Раздел 5. Выбор сечения кабелей, питающих электропотребители строительной площадки

Заключительным этапом расчета электроснабжения строительной площадки является выбор сечения кабелей, по которым электроэнергия от трансформаторной подстанции додается к отдельным потребителям.

Цель расчета – обеспечить требования пожаробезопасности кабельной линии и допустимую величину потерь напряжения в линии.

Рассмотрим подробнее эти требования.

Известно, что нагрев жилы провода данного сечения зависит от величины протекающего по ней тока. При слишком большом токе изоляция может вспыхнуть и это явится причиной пожара. Чтобы температура токоведущих жил кабелей при протекании по ним тока нагрузки не достигала значений, опасных для изоляции, «Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)» устанавливается для каждого стандартного сечения вполне определенный длительно допустимый ток.

При потери напряжения в линии поднимают величину, равную разности напряжений в начале и в конце линии

,

где – напряжение в начале линии (напряжение источника питания); – напряжение в конце линии (напряжение на электроприемнике).

Для того, чтобы напряжение, подводимое к потребителю, было определенной величины, на которую он рассчитан, допускается определенное значение потерь напряжения в линии, регламентированное ПУЭ, обычно = 5%.

Что касается способов передачи электроэнергии от трансформаторной подстанции к потребителям, то она может быть передана по радиальным, магистральным и комбинированным схемам. При использовании магистральной схемы потребители электроэнергии получают питание от общей магистрали. Так, например, питается ряд светильников наружного освещения. При радиальной схеме питание подается от трансформаторной подстанции к ответственным потребителям без ответвления. Так, например, питаются приемники электроэнергии бетоносмесительного отделения, башенного крана, строящегося корпуса, и т. д.

Эта схема обеспечивает высокую надежность, а магистральная – более экономична.

Сечения токоведущих жил кабелей, питающих электроэнергией потребителя строительной площадки, как следует из вышесказанного, выбирают по:

· величине расчетного электрического тока этих кабелей, зависящего от напряжения, мощности и cosjпотребителей,

· величине потери напряжения в них, которая не должна превышать определенных значений.

Расчет производится в определенной последовательности.

1. Составляется схема электроснабжения строительной площадки и по ней вычисляется длина кабельной линии от трансформаторной подстанции до каждого потребителя.

2. Вычисляются (или определяются по паспортным и справочным данным) установленная P _у, расчетная P _р мощности приемников и коэффициент мощности данного потребителя.

3. Выбирается вид линии, способ прокладки, материал токоведущих жил и др., так как от этого зависит величина длительно допустимого тока.

4. Вычисляется расчетный ток нагрузки линии:

- для однофазных приемников по формуле

, (24)

- для трехфазных приемников по формуле

, (25)

где P _Р – расчетная мощность отдельного токоприемника (или группы); U _Н– номинальное напряжение сети; cosφ _n – коэффициент мощности.

По величине расчетного тока I _Р определяется сечением S токоведущих жил кабеля по таблицам, в которых приведены длительно допустимые токи I _д для различных сечений в зависимости от вида изоляции, способов прокладки, количества и материала токоведущих жил. (Прил. 4).

Сечение кабеля выбирается так, чтобы выполнялось условие

(26)

1. Выбранное сечение токоведущей жилы согласуется с аппаратурой защиты, простейшим видом которой является плавкий предохранитель. Поэтому дальнейший этап расчета – выбор плавкой вставки. При выборе плавкой вставки необходимо соблюдать условие:

(27)

где I _в– ток плавкой вставки предохранителя.

Это условие означает, что предохранитель не должен перегорать при номинальном режиме работы сети. Тип предохранителя выбирается по таблицам (Прил. 5).

2. Проверяется правильность выбора сечение кабеля по условию допустимой потери напряжения , которую рассчитывают для трехфазных сетей по формуле:

(28)

где l – длина линии, км,

, – удельное активное и индуктивное сопротивления, которые определяются по справочникам (Прил. 4), 0 .

Пример 5. Рассчитать сечение трехфазного кабеля марки АБВГ с прокладкой его в траншее на номинальное напряжение 380В для питания бетоносмесительной площадки по радиальной схеме на основании результатов, полученных в предыдущих примерах.

Алгоритм расчета следующий.

1. На плане строительной площадки наносим помещение бетоносмесительного отделения, кабельную линию, отмечаем центр нагрузок, размещаем в нем трансформаторную подстанцию.

В соответствии с масштабом определяем длину кабельной линии. Она оказывается равной 57м.

2. Расчетная активная мощность группы электроприемников, входящих в состав электрооборудования бетоносмесительного отделения, определена в Примере 4 и составляет 37, 365 кВТ.

3. В соответствии с заданием выбираем четырехжильный кабель марки АБВГ, включающий в себя три токоведущих жилы и нулевой провод, так как нагрузка от работы агрегатов бетоносмесительного отделения может быть несимметричной.

4. Вычисляем расчетный ток бетоносмесительного отделения по формуле (25), так как нагрузка трехфазная:

,

где

По величине расчетного тока из таблицы Прил. 4 и исходя из условия (26) определяем сечение жил кабеля S=16 мм ².

Т.о. выбираем кабель АБВГ 3´ 16+I´ 10. Расшифровка маркировки означает: силовой четырехжильный кабель с тремя токоведущими жилами из алюминия сечением 16 мм ² и нулевой жилой сечением 10 мм ².

5. Выбираем плавкую вставку предохранителя, соблюдая условие (27) из таблицы Прил. 5:

Т. о. выбираем предохранитель типа ПР–2–100 на 80А.

6. Поверяем правильность выбора сечения кабеля по условию допустимой величины потери напряжения; принимаем эту величину равной 5%. Расчет ведем по формуле (28); необходимые данные берем из таблицы Прил. 4:

где

Т. о. падение напряжения не превышает заданной величины, т. е. и выбранное сечение кабеля отвечает требованиям пожаробезопасности и допустимой величины потерь напряжения в линии, а кабель АБВГ 3´ 16+I´ 10 может быть использован для питания бетоносмесительного отделения строительной площадки.