Αρχική / Υπολογιστικά εργαλεία / Καλώδια και διανομή / Διαστασιολόγηση καλωδίων ΜΤ
    Διαδραστικό υπολογιστικό εργαλείο

    Διαστασιολόγηση καλωδίων ΜΤ

    Προκαταρκτική διαστασιολόγηση καλωδίων Cu/Al με μόνωση XLPE για 10–30 kV, απευθείας ενταφιασμένων ή σε υπόγειους σωλήνες, με παραδοχές και αναλυτικούς τύπους.

    ΕκτίμησηΠροκαταρκτικό αποτέλεσμα, όχι επαλήθευση σχεδιασμού.
    Πριν από τον υπολογισμό

    Κατανόηση της διαστασιολόγησης καλωδίων ΜΤ

    Επιλέξτε ένα μονοπολικό καλώδιο XLPE ανά φάση για 10, 20 ή 30 kV. Συγκρίνετε το προκαταρκτικό επιτρεπόμενο ρεύμα και την ενδεικτική πτώση τάσης με συγκεκριμένες και σαφώς δηλωμένες συνθήκες αναφοράς υπόγειας εγκατάστασης. Η θερμική αντοχή του αγωγού σε βραχυκύκλωμα και οι έλεγχοι της μεταλλικής θωράκισης απαιτούν χωριστή επαλήθευση.

    Μάθετε περισσότερα — εικονογραφημένος οδηγός →
    Βήμα 1 · Ηλεκτρικά στοιχεία

    Επιλογή καλωδίου ΜΤ

    Επιλέξτε τη διάταξη καλωδίων και συμπληρώστε την ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή (kVA) ή το ρεύμα της γραμμής. Στη συνέχεια, επαληθεύστε με τον κατασκευαστή το επιτρεπόμενο ρεύμα για τις πραγματικές συνθήκες εγκατάστασης.

    Η πινακίδα μετασχηματιστή σε kVA δίνει το ονομαστικό ρεύμα πλήρους φορτίου της ΜΤ. Η αλλαγή μονάδων διατηρεί την ισοδύναμη τιμή φορτίου.
    Προτίμηση σχεδιασμού, όχι κανόνας IEC.
    Τα 10 kA είναι ενδεικτική αρχική παραδοχή για 20 kV, όχι μέσος όρος του δικτύου. Αντικαταστήστε την τιμή με την αναμενόμενη ενεργό τιμή (RMS) του ρεύματος βραχυκυκλώματος στη συγκεκριμένη θέση, από τον διαχειριστή δικτύου ή από μελέτη IEC 60909. Αφήστε το πεδίο κενό ώστε η επαλήθευση του σφάλματος να παραμείνει εκκρεμής.
    Η προεπιλογή 1 s είναι διάρκεια προκαταρκτικού ελέγχου, όχι προβλεπόμενος χρόνος λειτουργίας ηλεκτρονόμου. Εισαγάγετε συνολικό πραγματικό χρόνο προστασίας/διακοπής (0,2–5 s για αυτό το μοντέλο).
    Προχωρημένοι ηλεκτρικοί έλεγχοι
    Ενδεικτική προεπιλογή. Αντικαταστήστε με πραγματική τιμή επίπεδης διάταξης.

    Ο έλεγχος αγωγού φάσης χρησιμοποιεί αδιαβατικούς συντελεστές k τύπου IEC (Cu XLPE: 143· Al XLPE: 94 A·√s/mm² στους 90→250°C). Τα σφάλματα γης θερμαίνουν διαφορετικά τη χάλκινη θωράκιση: η διατομή, το μερίδιο ρεύματος σφάλματος, η γείωση θωράκισης και ο χρόνος διακοπής ελέγχονται χωριστά.

    Συνθήκες αναφοράς · IEC 60502-2 Παράρτημα B και κατάλογος Prysmian ΜΤΈδαφος 20°C · βάθος 0,8 m · θερμική ειδική αντίσταση εδάφους 1,5 K·m/W · αγωγός XLPE 90°C · 50 Hz · θωρακίσεις ηλεκτρικά συνδεδεμένες/γειωμένες και στα δύο άκραΕπίπεδη οριζόντια διάταξη με απόσταση μεταξύ φάσεων ίση με μία εξωτερική διάμετρο καλωδίου.Οι δημοσιευμένες τιμές Παραρτήματος B υπολογίστηκαν για καλώδια μοντέλου 6/10 kV. Στα 20 kV η πραγματική ικανότητα προϊόντος 12/20 kV πρέπει να επαληθευτεί. Για άλλα βάθη, εδάφη, σωλήνες ή συνδέσεις θωρακίσεων, η έκδοση δεν αξιώνει επαληθευμένο επιτρεπόμενο ρεύμα. Λάβετε διορθωμένη τιμή μέσω IEC 60287 ή δεδομένων κατασκευαστή.
    Βήμα 2 · Προκαταρκτικά αποτελέσματα

    Προκαταρκτικός θερμικός έλεγχος καλωδίου

    Ρεύμα πλήρους φορτίου ΜΤ από φαινόμενη ισχύ46,19 A12/20 (24) kV κατηγορία καλωδίου · Απευθείας ταφή
    Δεν αποτελεί ακόμη επαληθευμένη σύσταση καλωδίου ΜΤ

    Για παράδειγμα, ένας μετασχηματιστής 1.000 kVA στα 20 kV απορροφά μόλις 28,87 A στη ΜΤ σε ονομαστικό φορτίο. Αγωγός 35 mm² μπορεί να αντέχει θερμικά αυτό το ρεύμα, αλλά δεν τεκμηριώνεται έτσι συνολική καταλληλότητα. Για αυτό το ενδεικτικό χάλκινο παράδειγμα 20 kV, η υποτιθέμενη καταπόνηση 10 kA / 1 s αυξάνει την ελάχιστη διατομή θερμικού ελέγχου φάσης σε 70 mm² Cu. Η τελική διατομή εξαρτάται από το πραγματικό ρεύμα βραχυκυκλώματος και χρόνο διακοπής· απαιτείται επίσης έλεγχος χάλκινης θωράκισης, πραγματικού καλωδίου 12/20 kV, συνθηκών εγκατάστασης και απαιτήσεων διαχειριστή δικτύου. Ο έλεγχος βραχυκυκλώματος αγωγού βασίζεται στη δηλωμένη ή ενδεικτικά υποτιθέμενη καταπόνηση· η προστασία θωράκισης παραμένει μη επαληθευμένη.

    Θερμικός έλεγχος βραχυκυκλώματος: 10 kA για 1 sΕλάχιστη υπολογισμένη διατομή αγωγού από I²t ≤ (kS)²: 69,93 mm² Cu. Η επιλεγμένη τυποποιημένη διατομή πρέπει επιπλέον να ικανοποιεί την ικανότητα ρεύματος και το ενδεικτικό όριο πτώσης τάσης.Οι προεπιλεγμένες τιμές είναι ενδεικτικές. Για πραγματική εγκατάσταση, επαληθεύστε το ρεύμα βραχυκυκλώματος, τον χρόνο διακοπής της προστασίας, τις απαιτήσεις της μεταλλικής θωράκισης σε σφάλμα γης και τα χαρακτηριστικά των καλωδίων από τον κατασκευαστή.
    Επιλεγμένη υποψήφια διατομή3 × 1 × 70 mm² Cu XLPEΜονοπολικά καλώδια σε επίπεδη διάταξη · Copper · XLPE 90°C
    Επιτρεπόμενο ρεύμα συνθηκών αναφοράς246 AΜονοπολικά καλώδια σε επίπεδη διάταξη, απευθείας ταφή
    Θερμικό περιθώριο432,6%
    Συντηρητικό όριο πτώσης2,99 V0,015% της τάσης συστήματος
    Προσεγγιστική κατώτερη τάση παραλαβής19,997 kV
    Επιτρεπόμενο ρεύμα αναφοράς ≥ φορτίοΕπιτυχία ελέγχου αναφοράς
    Συντηρητικό όριο πτώσης ≤ επιλεγμένος στόχοςΕπιτυχία ελέγχου ορίου
    Θέρμανση αγωγού σε βραχυκύκλωμαΕπιτυχής αδιαβατικός έλεγχος
    Μεταλλική θωράκιση / συνδέσεις γείωσης / σφάλμα γηςΑπαιτεί ξεχωριστή μελέτη
    Απαιτείται τεχνική επαλήθευση

    Οι τιμές πίνακα αφορούν συνθήκες αναφοράς (προκαταρκτικός έλεγχος), όχι πιστοποιημένη ικανότητα κατασκευαστή ή πλήρη μελέτη IEC 60287. Το μοντέλο πτώσης τάσης δίνει συντηρητικό όριο, ανεξάρτητο από τον συντελεστή ισχύος, με θερμή DC αντίσταση και όχι με πλήρη σύνθετη αντίσταση AC. Η μεταλλική θωράκιση ΔΕΝ διαστασιολογείται εδώ: η διατομή της χάλκινης θωράκισης, το ρεύμα σφάλματος προς γη που τη διαρρέει, η διάταξη σύνδεσης/γείωσής της και ο χρόνος διακοπής απαιτούν ξεχωριστό έλεγχο θερμικής αντοχής και προστασίας. Οι πραγματικές συνθήκες εδάφους και κατασκευής των σωλήνων επίσης δεν έχουν επαληθευτεί.

    1. Προσδιορισμός ρεύματος σχεδιασμού

    Μετατροπή γνωστής τριφασικής φαινόμενης ισχύος (kVA) σε ρεύμα γραμμής στην επιλεγμένη πολική τάση.

    IB=SkVA3 × ULL,kVI_B=\frac{S_{\mathrm{kVA}}}{\sqrt{3}\,\times\,U_{LL,\mathrm{kV}}}
    IB=16003 × 20≈46,19 AI_B=\frac{1600}{\sqrt{3}\,\times\,20}\approx46{,}19\,\mathrm{A}

    2. Σύγκριση ρεύματος με επιτρεπόμενο ρεύμα αναφοράς

    Ο πίνακας αναφοράς ισχύει για τη συγκεκριμένη διάταξη ταφής, θερμοκρασία εδάφους και θερμική ειδική αντίσταση που αναφέρονται παραπάνω. Δεν εφαρμόστηκε πρόσθετη διόρθωση θερμοκρασίας ή εδάφους χωρίς τεκμηρίωση.

    IB≤IZ,refI_B\leq I_{Z,\mathrm{ref}}
    46,19 A  ≤  246 A46{,}19\,\mathrm{A}\;\leq\;246\,\mathrm{A}

    Ρύθμιση πρακτικού περιθωρίου: 15% πάνω από το ρεύμα σχεδιασμού (προαιρετική προτίμηση).

    3. Εκτίμηση αντίστασης θερμού αγωγού

    Η αντίσταση συνεχούς ρεύματος (DC) διορθώνεται στη μέγιστη θερμοκρασία αγωγού που λαμβάνει ως αναφορά το μοντέλο για καλώδιο XLPE. Δεν συνυπολογίζονται οι πρόσθετες επιδράσεις του εναλλασσόμενου ρεύματος (AC), όπως το επιδερμικό φαινόμενο, το φαινόμενο εγγύτητας και οι επιδράσεις της μεταλλικής θωράκισης.

    R90=R20[1+α × (90−20)]R_{90}=R_{20}\left[1+\alpha\,\times\,(90-20)\right]
    R90≈0,3417 Ω/kmR_{90}\approx0{,}3417\,\Omega/\mathrm{km}

    4. Εκτίμηση πτώσης τάσης

    Χωρίς δοσμένο cos φ χρησιμοποιείται συντηρητικό όριο πρώτης προσέγγισης βάσει του μέτρου R + jX. Δεν είναι η προβλεπόμενη πτώση τάσης στο πραγματικό cos φ. Για αναλυτική σχεδίαση απαιτείται σύνθετη αντίσταση AC κατασκευαστή.

    ∣ΔU∣bound≈3 × IB × L × R902+X2|\Delta U|_{\mathrm{bound}}\approx\sqrt{3}\,\times\,I_B\,\times\,L\,\times\,\sqrt{R_{90}^{2}+X^{2}}
    ∣ΔU∣bound≈3 × 46,19 × 0,1 × 0,34172+0,152|\Delta U|_{\mathrm{bound}}\approx\sqrt{3}\,\times\,46{,}19\,\times\,0{,}1\,\times\,\sqrt{0{,}3417^{2}+0{,}15^{2}}
    ∣ΔU∣bound≈2,986 V(0,015%)|\Delta U|_{\mathrm{bound}}\approx2{,}986\,\mathrm{V}\quad(0{,}015\%)

    5. Θερμική αντοχή αγωγού σε βραχυκύκλωμα

    Ο αδιαβατικός έλεγχος είναι μόνο ενδεικτικός και ισχύει υπό τις δηλωμένες παραδοχές. Η μεταλλική θωράκιση έχει διαφορετική διατομή και πρέπει να ελεγχθεί χωριστά για την καταπόνηση από ρεύμα σφάλματος.

    Smin⁡,fault=Ik × tkS_{\min,\mathrm{fault}}=\frac{I_k\,\times\,\sqrt{t}}{k}
    Smin⁡,fault=10000 × 1143≈69,93 mm2S_{\min,\mathrm{fault}}=\frac{10000\,\times\,\sqrt{1}}{143}\approx 69{,}93\,\mathrm{mm}^2
    Ik,max⁡=k × StI_{k,\max}=\frac{k\,\times\,S}{\sqrt{t}}
    Ik,max⁡≈10,01 kA(1 s)I_{k,\max}\approx10{,}01\,\mathrm{kA}\quad(1\,\mathrm{s})

    Οι εμφανιζόμενες τιμές στις μαθηματικές επεξηγήσεις είναι στρογγυλοποιημένες, αλλά οι εσωτερικοί υπολογισμοί χρησιμοποιούν πλήρη ακρίβεια. Δεν πρόκειται για υπολογισμό επιτρεπόμενου ρεύματος κατά IEC 60287 για συγκεκριμένο προϊόν. Η πτώση τάσης αποτελεί συντηρητικό όριο πρώτης προσέγγισης, όχι μετρημένη ή προβλεπόμενη πτώση τάσης για το πραγματικό συντελεστή ισχύος.

    Ελέγξτε πριν βασιστείτε σε αυτό το αποτέλεσμα
    • Μόνο προκαταρκτική εκτίμηση: τα επιτρεπόμενα ρεύματα αναφοράς αφορούν ένα συμμετρικά φορτισμένο κύκλωμα 50 Hz, θερμοκρασία εδάφους 20°C, θερμική ειδική αντίσταση εδάφους 1,5 K·m/W, βάθος ενταφιασμού 0,8 m, θωρακίσεις γειωμένες στα δύο άκρα και τη συγκεκριμένη διάταξη.
    • Η αναφορά για άμεση ταφή σε επίπεδη διάταξη θεωρεί απόσταση ίση με μία εξωτερική διάμετρο καλωδίου ανάμεσα στα τρία καλώδια φάσεων.
    • Η πτώση τάσης είναι συντηρητικό άνω όριο πρώτης τάξης, ανεξάρτητο από συντελεστή ισχύος και με θερμή ωμική αντίσταση DC· δεν προβλέπει την πραγματική πτώση σε γνωστό cosφ. Η σύνθετη αντίσταση AC και ο πραγματικός συντελεστής ισχύος πρέπει να ελεγχθούν στην τελική μελέτη.
    • Το αναμενόμενο τριφασικό ρεύμα βραχυκύκλωσης και ο συνολικός χρόνος θερμικής καταπόνησης πρέπει να προκύπτουν από μελέτη εγκατάστασης/δικτύου και τη λειτουργία της προστασίας. Η προεπιλεγμένη τιμή λογισμικού ΔΕΝ είναι μέση τιμή του ελληνικού δικτύου ούτε επαληθευμένη στάθμη σφάλματος.
    • Η θερμική αντοχή μεταλλικής θωράκισης σε σφάλμα γης, οι απώλειες που σχετίζονται με τη συνδεσμολογία και τη γείωση των μεταλλικών θωρακίσεων, η προστασία/διακοπή βραχυκυκλώματος και οι ειδικοί συντελεστές απομείωσης απαιτούν ανεξάρτητη επαλήθευση.
    • Οι τιμές πινάκων αναφοράς του IEC 60502-2:2014 αφορούν υποδειγματικά καλώδια και δεν πιστοποιούν το επιτρεπόμενο ρεύμα συγκεκριμένου προϊόντος VOP. Επαληθεύστε τα δεδομένα κατασκευαστή και την ισχύουσα έκδοση του προτύπου.
    • Σημείωση για 12/20 και 18/30 kV: τα ρεύματα αναφοράς έχουν υπολογιστεί για καλώδια 6/10 kV. Κατάλογος Prysmian παραθέτει τις ίδιες τιμές Al για 6/10, 12/20 και 18/30 kV, αλλά διευκρινίζει ότι υπολογίστηκαν για 6/10 kV· επιβεβαιώστε την ένταση του πραγματικού προϊόντος από το τεχνικό φυλλάδιο κατασκευαστή.

    Πηγές και παραδοχές

    Το υποσύνολο τιμών επιτρεπόμενου ρεύματος υπό συνθήκες αναφοράς βασίζεται σε δημόσια διαθέσιμες τεχνικές παρουσιάσεις του Παραρτήματος Β του IEC 60502-2:2014 (υπολογιστικές τιμές αναφοράς καλωδίων 6/10 kV), με παραδείγματα πραγματικών καλωδίων από τη VOP. Οι τριγωνικές διατάξεις μονοπολικών και οι διατάξεις τριπολικών καλωδίων προέρχονται από κατάλογο καλωδίων ΜΤ της Prysmian (αντίγραφο δημοσιευμένο από διανομέα, χωρίς αναφερόμενη έκδοση)· οι τιμές μονοπολικών σε επίπεδη διάταξη συμφωνούν με το Παράρτημα Β. Για χρήση σε δίκτυο 20 kV, επαληθεύστε τα χαρακτηριστικά του πραγματικού καλωδίου 12/20 kV. Πριν από εμπορική δημοσίευση απαιτούνται ανεξάρτητος έλεγχος των δικαιωμάτων χρήσης προτύπων/δεδομένων και τεχνική επαλήθευση.