پایان نامه کارشناسی
قدرتفصل اول
معیارهای انتخاب کابل
مقدمه
در این فصل به نکاتی در مورد انتخاب کابل پرداخته شده است و ضرایب و جداول لازم جهت بدست آوردن مقدار جریان نامی کابل تحت شرایط مختلف آورده شده است.
برای بهره برداری اقتصادی از کابلها ، انتخاب بهینه سطح مقطع از اهمیت خاصی برخوردار است . در این بخش عوامل موثر در انتخاب کابل مورد بررسی قرار می گیرند. لازم به ذکر است که برای انتخاب بهینه سطح مقطع محاسبه تلفات و محاسبات اقتصادی نیز لازم می باشد که در اینجا به آن پرداخته نشده است.
1-1- معیارهای انتخاب کابل
معیارهای انتخاب کابل را می توان بصورت زیر تقسیم بندی نمود :
الف- ولتاژ نامی
ب- انتخاب سطح مقطع با توجه به ظرفیت جریان دهی کابل
ج- در نظر گرفتن افت ولتاژ مجاز
د- تحمل جریان اتصال کوتاه توسط کابل
1-2- ولتاژ نامی
ولتاژ نامی کابل بایستی متناسب با سیستمی که کابل در آن مورد استفاده قرار می گیرد باشد. با توجه به جلد اول و دوم استاندارد کابلهای مورد استفاده در شبکه توزیع این ولتاژ بایستی مطابق جدول زیر باشد.
- ظرفیت جریان دهی کابلها
در این قسمت عوامل موثر بر جریان دهی کابلها مورد بررسی قرار گرفته و جداول مربوطه ارائه می گردد.
تعیین حد مجاز جریان کابلها به تلفات ایجاد شده در کابل و نحوه انتقال گرمای ایجاد شده به سطح کابل و محیط اطراف بستگی دارد. استاندارد IEC 287 با در نظر گرفتن تلفات ایجاد شده در کابل و مقاومت حرارتی لایه های مختلف کابل و زمین در شرایط مشخص ، حد مجاز جریان را بدست می دهد. در این قسمت فرض بر این است که مقدار جریان مجاز کابلها در شرایط مشخص توسط کارخانه سازنده مشخص گردد.
1-3-1- عوامل موثر در ظرفیت نامی جریان کابل
عوامل مهم موثر در ظرفیت نامی جریان کابل را می توان به گروههای زیر تقسیم نمود :
الف- دما : دما از عوامل مهم تعیین ظرفیت نامی جریان کابل می باشد که شامل دمای محیط، دمای محل نصب و نیز دمای مجاز برای عایق کابل و ساختار آن می باشد .
ب- طرح کابل : علاوه بر دمای مجاز عایق کابل، نوع طراحی کابل و لایه های مختلف بکار رفته در آن ، در تعیین جریان مجاز کابل دارای اهمیت می باشند. این لایه ها چگونگی انتقال حرارت از هادی به سطح بیرونی کابل را مشخص می کنند .
پ- شرایط نصب : شرایط نصب از قبیل نصب در هوا، دفن شده در زمین، در مجرا، نوع خاک و 000 از عوامل موثر بر جریان دهی کابلها می باشند .
ت- اثرات کابلهای مجاور : در صورت همجواری کابل با سایر کابلها یا لوله ها بایستی ضرایب مناسب برای کاهش جریان مجاز کابل را در نظر گرفت .
1-3-2- دما
دمای محیط : متوسط دمای محیط برای هر کشور و هر منطقه متفاوت می باشد که به شرایط آب و هوایی منطقه بستگی دارد . در استاندارد 287 IEC دمای محیط اطراف کابل برای چندین کشور آمده است و برای سایر کشورها با توجه به نوع منطقه ای که در آن قرار دارند دمای محیط و زمین بطور تقریبی مشخص شده است .
حدود نامی جریان کابل بایستی برای بدترین شرایط در سرتاسر سال محاسبه شود .
دمای کار کابل : حداکثر دمای کار هادی کابل مطابق استاندارد 287 IEC برای کابلهای مختلف بایستی مطابق جدول زیر باشد :
-3-3- تاثیر شرایط نصب بر حد نامی جریان کابل
الف- عمق دفن کابل : حداقل کردن آسیب وارده به کابل علت تعیین کننده عمق دفن کابل می باشد که هر چقدر ولتاژ کابل بیشتر باشد عمق دفن کابل بیشتر میگردد.
با افزایش عمق، دما افزایش یافته و مقدار رطوبت بیشتر می گردد، در این حالت با افزایش دما ظرفیت جریان دهی کابل کمتر شده ولی با افزایش رطوبت ، این مقدار بیشتر می گردد .
ب- مقاومت حرارتی مخصوص خاک : وجود رطوبت اثر تعیین کننده ای در مقاومت مخصوص
هر نوع خاک دارد، برای هر منطقه بایستی این مقدار اندازه گیری شود، در صورتی که این مقدار
در دسترس نباشد از مقادیر داده شده در استاندارد استفاده می شود.
برای محاسبه جریان مجاز کابل، باید با توجه به نحوه نصب کابل (نصب در هوا، قرار گرفتن در زیر زمین، قرار گرفتن در مجرا و 000 ) باید ضرایب مناسب را اعمال نمود .
1-4- افت ولتاژ
از عوامل مهم تعیین سطح مقطع کابل، مقدار افت ولتاژ مجاز آن می باشد. این مقدار بخصوص در کابلهای فشار ضعیف و کابلهای فشار متوسط در شرایطی که طول کابل خیلی طولانی باشد، عامل تعیین کننده می باشد .
برای تعیین افت ولتاژ در کابلها بایستی مقدار مقاومت و راکتانس آنها در شرایط بهره برداری مشخص شود و سپس با استفاده از فرمولهای زیر ، مقدار افت ولتاژ در کابل را بدست آورد .( لازم به ذکر است که مقدار مقاومت و راکتانس کابلها باید توسط فروشنده ارائه شود ولی در صورتی که این مقادیر در دسترس نباشند می توان از جداول مربوطه این مقادیر را بدست آورد ).
برای محاسبات مربوط به جریان متناوب تکفاز :