« Таким образом, нам необходимо рассчитать емкостные токи конструкции с наибольшей емкостью, с учетом длины. (для определения "максимально-требуемого" значения мощности) »
Определение емкостного тока по сечениям:
Необходимо знать погонную емкость провода в воде.
С=2*п*ео*е*l/Ln(D/d)
е=2,5 для 4423/4472
ео=8,86Е-12
l длина в м
D – диаметр по изоляции, мм
d – диаметр по тпж, мм (у каждого производителя могут быть отличия в этом диаметре)
D=d+2*h
Где h толщина изоляции, мм
Так как у Вас СИП будет в виде двоек и четверок, следует учитывать, что для скрученной пары емкость – С2 в два раза больше емкости изолированной жилы С, соответственно С в четыре раза меньше емкости С4 - для 4-х жил. Тогда обозначения С - емкость одной жилы, С2 - емкость двух жил, С4 - емкость четырех жил. Емкость имеется в виду не в паре и четверке а одной жилы, двух жил соединенных параллельно, четырех жил соединенных параллельно относительно воды.
16 мм2, d=4,87 мм, h=1,3 мм, D=7,47 мм, С=3,2Е-07 Ф, С2=6,5 Е-07 Ф, С4=1,3Е-06 Ф
95 мм2 d=11,86 мм, h= 1,7мм, D=15,26 мм, С=5,5 Е-07 Ф, С2=1,1Е-06, С4=2,2Е-06 Ф
Непосредственно емкостной ток при испытаниях в воде в А:
I=U*w*C*l
U – напряжение, U=4000 В
w- частота, w=2пf
I2 - емкостной ток двойки, I4 - емкостной ток четверки
l длина, поскольку емкость берется из расчета на 1000 м, тогда длину необходимо брать в км.
Необходимо определить длину провода на барабане. Принимаем для 16 мм2 – барабан № 14, для 95 мм2 - барабан № 18а, если нужны другие варианты говорите.
Тогда
СИП4 2*16 имеет диаметр – 14,94 мм, на барабане № 14 грубо говоря – 5 км
СИП4 4*16 имеет диаметр – 18,00 мм, на барабане № 14 – 2 км
СИП4 2*95 имеет диаметр – 30,52 мм, на барабане № 18а грубо говоря – 3 км
СИП4 4*95 имеет диаметр – 36,78 мм, на барабане № 18а – 1 км
16 мм2, I2=4 А, I4=3,3 А
95 мм2 I2=4 А, I4=2,8 А
Мощность
P=U*I
16 мм2, P2=16,3 кВт, P4=13 кВт
95 мм2 P2=16,6 кВт, P4=11 кВт
Потребитель иногда требует большей длины на барабане, так например 2*16 на барабане 16а
Тогда
СИП4 2*16 имеет диаметр – 14,94 мм, на барабане № 16а грубо говоря – 9 км
16 мм2, I2=7,4 А, Р=29,4 кВт
В прошлый раз я немного неправильно посчитал: 8 А, это грубо говоря для 16а барабана с СИП4 2*16. Так как ток отсечки превышен значит принимаем на 14 барабан.
Немаловажным является технологический разброс параметров в пределах допусков отклонения, необходимо закладывать запас, так как нормативной документацией закладывается нижний допуск по толщине изоляции. Это приведет к большей емкости провода.
Тогда
16 мм2, d=4,87 мм, h=1,07 мм, D=7,01 мм, С2=7,63Е-07 Ф, С4=1,52Е-06 Ф
95 мм2 d=11,86 мм, h=1,43 мм, D=14,72 мм, С2=1,29Е-06 Ф, С4=2,58Е-06 Ф
Тогда
СИП4 2*16 имеет диаметр – 14,02 мм, на барабане № 14 грубо говоря – 6 км
16 мм2, I2=5,76 А, P2=23 кВт
Т е при изготовлении провода на минимальных допусках мощность трансформатора потребуется в 23/16,3= 1,4 раза больше.
« не понятно откуда значение 4А? »
Если я правильно понимаю, ток отсечки необходим, что бы при коротком замыкании во время испытания ограничить ток, что бы мощность, развиваемая током короткого замыкания, не спалила трансформатор.
Значит, ток отсечки по развиваемой мощности должен соответствовать мощности трансформатора. Логично если он принимается из определенной принятой за максимум мощности трансформатора.
В нашем случае с СИП это порядка 20-30 кВт если не брать запас по мощности.
При этом максимальный ток 7,4 А. То есть это значение можно принять за ток отсечки.
Так как на испытательной станции кроме СИП может идти еще и ВВГ, например как у меня, тогда там испытательное напряжение кратно 2,4 номинальному. Тогда для ВВГ - 6 это 15 кВ.
Тогда лимит по току отсечки I=P/U=30000/15000=2 А.
Тогда ток отсечки должен быть принят по минимальному значению для всех возможных случаев. Его значение принимается равным 2 А и тогда СИП на ту длину на которую рассчитано выше уже не испытать необходимо снижать длину, что бы не было на половину пустых барабанов номер барабана понижать.
У меня мощность 60 кВт вроде, может 100, но за максимальное значение принято считать, что 60 кВт. Тогда при максимальном напряжении для ВВГ -15000 В, что бы набрать не более 60 кВт необходим ток не более 4 А.
« При испытании меньших длин или проводов меньших сечений как может отрицательно сказаться на проводе или трансформаторе? Т.е. я так понимаю нельзя прикладывать только меньшую мощность, т.к. транс может не "потянуть"? (а большую не так критично?) »
Вы ничего не путаете, если испытывать меньшую длину будет прикладываться меньшая мощность. Транс как раз большую мощность потянуть не может. Про меньшую мощность для трансформатора, тут точно сказать не могу, наверно зависит от типа трансформатора, как он входит в режим насыщения и все другое, что касается трансформаторов. Но при испытаниях необходимо регулировка напряжения, так как есть еще СИП3, у него испытательное напряжение 6 и 10 кВ, то есть подразумевается регулировка напряжения, а значит и мощности. Да и здравый смысл подсказывает, что испытательная станция должна быть гибкой в возможности испытаний, не быть привязанной к одной номенклатуре изделий.
Для примера СИП 3 20 кВ
СИП3 1*16 d=4,87 мм, h=2,3 мм, D=9,47 мм, С1=2Е-07 Ф
СИП3 1*95 d=11,86 мм, h=2,3 мм, D=16,46 мм, С1=4,2Е-07 Ф
СИП3 1*16 на барабане № 14 – 7 км
СИП3 1*95 на барабане № 18а – 6,6 км
16 мм2, I=1,84 А
95 мм2 I=3,5 А
Мощность
16 мм2, Р=16,5 кВт
95 мм2 Р=32 кВт
Опять же таки если у Вас ток отсечки 7,4 А то Р=6000*7,4=44000 Вт.
Вот и смотрите, как влияет ток отсечки при разной номенклатуре.
Как часто бывает в производстве сначала говорят мы будем делать только СИП4, потом говорят, давайте сплав попробуем, на него есть спрос, добавляете СИП2, через некоторое время говорят – один наш большой клиент хочет СИП на 20 кВ нужно сделать, мы не может потерять клиента. А у Вас уже резерв исчерпан. Поэтому стадии планирования необходимо четко озвучить цели и иметь некий разумный запас.
Трансформатор нельзя загонять в режим максимальной нагрузки по току и напряжению, оптимально иметь запас мощности, поэтому его принимают по параметрам на ступеньку выше требуемых.
Мечты сбываются, если их сбывать.