6.5. Алгоритм расчета

6.5.1. Сформулировать цель расчета и решаемые при этом задачи (п.п.6.4.1, 6.4.2).

6.5.2. Привести исходные данные для расчета варианта, заданного преподавателем.

(Приложение В, таблица В.1).

6.5.3. Привести схему к расчету, соответствующую исходным данным , и указать участок цепи, выбранный для расчета (п.п.6.5.2. , 6.4.3., рис.6.2).

6.5.4. Определить полное сопротивление трансформатора Z_T .

Тип трансформатора, напряжение на обмотках трансформатора (U₁ /U₂) и схема соединения его обмоток приведены в задании для расчета зануления (п.п. 6.5.2.- исходные данные (и на рис.6.2).

Определить мощность трансформатора S_тр. по формуле

(6.7)

где: P_эд-1 , P_эд-2 - номинальные мощности электродвигателей ЭД-1 и ЭД-2, кВт ;

Р_осв - осветительная нагрузка, кВт;

cos  - коэффициент мощности соответствующей электроустановки (для ЭД-1, ЭД-2 – Приложение В, таблица В.2, для осветительной установки – исходные данные п.6.5.2.);

К_с - коэффициент спроса, определяемый по формуле:

(6.8)

где: К_з - коэффициент загрузки электродвигателя (Приложение В, таблица В.2);

_д - к.п.д. электродвигателей (Приложение В, таблица В.2).

Рассчитанное значение мощности трансформатора S_тр округлить до ближайшего стандартного и выбрать расчетное сопротивление трансформатора Z_Т (Приложение В, таблицы В.1, В.3, В.4).

6.5.5. Выбрать аппарат защиты в цепи электродвигателя.

Номинальный ток защитного аппарата (плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя) I_вст. определяется из условия:

I_вст. I_max (6.9)

где: I_max - максимальный рабочий ток в цепи, А.

Максимальный рабочий ток цепи определяется по формуле;

(6.10)

где: P_ном. - номинальная мощность нагрузки , присоединенной к линии, кВт (мощность ЭД-1 или ЭД-2 на участке линии l₂ (Приложение В, таблица В.2);

U_ном. - номинальное напряжение, В;

cos - коэффициент мощности нагрузки (ЭД1 или ЭД2).

При выборе плавких вставок в цепях электродвигателей учитывают их пусковые токи I_пуск.:

(6.11)

(6.12)

где: I_ном. = I_max - рабочий ток в цепи, А.

K_П - коэффициент пуска, приведенный в характеристике электродвигателя (Приложение В, таблицы В.3, В.4) [1-3].

Плавкую вставку выбирают по наибольшему из токов I_вст. , рассчитанных по (6.9), (6.11) и (6.12) .

Пользуясь данными таблиц 21, 22 [4] или приложения В, таблицы В.15,В.16 выбрать соответствующий защитный аппарат (предохранитель, автоматический выключатель).

6.5.6. Выбрать сечение фазного проводника S_ф из условия максимально допустимого нагрева:

(6.13)

где: I_доп. - длительный допустимый из условий нагрева ток нагрузки проводника, А;

I_max - максимальный рабочий ток в цепи, определяемый по формуле (6.10)

где: P_ном. - номинальная мощность нагрузки, кВт; для участка линии l₁ (рис.6.2), она равняется мощности трансформатора S_тр, определяемой по формуле (6.7), а для участка l₂ - мощности ЭД-1 или ЭД-2 (п. 6.5.2. – исходные данные).

Выбор сечений фазного провода для участков l₁ (S_фl1) и l₂ (S_фl2) , соответствующих расчетным токам I_{maxl1 и} I_maxl2 производится по ПУЭ (таблица 1.3.4.-1.3.25) или приложению В,таблицы В.5-В.14, с учетом исходных данных (по заданию преподавателя).

6.5.7. Выбрать сечение нулевого защитного провода S_н.з. , исходя из условия (6.2), R_н.з. 2R_ф.

Если фазный и нулевой защитный проводники выполнены из одного металла, то

S_н.з. 0.5S_ф. (6.14)

если же из разных металлов, например, фазный - из меди, а нулевой защитный - из алюминия, то

S_н.з. 0.8S_ф. (6.15)

По ПУЭ (таблицы 1.3.4.-1.3.25) или приложению В (таблицы В.5-В.14) выбрать ближайшие стандартные значения S_{н.з l1} и S_{н.з l2} , удовлетворяющие условию (6.14) или (6.15) [1-3].

6.5.8. Определить сопротивления фазного R_ф и нулевого защитного R_н.з. проводников.

Расчетная формула для определения активного сопротивления:

, Ом (6.16)

где:  - удельное сопротивление проводника, равное для меди 0.018 , а для алюминия - 0.028 Оммм²/м;

l -длина проводника, м;

s - сечение проводника, мм² .

Значение сопротивлений R_ф и R_н.з. определяются как суммы сопротивлений отдельных участков цепи l₁ и l₂, которые характеризуются разными сечениями:

R_ф = R_фl1 + R_фl2 ,Ом (6.17)

R_н.з. = R_н.з.l1 + R_н.з.l2 , Ом (6.18)

Рассчитать сопротивления фазного и нулевого защитного проводников на участке магистрального кабеля 1 длиной l₁ (R_фl1 и R_фl1) и на участке ответвления 2 к зануленному электродвигателю длиной l₂ (R_фl2 и R_фl2) и определить полное сопротивление фазного R_ф и нулевого защитного R_н.з. проводников по формулам (6.16), (6.17) и (6.18) соответственно.

6.5.9. Определить действительное расчетное значение тока короткого замыкания I_К по формуле (6.6).

6.5.10. Проверить правильность выбора нулевого защитного проводника.

С этой целью сравнить значение расчетного тока короткого замыкания I_к.расч. , полученное в п.6.5.9. , с величиной требуемого минимально допустимого тока однофазного короткого замыкания I_{к. min} , определяемой из условия (6.3): I_{к. min} KI_{ном.з.а.} и значения номинального тока, выбранного в п.6.5.5. защитного аппарата I_{ном.з.а.} .

Если значение расчетного тока однофазного короткого замыкания I_к.расч. превышает значение наименьшего допустимого по условиям срабатывания защиты I_{к. min} , нулевой защитный проводник выбран правильно, т.е. отключающая способность системы зануления обеспечена.

Если I_к.расч.  I_{к. min} , т.е. условие (6.1) не выполняется делается следующее приближение: увеличивается сечение нулевого защитного проводника, выбирается другой защитный аппарат с меньшим значением номинального тока и расчет повторяется, пока условие (6.1) не будет выполнено.