Выбор сечения проводов и кабелей исходя из условия нормального режима работы производится:
- по наибольшему длительно допустимому току нагрузки по условиям нагрева;
- по допустимой потере напряжения;
- по экономической плотности тока.
Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно-допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву IД. Величина его зависит как от марки проводникового материала, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды.
Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в таблицах правил устройства электроустановок (ПУЭ).
Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока IР с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и кабелей и условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие
Iр < Iд. (3.4)
Выбор сечения проводника только по нагреву допустимым током приводить к большим потерям активной мощности в ЛЭП и значительной потере напряжения. Поэтому для окончательного выбора сечения следует провести все расчеты, требуемые ПУЭ, и принять наибольшее, определенное этими расчетами сечение проводника.
Выбор сечения по допустимой потере напряжения целесообразно проводить для сетей, где отсутствуют регулирующие устройства. Для систем электроснабжения - это сети 0,38 кВ.
Потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по выражению
∆U = ,%, (3.5)
где – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки (кВт, квар); – активное и реактивное сопротивление линии (Ом), – номинальное напряжение сети (кВ).
Активное и реактивное сопротивления линии определяются исходя из удельных сопротивлений ro, xo и длины линии по выражениям
R = ro. L, X = xo . L,
где ro, xo определяются по табл. 50 [4], а длина линии оценивается по планировке трассы ЛЭП на объекте.
Для воздушных линий с равномерно распределенной нагрузкой (линии жилищного сектора) в качестве эквивалентной принимается линия половинной длины с той же расчетной нагрузкой, присоединенной в конце линии.
Потеря напряжения до удаленного потребителя, подключенного к распределительной сети 0,38 кВ не должно превышать 4-6%. Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и соответственно, к уменьшению потери напряжения.
Расчет сечения по экономической плотности тока производиться для электрических сетей выше 1000 В (для систем электроснабжения это сети 10 кВ) и для сетей до 1000 В с числом часов использования максимальной нагрузки Тм≥5000 часов.
Экономическое сечение линии электропередачи определяется по выражению
Sэ= , (3.6)
где - экономическая плотность тока, нормируемые значения которой для алюминиевых проводов (для центральной Сибири) приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Экономическая плотность тока
Тм, час | 1000-3000 | 3000-5000 | более 5000 |
, А/мм2 | 1,3 | 1,1 | 1,0 |
После расчета экономического сечения принимается ближайшее стандартное.
Выбранные сечения проводов воздушных линий электропередачи по вышеприведенным критериям необходимо сопоставить с ограничениями по механической прочности и принять окончательное решение.