určí vypočtený proud a pomocí referenčních tabulek se zvolí standardní průřez odpovídající nejbližšímu vyššímu proudu, přičemž je nutné pečlivě analyzovat vypočtená zatížení, aby vyhnout se chybným výpočtům vedoucím k nehospodárné spotřebě kovu.

Zjednodušující doplňky k výběru sekcí pro vytápění jmenovitým proudem:

Kabely vysokého napětí, kromě kabelových vedení napájejících elektromotory nad 1 kV, se vybírají podle vypočteného proudu rovného průměrnému proudu.

Je možné snížit vypočtený maximální zatěžovací proud v závislosti na maximálním koeficientu při různých hodnotách doby ohřevu kabelu na teplotu rovnou 95 % ustáleného stavu. Křivky pro různé hodnoty jsou znázorněny na obr. 2.

Volba průřezů vodičů venkovního vedení pro ohřev jmenovitým proudem je obdobná jako volba průřezů žil kabelů.

Rýže. 2. Závislost na různých hodnotách.

Příklad. Určete průřez kabelu. Počáteční parametry: ;;;;. Možnost řešení: pomocí referenční knihy určíme nejbližší větší část – a nejbližší menší část -; podle Obr. 2 určíme redukční faktor, je roven 0,8, čímž určíme vypočtený proud: zvolíme tedy průřez vodiče rovný.

Výběr sekce pro vytápění zkratovým proudem

Volba tepelně odolného úseku žil kabelu se provádí podle hodnoty ustáleného zkratového proudu a doby, za kterou tento proud projde kabelem. Čas je určen nastavením ochrany, která má nejdelší dobu zpoždění (v případě použití několika ochran).

Stanovení průřezu tepelným odporem se provádí podle vzorce

kde je návrhový koeficient určený omezením přípustné teploty ohřevu žil kabelu (hodnoty návrhového koeficientu a přípustné maximální teploty ohřevu kabelů při průchodu zkratového proudu jimi jsou uvedeny v referenční literatuře ); – zkrácená doba trvání zkratového proudu; – ustálená hodnota proudu K. Z.

Ve výpočtech se používá redukovaný (fiktivní) čas – časový úsek, po který ustálený zkratový proud vydává stejné množství tepla jako skutečně procházející zkratový proud během skutečné doby zkratu, kde je zkrácený čas. pro periodickou složku proudu Zkrat – zkrácená doba pro aperiodickou složku zkratového proudu.

Výběr průřezů vodičů na základě ztráty napětí

Ve vodičích vedení přivádějících elektřinu do přijímačů nevyhnutelně dochází ke ztrátám napětí, které jsou normalizovány ve formě mezí napětí na začátku vedení – napájecím konci a ze strany elektrických přijímačů – přijímacím konci. Takže například při poklesu napětí osvětlovací zařízení snižují světelný tok a snižuje se osvětlení pracovních ploch (jeho hodnota je přímo úměrná druhé mocnině napětí); u motorů se snižuje brzdný moment (ztráta ze synchronního režimu), který je u synchronních motorů přímo úměrný prvnímu výkonu a u asynchronních motorů – druhé mocnině zbývajícího napětí.

ČTĚTE VÍCE
Jak odstranit mastnotu z keramické pánve?

Jedním z prostředků k zajištění stability napětí na výkonových přijímačích je výběr průřezů vodičů a žil kabelů na základě přípustných ztrát napětí.

Uvažujme vedení se soustředěným zatížením na konci (obr. 3). Ztráty napětí v třífázovém střídavém vedení jsou přibližně určeny z výrazu:

kde je vypočtený proud vedení, A, a je aktivní a indukční odpor vedení, Ohm.

Rýže. 3. Schéma vedení se soustředěným zatížením na konci:

a) schematický diagram; b) ekvivalentní obvod; c) vektorový diagram.

Při zanedbání indukční reaktance vodičů vedení (případně v případě) bude ztráta napětí rovna

Proto lze průřez vodiče určit výrazem

Tato metoda výpočtu je zjednodušená a udává chybu do 20 %, takže se používá pouze pro předběžné přibližné odhady.

Pro sítě vysokého napětí, kdy je potřeba počítat nejen s indukčností, ale i s kapacitou vedení, se používají obvody ve tvaru U.

Metoda výpočtu. Je vyroben ekvivalentní obvod ve tvaru U (viz obr. 4), který zanedbává aktivní složku vedení (protože určuje korónové ztráty, které jsou u vedení do 220 kV malé).

Rýže. 4. Ekvivalentní obvod pro výpočet vedení podle schématu ve tvaru U.

Předpokládá se, že celá kapacita je soustředěna na koncích vedení, což umožňuje vypočítat kapacitní vodivost () pomocí výrazu:

CM. KNYAZEVSKY STRANA 171 (4.7)

kde je měrná kapacitní vodivost vedení (určená z referenčních údajů),.

Velikost kapacitního proudu na konci vedení je:

Velikost ztráty napětí pro obvod ve tvaru U:

Přítomnost kapacitních proudů snižuje velikost ztráty napětí ze zatěžovacího proudu v důsledku kompenzace indukční složky vodičů.

Protože V průmyslových podnicích se sítě o napětí 220 kV a délce více než 200 km prakticky nerealizují, pak lze tuto metodu použít ve vnitrozávodních napájecích sítích (chyba výsledků výpočtu je 1,5 %).

Průřez vodičů a kabelových žil je nutné zvolit v závislosti na řadě technických a ekonomických faktorů.

zahřívání z dlouhodobého uvolňování tepla provozním proudem,

ohřev vodičů zkratovými proudy v nouzovém režimu,

elektrodynamické síly při protékání proudu,

ztráty napětí ve vedení od proudu, který jimi prochází v normálním a nouzovém režimu,

Rýže. 8.1 Stanovení ekonomicky proveditelného úseku.

ČTĚTE VÍCE
Je možné použít tabákovou tyčinku ve skleníku s rostlinami?

1, 2, 3 závislosti Z=f(s) pro různé náklady na elektřinu

Výběr ekonomicky proveditelného průřezu na základě ekonomické hustoty proudu v závislosti na materiálu vodiče a použití maximálního zatížení:

kde Ip – jmenovitý proud, Jэ – ekonomická proudová hustota, která se volí na základě přenášeného výkonu a délky vedení.

Tato metodika není plně v souladu s ostatními ustanoveními o ekonomických úvahách při řešení elektrických problémů, které vyžadují ekonomické zhodnocení. Ve skutečnosti, pokud vezmeme v úvahu podmínky pro přenos určitého konstantního konstrukčního výkonu při konstantní délce, lze jej provést pomocí kabelových vedení nebo nadzemních vedení různých sekcí. V tomto případě se jednoznačně změní náklady a o nějakém konstantním účelném průřezu nemůže být řeč.

Pokud vezmeme v úvahu, že se mění náklady na elektřinu, tak závislosti Z=f(s) bude mít podobu znázorněnou na obr. 8.1 (křivky 1, 2, 3). Na stejném obrázku je znázorněna závislost příslušného průřezu na ceně s=f(c). Ekonomicky schůdný průřez získaný podle vzorce (8.1) je znázorněn přímkou sэ. bez velkého vysvětlení je zřejmé, že mezi průřezem získaným z výrazu (8.1) a skutečnými hodnotami jsou značné rozdíly se1 , se2 , se3. Proto bylo přijato několik metod pro výpočet průřezu vodičů v závislosti na prioritě.

Volba průřezu vodiče pro ohřev jmenovitým proudem.

Vodiče elektrických sítí se ohřívají proudem, který jimi prochází podle Joule-Lenzova zákona:

Q = 0,24 I 2 Rt (8.2)

Teplota se zvyšuje, dokud nenastane tepelná rovnováha mezi teplem generovaným ve vodiči a teplem uvolněným do okolí.

Příliš vysoká teplota ohřevu vodiče může vést ke snížení životnosti izolace a nebezpečí požáru. Při přehřátí při vysoké teplotě může dojít k roztavení izolace kabelu, což povede k nutnosti výměny celého kabelového vedení a v některých případech může dojít i k výbuchu (ve výbušné atmosféře).

Proud protékající vodičem po dlouhou dobu, při které je stanovena nejvyšší dlouhodobá teplota ohřevu, se nazývá maximální přípustný topný proud.

Hodnoty maximálních přípustných proudů se určují z podmínek přípustného tepelného opotřebení izolačního materiálu, třídy vodiče, okolní teploty a způsobu uložení vedení. V současné době existuje mnoho referenčních tabulek, ze kterých můžete určit průřez vodiče na základě výše uvedených podmínek.

ČTĚTE VÍCE
Které topidlo je bezpečnější, olejové nebo konvektorové?

Při výpočtu topné sítě nejprve vyberte značku vodiče, podmínky pokládky a podmínky chlazení.

Pro výběr průřezu vodiče porovnejte vypočítané maximum Iр a přípustné proudy Iд , musí být splněna následující podmínka:

Hodnoty přípustných dlouhodobých proudových zatížení v referenční literatuře jsou zpravidla uvedeny pro normální podmínky chlazení. Pokud se podmínky chlazení liší od normálních, například při pokládání několika kabelů do výkopu, což vede ke zvýšení teploty kabelu, když proud protéká sousedními kabely, je zaveden korekční faktor, který lze nalézt v odkazu literatury, například PUE.

Zatěžovací proudy elektrických přijímačů přerušovaného krátkodobého provozního režimu ohřívají vodiče v menší míře než dlouhodobé provozní proudy, proto je třeba je přepočítat na podmíněný redukovaný dlouhodobý zatěžovací proud. Poté by měl být výběr vodiče proveden podle podmínky:

kde PV je doba zapnutí (přednáška 1), IPV – přerušovaný proud.

Přepočet se provádí pouze při PV≤0,4. Pro průřezy měděných drátů nad 6 mm2 a pro hliníkové dráty nad 10 mm2 se berou aktuální topné zatížení jako u instalací s dlouhodobým provozem.

Velmi častým typem abnormálního provozu elektrické instalace je přetížení doprovázené průchodem zvýšených proudů vodiči, které způsobují jejich zahřívání nad přípustné hodnoty.

Před přetížením je nutné chránit sítě provedené v interiéru s volně uloženými izolovanými vodiči s hořlavou izolací, silové sítě, kdy v důsledku podmínek technologického procesu může dojít k dlouhodobému přetížení, a sítě ve výbušném a hořlavém prostředí.

Při výběru ochranného zařízení musíte splnit řadu požadavků, stručně je uvedeme:

1) Jmenovitý proud a napětí zařízení musí odpovídat vypočtenému trvalému proudu a napětí obvodu.

2) Provozní doba zařízení by měla být minimální, s ohledem na selektivitu.

3) Ochranná zařízení by neměla vypínat instalaci při přetížení, ke kterému dochází za provozních podmínek, například při rozběhových proudech elektromotorů.

4) Ochranná zařízení musí zajistit spolehlivé odpojení poškozené části obvodu při všech typech zkratových a neutrálních provozních režimů.

Spolehlivé vypnutí zkratových proudů v síti s napětím do 1 kV je zajištěno, když poměr nejnižšího vypočteného zkratového proudu ke jmenovitému proudu pojistkové vložky nebo vybavovacího proudu jističe je alespoň tři. .

ČTĚTE VÍCE
Který vodní filtr na mytí je lepší: Gejzír nebo Aquaphor?

V závislosti na typu ochrany spolu s kontrolou přípustného ohřevu jsou stanoveny určité vztahy mezi proudy ochranných zařízení a přípustným proudem drátu. Průřez vodiče odpovídající dlouhodobě přípustnému topnému proudu by měl být porovnán s reakčním proudem ochranného zařízení. V sítích, které je nutné chránit před přetížením, jsou tyto poměry často rozhodující pro výběr průřezů vodičů.