En una xarxa de potència de 10kV, quan es produeix una falla de terra monofàsica, la tensió de la fase no de falla pujarà a la tensió de la línia (10kV). Per què no triar 10kV per cable de tensió mitjana u ₀, però 8,7kV? Això es basa principalment en la base tècnica següent:
1. Definició deCable MVTensió nominal
Segons els estàndards, la tensió nominal de cables sol expressar -se com u ₀/u (um):
U ₀: Tensió nominal de fase a terra (tensió de fase)
U: Tensió nominal de dues fases (tensió de línia)
UM: Tensió màxima de treball
Per a cables de tensió mitjana de 8,7/15kV:
U ₀ =8. 7KV (tensió nominal de fase a terra a terra)
U =15 kv (tensió nominal entre dues fases)
UM =17. 5KV (tensió màxima de funcionament)
2. Com es determina la tensió de fase nominal de 8,7kV?
La tensió de fase nominal U ₀ del cable no està seleccionada directament en funció del tensió instantània màxima en condicions de falla (com ara 10kV), però es considera de forma exhaustiva en funció de la tensió de funcionament normal del sistema i de les condicions de falla:
(1) Basat en l'estat de funcionament normal del sistema
En condicions de funcionament normals:
La tensió de fase del sistema 10KV u ₀ =10 kV/√ 3 ≈ 5.77kV.
Si elCable de tensió mitjanaUtilitza 8,7kV com U ₀, vol dir que el marge de disseny d’aïllament del cable de tensió mitjana és molt superior a la tensió de funcionament normal.
(2) Considereu l'augment de la tensió durant la falla de posada a terra monofàsica
Quan es produeixi una falla de posada a terra monofàsica, la tensió de fase de la fase no defectuosa pujarà al nivell de tensió de la línia (10kV).
Tanmateix, el disseny d’aïllament de cables de tensió mitjana no es basa del tot en la selecció de tensió de falles a curt termini, sinó que ha de tenir en compte les condicions de funcionament normals, el temps de tolerància a les falles i l’estabilitat a llarg termini.
La U ₀ de 8,7kV és suficient per assegurar el funcionament fiable dels cables de tensió mitjana durant les falles, tenint en compte tant els marges d’economia com de seguretat.
(3) Marge de seguretat compatible
Els estàndards internacionals com IEC 60502-2 i GB/T 12706.2 estipulen que:
Un cable de tensió mitjana amb una tensió nominal de 8,7/15kV, amb u ₀ =8. 7KV, pot suportar una tensió de 8,7kV durant molt de temps.
En el cas de falles a curt termini (com ara falles de terra monofàsiques), els cables de tensió mitjana poden suportar sobretensions a curt termini superiors a 8,7 kV, però no cal que configureu directament U a 10 kV.
3. Per què no trieu directament 10kV com a U ₀?
Si el cable està seleccionat directament com a u ₀ =10 KV, tot i que pot semblar millorar la tolerància a les falles, no és adequat en l'enginyeria pràctica, principalment per les raons següents:
(1) El marge d'aïllament és suficient
El gruix d’aïllament i la força dielèctrica del cable amb una tensió nominal de 8,7/15kV han estat dissenyats per suportar l’augment de la tensió durant les falles de posada a terra monofàsica sense afectar un funcionament segur.
Si U ₀ augmenta a 10kV, vol dir que la capa d’aïllament s’ha d’espessir encara més, augmentant els costos de fabricació i no es requereix un marge tan elevat en l’enginyeria real.
(2) Consideracions econòmiques
L’espessiment de la capa d’aïllament no només augmenta els costos de fabricació, sinó que també augmenta el diàmetre i el pes exterior del cable, afectant la dificultat de la posada de cable i l’augment dels costos de construcció i manteniment.
Actualment, el disseny de 8,7kV és prou fiable i no cal afegir costos addicionals.
(3) Normes d'enginyeria unificades
Les normes internacionals (IEC, GB) generalment adopten 8,7/15kV com a grau de cable recomanat per a les xarxes de potència de 10kV. L'ús de cables de 10kV U ₀ produirà incompatibilitat amb els estàndards existents i afectarà les aplicacions d'enginyeria.
En resum, seleccionar cables amb especificacions de 8,7/15kV en una xarxa de potència de 10kV és la millor opció que s’ha verificat mitjançant la pràctica a llarg termini.