Раздел 1. Общие правила
Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны
Выбор сечения проводников по экономической плотности тока
1.3.25. Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение S, мм 2 , определяется из соотношения ¶
¶
где I — расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; Jэк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм², для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.3.36. ¶
Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т. е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается. ¶
1.3.26. Выбор сечений проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока напряжением 330 кВ и выше, а также линий межсистемных связей и мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большим числом часов использования максимума, производится на основе технико-экономических расчетов. ¶
1.3.27. Увеличение количества линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения экономической плотности тока производится на основе технико-экономического расчета. При этом во избежание увеличения количество линий или цепей допускается двукратное превышение нормированных значений, приведенных в табл. 1.3.36. ¶
Таблица 1.3.36. Экономическая плотность тока ¶
Экономическая плотность тока, А/мм, при числе часов использования максимума нагрузки в год
более 1000 до 3000
более 3000 до 5000
Неизолированные провода и шины:
Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами:
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:
В технико-экономических расчетах следует учитывать все вложения в дополнительную линию, включая оборудование и камеры распределительных устройств на обоих концах линий. Следует также проверять целесообразность повышения напряжения линии. ¶
Данными указаниями следует руководствоваться также при замене существующих проводов проводами большего сечения или при прокладке дополнительных линий для обеспечения экономической плотности тока при росте нагрузки. В этих случаях должна учитываться также полная стоимость всех работ по демонтажу и монтажу оборудования линии, включая стоимость аппаратов и материалов. ¶
1.3.28. Проверке по экономической плотности тока не подлежат: ¶
- сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000-5000;
- ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
- сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений;
- проводники, идущие к резисторам, пусковым реостатам и т. п.;
- сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет.
1.3.29. При пользовании табл. 1.3.36 необходимо руководствоваться следующим (см. также 1.3.27): ¶
1. При максимуме нагрузки в ночное время экономическая плотность тока увеличивается на 40%. ¶
2. Для изолированных проводников сечением 16 мм 2 и менее экономическая плотность тока увеличивается на 40%. ¶
3. Для линий одинакового сечения с n ответвляющимися нагрузками экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в ky раз, причем ky определяется из выражения ¶
¶
4. При выборе сечений проводников для питания n однотипных, взаиморезервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. д.), из которых m одновременно находятся в работе, экономическая плотность тока может быть увеличена против значений, приведенных в табл. 1.3.36, в kn раз, где kn равно: ¶
¶
1.3.30. Сечение проводов ВЛ 35 кВ в сельской местности, питающих понижающие подстанции 35/6 — 10 кВ с трансформаторами с регулированием напряжения под нагрузкой, должно выбираться по экономической плотности тока. Расчетную нагрузку при выборе сечений проводов рекомендуется принимать на перспективу в 5 лет, считая от года ввода ВЛ в эксплуатацию. Для ВЛ 35 кВ, предназначенных для резервирования в сетях 35 кВ в сельской местности, должны применяться минимальные по длительно допустимому току сечения проводов, исходя из обеспечения питания потребителей электроэнергии в послеаварийных и ремонтных режимах. ¶
1.3.31. Выбор экономических сечений проводов воздушных и жил кабельных линий, имеющих промежуточные отборы мощности, следует производить для каждого из участков, исходя из соответствующих расчетных токов участков. При этом для соседних участков допускается принимать одинаковое сечение провода, соответствующее экономическому для наиболее протяженного участка, если разница между значениями экономического сечения для этих участков находится в пределах одной ступени по шкале стандартных сечений. Сечения проводов на ответвлениях длиной до 1 км принимаются такими же, как на ВЛ, от которой производится ответвление. При большей длине ответвления экономическое сечение определяется по расчетной нагрузке этого ответвления. ¶
1.3.32. Для линий электропередачи напряжением 6-20 кВ приведенные в табл. 1.3.36 значения плотности тока допускается применять лишь тогда, когда они не вызывают отклонения напряжения у приемников электроэнергии сверх допустимых пределов с учетом применяемых средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности. ¶
Выбор проводов по экономической плотности тока
Выбор проводов и кабелей по экономической плотности тока
Установлены экономические плотности тока, по которым должны выбираться сечения проводов воздушных линий и жил кабелей.
Экономическая плотность тока определяется из табл, 8-1.
Сечение проводника по условию экономической плотности тока определяется по формуле
где I — расчетный ток линии, а;
j э — экономическая плотность тока, а/мм кв., принимаемая по табл. 8-1.
Расчетный ток линии принимается из условий нормальной работы и при определении его не учитывается увеличение тока в линии при авариях или ремонтах в каких-либо элементах сети.
Полученное по (8-1) сечение проводника округляется до ближайшего стандартного сечения.
При пользовании табл. 8-1 необходимо руководствоваться следующим:
1.При максимуме токовой нагрузки в ночное время экономическая плотность тока повышается на 40%.
2.Для изолированных проводов сечением 16 мм кв. и менее экономические плотности тока увеличиваются на 40%.
3.Для линий с одинаковым сечением проводников по всей длине и различными нагрузками ня отдельных участках их (рис. 8-1)
Рис. 8-1. Схема линии с различными токовыми нагрузками участков
Экономическая плотность тока для начального участка увеличивается по сравнению с величинами, указанными в табл. 8-1, в К у раз; при этом коэффициент увеличения определяется по формуле
где I 1 , I 2 . I m — токовые нагрузки отдельных участков линии;
l 1 , l 2 . l m — длины тех же участков линии;
L — полная длина линии.
4.При выборе сечений проводников для питания ряда однотипных взаимно резервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. п.) общим числом n , если известно, что все они одновременно не включаются и n 1 из них поочередно находятся в работе, экономическая плотность должна быть увеличена против норм табл. 8-1 умножением на коэффициент
Таблица 8-1 Предельная экономическая плотность тока, а/мм кв
Продолжительность использования максимума нагрузки, ч
Голые провода и шины:
медные
алюминиевые
Кабели с бумажной и провода с резиновой изоляцией с жилами;
медными
алюминиевыми
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:
медными
алюминиевыми
Целесообразность увеличения числа линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения, а также замены существующих проводов проводами больших сечений при росте нагрузки в целях удовлетворения условий экономической плотности тока должна обосновываться только на основании технико-экономических расчетов.
Проверке по экономической плотности тока не подлежат:
1)Сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1000 в при числе часов использования максимума нагрузки предприятия до 4000-5000;
2)все ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 в, а также осветительные сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, проверенные по потере напряжения;
3)сети временных сооружений, а также устройств с малым сроком службы (3-5 лет);
4)сборные шины;
5)проводники, идущие к сопротивлениям, пусковым реостатам и т. п.
Для определения среднего числа часов использования максимума нагрузки при отсутствии уточненных данных можно пользоваться приведенными в табл. 8-2 ориентировочными данными как по категориям потребителей, так и по различным основным отраслям промышленности.
В табл. 8-3 приведены значения тока в линии, обеспечивающего наибольшую экономичность эксплуатации в зависимости от материала и сечения проводов и жил кабелей и годового числа часов использования максимальной нагрузки.
Пример 8-1.
Требуется выбрать по экономической плотности тока сечение кабеля 6 кв с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами для питания деревообделочного завода с максимальной токовой нагрузкой 54 а.
Решение.
По табл. 8-2 находим среднее число часов использования максимума нагрузки для деревообрабатывающей промышленности: Т=2500 ч.
В графе табл. 8-3, соответствующей числу часов использования менее 3000 для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, определяем, что экономическая плотность тока будет обеспечена при кабеле сечением 3 X 35 мм кв.
Пример 8-2.
На рис. 8-2 представлена схема воздушной линии городской электросети 380/220 в, выполненной алюминиевыми проводами с одинаковым сечением по всей длине линии.
Требуется выбрать сечение проводов, соответствующее экономической плотности тока, при числе часов использования максимума менее 3000.
Таблица 8-2 Среднее число часов использования максимальной нагрузки для различных категорий потребителей и отраслей промышленности
По категориям потребителей
Внутреннее освещение городов
Наружное освещение городов
Промышленные предприятия, работающие:
1) в одну смену
2) в две смены
3) в три смены
По отраслям промышленности
1 500-2 500
2 000-3 600
2 000-3 000
3 000-4 500
4 500-7 000
6 500
6 200
5 000
4 000
5 500
5 000
3 000
4 500
3 000
2 500
4 000
Таблица 8-3 Экономические токи для неизолированных проводов и кабелей, а
Марки и сечения проводов и кабелей
Экономический ток, а, при числе часов использования максимума в год
Трехжильные кабели с бумажной изоляцией
С медными жилами
3Х10
3X16
3X25
3X35
3X50
3X70
3X95
3X120
3X150
3X185
С алюминиевыми жилами
3Х10
3X16
3X25
3X35
3X50
3X70
3X95
3X120
3X150
3X185
Трехжильные кабели с резиновой изоляцией
С медными жилами
3Х10
3X16
3X25
3X35
3X50
3X70
С алюминиевыми жилами
3Х10
3X16
3X25
3X35
3X50
3X70
Решение.
Определяем коэффициент увеличения экономической плотности тока для начального участка по (8-2):
Экономическую плотность тока для линии с одинаковой нагрузкой по всей длине определяем из табл. 8-1 при числе часов использования максимума менее 3000 для алюминиевых голых проводов: 1,3 а/мм кв.
Для условий примера экономическая плотность тока с учетом распределения нагрузок вдоль линии получается равной:
Экономическое сечение линии определяем из (8-1):
Останавливаемся для проводов линии на ближайшем стандартном сечении 50 мм кв. Принятое сечение должно быть проверено по условиям нагревания и потери напряжения.
Пример 8-3.
Выбрать по экономической плотности тока сечение кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами на 6 кв, питающих электродвигатели насосов. Всего насосных агрегатов три, из которых два являются рабочими, а один — резервным. Расчетный ток каждого кабеля 65 а; число часов использования максимума электродвигателей рабочих насосов 4000.
Решение.
Экономическую плотность тока без учета коэффициента увеличения для условий примера определяем по табл. 8-1: 1,4 а/мм кв. Коэффициент увеличения, учитывающий число рабочих и резервных линий, находим из (8-3). В нашем случае n =3 и n 1 =2, а коэффициент увеличения получается равным:
Экономическая плотность тока с учетом режима работы насосных агрегатов составляет
Экономическое сечение кабеля
Принимаем для кабелей ближайшее стандартное сечение 35 мм кв.
Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение 
, мм
, определяется из соотношения
,
где 
— расчетный ток в час максимума энергосистемы, А; 
— нормированное значение экономической плотности тока, А/мм, для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.3.36.
Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т. е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается.
Выбор сечений проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока напряжением 330 кВ и выше, а также линий межсистемных связей и мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большим числом часов использования максимума, производится на основе технико-экономических расчетов.
Увеличение количества линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения экономической плотности тока производится на основе технико-экономического расчета. При этом во избежание увеличения количество линий или цепей допускается двукратное превышение нормированных значений, приведенных в табл. 1.3.36.
Таблица 1.3.36. Экономическая плотность тока
| Проводники | |||
| более 1000 до 3000 | более 3000 до 5000 | более 5000 | |
| медные | 2,5 | 2,1 | 1,8 |
| алюминиевые | 1,3 | 1,1 | 1,0 |
| медными | 3,0 | 2,5 | 2,0 |
| алюминиевыми | 1,6 | 1,4 | 1,2 |
| медными | 3,5 | 3,1 | 2,7 |
| алюминиевыми | 1,9 | 1,7 | 1,6 |
В технико-экономических расчетах следует учитывать все вложения в дополнительную линию, включая оборудование и камеры распределительных устройств на обоих концах линий. Следует также проверять целесообразность повышения напряжения линии.
Данными указаниями следует руководствоваться также при замене существующих проводов проводами большего сечения или при прокладке дополнительных линий для обеспечения экономической плотности тока при росте нагрузки. В этих случаях должна учитываться также полная стоимость всех работ по демонтажу и монтажу оборудования линии, включая стоимость аппаратов и материалов.
Проверке по экономической плотности тока не подлежат:
сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000-5000;
ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений;
проводники, идущие к резисторам, пусковым реостатам и т. п.;
сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет.
При пользовании табл. 1.3.36 необходимо руководствоваться следующим (см. также 1.3.27):
1. При максимуме нагрузки в ночное время экономическая плотность тока увеличивается на 40%.
2. Для изолированных проводников сечением 16 мм и менее экономическая плотность тока увеличивается на 40%.
3. Для линий одинакового сечения с 
ответвляющимися нагрузками экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в 
раз, причем определяется из выражения
,
где 
— нагрузки отдельных участков линии; — длины отдельных участков линии; 
— полная длина линии.
4. При выборе сечений проводников для питания однотипных, взаиморезервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. д.), из которых 
одновременно находятся в работе, экономическая плотность тока может быть увеличена против значений, приведенных в табл. 1.3.36, в 
раз, где равно:
.
Сечение проводов ВЛ 35 кВ в сельской местности, питающих понижающие подстанции 35/6 — 10 кВ с трансформаторами с регулированием напряжения под нагрузкой, должно выбираться по экономической плотности тока. Расчетную нагрузку при выборе сечений проводов рекомендуется принимать на перспективу в 5 лет, считая от года ввода ВЛ в эксплуатацию. Для ВЛ 35 кВ, предназначенных для резервирования в сетях 35 кВ в сельской местности, должны применяться минимальные по длительно допустимому току сечения проводов, исходя из обеспечения питания потребителей электроэнергии в послеаварийных и ремонтных режимах.
Выбор экономических сечений проводов воздушных и жил кабельных линий, имеющих промежуточные отборы мощности, следует производить для каждого из участков, исходя из соответствующих расчетных токов участков. При этом для соседних участков допускается принимать одинаковое сечение провода, соответствующее экономическому для наиболее протяженного участка, если разница между значениями экономического сечения для этих участков находится в пределах одной ступени по шкале стандартных сечений. Сечения проводов на ответвлениях длиной до 1 км принимаются такими же, как на ВЛ, от которой производится ответвление. При большей длине ответвления экономическое сечение определяется по расчетной нагрузке этого ответвления.
Для линий электропередачи напряжением 6-20 кВ приведенные в табл. 1.3.36 значения плотности тока допускается применять лишь тогда, когда они не вызывают отклонения напряжения у приемников электроэнергии сверх допустимых пределов с учетом применяемых средств регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности.
