Gc-helper.ru

ГК Хелпер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Наибольший ток кабельной линии

Типы быстрых зарядок и нюансы используемых кабелей

Содержание

Содержание

Современные смартфоны потребляют намного больше энергии, чем их предшественники: больше быстродействие, больше экран, больше памяти, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. Все это прекрасно, однако емкости аккумуляторов за прогрессом не поспевают. В результате многие современные смартфоны держат заряд не более суток. Рано или поздно вы забываете поставить вечером гаджет на зарядку, а утром понимаете, что через 15 минут выходить из дома, а заряда — «на донышке». Что делать? Бежать покупать портативный аккумулятор или можно что-то сделать за эти 15 минут?

Как долго должен заряжаться аккумулятор?

Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.

Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.

Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.

Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.

Что такое быстрая зарядка?

Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.

Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.

Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.

Типы быстрой зарядки

Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.

Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.

Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.

Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.

Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.

Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.

USB 3.1 + Power Delivery = некоторые проблемы

Теперь «умным и быстрым» ЗУ может быть любое устройство, поддерживающее USB 3.1. Заряжаемое устройство определит возможности заряжающего порта, измерив сопротивление между парой контактов разъема — CC и Vbus. Если порт может выдать максимум 0,9 А, как обычный порт USB 3.0, сопротивление будет равно 56 кОм, 22 кОм «скажут» гаджету, что ЗУ может выдать до 1,5 А, а 10 кОм — 3А.

Но как быть с кабелями-переходниками с Type-C на USB 2.0? У первого — 24 контакта, у второго — всего 4, а тех, между которыми ЗУ должно выставлять сигнальное сопротивление, просто нет. Консорциум USB решил встраивать резисторы прямо внутрь кабеля: 10 кОм в кабеля для мощных ЗУ, 22 кОм — для ЗУ с выходным током 1,5 А, ну и для 0,9 А — 56 кОм.

А если перепутать? Чаще всего — ЗУ не даст максимального тока и зарядка будет идти в разы дольше. Если же ЗУ попытается дать гаджету ток больше, чем оно способно, то может выйти из строя, а в худшем случае — испортить и гаджет.

Масла в огонь подлили китайцы, начав засовывать резисторы 10 кОм во все кабели-переходники с Type-C на USB 2.0. В том числе и в дешевые тонкожильные, неспособные выдержать те 3А, которые он якобы должен пропускать.

Чтобы всем стало совсем «весело», консорциум USB регламентировал установку в кабели Type-C маркирующей микросхемы eMarker, информирующей оба подключенных к нему устройства о возможностях кабеля. Проблема в том, что дорогостоящий кабель с микросхемой eMarker может быстро сгореть на паре ЗУ–гаджет, поддерживающей какой-нибудь стандарт быстрой зарядки, отличной от Power Delivery. eMarker питается от 5В, а тот же QickCharge 2 и все основанные на нем протоколы запросто могут поднять напряжение питающей линии до 18 В.

Вывод один — не используйте для быстрой зарядки «случайные» кабели. Это особенно важно для кабелей с разъемами Type-C, но актуально и для старых разъемов: невооруженным глазом не заметить, что у кабеля сечение жил меньше и разъем контактирует неплотно. В результате зарядка будет идти намного дольше, и это еще не самое худшее: возникающий из-за искрения контактов нагрев может привести к повреждению разъема или вообще к воспламенению прилегающего пластика. Настоятельно рекомендуется не пользоваться для зарядки «чужими» проводами, пусть они и выглядят подходящими.

Читать еще:  Выключатель кнопочный с подсветкой 10а

Метод экономической плотности тока для выбора сечений проводов

Это незавершённая статья. Вы поможете проекту, исправив и дополнив её.

Содержание

  • 1 Выбор сечений по экономическому критерию
  • 2 Описание метода
  • 3 Область и условия применения метода экономической плотности тока
  • 4 Обоснованность использования опыта проектирования
  • 5 Достоинства и недостатки использования метода экономической плотности тока
  • 6 Пример выбора сечений методом экономической плотности тока
  • 7 Использованная литература

Выбор сечений по экономическому критерию

Классический подход к выбору сечений воздушных и кабельных линий электропередачи по экономическому критерию основан на использовании методов экономической плотности тока или экономических токовых интервалов сечений. Оба упомянутых метода разработаны на базе одного экономического критерия проектирования электрической сети — статических приведенных затрат. Представление экономического критерия в виде статических приведенных затрат не соответствует современным экономическим отношениям, поэтому приведенные в справочной литературе числовые характеристики экономической плотности тока и экономических интервалов сечений не могут быть использованы при проектировании в чистом виде и должны быть подвержены корректировке.

Корректировку числовых характеристик экономической плотности тока и экономических интервалов сечений в настоящее время в условиях инфляции провести практически невозможно, однако в случае с методом экономической плотности тока есть возможность воспользоваться опытом проектирования.

Описание метода

Алгоритм расчета

  1. Задание начальных приближений сечениям линий;
  2. Расчет установившегося режима;
  3. Выбор первой проектируемой линии;
    1. Расчет экономического сечения провода Fэк выбранной линии;
    2. Проверка по нагреву и допустимому уровню падения напряжения;
    3. Расчет установившегося режима с выбранными линиями;
  4. Выбор следующей линии с исключением уже выбранных ранее из множества выбираемых; повтор П. 3.1-3.3 для вновь выбранной линии с учетом выбранных линий, перерасчет установившегося режима;
  5. Повторение П. 3-4 до исчерпания всего множества проектируемых линий.

Критерии выбора линии:

  1. линия должна иметь наибольшую токовую загрузку;
  2. при равенстве токовой загрузки брать линии ближе к станции (источнику).

Область и условия применения метода экономической плотности тока

Экономическая плотность тока jэк в течение многих лет применялась для выбора сечений кабельных линий напряжением выше 1 кВ и воздушных линий 35–500 кВ. В настоящее время по экономической плотности тока выбирают сечения кабельных линий при Uном > 1 кВ, а также воздушных линий 6–20 кВ.

Сечение проводов и кабелей, выбранное по экономической плотности тока, проверяют по нагреву, по допустимой потере напряжения DUдоп, по механической прочности.

Выбору по экономической плотности тока не подлежат:

  1. сети промышленных предприятий с напряжением до 1 кВ при числе часов максимальной мощности до 4000–5000 ч;
  2. ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 В;
  3. осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
  4. сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3–5 лет.

Сечение кабельных линий напряжением выше 1 кВ, выбранное по экономической плотности тока, проверяется по нагреву, по допустимым потерям и отклонениям напряжения, а также по термической стойкости при токах короткого замыкания.

Данные, приведенные в табл. 1, относятся к линиям с номинальным напряжением, не превышающим 220 кВ. Для электропередач 330 и 500 кВ экономическая плотность тока не нормируется. Сечение проводов таких линий выбирается на основе сопоставления приведенных затрат, которые определяются для нескольких вариантов конструкции расщепленного провода и его суммарного сечения.

Обоснованность использования опыта проектирования

Анализ реальных, уже реализованных или находящихся на этапе конкретного проектирования, проектов развития электрических сетей различных классов номинального напряжения показал малообоснованную тенденцию снижения экономической плотности тока относительно используемых ранее нормативных значений. Несмотря на сокращение сроков окупаемости объектов, что, согласно классической теории, должно способствовать росту экономической плотности тока, наблюдается ее убыль.

Следует отметить, что четкого обоснования причин снижения экономической плотности тока на вновь проектируемых линиях нет и оно, скорее всего, объясняется пожеланиями заказчиков проектов и снижением номенклатуры сечений проводов.

Таким образом, прогнозирование тенденции изменения экономической плотности тока на основании классической теории может оказаться ошибочным, поэтому появляется необходимость использования накопленного опыта проектирования электрических сетей.

С учетом изложенного в настоящее время наиболее перспективным является использование экономической плотности тока с выбором ближайшего большего к экономическому сечения воздушных и кабельных линий электропередачи. Это позволит учесть тенденцию к снижению значения экономической плотности тока по сравнению с нормативными значениями.

Выбор сечений проводников выполняется по экономической плотности тока в зависимости от вида проводника и времени использования максимальной нагрузки.

Достоинства и недостатки использования метода экономической плотности тока

Достоинства:

  1. Выбор сечений проводов по экономической плотности тока является прогрессивным методом, поскольку позволяет учитывать при выборе сечений капитальные вложения на сооружение линий и стоимость потерь электроэнергии в электрической сети.
  2. Простота выбора сечений.
  3. Выбор экономически целесообразных сечений проводов с помощью нормированных значений экономической плотности тока позволяет унифицировать подход к проектированию, избежать разнохарактерности в оценках экономической эффективности.
  1. Применение экономической плотности тока для выбора сечений воздушных линий может привести к ошибкам, поскольку метод следует из не вполне обоснованных допущений:
    • выражение для [math]j_ < text<эк>>[/math] получено в предположении линейной зависимости капитальных вложений в линию от ее длины, которая нарушается при переходе к массовому строительству воздушных линий на унифицированных опорах.
    • вывод выражения для [math]j_ < text<эк>>[/math] сделан с допущением о непрерывности шкалы сечений в выражении удельных приведенных затрат.
    • сделано предположение, что в формуле затрат нормальный максимальный ток в линии Imax неизменен.
  2. В классическом методе существует неоднозначность выбора сечения, следовательно, появляется необходимость учета дополнительных условий по снижению экономической плотности тока либо увеличение сечения; при отсутствии таких условий требуются дополнительные расчёты для сравнения двух вариантов стандартных сечений — большего и меньшего.
  3. Использование экономической плотности тока не позволяет в полной мере учесть все влияющие факторы в каждом конкретном случае, поскольку для коэффициентов, определяющих единые экономические плотности тока, могут приниматься лишь некоторые средние обобщенные значения.
  4. Использование нормированных экономических плотностей тока не позволяет принять во внимание характерную особенность современной практики строительства воздушных линий, заключающуюся в широком применении унифицированных типов опор.

Пример выбора сечений методом экономической плотности тока

[math]Р_ < text<1>> = 15 [/math] МВт

[math]Р_ < text<2>> = 35 [/math] МВт

[math]Р_ < text<4>> = 30 [/math] МВт

[math]Р_ < text<5>> = 15 [/math] МВт

[math]Р_ < text<6>> = -10 [/math] МВт

[math]Р_ < text<7>> = 20 [/math] МВт

Примечание: положительные значения мощности — нагрузка, отрицательные — генерация.

[math]cos varphi[/math] = 0.8

[math]U_ < text<б>>[/math] = 110 кВ

[math]j_ < text<эк>> = (0.9-1.2)[/math] [math] А / мм^2[/math] ; примем [math]j_ < text<эк>> = 1.1[/math] [math] А / мм^2[/math]

Пусть [math]alpha_ < text<пот>> = 3 % [/math] от [math] Р_< text<н> >[/math] ; [math]alpha_ < text<сн>> = 5 % [/math] (уголь)

Возможные сечения для данного класса напряжения ( [math] 110 [/math] кВ): [math]70, 95, 120, 150, 185, 240[/math] [math] мм^2.[/math]

Расчет баланса мощности

[math]Р_ < text<Г6>> = 10 [/math] МВт

[math]Р_ < text<2>> = 35 [/math] МВт

[math]Р_ < text<4>> = 30 [/math] МВт

[math]Р_ < text<5>> = 15 [/math] МВт

[math]Р_ < text<7>> = 20 [/math] МВт

[math] Р_< text<н> > = Р_ < text<1>> + Р_ < text<2>> + Р_ < text<4>> + Р_ < text<5>> + Р_ < text<7>> = 15 + 35 + 30 + 15 + 20 = 115 [/math] МВт

[math] triangle Р = frac >> <100>cdot Р_< text<н> > = frac<3> <100>cdot 115 = 3.45 [/math] МВт

Итого: [math]Р_ < text<б>> = Р_< text<н> > + triangle Р + Р_ < text<сн>> — Р_ < text<3>> — Р_ < text<6>> = 115 + 3.45 + 2.5 — 40 — 10 = 70.95 [/math] МВт

  • Сеть дефицитная [math] Longrightarrow [/math] дефицит покрывается за счет базисного узла
  • ЛЭП должны тяготеть (стремиться) в сторону базисного узла, т. е. чем ближе к базисному узлу, тем мощнее нагрузка на ЛЭП, [math] Longrightarrow [/math] расчет нужно вести от базисного узла [math] Б [/math] .

Разработка вариантов развития

Рассчитаем схему I. Другие возможные варианты схем будут рассчитываться аналогично.

На данной схеме (схема I) представлено два варианта связи ПС с базисным узлом [math] Б [/math] : радиалная сеть (узлы 5, 6, 7 относительно узла [math] Б [/math] ) и кольцевая сеть (узлы 1, 2, 3 относительно узла [math] Б [/math] ) с ответвленным узлом 4.

Расчет режимов

  • примем на начальном этапе расчетов, что все ЛЭП выполнены проводом марки АС-240 с сечением [math] 240[/math] [math] мм^2[/math] .
  • предполагаемое количество цепей для участков:
    • [math] Б-5 [/math] , [math] 5-6 [/math] , [math] 5-7 [/math] , [math] 1-4 [/math] — 2 цепи (обеспечение надежности подключения);
    • [math] Б-1 [/math] , [math] 3-Б [/math] — 2 цепи (обеспечение надежности подключения внутри кольца из-за большой мощности, протекающей от базисного узла [math] Б [/math] );
    • [math] 1-3 [/math] , [math] 2-3 [/math] — 1 цепь (в кольце обеспечена надежность подключения наличием двух независимых путей).
  • напряжения во всех узлах примем равным напряжению узла [math] Б [/math] , [math] U_ < text> = V_ < text<б>> = 110 [/math] кВ, [math] i = overline <1,8>[/math]

Так как ЛЭП на начальном этапе расчетов соответствует марке АС-240, то [math] Z_ < text<0>>^ < text<АС-240>> = 0.118 + j cdot 0.405 [/math] Ом/км; [math]b_ < text<0>>^ < text<АС-240>> = 2.808 cdot 10^ < text<-6>> [/math] См/км.

Мощности узлов:

[math]Q_ < text> = frac <Р_< text>> cdot sin varphi[/math] ; [math] dot S_ < text> = Р_ < text<1>> + j cdot Q_ < text<1>>[/math] , [math] i = overline <1,8>[/math]

[math]Q_ < text<1>> = frac <Р_< text<1>>> cdot sin varphi = frac<15> <0.8>cdot 0.6 = 9[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<1>> = Р_ < text<1>> + j cdot Q_ < text<1>> = 15 + j cdot 9[/math] МВА;

[math]Q_ < text<2>> = frac <Р_< text<2>>> cdot sin varphi = frac<35> <0.8>cdot 0.6 = 21[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<2>> = Р_ < text<2>> + j cdot Q_ < text<2>> = 35 + j cdot 21[/math] МВА;

[math]Q_ < text<3>> = frac <Р_< text<3>>> cdot sin varphi = frac<-40> <0.8>cdot 0.6 = -24[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<3>> = Р_ < text<3>> + j cdot Q_ < text<3>> = -40 — j cdot 24[/math] МВА;

[math]Q_ < text<4>> = frac <Р_< text<4>>> cdot sin varphi = frac<30> <0.8>cdot 0.6 = 18[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<4>> = Р_ < text<4>> + j cdot Q_ < text<4>> = 30 + j cdot 18[/math] МВА;

[math]Q_ < text<5>> = frac <Р_< text<5>>> cdot sin varphi = frac<15> <0.8>cdot 0.6 = 9[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<5>> = Р_ < text<5>> + j cdot Q_ < text<5>> = 15 + j cdot 9[/math] МВА;

[math]Q_ < text<6>> = frac <Р_< text<6>>> cdot sin varphi = frac<-10> <0.8>cdot 0.6 = -6[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<6>> = Р_ < text<6>> + j cdot Q_ < text<6>> = -10 — j cdot 6[/math] МВА;

[math]Q_ < text<7>> = frac <Р_< text<7>>> cdot sin varphi = frac<20> <0.8>cdot 0.6 = 12[/math] Мвар; [math] dot S_ < text<7>> = Р_ < text<7>> + j cdot Q_ < text<7>> = 20 + j cdot 12[/math] МВА.

Разнесем поперечные сопротивления линий в виде шунтов по узлам:

Примечание: мощность шунта рассчитана на 1 линию.

Полная мощность узлов:

[math] dot S_< text<1> > = dot S_ < text<1>> + 5 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (15 + j cdot 9) + 5 cdot (- j cdot 0.034) = 15 + j cdot 8.830 [/math] Мвар;

[math] dot S_< text<2> > = dot S_ < text<2>> + 3 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (35 + j cdot 21) + 3 cdot (- j cdot 0.034) = 35 + j cdot 20.898 [/math] Мвар;

[math] dot S_< text<3> > = dot S_ < text<3>> + 2 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (-40 — j cdot 24) + 2 cdot (- j cdot 0.034) = -40 — j cdot 24.068 [/math] Мвар;

[math] dot S_< text<4> > = dot S_ < text<4>> + 2 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (30 + j cdot 18) + 2 cdot (- j cdot 0.034) = 30 + j cdot 17.932 [/math] Мвар;

[math] dot S_< text<5> > = dot S_ < text<5>> + 6 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (15 + j cdot 9) + 6 cdot (- j cdot 0.034) = 15 + j cdot 8.796 [/math] Мвар;

[math] dot S_< text<6> > = dot S_ < text<6>> + 2 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (-10 — j cdot 6) + 2 cdot (- j cdot 0.034) = -10 — j cdot 6.068 [/math] Мвар;

[math] dot S_< text<7> > = dot S_ < text<7>> + 2 cdot dot S_ < text<ш>>^ < text<АС-240>> = (20 + j cdot 12) + 2 cdot (- j cdot 0.034) = 20 + j cdot 11.932 [/math] Мвар.

Расчет емкостных токов присоединений в сети 6(10) кВ

В данной статье речь пойдет о расчете собственных емкостных токов для различных присоединений в сети 6(10) кВ с изолированной нейтралью.

Как известно через трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) неповрежденных присоединений протекает собственный емкостной ток.

При однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) через ТТНП поврежденного присоединения будет протекать суммарный емкостной ток всех неповрежденных присоединений.

Векторные диаграммы поврежденного и неповрежденного присоединения представлены на рис.1.

Исходя из выше изложенного, защиту от ОЗЗ выполняют отстраиваясь от собственного емкостного тока.

Расчет емкостных токов выполняется для следующих присоединений:

  • кабельные линии;
  • воздушные линии;
  • асинхронные и синхронные электродвигатели;
  • генераторы;

Кабельные линии

1. Удельный емкостной ток замыкания на землю для кабельной линии определяется по формуле 7 [Л1, с.6]:

  • Uф = Uл/√3 — фазное напряжение сети, В;
  • ω = 2Пf = 314 – угловая частота напряжения, (рад/с);
  • Сф — емкость одной фазы сети относительно земли (мкФ/км);

1.1 Емкостной ток кабельной линии определяется по формуле 6.4 [Л3, с.215]:

  • L – длина кабельной линии, км;
  • m – число проводов (кабелей) в фазе линии.

Определить емкостной ток кабельной линии длиной 500 м, выполненный кабелем АПвЭВнг сечением 3х120 мм2 при напряжении сети 10 кВ.

1. Определяем удельный емкостной ток замыкания на землю для кабеля АПвЭВнг сечением 3х120 мм2:

где: Сф = 0,323 мкФ/км — емкость одной фазы сети относительно земли, принимается из технических характеристик кабеля, которые предоставляет Завод-изготовитель, в данном случае значение Сф, принято из приложения 7 таблица 40 «Инструкция и рекомендации по прокладке, монтажу и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6,10,15,20 и 35 кВ ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод».

Как мы видим результат расчета совпадает со значением таблицы 40.

Если же вы не смогли найти значение Сф, для определения значения удельного емкостного тока можно воспользоваться таблицей из [Л2, с.141].

2. Определяем емкостной ток кабельной линии, учитывая длину линии:

Воздушные линии

Емкостной ток для воздушной линии 6-35 кВ определяется по формуле представленной в [Л2, с.142]:

  • Uн – номинальное напряжение сети (6 или 10 кВ), кВ;
  • L –длина воздушней линии, км;
  • m – число проводов (кабелей) в фазе линии.

Синхронные и асинхронные электродвигатели

Собственный емкостной ток синхронных и асинхронных двигателей определяется по формуле 6.3 [Л3, с.215] и выражеться в амперах:

  • fном. – номинальная частота сети, Гц;
  • Сд – емкость фазы статора, Ф;
  • Uном. – номинальное напряжение электродвигателя, В.

Емкость фазы статора Сд принимается по данным завода-изготовителя. Если же данные значения отсутствуют, можно воспользоваться следующими приближенными формулами [Л3, с.215]:

  • для неявнополюсных СД и АД с короткозамкнутым ротором:

  • Sном. – номинальная полная мощность электродвигателя, МВА;
  • Uном. – номинальное напряжение электродвигателя, кВ.
  • для остальных электродвигателей:

  • Uном. – номинальное напряжение электродвигателя, В;
  • nном. – номинальная частота вращения ротора, об/мин.

Турбогенераторы и гидрогенераторы

Собственный емкостной ток при замыкании одной фазы на землю турбогенераторов и гидрогенераторов определяется по той же формуле 6.3 [Л3, с.215], что синхронные и асинхронные двигатели, см. [Л4, с.48].

Емкость фазы статора Сд по отношению к землю для турбогенераторов и гидрогенераторов, определяется по тем же формулам, что и для двигателей, согласно [Л4, с.48].

В таблице 3 [Л4, с.48] проводиться значения емкостных токов при замыкании одной фазы на землю для некоторых типов турбогенераторов и гидрогенераторов. Особое внимание обратите на последние 2 столбца таблицы.

  1. РД 34.20.179 Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ — 1993 г.
  2. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. М.А. Шабад -2003 г.
  3. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ, 1987 г.
  4. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 01. Защита генераторов, работающих на сборные шины.
  5. СТО ДИВГ-058-2017. Расчет токов коротких замыканий и замыканий на землю в распределительных сетях. Методические указания. 2017г.

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» и «PayPal» .

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

В данной статье речь пойдет о расчете активного и индуктивного сопротивления асинхронного двигателя до.

В данной статье, речь пойдет об исходных данных, которые понадобятся при расчете уставок релейной защиты.

Требуется выбрать сечение жил контрольного кабеля для счетчика Actaris SL7000, прокладываемого от ТТ-110 кВ до.

Основная масса литературы, касающейся выбора уставок современных дифференциальных защит.

Доброго времени суток. Не думал, что буду писать статью на эту тему. Но как показала практика, люди которые.

Отлчиная статья. Благодарю

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Токи кабелей и их длительно допустимые показатели: отличие проводов от кабелей, маркировка кабелей

  1. Немного теории
  2. Чем провод отличается от кабеля
  3. Классификация проводов
  4. Маркировка кабелей согласно требованиям ПУЭ
  5. Определение необходимой мощности, тока и сечения проводов и кабелей
  6. Основные правила монтажа
  7. Основные ПУЭ

Одним из основных этапов процесса проектирования электрической проводки относится определение необходимого типа кабеля и сечения проводов. От того, насколько грамотным будет этот выбор, напрямую зависит уровень безопасности в помещении.

В своде правил устройства электроустановок или, сокращенно, ПУЭ, изложены все требования, предъявляемые к монтажу электрической части и освещения:

  • всех типов строительных объектов как жилых, так и производственных;
  • улиц;
  • открытых пространств;
  • и не менее важное, устройства освещения рекламного характера;

В списке требований уделено внимание электрооборудованию общественных мест, спортивных сооружений и комплексов.

Немного теории

До потребителя электромагнитной энергии доходит не весь ее объем – в процессе движения часть энергии расходуется на нагревание провода. Величина потерь зависит от следующих факторов:

  • величины протекающего тока
  • сопротивления провода

Чем больше толщина (то есть, его поперечное сечение), тем меньше величина его сопротивления и потери допустимой энергии на нагревание.

Таким образом, при движении длительно допустимого тока или, другими словами, тока большого напряжения по проводу с небольшим сечением он будет серьезно нагреваться и оказывать тепловое воздействие на изоляционный материал. Если допустимый длительный ток для кабелей постоянно будет превышать нужные показатели в несколько раз , то изоляция полностью потеряет все свои защитные свойства и придет в негодность, а в системе произойдет сбой функционирования токопроводящих жил. Иными словами, случится короткое замыкание.

Правильно составленный проект электрической проводки для длительно допустимого тока поможет сократить потери энергии на нагрев проводов. Это ощутимо поможет сэкономить немалое количество денежных средств, которые идут на оплату коммунальных платежей.

Чем провод отличается от кабеля

Довольно часто эти понятия подменяются один другим. И это неудивительно. Зачастую непрофессионалу очень трудно отличить эти два изделия, из-за из внешнего сходства. Однако провод представляет собой систему, состоящую из следующих элементов:

  • одной неизолированной жилы
  • одной или более жил, покрытых изоляционным материалом

Поверх всех жил исходя из условий прокладки и использования провода создается неметаллическая оболочка, оплетка посредством волокнистых материалов, обмотка или слой проволоки. Все существующие в настоящее время на рынке провода бывают двух видов – голые и изолированные.

Голые провода – элементы, токопроводящие жилы которых не обладают защитным и изолирующим покрытием. Основная область применения данных проводов – воздушные линии электропередач.

Изолированные провода представляют собой элементы с покрытыми изоляцией токопроводящими жилами. В качестве изоляционного материала в подавляющем большинстве случаев используется либо резина, либо пластмасса.

Сверху изоляции у таких проводов находится оплетка, выполненная, из хлопчатобумажного материла или же оболочка из пластмассы либо резины.

Классификация проводов

Изолированные провода, в свою очередь, можно классифицировать на две группы – защищенные и незащищенные.

Защищенные получили свое название вследствие наличия у них сверху изоляционного материала оболочки. Ее основная функция – герметизация и обеспечение надежной защиты провода от разнообразных внешних факторов. К защищенным относятся изделия с маркировкой АПРН, ПРВД и АПРФ.

Незащищенный провод с изоляцией представляет собой систему, в которой отсутствует оболочка над изоляционным материалом. Такими проводами являются элементы АПРТО, ПРД, АППВ, ППВ, АППР и др.

Кабель представляет собой одну или несколько изолированных токопроводящих жил, которые скручены между собой. Как правило, они размещаются в специальной оболочке – из резины, пластмассы или металла. Главное предназначение оболочки – выдерживать допустимый длительный ток для кабелей и обеспечение надежной защиты изоляционного материала токопроводящих жил от внешнего воздействия. Это могут быть солнечные лучи, влага, химические соединения и механические повреждения.

Маркировка кабелей согласно требованиям ПУЭ

Каждой кабельной линии важно присвоить свое собственное название и номер. Если система содержит несколько элементов, то все из них должны находиться под номером кабельной линии с добавлением одной из букв, например, А или Б.

При открытой прокладке кабели и кабельные муфты требуется оснастить бирками с информацией о марке кабеля, уровне его напряжения, сечения и присвоенного номера.

Определение необходимой мощности, тока и сечения проводов и кабелей

Для установления требуемой величины сечения кабелей и проводов применяется такой показатель, как предельно допустимая величина потребляемого тока. При расчете необходимо учитывать то, что он зависит от общей мощности всех потребителей системы. Она, в свою очередь, определяется сложением электроэнергии, которую потребляет каждый элемент группы.

Определить допустимый длительный ток для кабелей и его значение можно без труда. Для этого разработана специальная формула: I=P/220. Сведения о мощности допустимой длительности тока можно найти в техническом паспорте изделия.

После того как будут проведены все расчеты и получена информация о суммарном токе всех потребителей электрической энергии, приступайте к расчету сечение кабеля. При этом необходимо учитывать показатель предельно допустимой токовой нагрузки:

  1. Для элементов из меди – 10 ампер на один квадратный миллиметр.
  2. Для элементов из алюминия – 8 ампер на один квадратный миллиметр.

Если планируется выполнение скрытой силовой проводки (например, в трубе или стене), то вышеуказанные значения необходимо скорректировать в сторону уменьшения путем умножения на поправочный коэффициент – 0,8.

При проведении подобной работы необходимо помнить, что оптимальное сечение кабеля – не менее 4 квадратных миллиметров. Именно эта величина является достаточной для обеспечения должного уровня механической прочности. Перечисленные выше значения запоминаются без труда и помогают использовать кабели с высокой точностью.

Основные правила монтажа

Говоря о правилах монтажа электрооборудования и различных осветительных приборов, следуйте советам и специалистов. Ниже приведены рекомендации по установке проводов и кабелей питания для 12-вольтного электронного оборудования (видеокамеры, датчики и другие электронные приборы):

  1. Предельно допустимое падение длительного допустимого тока, или другими словами, напряжения на любом из участков системы от блока питания до каждого элемента не должно составляет 1В.
  2. Если блок питания требуется подключить непосредственно к клеммам устройств, то лучше всего использовать провод, сечение которого не превышает отметки в 1,5 миллиметра.
  3. Если элементы размещены по длине провода равномерно, то величина его сечения может быть снижена в 2 раза.
  4. Если монтаж цепей питания предполагает использование провода с сечением, превышающим отметку в 1,5 квадратных миллиметров, то во избежание длительного перенапряжения необходимо равномерно распределить общую нагрузку. Выполнять данную работу требуется таким образом, чтобы имелась возможность к любой из групп системы подвести питание посредством отдельного луча. Величина сечения провода не должна быть больше 1,5 квадратных миллиметров.

Правильное определение сечения проводов складывается из нескольких показателей. Дело в том что все зависит от того какой именно источник тока планируется использовать в качестве питания сети. Это может быть и электронный, и индукционный. Оптимальная длина проводки электроблоков вторичной цепи ни в коем случае не должна быть более 2 метров. Однако бывают исключения в случаях с трансформаторами большей мощностью допустимого тока. Длина составит 3 метра. В таком случае нужно обратиться к документации для трансформатора.

Основные ПУЭ

Главными правилами ПУЭ, которые требуется соблюдать для обеспечения длительной безопасности при работе с электроустановками любого типа, являются:

  1. Соблюдение определенного расстояния до опасных элементов.
  2. Использование блокировочных и ограждающих устройств в целях предотвращения возникновения ошибок в процессе работы и доступа к элементам под высоким напряжением.
  3. Применение сигнализационных устройств, специальных надписей и плакатов.
  4. Установка устройств, которые обладают способностью уменьшать уровень допустимого электрического и магнитного напряжения до безопасных значений.
  5. Применение средств защиты от электрического и магнитного воздействия при превышении безопасных величин длительно допустимого тока.

В заключение нужно еще раз отметить, что допустимый длительный ток для кабелей, это величина, напрямую зависящая от исходного материала, из которого выполнен кабель или провод, а также от условий окружающей среды. Категорически запрещено длительное воздействие высоких температур, химических соединений. А также нужно учитывать температуру воздуха и избегать механических повреждений.

И помните, лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированному специалисту, который составит грамотный проект будущей проводки в здании любого типа допустимый по всем показателям ПУЭ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector