W czasach studenckich jak również w pracy inżynierskiej wymagana jest znajomość wzorów do obliczenia spadków i strat napięcia oraz do obliczeń przekroju przewodów. W poniższym wpisie prezentuję owe zagadnienia.
Stratą napięcia nazywamy geometryczną różnicę napięć na początku i na końcu omawianej gałęzi sieci.
Dla linii lub transformatora stratę napięcia wyznacza się ze wzoru:
ΔU=√3I·Z=√3(Ic - jIb)·(R + jX) [V]
Gdzie
Ic, Ib - prąd czynny i bierny
R,X - rezystancja i reaktancja
Spadkiem napięcia nazywa się algebraiczną różnicę w początku i końcu zacisków lub linii. Przybliżone wartości spadku napięcia można dla elementu trójfazowego wyznaczyć z poniższego wzoru:
ΔU≈√3(IcR - IbX) [V]
ΔU≈(PR - QX)/UN
Przy doborze przekroju przewodów i kabli w sieciach elektroenergetycznych należy przede wszystkim kierować się kryteriami:
1. Obciążalnością prądową w warunkach nagrzewania prądem roboczym.
2. Wytrzymałością na nagrzewanie prądem zwarciowym.
3. Nieprzekraczalnością dopuszczalnego spadku napięcia.
4. Zapewnieniem wytrzymałości mechanicznej.
5. Zapewnieniem skuteczności ochrony przeciwporażeniowej.
6. Zapewnieniem selektywności zabezpieczeń przetężeniowych.
Najbardziej uniwersalne znaczenie ma kryterium obciążalności prądowej długotrwałej, które często decyduje o doborze przekroju przewodów linii napowietrzynych i kabli. Oprócz tego w sieciach SN o doborze przekroju w liniach kablowych może decydować wytrzymałość zwarciowa, a w linii napowietrznej dodatkowo wytrzymałość mechaniczna. Podane powyżej w punkcie 3. kryterium dopuszczalnego spadku napięcia odgrywa podstawowe znaczenie w instalacjach i sieciach na napięcie do 1 kV, natomiast kryteria 5 i 6 brane są pod uwagę przy doborze przekroju przewodów i kabli w instalacjach elektrycznych do 1 kV.
W liniach kablowych SN przekroje kabli dobiera się głównie w oparciu o kryterium 1 i 2 , natomiast przekroje przewodów przeznaczonych do pracy w liniach napowietrznych SN dobiera się na podstawie 1 i 3. Te kryteria mają również znaczenie przy doborze przekroju przewodów dla linii napowietrzynych WN.
Kryterium obciążalności prądowej to spełnienie poniższego warunku:
IZ≥IB
gdzie
IZ - dopuszczalny prąd obciążenia długotrwałego
IB - prąd roboczy linii
W tabelach podano obciążalności długotrwałe dla kabli SN napięć 6kV i 15kV ułożonych w ziemi i prowadzonych w powietrzu żyłach aluminiowych i miedzianych.
Przekrój znamionowy mm2 | Obciążalność prądowa dla kabli [A] | |||||||
ułożenie w ziemi o temperaturze obliczeniowej +20oC | ułożenie w powietrzu o temperaturze obliczeniowej +20oC | |||||||
6 kV | 15 kV | 6 kV | 15 kV | |||||
Cu | Al | Cu | Al | Cu | Al | Cu | Al | |
10 | 75 | 60 | - | - | 55 | 45 | - | - |
16 | 100 | 78 | 84 | 65 | 75 | 60 | 65 | 50 |
25 | 125 | 100 | 105 | 84 | 100 | 80 | 85 | 70 |
35 | 155 | 125 | 130 | 100 | 120 | 95 | 105 | 85 |
50 | 190 | 155 | 160 | 125 | 150 | 125 | 130 | 105 |
70 | 230 | 180 | 195 | 160 | 190 | 150 | 160 | 130 |
95 | 275 | 220 | 235 | 185 | 230 | 185 | 195 | 155 |
120 | 315 | 250 | 265 | 215 | 270 | 215 | 225 | 180 |
150 | 360 | 290 | 300 | 235 | 310 | 250 | 260 | 205 |
185 | 405 | 325 | 335 | 270 | 355 | 300 | 295 | 235 |
240 | 470 | 375 | 390 | 310 | 430 | 345 | 350 | 280 |
Tabela 1: Obciążalność długotrwała w amperach kabli elektroenergetycznych trójżyłowych o izolacji papierowej rdzeniowej o napięciu znamionowym 6 kV i o polu elektrycznym promieniowym o napięciu znamionowym 15 kV
Przekrój znamionowy mm2 | Obciążalność długotrwała w A kabli na napięcie znamionowe | |||||
6/10 kV | 8,7/15 kV | 12/20 kV | 6/10 kV | 8,7/15 kV | 12/20 kV | |
ułożonych bezpośrednio w ziemi o temperaturze obliczeniowej +20oC | ułożonych w powietrzu o temperaturze obliczeniowej +20oC | |||||
50 | 140 | 125 | 120 | 110 | 105 | 90 |
70 | 175 | 160 | 145 | 140 | 130 | 115 |
95 | 200 | 185 | 175 | 170 | 155 | 140 |
120 | 235 | 215 | 205 | 195 | 180 | 160 |
150 | 265 | 235 | 225 | 225 | 205 | 185 |
185 | 290 | 270 | 255 | 255 | 235 | 205 |
240 | 340 | 310 | 300 | 305 | 280 | 245 |
Tabela 2: Obciążalność prądowa długotrwała w amperach trójkątnych wiązek kabli jednożyłowych o żyłach aluminiowych na napięcie 6/10 kV, 8,7/15 kV oraz 12/20 kV
Przekrój znamionowy mm2 | Obciążalność prądowo w amperach w okresie | |||
od kwietnia do października | od listopada do marca | |||
AL | AFL | AL | AFL | |
16 | 110 | 90 | 125 | 105 |
25 | 140 | 120 | 160 | 140 |
35 | 175 | 145 | 200 | 175 |
50 | 220 | 170 | 255 | 220 |
70 | 275 | 290 | 315 | 325 |
95 | 340 | 350 | 390 | 395 |
Tabela 3: Obciążalność długotrwała przewodów gołych aluminiowych (AL) i stalowo-aluminiowych (AFL) zastosowanych w przestrzeniach zewnętrznych
|
REKLAMA |
REKLAMA |
REKLAMA |
REKLAMA |
REKLAMA |
Neuroinformatyka Grupa dla wszystkich zainteresowanych wykorzystaniem metod pomiarów, analizy i modelowania pochodzących z ... |
Politechnika Lubelska Grupa zrzeszająca studentów i absolwentów Politechniki Lubelskiej |
Politechnika Gdańska Grupa zrzeszająca pracowników, studentów i absolwentów Politechniki Gdańskiej. |
Automania Grupa zrzeszająca pasjonatów czterech kółek. |
REKLAMA |