Электротехника / Выбор питающего кабеля  

Доброе утро всем.
Вот, мне нужно выбрать питающий кабель для снабжения электроустановки (ЭУ) мощностью 200 квт.
Длина линии 280 м. Кабеля - 2 (2 категория).
Учитывая 2 фактора - допустимый для кабеля ток при условии прокладки в земле и потери электроэнергии (ээ) в кабеле, я выбрал... кабель с медными жилами сечением 240 кв. мм ПвБбШп 4х240 1кВ.
Смущает цена от 3706.57 руб. за 1 м. Если выбрать ПвБбШп 3х240+1х120 - 1кВ, цена упадет до 2,619.54 руб/м.
Но все равно смущает.
При сечениях фазных жил 240 кв. мм потери ээ на кабеле составляют 3,3%.
Можно позволить потерять больше ээ на кабеле. Для ПвБбШп 4х150 - 1кВ потери составят 5,3 %.
Я не помню, чтобы мне проверяющие хоть раз позволили потерять больше 4% на питающем кабеле. Однако читал на этом форуме, что некоторые проектировщики позволяют потерям быть больше.
Как думаете, какой кабель выбрать и какие потери допустить, чтобы проект был оптимальным по цене и легко прошел проверку?

Вы же не потери энергии считаете, а потери напряжения
https://proekt.by/elektrotehnika-b2.0/poteri_napryazheniya-t11784.0.html

Главное, чтобы по токам КЗ проходил.

А если смущает цена, зачем брать медный кабель? Если взять кабель, например АПвБбШп, но обязательно по ГОСТ 31996-2012, а не по ТУ.
Даже при условии, что он будет сдвоенный, выйдет дешевле медного.

А ещё можно взять кабель не сшитого полиэтилена

Я считаю именно потери энергии. Выглядит это так https://yadi.sk/i/cila3WMX3HB6Wm
Я не помню, чтобы Сеть у нас хоть раз интересовало падение напряжения в питающем кабеле.
Если только на самом удаленном и нагруженном электроприемнике. Но это - другое. Здесь цифра нужна для расчетов за энергию, счетчик же в ГРЩ стоит, а граница балансовой принадлежности - в РУ-0,4 ТП.
Для АПвБбШп 4х240 потери составляют 5,2%. https://yadi.sk/i/RhYImBty3HB7BV
Если бы не эти потери - взял бы люминь.
Да я много уже схем в Сети согласовал. Для Сети условия по КЗ недостаточно. Потерь д.б. не больше 4%. За время работы с Сетью с 2012 меня к этому приучили.

1.Зачем сшитый полиэтилен?
2. Расчет тебе нужно делать именно по потере напряжения. а учет потерь при продаже ЭЭ будет снабжающая делать сама и брать дополнительные деньги.

3. ну и никто не отменял возможность прокладки двух кабелей в параллель.

конечно, именно расчет потерь напряжения по всем линиям и входит в число расчётов в проекте
расчеты потерь электроэнергии в проектах никто и никогда не считает и никто этого не требует
а вот потери напряжения нормируются многими нормативными документами
цитировать не буду

Тогда, скорее всего, есть какой-то внутреСетевой циркуляр в соответствии, с которым они требуют потери энергии не более 4%.
У нас всё проще: в эноргосбыте (или энергоснабжающей организации) считают потери энергии в линии и выставляют счёт абоненту вдобавок к показаниями счётчика...

1. Сеть возлюбила его за что-то. Включили в ту рекомендацию. Будет не лень - выложу скан. Но в кабеле же главная составляющая цены - медь, нет?
2. В питающем - у нас не требуют. Совсем. Никогда. Ни при каких обстоятельствах. Будет не лень - выложу скан согласованной схемы или заключения.
Так и будет, в одной траншее. Привет Виктор.

Я не знаю, что они с этой цифрой делают. Требуют всегда. Вроде для расчетов. Обязательно контролируют величину.

Это из практики технологических присоединений.

Это идиотизм, конечно, с моей точки зрения, но в РФ оказывается есть норматив потерь ЭЭ, причём он делается на каждый год и для каждого региона своя цифра

ПРИКАЗ
от 30 декабря 2016 г. N 1472

ОБ УТВЕРЖДЕНИИ НОРМАТИВОВ ПОТЕРЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ЕЕ ПЕРЕДАЧЕ ПО ЕДИНОЙ НАЦИОНАЛЬНОЙ
(ОБЩЕРОССИЙСКОЙ) ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМОЙ ПАО "ФСК
ЕЭС" С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ХОЗЯЙСТВА,
ПРИНАДЛЕЖАЩИХ ПАО "ФСК ЕЭС" НА ПРАВЕ СОБСТВЕННОСТИ
ИЛИ ИНОМ ЗАКОННОМ ОСНОВАНИИ, НА 2017 ГОД
P.S. Хотя может есть какое-то и логичное объяснение сему документу

Это не то, потери э/э  считаются в случае если учет не на границе баланса. Тогда эта энергия допом выставляется абоненты.

Потери напряжения сети не интересуют, так как это дело абонента и его головняк.
Есть конечно исключения , например, новосибирские сети и надзор, вот их все интересует.

По теме: я бы сдвоенный алюминий заложил....

А-а-а, кажется, я понял, что Виктор имел в виду. Прикину. В каждой питающей линии по 2 кабеля 4х185 кв. мм кабеля из люминя, дадут 3,37% потерь.
При этом 4*280=1120 м кабеля АПвБбШп 4х185 обойдутся в 582 тыс. руб, что не может не радовать. Интересно, насколько вырастет цена прокладки? Там с десяток пересечений трубопроводов и кабелей.
Цены, конечно, разные на кабель, взял на глазок.
https://spb.pulscen.ru/price/070401-kabel-silovoj/f:30729_apvbbshp&31206_4kh185
Да, наверное, можно поискать апвббшп 3х185 1х95, вдруг подешевле поставят.
Интересно, а есть смысл вместо 4 кабелей 4 группы по 4 нитки провода с одной жилой 185 кв. мм прокладывать? Вроде гнуться лучше должен. А вместо нейтралей и вовсе 1х95 кв. мм?

А разве допускается снижать сечение нулевого (PEN) проводника, по отношению к фазным? В некоторых случаях его сечение ещё и увеличивать приходится.

Вы, наверное, п. 7.1.45 ПУЭ вспомнили. А целиком пункт звучит так:
--------------
Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ.
Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих (N) проводников, равное сечению фазных проводников.
Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих (N) проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм по меди и 25 мм по алюминию, а при больших сечениях - не менее 50% сечения фазных проводников.
Сечение PEN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм по меди и 16 мм по алюминию независимо от сечения фазных проводников.
Сечение РЕ проводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм, 16 мм при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм и 50% сечения фазных проводников при больших сечениях.
Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм - при наличии механической защиты и 4 мм - при ее отсутствии.
--------------
Это пункт не запрещает брать жилу PEN 95 кв. мм при фазных 185 кв. мм.

ПУЭ в этом вопросе устарело, слишком много нелинейной нагрузки в сетях, и иногда действительно PEN надо брать больше чем фазный.
Я уже лет 7-8 не видел проектов где бы PEN закладывали меньшего сечения, так как экономия копеечная, а вот гемор с отгоранием может возникнуть приличный.

Действительно, ПУЭ не учитывает гармонических нагрузок, возникающих в нулевом проводе (гармоники, кратные 3). Поэтому, лучше ознакомиться с этим вопросом и не следовать вслепую правилам.

Ну да, риск есть. Средства для динамической балансировки нагрузки по фазам в электроснабжении пока не применяют.
Гемор с отгоранием - при перекосе фаз на одном из фазных проводников ток превысит расчетный и будет перегрев, а затем выгорание проводника?

А при каких условиях амплитуда таких гармоник стоит внимания?

да
Вся оргтехника, сервера, электронные балласты ламп итд дают гармонические составляющие..... для питания ЦОДов неоднократно встречал требования о том что PEN по сечению должен быть не менее 2-х фазных

В современных условиях практически всегда. Источником высших гармоник являются импульсные блоки питания и преобразователи, в т.ч. ЭПРА люминесцентных ламп, драйверы светодиодных светильников, компьютерная техника и т.п. (Пока писал ответ, получилось, что практически дословно продублировал ответ kifa).

P.S. По моему личному мнению, современный проектировщик электрических сетей должен больше полагаться на предпроектные изыскания и анализ используемого оборудования, чем на нормы и правила, действующие в РФ. А в идеале - быть в курсе общемировых тенденций в этих вопросах.

P.P.S. По поводу отгорания нуля: при появлении в сети гармонических искажений (гармоники, кратные 3), их фазы уже не сдвинуты на определённый угол, а совпадают. В результате чего, в нулевом проводнике происходит сложение амплитуд данных гармоник, вместо их взаимной компенсации. И, как следствие, при существовании в сети 3-й гармоники, с амплитудной составляющей 70% от основной (характерно для объектов с большим количеством компьютерной и оргтехники: ЦОД, банки, офисные здания и т.д.), ток в нулевом проводнике составит 210% от действующего фазного.

Если можно, дурацкий вопрос. А почему гармоники не фильтруют? Сделать фильтр низких частот всегда дороже, чем уложить массу металла в землю?

В качественных блоках питания делают. В большинстве ЭПРА и драйверов, что и является основной генерирующей мощностью этих искажений - не делают. Потому как удорожает конструкцию и увеличивает габариты. При наличии на рынке двух изделий с идентичными характеристиками, но у одного THD ниже, но выше цена - для неискушённого потребителя выбор очевиден.

М788-1095
ПОСОБИЕ ПО ВЫБОРУ СЕЧЕНИЙ N, РЕ и PEN ПРОВОДНИКОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЗДАНИЙ
https://meganorm.ru/Data2/1/4293771/4293771676.pdf
4. N проводник
4.3 При питании специфических однофазных нагрузок трехфазной сети, дающих третью гармонику рабочего тока, действующее значение тока по нагреву в нулевом рабочем проводнике может превысить в 1,51,7 раза значение тока в фазных проводниках. В этом случае нулевой рабочий проводник должен выбираться с учетом вышеуказанного фактора.
5. PEN проводник
5.1 .....применения он должен одновременно удовлетворять требованиям, предъявляемым к нулевым рабочим и нулевым защитным проводникам.

ГОСТ Р 50571.5.52-2011
523.6.3
Необходимость введения поправочных коэффициентов для токов может являться следствием наличия существенных токов высших гармоник в трехфазной цепи. Если гармоническая составляющая превосходит 15 %, нейтральный проводник выбирается сечением не ниже фазного. Описание термического эффекта от действия токов высших гармоник и поправочные коэффициенты для учета высших гармоник приведены в приложении Е.
523.6.4 Проводники, которые выполняют исключительно функцию защиты (РЕ проводники) не учитываются. Наличие PEN проводников учитывается в порядке, установленном для нейтральных проводников.
https://www.electromontaj-proekt.ru/normativnye-dokumenty/osnovopolagayushchie-normativy/gost-r-50571-5-52-2011/

А так же просмотрите Технический циркуляр 19/2007
https://www.gostrf.com/normadata/1/4293810/4293810882.pdf

Понимаю, коэффициент нелинейных искажений.
А в самой электроустановке, для удаления гармоник от электроприемников и от коммутации, ФНЧ не делают?
Его, наверное, можно, с компенсатором реактивной нагрузки, объединить. В смысле сделать одним узлом, в одном ящике.

Что в данном случае понимается под электроустановкой? Щит освещения для люминесцентных/светодиодных светильников? Щит питания оргтехники?
В офисном здании, к примеру, этих щитов может быть десятки-сотни. К каждому устанавливать фильтр? Мысль, надеюсь, понятна?

Чтобы сдвинуть фазу на 1/3 полупериода, нужно, чтобы нагрузка имела фактор мощности 0,6. Разве сеть не обязывает компенсировать реактивную нагрузку до приемлемой величины?
Я часто видел требование обеспечить тангенс фи не хуже 0,35. Ему приблизительно соответствует кос фи не хуже 0,94.
Правда, я считал все это только для 1й гармоники.

Один, на вводе?
В распредсетях зданий, как я понял, гармоники никого не интересуют.

Мерси

Речь не о сдвиге фаз, а об увеличении частоты. Гармоника 3-го порядка даёт частоту 150 Гц. Если Вы нарисуете три фазы с частотой 150 Гц и углом сдвига в 120 градусов, то увидите, что они синфазны (синхронны). Поэтому в нулевом проводнике токи этих гармоник не компенсируется, а суммируются.

Ещё раз обращаю внимание, что токи гармоник определённого порядка суммируются в нулевом проводнике. Установив ФНЧ на вводе Вы, тем самым, не защитите кабели до распределительных щитов, питающих потребителей - источников гармонических колебаний от перегрузки в нулевом проводе.

Извините, не совсем понимаю. Разве разорвать цепь питания недостаточно, чтобы по ней перестал течь ток?
Если я разрываю цепь от источника до нагрузки на частоте 3 и выше гармоники, откуда в нейтраль между источником и вводом попадет гармоника?
Она разве может жить отдельной самостоятельной жизнью от источника?
Я уже подумал об этом, да мой слабый мозг затруднился вывести цифру, какой фактор мощности д.б. у электроприемника на 50Гц , чтобы сдвинуть фазу на треть полупериода уже на частоте 150 гц.
Там арктангенс в формуле. Сбивает с толку.А я не помню, как переменную выносят из-под арктангенса.

Источником гармоник является потребитель, поэтому установив ФНЧ в ВРУ, вы лишь не допустите гармонические токи дальше в вышестоящую сеть, но между ВРУ и распределительными щитами токи продолжат циркулировать, нагружая нулевые проводники. Т.е., гармонические токи возникают в электросетях со стороны потребителя. Если вы планируете установкой ФНЧ в ВРУ применить уменьшенное сечение нулевого проводника - такое возможно, но не будет корректным решением, т.к. исходить нужно не только из самого дешёвого решения, но из самого простого и, соответственно, самого надёжного. К тому же не факт, что установка ФНЧ выйдет дешевле.

Ничего сдвигать не надо. И ничего мудрить с тангенсами не нужно. Не хотите визуализировать три синусоиды с частотой 150 Гц и сдвигом между ними в 120 градусов - попробуйте представить: один период волны частотой 50 Гц составит 0,02 с. В этом же промежутке времени поместится три периода волны с частотой 150 Гц. Соответственно, при сдвиге фаз в 120 градусов для 50 Гц, для 150 Гц сдвига не будет, т.к. амплитуды трёх фаз в каждый момент времени совпадают. Поэтому, при прохождении тока через нулевой проводник, токи с частотой 150 Гц суммируется, что идентично подключению трёх разных нагрузок от одной фазы.

Добавил график. Как видно синусоида 150 Гц (на графике - красная) совпадает с началами всех фаз.

Я так понял, за уменьшение цены кабеля распредсети мне нет смысла думать. Меня питающий кабель интересует.

Ранее прозвучало стандартное решение с увеличением сечения нейтрали в питающем кабели. Я понял бы, что оно - лучше, если бы мог оценить стоимость фильтрации во ВРУ. То, что предлагаете в сравнение вы, мне непонятно совсем. Вы же сами написали, что это решение никто не использует. Тогда зачем его иметь в виду?

Я не писал, что мне трудно представить эту картинку. Совсем нет. Меня интересовал другой аспект описанного kifa явления.
Я подумал, что установка, которая выделяет 3 гармонику величины, сравнимой с величиной напряжения питающей сети (1), да еще со сдвигом фазы на 1/3 периода (2), наверняка имеет реактивный характер скорее, чем нелинейный. И тогда я попытался вычислить, насколько реактивный характер у нее, вычислив кос фи на 50 гц из условия, что на 150 Гц она дает сдвиг (как вы справедливо заметили) в 120 град. Плюс я подмухлевал себе еще одно условие - что нагрузка линейная.
Прикольную анимированную картинку нашел, почти по теме. Совсем по теме была бы, если бы на ней 3 временных линейки с фазными синусоидами было бы. Да результирующая в нейтрали.
Тогда мне стала бы понятна глубина моего возможного заблуждения насчет реактивности нагрузки. А заодно и основа для технического решения без закапывания металла в землю.
В вашем рассуждении амплитуды гармоник в фазных проводниках не видны. Только результат. А это укрепляет интерес к свойствам нагрузки.

в связи с этим интересен п.6.7.10.2 СП76.13330.2016

Не процитируете? Уже 10 минут на поиск потратил и без толку.

Вот есть проект.

Спасибо. Только эта версия - 2012 года. В ней пункт 6.7.10.2 выглядит так... https://yadi.sk/i/KFuLEh613HN8LJ
Вряд ли elec его имел в виду.

СП_76.13330.2016.ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА.pdf
https://www.minstroyrf.ru/docs/13874/
+

https://yadi.sk/i/c4ZGgV-H3HNURT
В п. 6.7.10.2 написано не заземлять нейтрали трансформаторов, а заземлять общую PEN-шину. Ради того, чтобы не было токов нулевой последовательности.
И дана ссылка на ГОСТ 303331.1. А там- такая схема... https://yadi.sk/i/LwTuFEeg3HNVHS
У меня присоединение к готовой КТП 10/0,4 с 2 трансформаторами. Я так понимаю, те, кто ее сделали, нормы должны были соблюсти.
Или вы имеете в виду, что если эту норму не соблюсти, то именно тогда ток в нейтрали будет ненормально большим?

современный характер нагрузок совсем не тот, что был раньше. магистраль заземления не для протекания токов нулевой последовательности.

Из-за изобилия импульсных блоков питания? Нелинейность, о которой писали раньше?

bigmaster  не копайте чужой огород. Вам своего достаточо.
ПУЭ
1.7.61. При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и РEN-проводников на вводе в электроустановки зданий,

И правильно подобрать сечение кабеля если на нем есть электроприемники которые дают гармонику. А что там на ТП это уже не ваш вопрос.

Это - не моя инициатива. Ув. elec поднял этот вопрос.

давно хотел написать что-то подобное, но Анатолий, как всегда и опередил и правильно сформулировал.

Касаемо широкого обсуждения - может быть. Но было интересно.
Я посмотрел повнимательнее на 3 гармонику в 3 фазных проводниках. Она, действительно, получается синфазной из-за сдвига 120 град между фазными напряжениями и складывается в нейтрали. Даже при 100% активной нагрузке.
Понять бы ее амплитуду для определенного доли мощности ИБП, ламп с электронным балластом или других нелинейных электроприемников в суммарной мощности нагрузки. 210% же ее предельная величина, взятая для 100% "плохих" электроприемников.
Подведу итог обсуждению питающего кабеля.
Заказчик настаивает на уменьшении сечения, консультируется с другими проектировщиками. Я позвонил в Сеть проверяющему и выяснил...
потери электроэнергии не нормируются, кабель выбирают по потере напряжения. Исходя из требований качества электроэнергии на электроприемниках.
Значит, я неправильно применил свое знание про 4% потерь ээ. Оно касалось присоединений небольших электроустановок преимущественно через КК, ГРЩ жилого дома или подключения к ближайшей опоре ВЛ-0,4 кВ.
При подключении через РУ-0,4 кВ КТП роляет другая норма.
Плохих (нелинейных, ИБП и т.п.) электроприемников у меня почти нет, но ради страховки сечение нейтральной жилы уменьшать не буду.
Всем спасибо за участие.

🤖Как видим, ИИ прекрасно справляется с архитектурой и визуализацией.
Таким образом, нейросетям осталось подтянуть точные науки(инженерку) и проектировщиков постигает ПОЧТИ такая же участь, как и сейчас программистов(((.