Пример, как рассчитать падение напряжения и размер электрического кабеля

Пример, как рассчитать падение напряжения и размер электрического кабеля
Пример, как рассчитать падение напряжения и размер электрического кабеля
Anonim

Входная информация

Электрические детали:

Электрическая нагрузка 80 кВт, расстояние между источником и нагрузкой составляет 200 метров, напряжение в сети 415 В три фазы, коэффициент мощности 0, 8, допустимое падение напряжения 5%, коэффициент спроса - 1.

Деталь прокладки кабеля:

Кабель направляется в землю в траншею на глубине 1 метр. Температура поверхности составляет приблизительно 35 град. Количество кабеля на траншею равно 1. Количество прогона кабеля 1 раз.

Пример, как рассчитать падение напряжения и размер электрического кабеля (фото кредит: 12voltplanet.co.uk)

Сведения о почве:

Тепловое сопротивление почвы неизвестно. Природа почвы - влажная почва.

Хорошо, давайте погрузиться в вычисления

,

  • Потребляемая нагрузка = общая нагрузка · Коэффициент спроса:

    Потребляемая нагрузка в кВт = 80 · 1 = 80 кВт

  • Потребляемая нагрузка в KVA = KW / PF:

    Потребляемая нагрузка в KVA = 80 / 0, 8 = 100 кВА

  • Ток полной нагрузки = (KVA · 1000) / (1, 732 · Напряжение):

    Ток полной нагрузки = (100 · 1000) / (1, 732 · 415) = 139 ампер.

Расчет коэффициента коррекции кабеля по следующим данным:

Коэффициент коррекции температуры (K1), когда кабель находится в воздухе

Коэффициент коррекции температуры в воздухе: K1
Температура окружающей среды изоляция
ПВХ XLPE / EPR
10 1, 22 1, 15
15 1, 17 1, 12
20 1, 12 1, 08
25 1, 06 1, 04
35 0, 94 0, 96
40 0, 87 0, 91
45 0, 79 0, 87
50 0, 71 0, 82
55 0, 61 0, 76
60 0, 5 0, 71
65 0 0, 65
70 0 0, 58
75 0 0, 5
80 0 0, 41

Коэффициент коррекции земной температуры (K2)

Коэффициент коррекции земной поверхности: K2
Температура поверхности изоляция
ПВХ XLPE / EPR
10 1, 1 1, 07
15 1, 05 1, 04
20 0, 95 0, 96
25 0, 89 0, 93
35 0, 77 0, 89
40 0, 71 0, 85
45 0, 63 0.8
50 0, 55 0, 76
55 0, 45 0, 71
60 0 0, 65
65 0 0.6
70 0 0, 53
75 0 0, 46
80 0 0, 38

Коэффициент коррекции термического сопротивления (K4) для почвы (когда известно тепловое сопротивление почвы)

Термостойкость почвы: 2, 5 км / ч
удельное сопротивление K3
1 1, 18
1, 5 1, 1
2 1, 05
2.5 1
3 0, 96

Коэффициент коррекции почвы (K4) почвы (когда термическая устойчивость почвы неизвестна)

Природа почвы K3
Очень влажная почва 1, 21
Мокрый грунт 1, 13
Влажная почва 1, 05
Сухая почва 1
Очень сухая почва 0, 86

Коэффициент коррекции глубины кабеля (K5)

Глубина укладки (метр) Рейтинг
0, 5 1, 1
0.7 1, 05
0.9 1, 01
1 1
1.2 0, 98
1, 5 0, 96

Коэффициент коррекции длины кабеля (K6)

Нет цепи ноль Диаметр кабеля 0, 125 0.25m 0.5м
1 1 1 1 1 1
2 0, 75 0.8 0, 85 0.9 0.9
3 0, 65 0.7 0, 75 0.8 0, 85
4 0.6 0.6 0.7 0, 75 0.8
5 0, 55 0, 55 0, 65 0.7 0.8
6 0, 5 0, 55 0.6 0.7 0.8

Коэффициент групповой группировки (нет коэффициента подачи) (K7)

Нет кабеля / лотка 1 2 3 4 6 8
1 1 1 1 1 1 1
2 0, 84 0.8 0, 78 0, 77 0, 76 0, 75
3 0.8 0, 76 0, 74 0, 73 0, 72 0, 71
4 0, 78 0, 74 0, 72 0, 71 0.7 0, 69
5 0, 77 0, 73 0.7 0, 69 0, 68 0, 67
6 0, 75 0, 71 0.7 0, 68 0, 68 0, 66
7 0, 74 0, 69 0, 675 0, 66 0, 66 0, 64
8 0, 73 0, 69 0, 68 0, 67 0, 66 0, 64

В соответствии с вышеописанными поправочными коэффициентами:

- Поправочный коэффициент температуры земли (K2) = 0, 89

- Поправочный коэффициент почвы (K4) = 1, 05

- Коэффициент коррекции глубины кабеля (K5) = 1, 0

- Коэффициент коррекции расстояния по кабелю (K6) = 1, 0

Общий коэффициент снижения мощности = k1 · k2 · k3 · K4 · K5 · K6 · K7

- Общий коэффициент снижения мощности = 0, 93

Выбор кабеля

Для выбора надлежащего кабеля должны выполняться следующие условия:

  1. Усилитель снижения номинальной мощности должен быть выше, чем полный ток нагрузки нагрузки.
  2. Падение напряжения на кабеле должно быть меньше определенного падения напряжения.
  3. Количество проводов кабеля ≥ (ток полной нагрузки / ток отключения кабеля).
  4. В этом случае мощность короткого замыкания кабеля должна быть выше, чем у системы.

Выбор кабеля - Корпус №1

Давайте выберем 3, 5-жильный кабель 70 кв. Мм для одиночного запуска.

  • Текущая емкость кабеля 70 Sq.mm составляет: 170 ампер, Сопротивление = 0, 57 Ом / км и

    Реакция = 0, 077 м / ч

  • Общий ток снижения тока 70 кв. Мм кабеля = 170 · 0, 93 = 159 ампер.

  • Падение напряжения кабеля =

    (1.732 · Ток · (RcosǾ + jsinǾ) · Длина кабеля · 100) / (Напряжение на линии · Количество прогона · 1000) =

    (1, 732 · 139 · (0, 57 · 0, 8 + 0, 077 · 0, 6) · 200 · 100) / (415 · 1 · 1000) = 5, 8%

Падение напряжения кабеля = 5, 8%

Здесь падение напряжения для кабеля 70 кв. Мм (5, 8%) выше, чем падение напряжения (5%), поэтому либо выберите более высокий размер кабеля, либо не увеличивайте количество проводов.

Если мы выберем 2 прогона, то падение напряжения составит 2, 8%, что находится в пределах (5%), но для использования 2 прогонов кабеля длиной 70 кв. Мм неэкономично, поэтому необходимо использовать следующий кабель большего размера.

Выбор кабеля - Корпус №2

Давайте выберем 3, 5-ядерный кабель 95 кв. Мм для одиночного запуска, мощность короткого замыкания = 8, 2 KA.

  • Текущая емкость кабеля 95 кв. Мм составляет 200 А, Сопротивление = 0, 41 Ом / км и

    Реакция = 0, 074 mho / Km

  • Общий ток снижения тока 70 кв. Мм. Кабель = 200 · 0, 93 = 187 ампер.

  • Падение напряжения кабеля =

    (1, 732 · 139 · (0, 41 · 0, 8 + 0, 074 · 0, 6) · 200 · 100) / (415 · 1 · 1000) = 2, 2%

Чтобы определить кабель 95 Sq.mm, необходимо проверить состояние выбора кабеля.

  1. Усилитель ослабления кабеля (187 А) выше тока полной нагрузки нагрузки (139 А) = OK
  2. Падение напряжения в кабеле (2, 2%) меньше определенного падения напряжения (5%) = ОК
  3. Количество проводов (1) ≥ (139A / 187A = 0, 78) = OK
  4. Емкость короткого замыкания кабеля (8.2KA) выше, чем мощность короткого замыкания системы в этой точке (6.0KA) = ОК

Кабель 95 кв. Мм удовлетворяет всем трем условиям, поэтому рекомендуется использовать 3, 5-жильный кабель 95 кв. Мм.