Удельное активное сопротивление кабеля таблица: ом км
Расчет активного и реактивного сопротивлений кабеля
1234Следующая ⇒
Построение эквивалентной схемы замещения заданного участка сети
Для рассматриваемого примера эквивалентная расчетная схема будет иметь следующий вид (рисунок 3.1)
Рисунок 3.1 – Эквивалентная схема замещения заданного участка сети
Расчет сопротивлений систем
Расчетное напряжение определим по формуле:
.
Зная расчетное напряжение, можно определить сопротивление для первой системы :
.
Аналогично найдем сопротивление для второй системы :
.
Расчет сопротивлений линий электропередач
Зная что погонное сопротивление линий и их длину можно найти сопротивление.
Практическая работа №3 Электрический расчет кабельной линии
Определим сопротивление линии :
.
Аналогично сопротивление линии :
.
3.4 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке
Ток короткого замыкания от первой системы в точке находиться по формуле:
.
Ток короткого замыкания от второй системы в точке находиться по формуле:
.
Суммарный ток короткого замыкания в точке можно найти следующим образом:
.
Зная суммарный ток короткого замыкания можно найти результирующее сопротивление в точке по формуле:
.
3.5 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке
Сопротивление трансформатора, приведенной к напряжению 110 кВ:
.
Зная сопротивление трансформатора и результирующее сопротивление в точке можно найти результирующее сопротивление в точке , приведенное к напряжению 110 кВ, по формуле:
.
А результирующее сопротивление в точке , приведенное к напряжению 10 кВ, по формуле:
.
Тогда ток короткого замыкания в точке найдем из следующего выражения:
3.6 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке
Выбор типа и сечение питающего кабеля
Сечение жил кабеля выбирают по техническим и экономическим условиям.
Номинальный ток нагрузки:
Экономическая плотность тока для кабелей с алюминиевыми жилами для района Сибири . Найдем отчисления на амортизацию . Удельное значение потерь по замыкающим затратам .
Находим :
, где – нормативный коэффициент эффективности; – суммарные издержки на амортизацию и обслуживание, в относительных единицах; – время максимальных потерь ; – стоимость потерь электроэнергии .
Для прокладки в земляной траншее выберем кабель ААШвУ Для данного кабеля при рассчитанном по номограмме выберем сечение .
Расчет активного и реактивного сопротивлений кабеля
Погонное активное сопротивление 1 км алюминиевого кабеля равно , длина кабеля . Зная это можно найти активное сопротивление кабеля:
.
Погонное реактивное сопротивление 1 км алюминиевого кабеля равно , длина кабеля . Зная это можно найти реактивное сопротивление кабеля:
.
Тогда полное сопротивление кабеля:
.
3.6.3 Расчет результирующего сопротивления в точке
Результирующее сопротивление в точке можно найти по следующей формуле:
.
3.6.4 Расчет тока короткого замыкания в точке
Ток короткого замыкания в точке найдем из следующего выражения:
.
1234Следующая ⇒
Дата добавления: 2016-10-22; просмотров: 367 | Нарушение авторских прав
Похожая информация:
Поиск на сайте:
Активное и индуктивное сопротивление кабелей и проводов. Емкостная проводимость линий электропередач
Для того, чтобы произвести расчет электрической сети на потерю напряжения необходимо знать параметры линий, а именно их сопротивления и проводимости. Если производятся расчеты цепей постоянного тока, то вполне достаточно знать только омическое сопротивление линии. А вот при расчете линии переменного тока одного омического сопротивления бывает недостаточно, и помимо активных сопротивлений, необходимо знать еще индуктивные сопротивления и емкостные проводимости проводов и кабелей.
Активное сопротивление проводов и кабелей
Из электротехники известно, что полное сопротивление при равных условиях переменному и постоянному току будут отличаться. Касается это также проводов и кабелей. Это вызвано тем, что переменный ток распределяется по сечению неравномерно (поверхностный эффект). Однако для проводов из цветных металлов и с частотой переменного напряжения 50 Гц этот эффект не оказывает слишком большого влияния и им можно пренебречь. Таким образом, при расчете проводников из цветных металлов, их сопротивления переменному и постоянному току принимаются равными.
На практике активное сопротивление медных и алюминиевых проводников рассчитывают по формуле:
Где: l – длина в км, γ – удельная проводимость материала провода м/ом∙мм2, r0 – активное сопротивление 1 км провода на фазу Ом/км, s – площадь поперечного сечения, мм2.
Величина r0, как правило, берется из таблиц справочников.
На активное сопротивление провода влияет и температура окружающей среды. Величину r0 при температуре Θ можно определить по формуле:
Где: α – температурный коэффициент сопротивления; r20 – активное сопротивление при температуре 20 0С, γ20 – удельная проводимость при температуре в 20 0С.
Стальные провода обладают значительно большими активными сопротивлениями, чем аналогичные провода из цветных металлов. Его увеличение обусловлено значительно меньшей величиной удельной проводимости и поверхностным эффектом, который у стальных проводов выражен гораздо более ярко, чем у алюминиевых или медных. Более того, в стальных проводах присутствуют потери активной энергии на вихревые токи и перемагничивание, что в схемах замещения линий учитывают дополнительной составляющей активного сопротивления.
Активное сопротивление стальных проводов (в отличии от проводов из цветных металлов) сильно зависит от величины протекаемого тока, поэтому использовать постоянное значение удельной проводимости при расчетах нельзя.
Активное сопротивление стальных проводов в зависимости от протекающего тока аналитически выразить весьма трудно, поэтому для его определения используют специальные таблицы.
Индуктивное сопротивление проводов и кабелей
Для определения индуктивного сопротивления (обозначается Х) кабельной или воздушной линии определенной протяженности в километрах удобно пользоваться выражением:
Где: Х0 – индуктивное сопротивление одного километра провода или кабеля на фазу, Ом/км.
Х одного километра воздушной или кабельной линии можно определить по формуле:
Где: Dср – расстояние среднее между проводами или центрами жил кабелей, мм; d – диаметр токоведущей жилы кабеля или диаметр провода, мм; μт – относительная магнитная проницаемость материала провода;
Первый член правой части уравнения обусловлен внешним магнитным полем и называется внешним индуктивным сопротивлением Х 0/. Из этого выражения видно, что Х0/ зависит только от расстояния между проводами и их диаметра, а так как расстояние между проводами выбирается исходя из номинального напряжения линии, соответственно Х0/ будет расти с ростом номинального напряжения линии. Х0/ воздушных линий больше, чем кабельных. Это связано с тем, что токоведущие жилы кабеля располагаются друг к другу значительно ближе, чем провода воздушных линий.
Для одной фазы:
Где: D1:2 расстояние между проводами.
Для одинарной трехфазной линии при расположении проводов по треугольнику:
При горизонтальном или вертикальном расположении проводов трехфазной линии в одной плоскости:
Увеличение сечения проводов линии ведет к незначительному уменьшению Х0/.
Второй член уравнения для определения X0 обусловлен магнитным полем внутри проводника. Он выражает внутреннее индуктивное сопротивление Х0//.
Таким образом выражение для Х0 можно представить в виде:
Для линий из немагнитными материалов μ = 1 внутреннее индуктивное сопротивление Х0// по сравнению с внешним Х0/ составляет ничтожную величину, поэтому им очень часто пренебрегают.
В таком случае формула для определения Х0 примет вид:
Для практических расчетов индуктивные сопротивления кабелей и проводов определяют по соответствующим таблицам.
В случае приближенных расчетов можно считать для воздушных линий напряжением 6-10 кВ Х0 = 0,3 – 0,4 Ом/км, а для кабельных Х0 = 0,08 Ом/км.
Внутренне индуктивное сопротивление стальных проводов сильно отличается от Х0// проводов из цветных металлов. Это вызвано тем, что Х0
Х0// для линий прокладываемых стальными проводами пренебрегать нельзя. Как правило, данную величину берут из таблиц, составленных на основе экспериментальных данных.
Сопротивления r0 и Х0// при некоторых значениях тока могут достигать максимальных значений, а затем с увеличением тока уменьшатся. Это явление объясняется магнитным насыщением стали.
Емкостная проводимость линий
Электрические линии, кроме активного и индуктивного сопротивлений, характеризуются и емкостной проводимостью, которая обусловлена емкостью между проводами и между проводам и землей.
Величину рабочей емкости в трехфазной воздушной линии приближенно можно определить по формуле:
Из данной формулы видно, что рабочая емкость будет увеличиваться с увеличением сечения проводов и уменьшением расстояния между ними. Поэтому при равных сечениях токоведущих частей линии низкого напряжения имеют большую рабочую емкость, чем линии высокого напряжения. В следствии небольших расстояний между токоведущими жилами кабеля и большей диэлектрической проницаемости изоляции по сравнению с воздухом рабочая емкость кабельной линии значительно больше, чем емкость воздушной линии.
Емкостная проводимость одноцепной воздушной линии определяется по формуле:
Определение рабочей емкости кабельной линии по формулам, в которые входят диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля, геометрические размеры и другие конструктивные особенности, задача не из легких, поэтому значения рабочей емкости определяют по специальным таблицам, составленным заводом изготовителем для различных марок кабелей, в зависимости от их номинального напряжения.
Емкостной ток вначале линии при холостом ходе (при отключенных электроприемниках) можно определить из формулы:
Где: U – линейное напряжение сети, В; l – длина линии, км;
Емкостные токи имеют серьезное значение в воздушных линиях с рабочим напряжением 110 кВ и выше и в кабельных линиях с напряжением выше 10 кВ. При расчете электрических сетей с напряжениями ниже, чем выше перечисленные, емкость линии могут не учитывать. Емкость токопроводящих частей линии по отношению к земле имеет значение при расчете заземляющих устройств и защиты.
В сети с изолированной нейтралью величину емкостного тока однофазного замыкания на землю приближенно можно определить по формулам:
- Для воздушной линии:
- Для кабельной линии:
Справочные таблицы сопротивлений элементов сети 0,4 кВ
В данной статье речь пойдет о справочных таблицах сопротивлений элементов сети 0,4 кВ при расчете токов КЗ.
При расчете токов (трехфазного, двухфазного и однофазного) короткого замыкания в сети 0,4 кВ, следует учитывать индуктивные и активные сопротивления элементов цепи КЗ.
Для упрощения поиска данных величин, представляю вашему вниманию справочные таблицы сопротивлений элементов сети 0,4 кВ.
1. Справочные таблицы сопротивлений элементов сети 0,4 кВ из книги «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ» А.В.Беляев, 2008 г.
1.1. Активные (rт) и индуктивные (хт) сопротивления трансформаторов 6(10)/0,4 кВ
1.2. Активные (rт) и индуктивные (хт) сопротивления кабелей
1.3. Удельные сопротивления шин и шинопроводов при 65 °С мОм/м
1.4. Сопротивления неизолированных медных, алюминиевых и стальных проводов при 20 °С мОм/м
2. Справочные таблицы сопротивлений элементов сети 0,4 кВ из типовой работы «Релейна защита элементов сети собственных нужд 6,3 и 0,4 кВ электростанций с турбогенераторами».
2.1 Сопротивления трансформаторов собственных нужд 6,3/0,4 кВ
2.2 Сопротивления шинопроводов
2.3 Сопротивления алюминиевых трехжильных (четырехжильных) кабелей в алюминиевой (свинцовой, непроводящей) оболочке
2.4 Сопротивления алюминиевых четырехжильных кабелей с одинаковым сечением жил
2.5 Сопротивления контрольных кабелей в непроводящей оболочке
2.6 Сопротивления автоматических выключателей
2.7 Сопротивления реактора типа РТТ-0,38-50
2.8 Сопротивления трансформаторов тока класса точности 1 и 2
3. Активное и индуктивное сопротивление для проводов самонесущих изолированных (СИП) определяют по таблицам Б.1, Б.2 ТУ 16-705.500-2006. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередач.
Справочные таблицы из ГОСТ 28249-93 я не привожу, так как любой расчет токов КЗ начинается с ознакомления справочных таблиц данного ГОСТа.
В данной же статье приводятся справочные данные, которые отсутствуют в ГОСТе.
Надеюсь данная статья вам поможет в расчете токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ.
Поделиться в социальных сетях
Сопротивление элементов схемы замещения в сети 0,4 кВ
Содержание
Для того чтобы рассчитать токи КЗ в сети до 1000 В, следует первоначально составить схему замещения, которая состоит из всех сопротивлений цепи КЗ. Активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы замещения выражают в миллиомах (мОм).
Как определять сопротивления отдельных элементов схемы замещения, об этом вы и узнаете в этой статье.
Активные и индуктивные сопротивления питающей энергосистемы рассчитывают на стороне ВН понижающего трансформатора и приводят к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].
На практике можно не учитывать активное сопротивление энергосистемы, а значение индуктивного сопротивления приравнивать как к полному сопротивлению энергосистемы (на точность расчетов это никак не скажется). В этом случае значение (в Омах) индуктивное (полное) сопротивление энергосистемы определяется по формуле 2-7 [Л3. с. 28].
После того как определили индуктивное сопротивление системы по формуле 2-7 [Л3. с. 28], данное сопротивление нужно привести к стороне НН по формуле 2-6 [Л3. с. 28].
Индуктивное сопротивление системы, также можно определить по формулам представленных в ГОСТ 28249-93:
Как мы видим формула 1 из ГОСТ 28249-93 соответствует формулам 2-6, 2-7 из [Л3. с. 28].
Пример
Определить сопротивление энергосистемы, учитывая, что ток КЗ со стороны энергосистемы на зажимах ВН трансформатора 6/0,4 кВ составляет в максимальном режиме – 19 кА, в минимальном – 13 кА.
Решение
Определяем индуктивное сопротивление энергосистемы по формулам 2-6, 2-7.
Сопротивление энергосистемы в максимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:
Сопротивление энергосистемы в минимальном режиме, приведенное к напряжению 0,4 кВ:
Значения (в мОм) полного (zт), активного (rт) и индуктивного (хт) сопротивления понижающего трансформатора приведенных к стороне НН определяются по формулам: 2-8, 2-9, 2-10 [Л3. с. 28].
На большинстве трансформаторов 10(6)/0,4 кВ имеется возможность регулирования напряжения путем переключения без возбуждения (ПБВ) при отключенном от сети трансформаторе как со стороны высшего так и низшего напряжения. Напряжение регулируется со стороны высшего напряжения на величину ±2х2,5% от номинального значения.
Для трансформаторов с пределом регулирования ПБВ ±2х2,5%, полное сопротивление будет изменятся в пределах:
Значения индуктивного и активного сопротивления трансформатора по ГОСТ 28249-93 определяются по формулам:
Как видно, формулы из ГОСТ 28249-93 совпадают с формулами приведенными в [Л3. с. 28].
Для упрощения расчета активного и индуктивного сопротивления тр-ра, можно использовать таблицу 2-4 [Л3. с. 29] для схем соединения обмоток трансформатора Y/Yo и ∆/Yo. Причем для схем соединения обмоток трансформатора ∆/Yo, значения активного (r0) и индуктивного (х0) сопротивления нулевой последовательности равны значениям активного и индуктивного сопротивления прямой последовательности: r0 = rт и х0 = хт.
Пример
Определить сопротивление трансформатора ТМ 50/6 со схемой соединения обмоток ∆/Yо.
Решение
По справочным данным определяем технические данные трансформатора: Sном. = 50 кВА, Uном.ВН = 6,3 кВ, Uном.НН = 0,4 кВ, Uкз = 4%, ∆Ркз=1,1 кВт.
Определяем полное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-8:
Определяем активное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-9:
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора для стороны 0,4 кВ по формуле 2-10:
Значения активного и индуктивного сопротивления кабелей определяются по формуле 2-11 [Л3. с. 29].
Сопротивление шин и шинопроводов длиной 5м и меньше, можно не рассчитывать, так как они не влияют на значение токов КЗ.
Значения активного и индуктивного сопротивления шин и шинопроводов определяется аналогично кабелям.
Зная расстояние между прямоугольными шинами, можно приближенно определить индуктивное сопротивление (мОм/м) по формуле 2-12 [Л3. с. 29].
Пример
Определить активное и индуктивное сопротивление алюминиевых шин сечением 60х8 мм2 от трансформатора ТМ-630/6 до распределительного щита 0,4 кВ, общая длина проложенных от трансформатора до РП-0,4 кВ составляет 10 м. В данном примере определим сопротивление шин, когда шины находятся как в горизонтальном положении, так и в вертикальном.
Решение
4.1 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при горизонтальном расположении.
По таблице 2.6 определяем погонное активное сопротивление rуд. = 0,074 мОм/м, индуктивное сопротивление определяем по формуле 2-12 [Л3. с. 29].
где: расстояние между шинами первой и второй фазы а12 = 200 мм, между второй и третью а23 = 200 мм, между первой и третью а13 = 200 + 60 + 200 = 460 мм, а среднегеометрическое расстояние:
Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:
4.2 Определим активное и индуктивное сопротивление шин при вертикальном расположении
При вертикальном расположении шин, активное сопротивление не изменяется, а индуктивное сопротивление составляет:
где: расстояние между шинами первой и второй фазы а12 = 200 мм, между второй и третью а23 = 200 мм, между первой и третью а13 = 200 + 8 + 200 = 408 мм, а среднегеометрическое расстояние:
Сопротивление шин от тр-ра до РП-0,4 кВ:
Активное и индуктивное сопротивления линий определяется по той же формуле 2-11 [Л3. с. 29], что и кабели.
Значение индуктивного сопротивления для проводов из цветных металлов можно приближенно принимать равным 0,3 мОм/м, активного по табл. 2.8.
Для стальных проводов активное и индуктивное сопротивление определяется исходя из конструкции провода и значения протекающего по нему тока. Зависимость эта сложная и математическому расчету не поддается, из-за большого количества переменных (сечение провода, температура окружающего воздуха, которая постоянно меняется в течении года, времени суток; нагревом провода током КЗ), которые влияют на значение сопротивление стальных проводов.
Поэтому учесть все эти зависимости практически не возможно и на практике активное сопротивление условно принимают при температуре 20°С и определяют по кривым зависимости стальных проводов от проходящего по ним токам, представленных в приложениях П23-П27 [Л4. с. 80-82].
Активное и индуктивное сопротивление для проводов самонесущих изолированных (СИП) определяют по таблицам Б.1, Б.2 [Л5. с. 23-26].
Номинальные параметры реактора уже заданы в обозначении самого реактора типа РТТ и РТСТ. Например у реактора типа РТТ-0,38-100-0,15:
- 0,38 – номинальное напряжение 380 В;
- 100 – номинальный ток 100 А;
- 0,15 – индуктивное сопротивление при частоте 50 Гц равно 150 мОм.
Активное сопротивление для исполнения У3 (алюминиевая обмотка) — 17 мОм, для исполнения Т3 (медная обмотка) – 16 мОм.
Значения активных и индуктивных сопротивлений трансформаторов тока принимаются по приложению 5 таблица 20 ГОСТ 28249-93. Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.
Согласно [Л3. с. 32] для упрощения расчетов, сопротивления трансформаторов тока не учитывают ввиду почти незаметного влияния на токи КЗ.
Приближенные значения сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ определяются по приложению 4 таблица 19 ГОСТ 28249-93. При приближенном учете сопротивление коммутационных аппаратов принимают — 1 мОм.
Значения сопротивления контактных соединений кабелей и шинопроводов определяют по приложению 4 таблицы 17,18 ГОСТ 28249-93. Для упрощения расчетов, данными сопротивлениями можно пренебречь. При приближенном учете сопротивлений контактов принимают:
• rк = 0,1 мОм — для контактных соединений кабелей;
• rк = 0,01 мОм — для шинопроводов.
1. Рекомендации по расчету сопротивления цепи «фаза-нуль». Главэлектромонтаж. 1986 г.
2. ГОСТ 28249-93 – Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
3. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.
4. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 — 35 кВ. 2-e изд. 1980 г.
5. ТУ 16-705.500-2006. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередач.
Удельное сопротивление кабеля таблица
Удельное сопротивление меди
Главная > Теория > Удельное сопротивление меди
Одним из самых распространённых металлов для изготовления проводов является медь. Её электросопротивление минимальное из доступных по цене металлов. Оно меньше только у драгоценных металлов (серебра и золота) и зависит от разных факторов.
Формула вычисления сопротивления проводника
Что такое электрический ток
На разных полюсах аккумулятора или другого источника тока есть разноимённые носители электрического заряда. Если их соединить с проводником, носители заряда начинают движение от одного полюса источника напряжения к другому. Этими носителями в жидкости являются ионы, а в металлах – свободные электроны.
Определение. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.
Удельное сопротивление
Удельное электрическое сопротивление – это величина, определяющая электросопротивление эталонного образца материала. Для обозначения этой величины используется греческая буква «р». Формула для расчета:
p=(R*S)/l.
Эта величина измеряется в Ом*м. Найти её можно в справочниках, в таблицах удельного сопротивления или в сети интернет.
Свободные электроны по металлу двигаются внутри кристаллической решётки. На сопротивление этому движению и удельное сопротивление проводника влияют три фактора:
- Материал. У разных металлов различная плотность атомов и количество свободных электронов;
- Примеси. В чистых металлах кристаллическая решётка более упорядоченная, поэтому сопротивление ниже, чем в сплавах;
- Температура. Атомы не находятся на своих местах неподвижно, а колеблются. Чем выше температура, тем больше амплитуда колебаний, создающая помехи движению электронов, и выше сопротивление.
На следующем рисунке можно увидеть таблицу удельного сопротивления металлов.
Удельное сопротивление металлов
Интересно. Есть сплавы, электросопротивление которых падает при нагреве или не меняется.
Проводимость и электросопротивление
Так как размеры кабелей измеряются в метрах (длина) и мм² (сечение), то удельное электрическое сопротивление имеет размерность Ом·мм²/м. Зная размеры кабеля, его сопротивление рассчитывается по формуле:
R=(p*l)/S.
Кроме электросопротивления, в некоторых формулах используется понятие «проводимость». Это величина, обратная сопротивлению. Обозначается она «g» и рассчитывается по формуле:
g=1/R.
Проводимость жидкостей
Проводимость жидкостей отличается от проводимости металлов. Носителями зарядов в них являются ионы. Их количество и электропроводность растут при нагревании, поэтому мощность электродного котла растёт при нагреве от 20 до 100 градусов в несколько раз.
Интересно. Дистиллированная вода является изолятором. Проводимость ей придают растворенные примеси.
Электросопротивление проводов
Самые распространенные металлы для изготовления проводов – медь и алюминий. Сопротивление алюминия выше, но он дешевле меди. Удельное сопротивление меди ниже, поэтому сечение проводов можно выбрать меньше. Кроме того, она прочнее, и из этого металла изготавливаются гибкие многожильные провода.
В следующей таблице показывается удельное электросопротивление металлов при 20 градусах. Для того чтобы определить его при других температурах, значение из таблицы необходимо умножить на поправочный коэффициент, различный для каждого металла. Узнать этот коэффициент можно из соответствующих справочников или при помощи онлайн-калькулятора.
Сопротивление проводов
Выбор сечения кабеля
Поскольку у провода есть сопротивление, при прохождении по нему электрического тока выделяется тепло, и происходит падение напряжения. Оба этих фактора необходимо учитывать при выборе сечения кабелей.
Выбор по допустимому нагреву
При протекании тока в проводе выделяется энергия. Её количество можно рассчитать по формуле электрической мощности:
P=I²*R.
В медном проводе сечением 2,5мм² и длиной 10 метров R=10*0.0074=0.074Ом. При токе 30А Р=30²*0,074=66Вт.
Эта мощность нагревает токопроводящую жилу и сам кабель. Температура, до которой он нагревается, зависит от условий прокладки, числа жил в кабеле и других факторов, а допустимая температура – от материала изоляции. Медь обладает большей проводимостью, поэтому меньше выделяемая мощность и необходимое сечение. Определяется оно по специальным таблицам или при помощи онлайн-калькулятора.
Таблица выбора сечения провода по допустимому нагреву
Допустимые потери напряжения
Кроме нагрева, при прохождении электрического тока по проводам происходит уменьшение напряжения возле нагрузки. Эту величину можно рассчитать по закону Ома:
U=I*R.
Справка. По нормам ПУЭ оно должно составлять не более 5% или в сети 220В – не больше 11В.
Поэтому, чем длиннее кабель, тем больше должно быть его сечение. Определить его можно по таблицам или при помощи онлайн-калькулятора. В отличие от выбора сечения по допустимому нагреву, потери напряжения не зависят от условий прокладки и материала изоляции.
В сети 220В напряжение подаётся по двум проводам: фазному и нулевому, поэтому расчёт производится по двойной длине кабеля. В кабеле из предыдущего примера оно составит U=I*R=30A*2*0.074Ом=4,44В. Это немного, но при длине 25 метров получается 11,1В – предельно допустимая величина, придётся увеличивать сечение.
Максимально допустимая длина кабеля данного сечения
Электросопротивление других металлов
Кроме меди и алюминия, в электротехнике используются другие металлы и сплавы:
- Железо. Удельное сопротивление стали выше, но она прочнее, чем медь и алюминий. Стальные жилы вплетаются в кабеля, предназначенные для прокладки по воздуху. Сопротивление железа слишком велико для передачи электроэнергии, поэтому при расчёте сечения жилы не учитываются. Кроме того, оно более тугоплавкое, и из него изготавливаются вывода для подключения нагревателей в электропечах большой мощности;
- Нихром (сплав никеля и хрома) и фехраль (железо, хром и алюминий). Они обладают низкой проводимостью и тугоплавкостью. Из этих сплавов изготавливаются проволочные резисторы и нагреватели;
- Вольфрам. Его электросопротивление велико, но это тугоплавкий металл (3422 °C). Из него изготавливаются нити накала в электролампах и электроды для аргонно-дуговой сварки;
- Константан и манганин (медь, никель и марганец). Удельное сопротивление этих проводников не меняется при изменениях температуры. Применяются в претензионных приборах для изготовления резисторов;
- Драгоценные металлы – золото и серебро. Обладают самой высокой удельной проводимостью, но из-за большой цены их применение ограничено.
Индуктивное сопротивление
Формулы для расчёта проводимости проводов справедливы только в сети постоянного тока или в прямых проводниках при низкой частоте. В катушках и в высокочастотных сетях появляется индуктивное сопротивление, во много раз превышающее обычное. Кроме того, ток высокой частоты распространяется только по поверхности провода. Поэтому его иногда покрывают тонким слоем серебра или используют литцендрат.
Справка. Литцендрат – это многожильный провод, каждая жила в котором изолирована от остальных. Это делается для увеличения поверхности и проводимости в сетях высокой частоты.
Удельное сопротивление меди, гибкость, относительно невысокая цена и механическая прочность делают этот металл, вместе с алюминием, самым распространенным материалом для изготовления проводов.
Видео
elquanta.ru
Таблица удельных сопротивлений проводников. Таблица удельных сопротивлений металлов.
Примечания: Емкостная проводимость трехфазных воздушных линий, Ф/км, подсчитывается по рабочей емкости линии:
| |||||||||||||||
где
С11 — Со — частичная емкость фазы на
землю; C12 — частичная емкость между
фазами; D ср— среднегеометрическое
расстояние между проводами; r — внешний
радиус провода.Неактивен | Консультант Технические специалисты Re: Здравствуйте. Удельное активное и реактивное сопротивление кабелей АВВГ 4х70, 4х95, 4х120. Спасибо!Здравствуйте! Сопротивление кабелей — активное (20ºС) / индуктивное, Ом/км:АВВГ 4х2,5-1 — 12,1 / 0,116;АВВГ 4х6-1 — 5,11 / 0,101;АВВГ 4х10-1 — 3,08 / 0,099;АВВГ 4х16-1 — 1,91 / 0,095;АВВГ 4х25-1 — 1,20 / 0,091;ВВГ 4х35-1 — 0,524 / 0,088;АВВГ 4х70-1 — 0,443 / 0,082;ВВГ 4х240-1 — 0,0754 / 0,077. |
| Оставить комментарий | РСС | |
Неактивен | Посетитель Гость Тема: Ответьте, пожалуйста на вопрос: Нормативный срок службы контрольных, силовых и в/в кабелей.Ответьте, пожалуйста на вопрос: Нормативный срок службы контрольных, силовых и в/в кабелей. | 2009-01-19 04:00 |
Цитировать Сообщение 11 | ||
Неактивен | Консультант Moderators Re: Ответьте, пожалуйста на вопрос: Нормативный срок службы контрольных, силовых и в/в кабелей.Срок службы контрольных кабелей не менее 15 лет при прокладке в земле и не менее 25 лет при прокладке в помещениях, силовых кабелей с бумажнопропитанной, ПВХ и СПЭ изоляцией- не менее 30 лет. | 2009-01-19 04:00 |
Цитировать Сообщение 12 | ||
cable.ru
3.5. Погонные (удельные) параметры линий
Погонное (удельное) (на единицу длины) активное сопротивление rо при частоте 50 Гц и обычно применяемых сечениях алюминиевых или медных проводов и жил кабелей можно принять равным погонному омическому сопротивлению. Явление поверхностного эффекта начинает заметно сказываться только при сечениях порядка 500 мм2.
Активное сопротивление – это сопротивление при протекании по проводнику переменного тока, омическое — это сопротивление при протекании по тому же проводнику постоянного тока. Для сталеалюминиевых проводов явление поверхностного эффекта также незначительно и может не учитываться.
Значительное влияние на активное сопротивление оказывает температура материала проводников, которая зависит от температуры окружающей среды и тока нагрузки.
Погонные (удельные) реактивные (индуктивные) сопротивления фаз линий в общем случае получаются разными. Они определяются взаимным расположением фаз и геометрическими параметрами. При расчетах симметрических рабочих режимов пользуются средними значениями (независимо от транспозиции фаз линии).
Задания для самостоятельной работы:
1. Выбор трансформаторов.
2. Методы определения параметров сети при различных конструктивных исполнениях, номинальных напряжениях и назначениях в составе ЭЭС.
3. Изучение удельных параметров проводов ЛЭП, кабельных линий, а именно воздействия на них температуры окружающей среды.
4. Составление принципиальной электрической схемы сети: генератор-двухобмоточный трансформатор-линия- двухобмоточный трансформатор-нагрузка.
Лекция 4. Схемы замещения ЛЭП. Определение параметров схемы замещения ЛЭП.
Линия электрической сети теоретически рассматривается состоящей из бесконечно большого количества равномерно распределенных вдоль нее активных и реактивных сопротивлений и проводимостей.
Точный учет влияния распределенных сопротивлений и проводимостей сложен и необходим при расчетах очень длинных линий, которые в этом курсе не рассматривается.
На практике ограничиваются упрощенными методами расчета, рассматривая линию с сосредоточенными активными и реактивными сопротивлениями и проводимостями.
Для проведения расчетов принимают упрощенные схемы замещения линии, а именно: П-образную схему замещения, состоящую из последовательно соединенных активного (rл) и реактивного (xл) сопротивлений. Активная (gл) и реактивная (емкостная) (bл) проводимости включены в начале и конце линии по 1/2.
Рис. 4.1. П-образная схема замещения характерна для воздушных ЛЭП напряжением 110-220 кВ длиной до 300-400 км.
Активное сопротивление определяется по формуле
,
где rо – удельное сопротивление Ом/км при tо провода + 20о ,
l – длина линии, км
Активное сопротивление проводов и кабелей при частоте 50 Гц обычно примерно равно омическому сопротивлению. Не учитывается явление поверхностного эффекта.
Удельное активное сопротивление rо для сталеалюминиевых и других проводов из цветных металлов определяется по таблицам в зависимости от поперечного сечения.
Для стальных проводов нельзя пренебрегать поверхностным эффектом. Для них rо зависит от сечения и протекающего тока и находится по таблицам.
При температуре провода, отличной от 20о С сопротивление линии уточняется по соответствующим формулам.
Реактивное сопротивление определяется:
,
где
xо — удельное реактивное сопротивление Ом/км. Удельные индуктивные сопротивления фаз ВЛ в общем случае различны (об этом уже говорилось).
При расчетах симметричных режимов используют средние значения xо :
(1),
где rпр — радиус провода, см;
Дср — среднегеометрическое расстояние между фазами, см, определяется следующим выражением:
,
Где Дав, Двс, Дса — расстояния между проводами соответствующих фаз А, В, С.
Например, при расположении фаз по углам равностороннего треугольника со сторонойД, среднегеометрическое расстояние равно Д.
Дав=Двс=Дас=Д
При расположении проводов ЛЭП в горизонтальном положении:
Дав=Двс=Д
Дас=2Д
При размещении параллельных цепей на двухцепных опорах потокосцепление каждого фазного провода определяется токами обеих цепей. Изменение Х0 из-за влияния второй цепи зависит от расстояния между цепями. Отличие Х0 одной цепи при учете и без учета влияния второй цепи не превышает 5-6% и не учитывается в практических расчетах.
В линиях электропередач при (иногда и при напряжении 110 и 220 кВ) провод каждой фазы расщепляется на несколько проводов.
Рис. 4.2. Пример участка ВЛ с расщеплением провода одной фазы на три провода: подвешивают одновременно несколько проводов на фазу.
Это соответствует увеличению эквивалентного радиуса. В выражении для Х0:
(1)
вместо rпр используется
,
где rэк — эквивалентный радиус провода, см;
аср — среднегеометрическое расстояние между проводами одной фазы, см;
nф- число проводов в одной фазе.
Для линии с расщепленными проводами последнее слагаемое в формуле 1 уменьшается в nф раз, т.е. имеет вид .
Удельное активное сопротивление фазы линии с расщепленными проводами определяются так : r0= r0пр / nф ,
Где r0пр — удельное сопротивление провода данного сечения, определенное по справочным таблицам. Для сталеалюминиевых проводов Х0 определяется по справочным таблицам, в зависимости от сечения, для стальных в зависимости от сечения и тока.
studfiles.net
Удельное индуктивное сопротивление линии. Активное сопротивление
Схемы замещения ЛЭП постоянного тока могут рассматриваться как частный случай схем замещения ЛЭП переменного тока при Х = 0 и b = 0.
Размещено 10.01.2012 (актуально до 10.04.2013)
Линия электрической сети теоретически рассматривается состоящей из бесконечно большого количества равномерно распределенных вдоль нее активных и реактивных сопротивлений и проводимостей.
Точный учет влияния распределенных сопротивлений и проводимостей сложен и необходим при расчетах очень длинных линий, которые в этом курсе не рассматривается.
На практике ограничиваются упрощенными методами расчета, рассматривая линию с сосредоточенными активными и реактивными сопротивлениями и проводимостями.
Для проведения расчетов принимают упрощенные схемы замещения линии, а именно: П-образную схему замещения, состоящую из последовательно соединенных активного (r л) и реактивного (x л) сопротивлений. Активная (g л) и реактивная (емкостная) (b л) проводимости включены в начале и конце линии по 1/2.
П-образная схема замещения характерна для воздушных ЛЭП напряжением 110-220 кВ длиной до 300-400 км.
Активное сопротивление определяется по формуле:
r л =r о ∙l,
где r о – удельное сопротивление Ом/км при t о провода + 20 о, l – длина линии, км.
Акти
Сопротивление проводов переменному току
В предыдущей статье я рассмотрел сопротивление проводников постоянному току, а в этой статье мы обратим внимание на сопротивление переменному току. Если вы не читали предыдущую статью, возможно, сейчас самое подходящее время для этого. Сопротивление проводника переменному току всегда больше, чем сопротивление постоянному току. Основными причинами этого являются «скин-эффект» и «эффект близости», которые более подробно рассматриваются ниже.
В предыдущей статье я рассмотрел сопротивление проводников постоянному току, а в этой статье мы обратим внимание на сопротивление переменному току. Если вы не читали предыдущую статью, возможно, сейчас самое подходящее время для этого.
Сопротивление проводника переменному току всегда больше, чем сопротивление постоянному току. Основными причинами этого являются «скин-эффект» и «эффект близости», которые более подробно рассматриваются ниже.
Существуют различные методы учета этих эффектов, но я остановлюсь на тех, которые приведены в IEC 60287 (электрические кабели — расчет номинального тока).Помимо того, что этот метод широко распространен, он также является частью стандарта, что придает ему определенную легитимность.
В стандарте учитываются эффекты кожи и близости с помощью следующих формул:
Где:
R = сопротивление проводника переменному току
R ‘ = сопротивление проводника постоянному току
y с = фактор скин-эффекта
y p = фактор эффекта близости
Хотя приведенные выше формулы довольно просты, вычисление факторов скин-эффекта и эффекта близости немного сложнее, но все же не слишком сложно.
Кожный эффект
По мере увеличения частоты тока электрический ток имеет тенденцию концентрироваться вокруг внешней части проводника. На очень высоких частотах часто по этой причине используются полые проводники. На частотах мощности (обычно 50 или 60 Гц), хотя и менее выражено, изменение сопротивления из-за скин-эффекта все же заметно.
Коэффициент скин-эффекта y с определяется по формуле:
где:
f = частота питания в герцах
k с = коэффициент скин-эффекта из таблицы ниже
Эффект близости
Эффект близости связан с магнитными полями проводников, находящихся близко друг к другу.Распределение магнитного поля неравномерное, но зависит от физического расположения проводников. Поскольку флюс, разрезающий проводники, не является равномерным, это приводит к неравномерному распределению тока по трубопроводу и изменению сопротивления.
Формулы для фактора эффекта близости различаются в зависимости от того, идет ли речь о двух или трех ядрах.
γ p = X p 4 192 + 0,8 X p 4 (d c S) 2 × 2,9
— двухжильный кабель или два одножильных кабеля
γ p = X p 4 192 + 0.8 X p 4 (dc S) 2 [0312 (dc S) 2 + 1,18 X p 4 192 + 0,8 X p 4 +0,27]
— для трехжильных кабелей или трех одножильных кабелей
Где (для обоих случаев) :
X p 8πf R ′ 10 −7 кп
d c = диаметр проводника (мм)
s = расстояние между осями проводника (мм)
k p = коэффициент эффекта близости из таблицы нижеПримечание:
1. для трех одноядерных с неравномерным интервалом s = √ (s 1 xs 2 )
2.для фасонных проводников y p составляет две трети значения, рассчитанного выше, при этом
d c = d x = диаметр эквивалентного круглого проводника той же площади поперечного сечения (мм)
s = (d x + t), где t — толщина изоляции между проводниками (мм)
Коэффициенты k s и k p
| k s | k p | ||
|---|---|---|---|
| Медь | Круглый многопроволочный или цельный | 1 | 1 |
| Круглый сегментный | 0.435 | 0,37 | |
| Секторное | 1 | 1 | |
| Алюминий | Круглый многожильный или сплошной | 1 | 1 |
| Круглый 5 сегмент | 0,19 | 0.37 | |
| Круглый 6 сегмент | 0,12 | 0,37 | |
Резюме
Если вам нужно рассчитать сопротивление проводника, я надеюсь, что эта статья (и сопутствующая статья о постоянном токе) может помочь. Таким образом, процедура довольно проста:
- Найдите сопротивление постоянному току при 20 0 C из таблицы IEC 60287, см. Первую статью
- Отрегулируйте рабочую температуру, как показано в первой статье
- Отрегулируйте для кожи и эффекты близости, как показано в этой статье
Если у кого-то есть какие-либо комментарии или что-то, что можно добавить, сделайте это ниже.
<- Сопротивление проводов постоянному току
,% PDF-1.3 % 238 0 объект > endobj Xref 238 94 0000000016 00000 н. 0000002231 00000 н. 0000003420 00000 н. 0000003638 00000 н. 0000003704 00000 н. 0000003829 00000 н. 0000003943 00000 н. 0000004054 00000 н. 0000004165 00000 п. 0000004290 00000 н. 0000004416 00000 н. 0000004559 00000 н. 0000004701 00000 п. 0000004845 00000 н. 0000004973 00000 п. 0000005119 00000 п. 0000005268 00000 н. 0000005422 00000 н. 0000005556 00000 н. 0000005690 00000 н. 0000005828 00000 н. 0000005970 00000 н. 0000006093 00000 п. 0000006224 00000 н. 0000006356 00000 н. 0000006504 00000 н. 0000006654 00000 п. 0000006792 00000 н. 0000006932 00000 н. 0000007062 00000 н. 0000007191 00000 н. 0000007331 00000 п. 0000007467 00000 н. 0000007592 00000 н. 0000007729 00000 н. 0000007880 00000 н. 0000008012 00000 н. 0000008153 00000 н. 0000008282 00000 н. 0000008407 00000 п. 0000008530 00000 н. 0000008653 00000 н. 0000008799 00000 н. 0000008941 00000 н. 0000009061 00000 н. 0000009200 00000 п. 0000009344 00000 п. 0000009472 00000 п. 0000009612 00000 н. 0000009735 00000 н. 0000009857 00000 н. 0000009974 00000 н. 0000010091 00000 п. 0000010208 00000 п. 0000010332 00000 п. 0000010460 00000 п. 0000010585 00000 п. 0000010721 00000 п. 0000010856 00000 п. 0000010983 00000 п. 0000011221 00000 п. 0000011769 00000 п. 0000012312 00000 п. 0000012616 00000 п. 0000012816 00000 п. 0000012912 00000 п. 0000013197 00000 п. 0000013238 00000 п. 0000013261 00000 п. 0000014486 00000 п. 0000014542 00000 п. 0000014564 00000 п. 0000015593 00000 п. 0000015615 00000 п. 0000016583 00000 п. 0000016605 00000 п. 0000017548 00000 п. 0000017570 00000 п. 0000018548 00000 п. 0000018570 00000 п. 0000019507 00000 п. 0000019529 00000 п. 0000020455 00000 п. 0000020477 00000 п. 0000021439 00000 п. 0000022585 00000 п. 0000022664 00000 п. 0000023526 00000 п. 0000026204 00000 п. 0000027416 00000 н. 0000097723 00000 п. 0000138002 00000 н. 0000002416 00000 н. 0000003398 00000 н. прицеп ] >> startxref 0 %% EOF 239 0 объект > endobj 330 0 объект > поток ! HTolSU ^ R] 4E ͨçQKl: 6E6n’DK 14! KLpt $ ̍UF-32} w ^ C`u @ GpgŎvH9 ^ xX & 5 XJ {EJtqTSτT # ĕE, (n2% GьIHxn2pg \ 4g $ | -7 # s1l: U ٳ [! Z ڱ: Z ,, Svbɰz6SV | ] DԚCe ~ {GLc ~ г; 3 ^ 1 ֝ 2 OWFszY ތ [ewoV3 ߵ Ի?.{0 ~ GH7 + KWS А. = Jj> С + v_VzaUJw8X5Jy5 6т
.Рабочий пример расчета кабеля
Рабочий пример расчета кабеля
(см. , рис. G69)
Питание установки осуществляется через трансформатор 630 кВА. Этот процесс требует высокой степени бесперебойности подачи электроэнергии, и часть установки может питаться от резервного генератора мощностью 250 кВА. Глобальная система заземления — TN-S, за исключением наиболее критических нагрузок, питаемых от разделительного трансформатора с конфигурацией IT ниже по цепи.
Однолинейная схема показана на Рисунок G69 ниже.Результаты компьютерного исследования цепи от трансформатора T1 до кабеля C7 воспроизведены на Рисунке G70. Это исследование проводилось с помощью Ecodial (программное обеспечение Schneider Electric).
Далее следуют те же расчеты, которые выполняются упрощенным методом, описанным в этом руководстве.
Рис. G69 — Пример однолинейной схемы
Расчет с помощью программы Ecodial
Рис. G70 — Частичные результаты расчетов, выполненных с помощью программного обеспечения Ecodial (Schneider Electric).Расчет выполняется в соответствии с Cenelec TR50480 и IEC 60909
.| Общие характеристики сети | Кабель C3 | |||
|---|---|---|---|---|
| Система заземления | TN-S | Длина | 20 | |
| Нейтрально распределено | Нет | Максимальный ток нагрузки (A) | 518 | |
| Напряжение (В) | 400 | Тип изоляции | ПВХ | |
| Частота (Гц) | 50 | Температура окружающей среды (° C) | 30 | |
| Уровень неисправности восходящего потока (MVA) | 500 | Материал проводника | Медь | |
| Сопротивление сети СН (мОм) | 0.035 | Одножильный или многожильный кабель | Одноместный | |
| Реактивное сопротивление сети СН (мОм) | 0,351 | Способ установки | F31 | |
| Трансформатор Т1 | Выбранный фазный провод csa (мм2) | 2 х 120 | ||
| Рейтинг (кВА) | 630 | Выбран нейтральный провод csa (мм2) | 2 х 120 | |
| Напряжение полного сопротивления короткого замыкания (%) | 4 | PE-провод выбран csa (мм2) | 1 х 120 | |
| Потери нагрузки (PkrT) (Вт) | 7100 | Падение напряжения на кабеле ΔU (%) | 0.459 | |
| Напряжение холостого хода (В) | 420 | Общее падение напряжения ΔU (%) | 0,583 | |
| Номинальное напряжение (В) | 400 | Трехфазный ток короткого замыкания Ik3 (кА) | 21,5 | |
| Кабель C1 | Ток однофазного замыкания на землю Ief (кА) | 18 | ||
| Длина (м) | 5 | Распределительный щит B6 | ||
| Максимальный ток нагрузки (A) | 909 | ссылку | Prisma Plus G | |
| Тип изоляции | ПВХ | Номинальный ток (A) | 630 | |
| Температура окружающей среды (° C) | 30 | Автоматический выключатель Q7 | ||
| Материал проводника | Медь | Ток нагрузки (A) | 238 | |
| Одножильный или многожильный кабель | Одноместный | Тип | Компактный | |
| Способ установки | 31F | ссылку | NSX250B | |
| Количество слоев | 1 | Номинальный ток (A) | 250 | |
| Выбранный фазный провод csa (мм²) | 2 х 240 | Количество полюсов и защищенных полюсов | 3П3д | |
| Выбран нейтральный провод csa (мм²) | 2 х 240 | Расцепитель | Micrologic 5.2 E | |
| PE-провод выбран csa (мм²) | 1 х 240 | Отключение по перегрузке Ir (A) | 238 | |
| Падение напряжения ΔU (%) | 0,124 | Кратковременное отключение Im / Isd (A) | 2380 | |
| Трехфазный ток короткого замыкания Ik3 (кА) | 21,5 | Кабель C7 | ||
| Ток замыкания на землю Ief (кА) | 18 | Длина | 5 | |
| Автоматический выключатель Q1 | Максимальный ток нагрузки (A) | 238 | ||
| Ток нагрузки (A) | 909 | Тип изоляции | ПВХ | |
| Тип | Masterpact | Температура окружающей среды (° C) | 30 | |
| ссылку | МТЗ2 10Н1 | Материал проводника | Медь | |
| Номинальный ток (A) | 1000 | Одножильный или многожильный кабель | Одноместный | |
| Количество полюсов и защищенных полюсов | 4П4д | Способ установки | F31 | |
| Расцепитель | Micrologic 5.0X | Выбранный фазный провод csa (мм²) | 1 х 95 | |
| Отключение по перегрузке Ir (A) | 920 | Выбран нейтральный провод csa (мм²) | 1 х 95 | |
| Кратковременное отключение Im / Isd (A) | 9200 | PE-провод выбран csa (мм²) | 1 х 95 | |
| Время отключения tm (мс) | 50 | Падение напряжения на кабеле ΔU (%) | 0,131 | |
| Коммутатор B1 | Общее падение напряжения ΔU (%) | 0.714 | ||
| ссылку | Prisma Plus P | Трехфазный ток короткого замыкания Ik3 (кА) | 18,0 | |
| Номинальный ток (A) | 1000 | Ток однофазного замыкания на землю Ief (кА) | 14,2 | |
| Автоматический выключатель Q3 | ||||
| Ток нагрузки (A) | 518 | |||
| Тип | Компактный | |||
| ссылку | NSX630F | |||
| Номинальный ток (A) | 630 | |||
| Количество полюсов и защищенных полюсов | 4П4д | |||
| Расцепитель | Micrologic 5.3 E | |||
| Отключение по перегрузке Ir (A) | 518 | |||
| Кратковременное отключение Im / Isd (A) | 1036 | |||
Тот же расчет с использованием упрощенного метода, рекомендованного в данном руководстве
Расчетная схема C1
Трансформатор среднего / низкого напряжения 630 кВА имеет номинальное напряжение 400 В. Цепь C1 должна быть рассчитана на ток:
я б знак равно 630 × 10 3 3 × 400 знак равно 909 {\ displaystyle I_ {b} = {\ frac {630 \ times 10 ^ {3}} {{\ sqrt {3}} \ times 400}} = 909 \, A} за фазу
Два одножильных медных кабеля с ПВХ-изоляцией, включенных параллельно, будут использоваться для каждой фазы.Эти кабели будут проложены по кабельным лоткам в соответствии с методом 31F.
Таким образом, каждый проводник будет выдерживать 455 А. На рисунке G21 показано, что для 3 нагруженных проводов с изоляцией из ПВХ требуется с.з. составляет 240 мм².
Сопротивление и индуктивное реактивное сопротивление для двух параллельно подключенных проводов на длине 5 метров составляют:
р знак равно 18,51 × 5 240 × 2 знак равно 0.19 м Ω {\ displaystyle R = {\ frac {18,51 \ times 5} {240 \ times 2}} = 0,19 \, м \ Omega} (сопротивление кабеля: 18,51 мОм · мм 2 / м при 20 ° C)
Икс знак равно 0,08 / 2 × 5 знак равно 0.2 м Ω {\ Displaystyle X = 0,08 / 2 \ раз 5 = 0,2 \, м \ Omega} (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм / м, 2 кабеля параллельно)
Расчетная схема C3
Контур C3 питает две нагрузки, всего 310 кВт с cos φ = 0.85, поэтому общий ток нагрузки составляет:
я б знак равно 310 × 10 3 3 × 400 × 0,85 знак равно 526 {\ displaystyle I_ {b} = {\ frac {310 \ times 10 ^ {3}} {{\ sqrt {3}} \ times 400 \ times 0.85}} = 526 \, А}
Два одножильных медных кабеля с ПВХ-изоляцией, включенных параллельно, будут использоваться для каждой фазы. Эти кабели будут прокладываться на кабельных лотках по методу F.
Таким образом, каждый проводник будет выдерживать ток 263 А. Рисунок G21 показывает, что для 3 нагруженных проводов с изоляцией из ПВХ требуется с.з. составляет 120 мм².
Сопротивление и индуктивное реактивное сопротивление для двух параллельных проводов на длине 20 метров составляют:
р знак равно 18.51 × 20 120 × 2 знак равно 1,54 м Ω {\ Displaystyle R = {\ гидроразрыва {18,51 \ times 20} {120 \ times 2}} = 1,54 \, м \ Omega} (сопротивление кабеля: 18,51 мОм · мм 2 / м при 20 ° C)
Икс знак равно 0,08 / 2 × 20 знак равно 1,6 м Ω {\ Displaystyle Х = 0.08/2 \ раз 20 = 1,6 \, м \ Омега} (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм / м, 2 кабеля параллельно)
Расчетная схема C7
Цепь C7 обеспечивает одну нагрузку 140 кВт с cos φ = 0,85, поэтому общий ток нагрузки составляет:
я б знак равно 140 × 10 3 3 × 400 × 0.{3}} {{\ sqrt {3}} \ times 400 \ times 0.85}} = 238 \, A}
Для каждой фазы будет использоваться один одножильный медный кабель с ПВХ изоляцией.
Кабели будут проложены по кабельным лоткам согласно методу F.
Таким образом, каждый проводник будет выдерживать ток 238 А. На рисунке G21 показано, что для 3 нагруженных проводов с изоляцией из ПВХ требуется с.с. составляет 95 мм².
Сопротивление и индуктивное реактивное сопротивление для длины 5 метров составляют:
р знак равно 18.51 × 5 95 знак равно 0,97 м Ω {\ displaystyle R = {\ frac {18,51 \ times 5} {95}} = 0,97 \, м \ Omega} (сопротивление кабеля: 18,51 мОм · мм 2 / м)
Икс знак равно 0,08 × 5 знак равно 0,4 м Ω {\ Displaystyle X = 0,08 \ раз 5 = 0,4 \, м \ Omega} (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм / м)
Расчет токов короткого замыкания для выбора автоматических выключателей Q1, Q3, Q7
(см. рис. G71)
Рис. G71 — Пример оценки тока короткого замыкания
| Компоненты схемы | R (мОм) | X (мОм) | Z (мОм) | Ikmax (кА) |
|---|---|---|---|---|
| Восходящая сеть среднего напряжения, уровень неисправности 500 МВА (см. , рис. G36) | 0,035 | 0,351 | ||
| Трансформатор 630 кВА, 4% (см. , рис. G37) | 2.90 | 10,8 | ||
| Кабель C1 | 0,19 | 0,20 | ||
| Итого | 3,13 | 11,4 | 11,8 | 21 |
| Кабель C3 | 1,54 | 0,80 | ||
| Итого | 4.67 | 12,15 | 13,0 | 19 |
| Кабель C7 | 0,97 | 0,40 | ||
| Итого | 5,64 | 12,55 | 13,8 | 18 |
Защитный провод
Обычно для цепей с фазным проводом c.Южная Австралия Sph ≥ 50 мм², минимальный сечение заземляющего провода PE. будет Sph / 2.
Предлагаемый c.s.a. Таким образом, длина защитного провода PE составит 1×240 мм² для цепи C1, 1×120 мм² для C3 и 1×50 мм² для C7.
Минимальный c.s.a. для проводника защитного заземления (PE) можно рассчитать с использованием адиабатического метода (формула, приведенная в рис. G59):
S п Е знак равно я 2 ,{2} .t}} {к}}}
Для контура C1 I = 21 кА и k = 143.
t — максимальное время срабатывания защиты СН, например 0,5 с
Это дает:
S п Е знак равно я 2 , T К знак равно 21000 × 0.{2}}
Таким образом, достаточно одного провода сечением 120 мм², при условии, что он также удовлетворяет требованиям защиты от короткого замыкания (косвенный контакт), то есть его полное сопротивление достаточно низкое.
Защита от неисправностей (защита от косвенного прикосновения)
Для системы заземления TN минимальное значение Lmax определяется фазой замыкания на землю (наивысший импеданс). Традиционный метод детализирует расчет типичного замыкания фазы на землю и расчет максимальной длины цепи.
В этом примере (3-фазная 4-проводная цепь) максимально допустимая длина цепи определяется формулой:
L м Икс знак равно 0.8 × U 0 × S п час ρ × ( 1 + м ) × я {\ Displaystyle L_ {макс} = {\ гидроразрыва {0.8 \ times U_ {0} \ times S_ {ph}} {\ rho \ times \ left (1 + m \ right) \ times I_ {a}}}}
где m = Sph / SPE
Для контура C3 это дает:
L м Икс знак равно 0.8 × 230 × 2 × 120 23,7 × 10 — 3 × ( 1 + 2 ) × 630 × 11 знак равно 90 м {\ Displaystyle L_ {макс} = {\ гидроразрыва {0.{-3} \ times \ left (1 + 2 \ right) \ times 630 \ times 11}} = 90 \, m}
(Значение в знаменателе 630 x 11 — это максимальный уровень тока, при котором срабатывает мгновенное магнитное расцепление короткого замыкания автоматического выключателя на 630 А).
Таким образом, длина 20 метров полностью защищена устройствами «мгновенного» перегрузки по току.
Падение напряжения
Падение напряжения рассчитывается с использованием данных, приведенных на рисунке Рисунок G30, для симметричных трехфазных цепей, мощность двигателя в нормальном режиме (cos φ = 0.8).
Результаты представлены на Рис. G72:
Тогда полное падение напряжения на конце кабеля C7 составляет: 0,73% .
Рис. G72 — Падение напряжения, вызванное различными кабелями
| C1 | C3 | C7 | |
|---|---|---|---|
| н.э. | 2 x 240 мм 2 | 2 x 120 мм 2 | 1 x 95 мм 2 |
| ∆U на провод (В / А / км) см. Рис. G30 | 0,22 | 0,36 | 0,43 |
| Ток нагрузки (A) | 909 | 526 | 238 |
| Длина (м) | 5 | 20 | 5 |
| Падение напряжения (В) | 0,50 | 1,89 | 0,51 |
| Падение напряжения (%) | 0,12 | 0,47 | 0,13 |
Размер кабеля для вспомогательных электрических цепей (рабочие примеры)
Несколько слов о вспомогательных цепях
Подглавная электрическая цепь может быть определена как цепь, подключенная непосредственно от главного распределительного щита низкого напряжения к вспомогательной распределительной панели или к восходящей магистрали для окончательного подключения оборудования, потребляющего малый ток.
Расчет размеров кабелей вспомогательных электрических цепей (рабочие примеры)Кодекс требует, чтобы максимальные потери в меди в каждой вспомогательной цепи не превышали 1.5% от общей активной мощности передается по проводникам цепи при номинальном токе цепи.
При выборе размера проводника можно применить аналогичный подход, как и для фидерной цепи. Однако при проектировании необходимо сделать допущение для различных характеристик вспомогательной цепи, включая расчетный ток, ожидаемый гармонический ток (THD) в цепи, степень дисбаланса и т. Д.
В качестве альтернативы, метод повышения энергоэффективности, введенный Кодексом, может также использоваться для предварительного определения размеров кабеля.Этот метод энергоэффективности для определения размеров кабеля требует расчета максимально допустимого сопротивления проводника на основе требований к максимальным потерям в меди, как указано в кодексе.
Для 3-фазной 4-проводной схемы (предположительно симметричной, линейной или нелинейной):
Активная мощность, передаваемая по проводникам цепи //
P = √3 · U L · I 1 · cosθ
Суммарные потери меди в проводниках //
P медь = (3 · I b 2 + I N 2 ) · r · L
где:
- U L — Линейное напряжение, 380 В
- I b — Расчетный ток цепи в амперах
- I 1 — Основной ток цепи в амперах
- I N — Ток нейтрали в цепи в амперах
- cosθ — Коэффициент смещения мощности контура
- r — а.с. сопротивление / проводник / метр при рабочей температуре проводника
- L — Длина кабеля в метрах
Процент потерь в меди по отношению к полной передаваемой активной мощности:
Следовательно,
Таблицы 4.2A и 4.2B в Кодексе предоставляют быструю первоначальную оценку размера кабеля, необходимого для общих типов кабелей и методов установки, используемых в Гонконге для этого примера.
Табулированный номинальный ток выбранного кабеля затем можно скорректировать, применив соответствующие поправочные коэффициенты. Эффективная допустимая токовая нагрузка выбранного кабеля должна быть проверена так, чтобы ее значение было больше или равно номинальному значению устройства защиты цепи.
Рассчитайте подходящий размер кабеля
Трехфазная вспомогательная цепь с расчетным основным током 100 А должна быть подключена кабелем 4 / C PVC / SWA / PVC на специальном кабельном лотке.При температуре окружающей среды 30 ° C и длине цепи 40 м рассчитайте соответствующий размер кабеля для следующих условий:
- CASE 1 // Неискаженное сбалансированное состояние с использованием традиционного метода (cosθ = 0,85)
- ВАРИАНТ 2 // Неискаженное сбалансированное состояние с макс. потери в меди 1,5% (cosθ = 0,85)
Дело № 1
Неискаженное сбалансированное состояние с использованием обычного метода:
- I b = 100A
- I n = 100A
- I т (мин) = 100A
Предположим, что поправочные коэффициенты C a , C p , C g и C i равны единице.
См. BS7671: 2008 , Требования к электрическим установкам,
Таблица 4D4A для 25 мм 2 — 4 / C кабель PVC / SWA / PVC — It = 110A
Таблица 4D4B для r = 1,5 мВ / A / м x = 0,145 мВ / A / м (незначительно)
| Рабочая температура проводника | т 1 = 30 + 100 2 /110 2 · (70-30) = 63 ° C |
| Коэффициент сопротивления проводника при температуре от 63 ° C до 70 ° C | r = (230 + 63) / (230 + 70) = 0.98 |
| Падение напряжения | u = 1,5 мВ / А / м · 0,85 · 0,98 · 100 А · 40 м = 5 В (1,3%) |
| Передаваемая активная мощность (P) | P = √3 · 380 В · 100 A · 0,85 = 56 кВт |
| Суммарные потери меди в проводниках (P у.е. ) | = 3 · 100 2 A 2 · 0,0015 Ом / м / √3 · 0,98 · 40 м = 1.02 кВт (1,82%) (Выбранный размер кабеля неприемлем, если максимально допустимые потери в меди составляют 1,5%) |
Дело № 2
Неискаженное сбалансированное состояние с максимальными потерями в меди 1,5%
(cosθ = 0,85)
Метод максимальных потерь в меди с использованием Таблицы 4.2A Кодекса для первоначальной оценки приблизительного сечения проводника, требуемого для расчета макс. сопротивление проводника при 1,5% потери мощности :
Из таблицы 4.2A 35 мм 2 — требуется кабель 4 / C PVC / SWA / PVC с сопротивлением проводника 0,625 мОм / м . См. BS7671: 2008, Требования к электроустановкам:
Таблица 4D4A для кабеля 35 мм 2 4 / C PVC / SWA / PVC Cable It = 135A
Таблица 4D4B для r = 1,1 мВ / A / м x = 0,145 мВ / A / м
| Рабочая температура проводника | т 1 = 30 + 100 2 /135 2 · (70-30) = 52 ° C |
| Коэффициент сопротивления проводника при температуре от 52 ° C до 70 ° C | r = (230 + 52) / (230 + 70) = 0.94 |
| Падение напряжения | u = 1,1 мВ / А / м · 0,85 · 0,94 · 100 A · 40 м = 3,5 В (0,92%) |
| Передаваемая активная мощность (P) | P = √3 · 380 В · 100 A · 0,85 = 56 кВт |
| Суммарные потери меди в проводниках (P у.е. ) | = 3 · 100 2 A 2 · 0,0011 Ом / м / √3 · 0,94 · 40 м = 716 кВт (1.28%) (выбранный размер кабеля является приемлемым, т. Е. Потеря мощности <1,5%, в неискаженных и сбалансированных условиях) |
СВЯЗАННЫЕ ТАБЛИЦЫ //
ТАБЛИЦА 4.2A
Многожильные бронированные и небронированные кабели (медный проводник), сопротивление проводника при 50 Гц, однофазный или трехфазный переменный ток.
Многожильные бронированные и небронированные кабели (медный проводник), проводник Сопротивление при 50 Гц Однофазное или трехфазное a.с.
Вернуться к делам ↑
ТАБЛИЦА 4.2B
Одножильные небронированные кабели из ПВХ / сшитого полиэтилена, с оболочкой или без нее (медный проводник), сопротивление проводника при 50 Гц, однофазный или трехфазный переменный ток
ТАБЛИЦА 4.2B Одножильные небронированные кабели из ПВХ / сшитого полиэтилена, с оболочкой или без нее (медный проводник
), сопротивление проводника при 50 Гц, однофазный или трехфазный переменный ток.
Вернуться к делам ↑
ТАБЛИЦА 4D4A
Многожильный армированный кабель с термопластической изоляцией 70C
ТАБЛИЦА 4D4A — Многожильный армированный кабель с термопластической изоляцией 70CВернуться к делам ↑
ТАБЛИЦА 4D4B
Падение напряжения (на ампер на метр)
ТАБЛИЦА 4D4B — Падение напряжения (на ампер на метр)Вернуться к делам ↑
Ссылка // Свод практических правил по энергоэффективности электрических установок — Департамент электрических и механических услуг — Правительство Особого административного района Гонконг
,