Анализ режимов работы экранов кабельной сети 35 кВ при различных режимах работы сети

2.3 Анализ режимов работы экранов кабельной сети 35 кВ при различных режимах работы сети

Распределительные сети выполняются одножильными кабелями из сшитого полиэтилена типа ПвВнг цепными линиями. Все кабели прокладываются в одной траншее горизонтально, как показано на рис. 2.3, от механических повреждений кабели защищены кирпичом на протяжении всех распределительных сетей.

Рассчитаем параметры кабеля ячейки 3 (АПК-1) ПвВнг-150 и ячейки 6 на вводе Т1 ПвВнг-185 На рис. 2.3 представлены геометрические размеры кабеля.

Рис. 2.3 Геометрические размеры кабеля

На ток и напряжения в экране каждой фазы будет влиять не только ток жилы этой фазы, но и токи жил и экранов соседних фаз. Учтем это, для чего обратимся к рис. 2.4

Рис 2.4 Группа из трех однофазных кабелей

Уравнения фазы А, описывающие взаимодействия на рис 2.4, следующие:

∆U_жа=Z_жI_жА+Z_жэI_эА+Z_к(I_жВ+I_эВ)+Z_к(I_жС+I_эС), (2.16)

∆U_эа=Z_эI_эА+Z_жэI_эА+Z_к(I_жВ+I_эВ)+Z_к(I_жС+I_эС). (2.17)

Ранее в однофазной постановке было получено, что для медных экранов I_э ≈ I_ж. Таким образом, справедливо (I_жВ + I_эВ) ≈ 0 и (I_жС + I_эС) ≈ 0, т.е. фазы В, С не могут компенсировать влияние тока фазы А. Следовательно, рассмотренный на примере однофазного кабеля механизм возникновения токов в экранах остается справедливым и для группы из трех однофазных кабелей.

Предположим, что имеет место симметричный режим I_жА+ I_жВ + I_жС =О, при котором все же нет токов в экранах (заземленных по концам) трехфазной группы однофазных кабелей. Тогда из второго уравнения системы получим равенство которое может быть справедливо лишь в случае Z_жэ = Z_к.

О=∆U_эА=Z_жэI_жА+Z_кI_жВ+Z_кI_жС (2.18)

Иными словами, фазы В и С могли бы полностью компенсировать ток в экране фазы А лишь только в том случае, когда они влияли бы на ток экрана фазы А так же хорошо, как это делает ток жилы фазы А.

Итак, токи и напряжения в экранах группы однофазных кабелей зависят от расстояния между кабелями, снижаясь с уменьшением этого расстояния. Размещать соседние кабели вплотную друг к другу нежелательно исходя из вопросов живности охлаждения кабеля. Поэтому заметные токи и напряжения в экранах присущи всем трехфазным группам однофазных кабелей в том случае, когда экраны заземлены с обоих концов кабеля.

Радикальными же способами снижения токов в экранах могут быть названы:

-  применение трехфазных кабелей вместо однофазных;

-  частичное разземление экранов;

-  заземление экранов по концам кабеля с одновременным применением транспозицией экранов.

Частичное разземление экранов.

Самый простой способ борьбы с токами в экранах - это разземление экрана в одном из концов кабеля, как это показано на рис.2.5 В случае разземления экрана на его незаземленном конце относительно земли в нормальном режиме и при коротких замыканиях будет напряжение промышленной частоты. Пусть U_э- наибольшее из всех режимов напряжение на экране относительно земли.

Рис. 2.5 Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае ,когда экран заземлен только с одной стороны.

Если для конкретного кабеля исключено прикосновение человека к экрану, то в качестве допустимого напряжения на экране можно принять то напряжение, которое отвечает прочности изоляции экрана, т.е. во всех режимах кабеля, имеющего незаземленный конец экрана, должно выполняться условие

U_э < U_э^доп-1

где U_э^доп-1- допустимое напряжение промышленной частоты для изоляции экрана с точки зрения ее прочности.

Предположим, что в схеме рис. 2.5 имеет место превышение напряжением экрана допустимого значения. В этом случае можно предложить разделить экран кабеля на К несоединенных друг с другом секций равной длины, в каждой из которых экран заземлить лишь один раз (см. рис. 2.6, где показано К=2).

Рис 2.6. Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на секции, заземленные один раз.

При большом числе секций К схема рис.2.6 теоретически эффективна, но практически трудно реализуема. Дело в том, что если по концам кабельной линии. как правило, имеются заземляющие устройства, к которым можно присоединить экраны кабеля, то на трассе таких устройств нет, и их надо предусматривать тем большем количестве, чем больше К. Поэтому более удобной следует признать схему рис. 2.7, которая:

-  требует меньшего количества заземляющих устройства;

-  безопаснее для персонала.

Рис. 2.7 Схема соединения экранов группы из трех однофазных кабелей в случае, когда экран разделен на две секции, заземленные один раз со стороны концевых подстанций

С учетом справочных данных определим расчетные параметры кабеля и сведем их в таблицу.

Таблица 2.5 Данные для расчета параметров кабеля ПвВнг

Таблица 2.6 Основные электрические параметры кабеля ПвВнг

В таблице 2.7 представлены расчеты собственных и взаимных погонных сопротивлений кабеля.

Таблица 2.7 Собственные и взаимные погонные сопротивления кабеля

При определении параметров кабеля (табл. 2.6-2.7) были сделаны следующие допущения:

-  геометрия расположения в пространстве трехфазной системы кабелей такова, что s » гЗ;

-  экран кабеля упрощенно считаем таким, что г₃ » (г₃ - г₂), это позволяет пренебречь конечной толщиной экрана и в расчетах использовать лишь его внутренний радиус;

-  пренебрегаем токами смещения в земле;

-  пренебрегаем эффектом близости на промышленной частоте, считая активные сопротивления жил и экранов как на постоянном токе.

Для определения погонных продольных активно-индуктивных сопротивлений трехфазной системы однофазных кабелей, которые используются в расчетах нормальных и аварийных режимов работы сети, необходимо указать состояние экрана кабеля (граничные условия), от которого эти параметры зависят (табл. 2.8): пренебрегая токами в начале кабеля и сопротивлением заземления экрана.

Таблица 2.8

При этом дополнительные условия определяются расчетом и заносятся в таблицу 2.9

Таблица 2.9 Расчетные дополнительные условия

Исходя из заданных условий примем для расчета I_ж=10 кА а напряжение экрана относительно земли равным испытательному напряжению защитной оболочки экрана U_э= 5кВ

Напряжение (В) наводимое на экран кабеля относительно земли в нормальном режиме работы приведено в таблице 2.10

Таблица 2.10

Значение наведенных напряжений экрана относительно земли

Напряжение (В) наводимое на экран кабеля относительно земли в аварийном режиме трехфазного замыкания вне кабеля приведено в таблице 2.11

Таблица 2.11

Величина напряжения экрана относительно земли при внешнем к.з

Аналогично определяем токи в экранах при различных режимах работы сети:

Ток в экранах фаз кабеля в нормальном режиме

Таблица 2.12 Величина тока в экранах фаз кабеля

Токи в экранах фаз кабеля в аварийном режиме представлены в таблице 2.13

Таблица 2.13 Величина тока в экранах фаз кабеля

Вывод: в нормальном режиме (по таблице 2.10) напряжение наводимое на разземленном конце кабеля марки ПвВнг составляет 387 В для сечения жилы 150 мм², 395 В для сечения жилы 185 мм² ,408 В для сечения жилы 240 мм² , что допустимо для изоляции экрана. В аварийном режиме получили 1131 для сечения жилы 150 мм², 609 для сечения жилы 185 мм², 218 для сечения жилы 240 мм² , что не допустимо для изоляции экрана.

Если экран кабеля заземлен на обоих его концах, то (по таблице 2.12) получим токи: 286 А для сечения жилы 150 мм², 308 А для сечения жилы 185 мм²,319 А для сечения жилы 240 мм². Что недопустимо при малом сечении экрана 25 мм² по сравнению с сечением жилы 240 мм².

Если кабель разземлить с обеих сторон то при этом нужно выполнить дополнительную изоляцию экранов. При таком способе заземления экранов ток в экране отсутствует, а значит и отсутствует дополнительный нагрев кабеля.

Если кабель разземлить с одной стороны, то в этом случае нужно выполнить дополнительную изоляцию экранов на разземленном участке. Ток при этом способе практически отсутствует и его можно не учитывать.

Похожие работы

Локальная сеть Ethernet в жилом микрорайоне

Скачать

192103

12

0

... пользователей коммутируемой ТФОП к услугам Интернет с помощью аналоговых модемов. При способе PPPoE для организации одновременного широкополосного доступа нескольких пользователей локальной сети Ethernet принципиально достаточно одного постоянного виртуального канала РVС. Очевидна ограниченность необходимых изменений сети доступа при переходе от традиционного доступа к широкополосному с  ...

Электроснабжение комплекса томатного сока

Скачать

59984

7

8

... осуществляется проводами марки АПРН. Соединение шинопроводов и распределительного шкафа осуществляется кабелем АВРГ. 1.2 Ведомость электрических нагрузок Проект выполнен для электроснабжения ЭО комплекса томатного сока. Электроснабжение осуществляется от собственной ГПП, подключенного к подстанции глубокого ввода комплекса (ГВК). Комплектная трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ расположена ...

Электробезопасность

Скачать

38946

3

8

ых последствий к их возможному числу за определенный период – является количественной оценкой опасности, т.е. риском. Риск делится на индивидуальный и социальный. К природным опасностям относятся стихийные явления, которые представляют непосредственную угрозу для жизни и здоровья людей (землетрясения, извержения вулканов, снежные лавины, сели, оползни, камнепады, наводнения, штормы,цунами, ...

Беспроводная территориально-распределенная компьютерная сеть строительной компании ООО "Спецтехмонтаж"

Скачать

105497

10

18

... сети на 95 процентов соответствуют требованиям, которые закладывались при проектировании. 4. Социальная значимость проекта Реализация проекта «Беспроводная территориально-распределенная компьютерная сеть строительной компании ООО «Спецтехмонтаж»» это: ·                    эффективное сетевое взаимодействие различных отделов организации, находящиеся за пределами административного здания, с ...