1.3. Расчёт электрических сетей

Линии электропередачи до 20 кВ на селитебной (застроенной преиму-щественно жилыми домами) территории городов, в районах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше должны выполняться, как правило, кабельными, с алюминиевыми жилами. Кабельные линии прокладываются в земляных траншеях под тротуарами или под пешеходными дорожками внутри квартала.

Здания, которые находятся в непосредственной близости от ТП, следует питать по отдельным линиям. Для домов высотой до 16 этажей при числе секций до семи рекомендуется предусматривать один ввод в здание.

Целесообразно делать ввод в секциях дома, ближайших к ТП. На рис.1.2 представлена возможная разводка кабельных линий в жилом районе [13].

В районах застройки зданиями высотой до 3 этажей включительно линии электропередачи следует, как правило, выполнять воздушными.

Для воздушных линий (ВЛ) электропередачи до 1 кВ рекомендуется применять самонесущие изолированные провода (СИП). Выбор и проверку сечений СИП на 0,38 и 10 кВ см. в разделе 2.3.2.

Линии наружного освещения рекомендуется располагать на общих опорах с воздушными линиями электропередачи до 1 кВ.

1.3.1. Выбор сечения кабелей электрических сетей напряжением до 1 кВ

Сечения кабелей напряжением до 1 кВ выбираются в соответствии с главой 2.3 ПУЭ [5] по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения.

На время ликвидации послеаварийного режима допускается перегрузка кабелей с бумажной изоляцией до 130%, если в нормальном режиме их нагрузка не превышала 80% допустимой. Следовательно, в послеаварийном режиме сечение кабеля должно удовлетворять соотношению

1,3 I_ДОП · К ≥ I_П.АВ. (1.27)

где I_ДОП – допустимый продолжительный ток, А; К – поправочный коэф-фициент, учитывающий число кабелей, проложенных в одной траншее, табл. 1.22 [5, 15]; I_П.АВ. – расчетная токовая нагрузка линий в послеаварийном режиме.При этом должно учитываться число оставшихся в работе кабелей, проложенных в одной траншее в послеаварийном режиме.

Допустимые потери напряжения в сетях 0,38 кВ (от ТП до вводов в здание) составляют не более 4-6%. Большие значения относятся к линиям, питающим малоэтажные и односекционные здания, меньшие значения – к линиям, питающим многоэтажные многосекционные жилые здания, крупные общественные здания и учреждения [11].

Расчетная электрическая нагрузка линии (Р_Р.Л) напряжением до 1 кВ при смешанном питании потребителей, кВт, определяется по формуле (1.18) из раздела 1.1.6.

Рабочий ток, А, в линии определяется по формуле:

, (1.28)

где n – количество кабелей, проложенных в траншее к объекту. Для потребителей второй категории, согласно ПУЭ, принимают к прокладке начальное количество кабелей равное 2. Для потребителей третьей категории, например, склады, n = 1; cosφ – коэффициент мощности по ранее сделанным расчетам, табл.1.4,1.8; U_Н – номинальное напряжение сети, равное 380 В.

Ток послеаварийного режима, А, равен

I_П.АВ = 2 · I_Р.Л. (1.29)

Сечение кабеля должно удовлетворять допустимому длительному току, А, определенному по формуле

. (1.30)

По табл. 1.23 подбирается стандартное сечение, удовлетворяющее рассчитанному I_ДОП. [5].

Выбранное сечение кабеля необходимо проверить по потере напряжения.

Потери напряжения на i –том участке L_УЧ.i кабельной линии, %, определяются по формуле

, (1.31)

где А – коэффициент, зависящий от принятых единиц измерения, опре-деляется по справочнику [16], А = 21,9 – для сети 0,4 кВ; А = 0, 0875 – для сети 6 кВ и А = 0,0316 – для сети 10 кВ; Р_Р.i - активная мощность участка линии, кВт; n – число кабелей; S – сечение кабеля, мм², L_УЧ.i – длина i -го участка линии, км.

Далее потери напряжения на участках линии суммируются и результат сравнивается с располагаемыми потерями напряжения от шин ТП до наиболее удаленного потребителя.

В результате должно выполняться условие:

∆U_ДОП. > ∆U_Р.

Кабели на стороне 0,4 кВ, защищаемые плавкими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются, т.к. время срабатывания предохра-нителя мало и выделившееся тепло не в состоянии нагреть кабель до опасной температуры.

Потери мощности в линии, кВт, определяются:

∆Р_Л = 3 · I_Р.Л.² · R_О · L_УЧ. · n, (1.32)

где R_О – активное сопротивление 1 км кабеля при 20^ОС, Ом, табл. 1.24 из справочника [16].

Достаточно часто используется расчет потерь напряжения и потерь мощности без учета индуктивного сопротивления линий.