การเลือกส่วนตัดขวางของสายเคเบิลและสายไฟ: โดยความร้อน, โดยกระแส, โดยการสูญเสียแรงดัน

ส่วนตัดขวางของสายไฟและสายเคเบิลถูกกำหนดตามความร้อนที่อนุญาต โดยคำนึงถึงโหมดปกติและโหมดฉุกเฉิน รวมถึงการกระจายกระแสที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างแต่ละบรรทัด เนื่องจากความร้อนจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของลวด เพิ่มความต้านทาน การใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างไร้ประโยชน์เพื่อทำให้ชิ้นส่วนนำความร้อนและทำให้อายุการใช้งานของฉนวนสั้นลง ความร้อนที่มากเกินไปเป็นอันตรายต่อฉนวนและจุดต่อหน้าสัมผัส และอาจทำให้เกิดไฟไหม้และการระเบิดได้

การเลือกสายเคเบิลและหน้าตัดของลวดความร้อน

การเลือกส่วนตัดขวางจากเงื่อนไขการให้ความร้อนที่อนุญาตจะลดลงเพื่อใช้ตารางที่เกี่ยวข้องของรหัสโหลดปัจจุบันที่อนุญาตในระยะยาวซึ่งตัวนำจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตที่กำหนดโดยการปฏิบัติเพื่อป้องกันก่อนเวลาอันควร การสึกหรอของฉนวน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่เชื่อถือได้ที่จุดต่อของสายไฟ และเพื่อขจัดสถานการณ์ฉุกเฉินต่างๆ ที่เกิดขึ้นที่ Id ≥ Ip, Ip — พิกัดกระแสโหลด

โหลดต่อเนื่องไม่สม่ำเสมอเมื่อเลือกส่วนตัดขวางของสายเคเบิลจะถูกคำนวณใหม่เป็นกระแสต่อเนื่องที่ลดลง

โดยที่ Ipv คือกระแสไฟนอกโหมดของเครื่องรับที่มีระยะเวลาการเปิดใช้งาน PV

เมื่อเลือกส่วนตัดขวางของสายไฟและสายเคเบิล ควรคำนึงถึงว่าที่อุณหภูมิความร้อนเดียวกัน ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตของสายไฟที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ควรมีขนาดเล็กลง เนื่องจากหน้าตัดเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า - ระดับการเติบโตของพื้นผิวที่เย็นลง (ดู มะเดื่อ 1) ด้วยเหตุนี้ เพื่อประหยัดโลหะที่ไม่มีแร่เหล็ก แทนที่จะใช้สายเคเบิลหนึ่งเส้นที่มีหน้าตัดใหญ่กว่า มักจะเลือกสายเคเบิลสองเส้นขึ้นไปที่มีหน้าตัดเล็กกว่า

รูปที่ 1 กราฟของการพึ่งพาความหนาแน่นกระแสที่อนุญาตในส่วนตัดขวางของตัวนำทองแดงในสายเคเบิลสามคอร์กลางแจ้งสำหรับแรงดันไฟฟ้า 6 kV พร้อมฉนวนกระดาษชุบซึ่งถูกทำให้ร้อนด้วยกระแสถึงอุณหภูมิ + 65 ° C ที่ อุณหภูมิอากาศ +25 «C.

ในการเลือกสายไฟและสายเคเบิลขั้นสุดท้ายจากเงื่อนไขการให้ความร้อนที่อนุญาตตามตารางที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องคำนึงถึงไม่เพียง แต่กระแสโดยประมาณของสายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีการวางวัสดุของสายไฟและ อุณหภูมิแวดล้อม

สายเคเบิลสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1,000 V ซึ่งเลือกตามเงื่อนไขของการให้ความร้อนด้วยกระแสยาวที่อนุญาตยังได้รับการตรวจสอบเพื่อให้ความร้อนด้วยกระแสลัดวงจร ในกรณีที่อุณหภูมิของตัวนำทองแดงและอลูมิเนียมของสายเคเบิลที่มีฉนวนกระดาษชุบด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 10 kV เกิน 200 ° C และสายเคเบิลสำหรับแรงดันไฟฟ้า 35-220 kV สูงกว่า 125 ° C ส่วนตัดขวางจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ

ส่วนตัดขวางของสายไฟและสายเคเบิลของเครือข่ายพลังงานภายในที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V นั้นประสานงานกับความสามารถในการสลับของอุปกรณ์ป้องกันเชิงเส้น - ฟิวส์และเบรกเกอร์วงจร - ดังนั้นความไม่เท่าเทียมกันจึงสมเหตุสมผล Azd / Azc h โดยที่ kz - กระแสไฟฟ้าระยะยาวที่อนุญาตหลายรายการของสายไฟกับกระแสที่กำหนดหรือกระแสของอุปกรณ์ป้องกัน Azs (จาก ปู). การไม่ปฏิบัติตามความไม่เท่าเทียมข้างต้นทำให้ส่วนหลักที่เลือกต้องเพิ่มขึ้นตามนั้น

การเลือกส่วนตัดขวางของสายเคเบิลและสายไฟสำหรับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

ภาพตัดขวางของสายเคเบิลและตัวนำที่เลือกโดยสภาวะความร้อนและสอดคล้องกับความสามารถในการสลับของอุปกรณ์ป้องกันการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสัมพัทธ์เชิงเส้นต้องได้รับการตรวจสอบ

โดยที่ U คือแรงดันของแหล่งพลังงานไฟฟ้า Unom คือแรงดันที่จุดต่อของเครื่องรับ

ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตของแรงดันขั้วมอเตอร์จากแรงดันปกติไม่ควรเกิน ± 5% และในบางกรณีอาจถึง + 10%

ในเครือข่ายแสงสว่าง แรงดันไฟฟ้าตกของหลอดไฟภายในที่อยู่ไกลที่สุดและการติดตั้งโปรเจ็กเตอร์ของไฟภายนอกไม่ควรเกิน 2.5% ของแรงดันไฟฟ้าปกติของหลอดไฟ สำหรับหลอดไฟสำหรับไฟภายนอกและไฟฉุกเฉิน - 5% และในเครือข่ายที่มี แรงดันไฟ 12.,. 42V — 10% การลดแรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นนำไปสู่การลดลงอย่างมากในการส่องสว่างของสถานที่ทำงาน ทำให้ผลิตภาพแรงงานลดลงและอาจนำไปสู่สภาวะที่ไม่รับประกันการจุดระเบิดของหลอดปล่อยก๊าซ ตามกฎแล้วแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของหลอดไฟไม่ควรเกิน 105% ของค่าเล็กน้อย

การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟภายในเกินกว่าที่กำหนดไว้ในบรรทัดฐานไม่ได้รับอนุญาตเนื่องจากจะทำให้การใช้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอายุการใช้งานของแหล่งจ่ายไฟและแสงสว่างของไฟฟ้าลดลง อุปกรณ์และบางครั้งทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง

ข้าว. 2. การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายสามทางสามเฟสเมื่อเลือกส่วนตัดขวางของสายเคเบิลและสายไฟ: a- มีโหลดเดียวที่ส่วนท้ายของสาย b- มีโหลดกระจายหลายตัว

ตรวจสอบส่วนตัดขวางของสายไฟของเส้นสามสายสามเฟสที่มีโหลดหนึ่งอันที่ส่วนท้าย (รูปที่ 2, a) ซึ่งกำหนดโดย Azp ปัจจุบันที่กำหนดและตัวประกอบกำลัง cos phi สำหรับการสูญเสียแรงดันเชิงเส้นสัมพัทธ์ ดำเนินการ ดังนี้

โดยที่ Unom คือแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยของเครือข่าย V, Ro และ Xo คือความต้านทานแบบแอกทีฟและแบบอุปนัยตามลำดับของหนึ่งกิโลเมตรของเส้นที่เลือกจากตารางอ้างอิง โอห์ม / กม. ​​Pp คือกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานที่คำนวณได้ของโหลด , กิโลวัตต์; L คือความยาวของเส้นกม.

สำหรับเส้นสามสายสามเฟสหลักที่ไม่แยกส่วนที่มีหน้าตัดคงที่ โหลดที่กระจายไปตามกระแสที่กำหนด Azstr1, AzR2, ..., Azr และตัวประกอบกำลังที่สอดคล้องกัน cos phi1, cos phi2, ..., cos phi ห่างจากแหล่งพลังงานที่ระยะทาง L1, L2, …, Ln (รูปที่ 2, b) การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสัมพัทธ์ไปยังเครื่องรับที่ไกลที่สุด:

โดยที่ PRi active power — คำนวณ i-th load จากระยะไกลจากแหล่งพลังงานที่ระยะ L.

หากการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสัมพัทธ์ที่คำนวณได้ dU จะสูงกว่าบรรทัดฐานที่อนุญาต จำเป็นต้องเพิ่มส่วนที่เลือกเพื่อให้แน่ใจว่าค่าปกติของค่านี้

ด้วยส่วนตัดขวางของสายไฟและสายเคเบิลขนาดเล็ก ความต้านทานเหนี่ยวนำ Xo จึงถูกละเลย ซึ่งช่วยให้การคำนวณที่เกี่ยวข้องง่ายขึ้นอย่างมาก ในเครือข่ายการกระจายแสงสามสายแบบสามเฟสของแสงกลางแจ้งซึ่งมีความยาวแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญคุณต้องใส่ใจกับการรวมที่ถูกต้องของการติดตั้งไฟส่องสว่างที่เท่ากันเพราะมิฉะนั้น การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า มีการกระจายไม่เท่ากันในแต่ละเฟสและสามารถเข้าถึงได้หลายสิบเปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าปกติ

แบบแผนสำหรับการเปิดไฟส่องสว่างที่เท่ากันสำหรับแสงกลางแจ้ง: a - ถูกต้อง, b - ไม่ถูกต้อง

การเลือกหน้าตัดของสายเคเบิลสำหรับความหนาแน่นกระแสที่ประหยัด

การเลือกส่วนตัดขวางของสายไฟและสายเคเบิลโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยทางเศรษฐกิจ อาจนำไปสู่การสูญเสียพลังงานไฟฟ้าในสายไฟอย่างมีนัยสำคัญ และทำให้ต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยเหตุนี้ส่วนตัดขวางของสายไฟของเครือข่ายไฟฟ้าที่มีแหล่งจ่ายไฟภายในที่มีความยาวมากรวมถึงเครือข่ายที่ทำงานด้วยการใช้งานโหลดสูงสุด -Tmax > 4000 ชั่วโมงเป็นอย่างน้อยต้องรับผิดชอบ ความหนาแน่นกระแสเศรษฐกิจที่แนะนำซึ่งกำหนดอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างต้นทุนเงินทุนและต้นทุนการดำเนินงาน ซึ่งกำหนดไว้ดังนี้:

โดยที่ Azr - กระแสที่ระบุของสายโดยไม่คำนึงถึงการเพิ่มขึ้นของโหลดในกรณีที่เกิดการเสียและการซ่อมแซม Jd - ความหนาแน่นกระแสทางเศรษฐกิจขึ้นอยู่กับการชำระคืนต้นทุนทุนภายใน 8 - 10 ปี

ส่วนตัดขวางทางเศรษฐกิจที่คาดไว้จะปัดเศษเป็นมาตรฐานที่ใกล้ที่สุด และหากปรากฏว่ามีขนาดมากกว่า 150 มม.2 สายเคเบิลหนึ่งเส้นจะถูกแทนที่ด้วยสายเคเบิลสองเส้นหรือมากกว่าที่มีหน้าตัดทั้งหมดสอดคล้องกับส่วนประหยัด ใช้สายเคเบิลโหลดที่เปลี่ยนแปลงต่ำที่มีหน้าตัดน้อยกว่า 50 มม.2 ไม่แนะนำ

หน้าตัดของสายเคเบิลและสายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V พร้อมจำนวนชั่วโมงการใช้งานของโหลดสูงสุด Tmax <4000 … 5,000 ชั่วโมงและสาขาทั้งหมดไปยังเครื่องรับที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน, เครือข่ายไฟฟ้าของการติดตั้งไฟส่องสว่าง, โครงสร้างชั่วคราว และโครงสร้างที่มีอายุการใช้งานสั้นถึง 3-5 ปีไม่ได้ถูกเลือกตามความหนาแน่นของกระแสเศรษฐกิจ

ในเครือข่ายสี่เฟสสามเฟสจะไม่มีการคำนวณส่วนตัดขวางของตัวนำที่เป็นกลาง แต่อย่างน้อย 50% ของส่วนตัดขวางที่เลือกสำหรับตัวนำหลักจะถูกนำไปใช้และในเครือข่ายที่จ่ายหลอดปล่อยก๊าซซึ่งทำให้ ลักษณะที่ปรากฏของฮาร์มอนิกที่มีกระแสสูงกว่า เช่นเดียวกับสายไฟหลัก