Принцип выбора сечения жил кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Выбор КЛ 110 кВ по экономической плотности тока

В соответствии с сечения токоведущих жил КЛ 110 кВ должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение в мм2 определяется из соотношения:

.

где Iр — ток, протекающий по КЛ в час максимума энергосистемы, А (расчетный ток принимается с учетом перспективной электрической нагрузки КЛ в нормальном режиме, то есть послеаварийные и ремонтные режимы сети не учитываются); jэк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2 (выбирается в зависимости от материала токоведущих жил: алюминий или медь, а также числа часов использования максимума электрической нагрузки в год).

Значение, полученное по выражению, округляется до ближайшего стандартного из ряда сечений, предлагаемых конкретным производителем КЛ. Следует отметить, что по критерию экономической плотности тока проверке не подлежат токоведущие жилы КЛ 110 кВ, сооружаемые временно (с предполагаемым сроком службы менее 5 лет).

Выбор КЛ 110 кВ по условию предельно допустимого нагрева

Сечение токоведущих жил КЛ 110 кВ должны удовлетворять требованию в отношении предельно допустимого нагрева. Проверка выполнения данного требования осуществляется путем расчета значений токов проектируемой КЛ в наиболее тяжелых послеаварийных режимах (Iп.ав.). Совмещение ремонта одного и аварийное отключение другого элементов сети рекомендуется принимать в качестве наиболее тяжелого послеаварийного режима, влияющего на увеличение нагрузки проектируемой КЛ, только тогда, когда проектирование ведется в условиях неопределенности перспективной электрической нагрузки КЛ. В противном случае послеаварийным режимом, достаточным для определения максимальной загрузки КЛ, можно считать отключение одного элемента сети рассматриваемого энергорайона.

Максимальный ток по проектируемой КЛ 110 кВ, полученный в результате моделирования наиболее тяжелого послеаварийного режима, должен быть скорректирован поправочными коэффициентами, учитывающими условия прокладки КЛ:

.

где k1-K7 — коэффициенты по данным производителя КЛ, учитывающие следующие условия прокладки КЛ 110 кВ: K1 — глубину прокладки; K2 — удельное тепловое сопротивление грунта; K3 — расположение рядом групп кабелей; K4 — расположение кабелей в трубах или каналах; K5 — температуру окружающей среды; K6 — возможную перегрузку по току; K7 — способ заземления экранов КЛ и наличие их транспозиции.

Выбранное сечение КЛ 110 кВ удовлетворяет критерию допустимой длительной нагрузке по нагреву, если выполняется условие:

.

где Iдоп. — длительно допустимый ток для рассматриваемого сечения кабеля по данным производителя. В свою очередь длительно допустимый ток для рассматриваемого сечения КЛ выбирается в зависимости от материала токоведущей жилы, окружающей среды (земля или воздух), способа расположения жил (треугольником или в плоскости).

Токоведущие жилы КЛ, расположенные в плоскости, обладают большей пропускной способностью, чем жилы, расположенные треугольником, благодаря лучшим условиям охлаждения. Несмотря на данное преимущество, первые находятся в неравных условиях со вторыми с точки зрения индуктивного сопротивления. Это связано с различным влиянием суммарного магнитного поля системы токоведущих жил на каждую из них в занимаемом ими пространстве. Таким образом, средняя жила обладает меньшим индуктивным сопротивлением, что ведет к ее большему нагреву, окислению и снижению срока эксплуатации. Следовательно, при проектировании КЛ 110 кВ предпочтительнее предусматривать прокладку ее токоведущих жил треугольником.

Длительно допустимые токи, а также поправочные коэффициенты, приводимые в методиках выбора сечений КЛ 110 кВ различных производителей, рассчитаны для определенных начальных условий с учетом некоторых допущений, на которые следует обращать внимание.