В
распределительных сетях используют 2 типа кабелей:
1)
трехжильные кабели с поясной изоляцией.
2)
трехжильные с заземленной металлической оболочкой вокруг каждого провода.
Емкость
в плече эквивалентной звезды (рабочая емкость) для нормального режима для
кабелей первого типа определяется по следующему уравнению
Сэ=С1э+3С12
(2.1)
Где
С1э-емкость на землю одной фазы; С12-емкость между
проводами (междуфазная емкость)
Эти
параметры определяются из решения системы уравнений описывающих емкостные связи
в многопроводной системе.
Сумма
трех статических емкостей на землю составляет 1,5-1,7 емкости эквивалентной
звезды, то есть
3С=(1,5-1,7)Сэкв
,мкФ/км (2.2)
С= .Сэкв=(0,5-0,57)С+3(0,5-0,57)См,
мкФ/км (2.3)
С=(3,0-3,97)См
, мкФ/км (2.4)
Откуда:
См=С=0,33С
См=0,25С мкФ/км
Зарядный
ток кабеля определяется следующей зависимостью:
Iзар=.ω.Сэкв.L.10-6 (2.5)
Где
L-длина кабельной линии, км.
Емкостной
ток замыкания на землю
Ic=10-6.
.ω.3С.L=10-6.
.ω.(1,5-1,7)Сэкв.L
, А/км или (2.6)
Ic=Uн.(272-308)Сэкв.L,
А/км (2.7)
Однако,
для воздушных ЛЭП можно воспользоваться формулами 2 для расчета емкостных токов
замыкания на землю. В качестве примера по формуле (2.2) можно определить емкостной
ток для ЛЭП различного напряжения
Ic=
где
Uн-
номинальное напряжение воздушной ЛЭП, кВ ;
l-длина
линии ;
Ic-
ток замыкания на землю, А
Появившиеся
в настоящее время кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена не охвачены этими
справочными таблицами.
Для
этих кабелей токи можно рассчитать располагая емкостями С1э и С12
, либо определить эти емкости опытным путем.
В
кабелях второго типа (с заземленной оболочкой вокруг каждой жилы) нет других
емкостей кроме емкостей на землю, которая определяется емкостью как бы
цилиндрического конденсатора, определяемого по следующей зависимости:
С= ,
мкФ/км (2.8)
где
r,R
радиус соответственно жилы проводника и экрана; ξ диэлектрическая
проницаемость диэлектрика для бумажной изоляции (3,7-4), для полиэтиленовой
(3,6-4)
С-
емкость, мкФ/км.
Ток
замыкания на землю такого кабеля определяется:
Ic=Uн.√3.ω.С.10-6,
А/км или (2.9)
Ic=Uн.544.С.10-6,
А/км (2.10)
Где
С- мкФ/км- удельная емкость фазы на землю.
Значения
емкостей для кабелей из СПЭ с различными сечениями жил и номинальными
напряжениями представлены в таблице 2.1
Таблица
2.1
Емкость
кабеля с изоляцией из СПЭ мкФ/км
Номинальное
сечение жилы,мм2
|
Емкость
1 км кабеля, мкФ
|
|
|
|
|
|
|
Номинальное
напряжение кабеля, кВ
|
|
|
|
|
|
|
6
|
6/10
|
10/10
|
15
|
20
|
35
|
50
|
0,28
|
0,24
|
0,23
|
0,20
|
0,17
|
0,14
|
70
|
0,32
|
0,27
|
0,26
|
0,23
|
0,19
|
0,16
|
95
|
0,35
|
0,30
|
0,29
|
0,25
|
0,21
|
0,18
|
120
|
0,38
|
0,32
|
0,31
|
0,27
|
0,23
|
0,19
|
150
|
0,41
|
0,35
|
0,34
|
0,30
|
0,26
|
0,20
|
185
|
0,45
|
0,38
|
0,37
|
0,32
|
0,27
|
0,22
|
240
|
0,51
|
0,43
|
0,41
|
0,35
|
0,29
|
0,24
|
300
|
0,55
|
0,47
|
0,45
|
0,38
|
0,32
|
0,26
|
400
|
0,56
|
0,53
|
0,50
|
0,42
|
0,35
|
0,29
|
500
|
0,62
|
0,59
|
0,55
|
0,47
|
0,39
|
0,32
|
630
|
0,71
|
0,67
|
0,61
|
0,52
|
0,43
|
0,35
|
800
|
0,80
|
0,76
|
0,68
|
0,58
|
0,49
|
0,40
|
1000
|
0,89
|
0,84
|
0,73
|
0,63
|
0,54
|
0,45
|
Кабели
с поясной изоляцией, когда три жилы симметрично расположены относительно
свинцовой или алюминиевой заземленной оболочки, рассчитываются по методике как
ЛЭП и по формуле 2.1
Чаще
всего емкость определяют измерением. Для этого достаточно двух измерений.
Приложив к выводам определенное напряжение переменного тока и сохраняя условия
равновесия, можем получить по измеренному зарядному току эквивалентную емкость
Сэ1=С1е+2С12 (2.11)
Заземлив
один из двух проводов, т.е. соединив со свинцовой оболочкой, получим ,что
емкость можно измерить
С1*=
С1е+ С12 (2.12)
Соединяя
два провода вместе и подавая напряжение между ними и свинцовой оболочкой,
находим непосредственное значение 2С12. Можно использовать и другие
методы измерения.
Сумма
трех статических емкостей на землю составляет 1,5-1,7 емкости эквивалентной
звезды. Значения емкостей между фазами в кабельных сетях с трехфазными кабелями
составляет приблизительно треть емкостей относительно земли С12=1/3С1е,
а для воздушных сетей С12=0,2С1е.
Для
наиболее распространенных трехжильных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией
значение емкостных токов представлено в таблице 2.2
Если
в сети имеются крупные электродвигатели напряжением 6 и 10 кВ, то следует
учитывать их собственные емкостные токи. Емкостной ток электродвигателя при
внешнем ОЗЗ можно ориентировочно определить по следующим формулам
При
Uн=6
кВ Iсд=0,017.Sндв (2.13)
При
Uн=10
кВ Iсд=0,03.Sндв
где
Sндв =Pн/(cosφн.ηн)
Таблица
2.2
Значение
емкостных токов трехжильных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией
Сечение
жил кабеля мм2
|
Сеть
6 кВ
|
Сеть
10 кВ
|
Uн=6кВ
|
Uн=10кВ
|
|
16
|
0,40
|
0,35
|
0,55
|
25
|
0,50
|
0,40
|
0,65
|
35
|
0,58
|
0,45
|
0,72
|
50
|
0,68
|
0,50
|
0,80
|
70
|
0,80
|
0,58
|
0,92
|
95
|
0,90
|
0,68
|
1,04
|
120
|
1,00
|
0,75
|
1,16
|
150
|
1,10
|
0,85
|
1,30
|
185
|
1,25
|
0,95
|
1,47
|
240
|
1,45
|
1,10
|
1,70
|
Емкостной
ток замыкания на землю в трехфазной сети определяется следующим выражением
Ic=√3.Uн.ω.сф.10-6
.L (2.14)
Где
Uн-
номинальное напряжение сети 35 000 В
ω=2
.π .ƒ- угловая частота сети – 314
Сф-
удельная емкость сети одной фазы мкФ/км
L-
длина линии, км.
Для
сети напряжением 35 кВ при подстановке значений уравнение 1 примет вид
Ic=19
.Сф .L (2.15)
Расчетные
значения емкости кабеля согласно техническим условиям (ТУ
3530-001-42747015-2005) на кабели с изоляцией пероксидносшиваемого полиэтилена
на напряжения 6,10,15,20 и 35 кВ для сечений (1х150), (1х185) и (1х240) U=35
кВ соответственно равны 0,2; 0,22; 0,24 мкФ/км.
Тогда
удельный емкостной ток (А/км) для этих сечений кабелей составит:
3,8
А- для (1х150);
4,18
А- для (1х185);
4,56
А- для (1х240).
Кроме
этого в сети используются RC-
цепочки. Согласно паспорту для них емкость на фазу одной цепи составляет С1ф=0,2
мкФ.
После
реконструкции сети такие цепочки устанавливаются только на печных
трансформаторах т.е. на каждую секцию будет приходиться дополнительная емкость
С1ф=0,4 мкФ на фазу, это увеличит емкостной ток на каждой секции на
Ic=19.
C1ф=19.0,4=7,6
А
Расчетные
значения емкостных токов по секциям сети 35 кВ приведены в таблице 2.3.
Таблица
2.3 Расчет емкостных токов сети 35 кВ
№
ячейки
|
Число
жил и сечение кабеля
|
Удельное
значение
|
Длина
кабельной линии, км
|
Емкостной
ток, А
|
С1ф
мкФ/км
|
Ic,
а/км
|
1
секция
|
|
|
|
|
|
ячейка
2(ДСП-1)
|
6(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
2х0,162
|
1,23(1,0*)
|
ячейка
3(АПК-1)
|
3(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
0,260
|
0,99(0,81*)
|
ячейка
11(ФКУ-1)
|
3(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
0,02
|
0,076(0,062*)
|
ячейка
01(ФТК 1)
|
3(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
0,07
|
0,266(0,22*)
|
ячейка
04(секция выкл.)
|
6(1х240)
|
0,24
|
4,56(3,6*)
|
2х0,05
|
0,456(0,36*)
|
Ячейка
06 (ввод Т1)
|
9(1х185)
|
0,22
|
4,18(3,3*)
|
3х0,14
|
1,756(1,39*)
|
RC-
цепочка (2 шт.)
|
|
2х0,2
|
3,8(-)
|
|
7,6
|
Итого
по первой секции
|
12,37
А (3,85) А
|
2
секция
|
ячейка
17(ТРГ)
|
9(1х185)
|
0,22
|
4,18(3,3*)
|
3х0,135
|
1,693(1,34*)
|
ячейка
14(ФКУ 2)
|
3(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
1х0,155
|
0,589(0,48*)
|
ячейка
15(ФКЦ 3)
|
6(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
2х0,160
|
1,216(1,00*)
|
ячейка
16(ФКЦ 4)
|
6(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
2х0,160
|
1,216(1,00*)
|
ячейка
09(ДСП 2)
|
6(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
2х0,300
|
2,28(1,86*)
|
ячейка
10(АПК 2)
|
3(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
1х0,300
|
1,14(0,93*)
|
ячейка
12(ДГК 2)
|
3(1х150)
|
0,2
|
3,8(3,1*)
|
1х0,055
|
0,209(0,17*)
|
ячейка
08 ячейка 13
|
9(1х185)
|
0,22
|
4,18(3,3*)
|
3х0,007
|
0,088(0,075*)
|
ячейка
07(ввод от Т2)
|
9(1х185)
|
0,22
|
4,18(3,3*)
|
3х0,075
|
0,940(0,74*)
|
RC-
цепочка
– 2 шт.
|
2х0,2
|
3,8(-)
|
3х0,075
|
7,6(-)
|
Итого
по второй секции
|
16,97
А, (7,59)А
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|