Кабель для подстанций

Общие требования к кабелям для подстанций

На подстанциях применяются кабели с 2, 3 и 4 жилами, которые работают в диапазоне от 400 В до десятков и выше (редко) кВ и которыми подключаются различные типы трансформаторов: токовые, силовые для питания распределительных сетей на типовое напряжение 6 – 10 кВ, а также с выходным напряжением 400 В, необходимым для сетей освещения и решения различных технологических задач на предприятии.

Выбор конкретного кабеля для подстанции задается проектом. При его разработке наряду с обозначенными областями использования, принимается во внимание ряд дополнительных факторов. При этом их полную совокупность которых можно разделить на электрические и механические.

Электрические параметры определяются в первую очередь сечением токопроводящих жил, от которых, в свою очередь, зависят

• максимальная длительная токовая нагрузка;
• стойкость к воздействию токов короткого замыкания от момента его образования до срабатывания защиты;
• величина падения напряжения на единицу длины при штатном режиме эксплуатации.

Для их обеспечения используются алюминиевые или (предпочтительно) медные жилы первого или второго классов гибкости с круглым или секторным поперечным сечением. Для изоляции используется электротехническая бумага с пропиткой, различные полимерные композиции и компаунды. Возможно применение также полупроводящего экрана, который накладывается под изоляцию непосредственно на поверхность проводника, а также исполнение внутренней поясной изоляции из медной ленты.

К наиболее существенным механическим параметрам относят

• минимальный радиус изгиба и погонная масса, знания которых достаточно для разработки кабеленесущих конструкций;
• стойкость к раздавливающим усилиям, определяемая преимущественно наличием броневых покровов из круглой или квадратной проволоки.

С учетом высоких рисков возникновения пожаров в результате короткого замыкания в качестве типовых конструкции предпочтительными считаются конструкции с защитными и изолирующими оболочками из малодымных негорючих материалов (исполнение НГ- LS).

Наиболее распространенные марки

Отечественная промышленность серийно производит несколько десятков разновидностей кабелей для подстанций. Имеется также возможность использования подходящих по параметрам импортных изделий.

Среди высоковольтных изделий наибольшей популярностью пользуются

Бюджетная конструкция ААШв – безбронный кабель с алюминиевыми жилами с максимальным сечением до 500 мм2 и бумажной изоляцией фазных проводов, внутренней алюминиевой поясной оболочкой и внешней поливинидхлоридного пластиката. Рассчитан на рабочие напряжения до 35 кВ

10-киловольтовый кабель СБГ с медными жилами максимальным сечением до 625 мм2. Изоляция, заполнители и поясная изоляция – из обычной и пропитанной бумаги, экран из металлизированной бумаги. Предусмотрено хорошо защищающее от влаги свинцовое поясное покрытие, ленточная стальная броня, наложенная на битумную подушку. Имеются конструкции с многопроволочными жилами с повышенной гибкостью.

Серди низковольтных кабели для понижающих трансформаторов часто встречаются бюджетные конструкции марки АВВГ с алюминиевыми проводами сечением до 1000 мм2 и максимальным количеством жил пять. Изоляция и оболочка – ПВХ. Рассчитан на прокладку в кабельных каналах.

Механически более прочным аналогом является ВБШвнг(А)-LSLTx с максимальным сечением медных жил 10 мм2. Применяется пластиковая оболочка с усиленной пожаростойкостью, что отдельно выделено в индексе.

Схема определения сечения токопроводящих жил кабеля для подстанций

Для выполнения по крайней мере первичной оценки сечения жил силового кабеля, применяемого на подстанциях, привлекаются следующие исходные данные

• количество n присоединяемых кабелей;
• марка кабеля, которая задает материал жил;
• способ подключения к распределительному устройству;
• рабочее напряжение U_ном;
• длина линии, от которой прямо зависит падение напряжения;
• способ прокладки (непосредственно в грунт, в кабельную канализацию, открыто по лоткам на эстакаде и т.д.);
• время срабатывания защиты при коротком замыкании;
• активная и реактивная составляющие нагрузки.

Отметим, что наличие данных по активной и реактивной мощности позволяет сразу же определить косинус фи.

Контролируется

• нагрев при расчетном токе в штатном режиме;
• термическая стойкость при коротком замыкании;
• потери напряжения в нормальном режиме;
• потери напряжения в послеварийном режиме.

Расчетный ток в штатном режиме находится как

Здесь S_расч. = 1000 кВА – полная мощность, n = 2 U_ном, = 10 кВ.

Ток в послеаварийном режиме будет вдвое выше из-за того, что один из трансформаторов (n = 2) отключен защитой, т.е. равен 57,8 А.

Примем, что для создания рассчитываемой линии применяется кабель ААБлУ с тремя алюминиевыми жилами. Тогда сечение жил определят с учетом положений параграфа 1.3.25 ПУЭ 7 издания по норме J = 1,2 А/мм². В данном случае он составит

.

Формально можно взять кабель со стандартным сечением 25 мм². Однако, для создания необходимых эксплуатационных запасов используем кабель сечением жил 35 мм².

Максимально допустимый ток для трехжильного кабеля по таблице 1.3.16 ПУЭ не должен больше 115 А, что с большим запасом превышает ранее определенное значение 57,8 А.

Фактически допустимый ток находим как

Здесь k₁ = 1,1 (более точно задается таблицей 4.13 ПУЭ) учитывает температуру среды, k₂ = 1 для почв с нормальным удельным сопротивлением, k₃ = 1 – учитывает количество кабелей в одной траншее.

В результате фактический допустимый ток равен

I_ф = 1,1*1*1*115=126,5 A.

т.е. превышает 57,8 А, что обеспечивает нормальные условия функционирования линии.

Оценка остальных параметров не имеет смысла из-за гарантированного получения положительного результата. Сказывается наличие фактически 1,5-кратного запаса по сечению.

Выбираете кабель для подключения подстанции? Поможем с выбором!

Отправить запрос