2.2 Расчёт и выбор питающих кабелей и проводов

Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учётом не только нормативных, но и после аварийных режимов.

Выбор сечения проводов и жил кабелей производится по таблицам ПУЭ, в которых даются значения сечений и соответствующие им допустимые длительные токи нагрузки для проводов и кабелей различных конструкций.

Значения допустимых длительных токов указаны для нормальных условий работы кабелей и их прокладки.

При отклонении от этих условий значения допустимых длительных токов, указанных в таблицах, должны быть умножены на приводимые в ПУЭ поправочные коэффициенты, учитывающие характер нагрузки (при повторно-кратковременном и кратковременном режиме работы) электроприемников, отклонение температуры окружающей среды от расчётной, количество совместно проложенных и тепловых характеристик грунта, в котором проложен кабель.

При выборе сечений проводников прежде всего определяется марка провода или кабеля - в зависимости от условий окружающей среды, специфике помещения, способа прокладки сети.

Выбор сечения проводника производится по расчётному максимальному току I_р согласно условию

I_p I_д

где 1_д - допустимый длительный ток нагрузки, указанный в таблице для нормальных условий (температура воздуха +25°С,земли +15°С, в траншее уложен только один кабель).

= К_п1 K_п2 I_д

где К_п1 - поправочный температурный коэффициент;

К_п2 - поправочный коэффициент, зависящий от числа параллельно проложенных кабелей и от расстояния между ними.

Допустимые длительные токи для проводов и кабелей, приложенных в коробах, а так же в токах пучками, указаны в соответствующих таблицах ПУЭ

При количестве одновременно нагруженных проводов более четырёх, проложенных в трубах, коробах, а так же в лотках пучками, допустимые токи определяются с введением снижающих коэффициентов, указанных в ПУЭ.

2.3 Расчёт и выбор аппаратуры управления и защиты, преобразователей цепей управления

2.3.1 Предохранители

При выборе плавких предохранителей должны выполнятся два условия:

- номинальный ток плавкой вставки должен быть не меньше

длительного расчётного тока линии

- плавкая вставка не должна перегорать от кратковременных

толчков тока, вызванных, например, пуском АД с КЗ ротором.

Величина тока плавкой вставки выбирается в зависимости от условий пуска двигателя и от назначения линии.

При защите ответвления к одиночному двигателю с нормальным пуском - двигатели металлообрабатывающих станков, насосов, вентиляторов и т.д.

I_в = , А

При защите ответвления к одиночному двигателю с частыми пусками или тяжелым пуском

I_в , А

При защите магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку

I_в ,

где I_кр - максимальный кратковременный ток линии, равный.

I_кр = I^I_пуск + I^I_дл

где I^I_пуск - пусковой ток одного или группы

электродвигателей, включаемых одновременно, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшей величины;

I^I_дл - длительный расчётный ток линии до момента пуска

одного или группы двигателей, определяемый без учёта рабочего тока

одного или группы пускаемых двигателей.

При защите электродвигателей ответственных механизмов ток вставки

I_в = , А

не зависимо от условий пуска

При защите цепей управления

I_в 2,5 I_кат∑

где I_кат∑ - суммарный ток катушек максимального количества одновременно включённых аппаратов.

2.3.2 Тепловое реле

Защита электродвигателей от перегрузки должна предусматриваться, когда возможна перегрузка механизма.

При включении нагревательных элементов через трансформаторы тока необходимо учесть коэффициент трансформации.

I_{н нагр} = (1 1,1)I_н.д.

Максимальное токовое реле

Электромагнитные токовые реле мгновенного действия применяются в качестве аппаратов защиты от короткого замыкания для короткозамкнутых двигателей, а также для большинства АД с фазным ротором.

Для защиты от КЗ в главных цепях АД с КЗ ротором катушки максимальных реле включаются во все три фазы статора, что позволяет обеспечить в сетях 380В с заземлённой нейтралью защиту от однофазных замыканий на землю

Ток уставки максимальных реле с учётом срабатывания и возможных отклонений действительного пускового тока КЗ АД от паспортного значения

I_уст (1,3 1,5)I_пуск

При защите АД с фазным ротором и двигателей постоянного тока

I_уст (1,2 1,3)I_пуск

Катушки реле выбираются по номинальному току

I_н.р. I_н.д.

2.3.3 Автоматические выключатели

Выбор автоматов производится

- по назначению

U_н.а. U_c

- по величине тока

I_н.а. I_н

Номинальный ток защищающего от перегрузки теплового расцепителя автомата выбирается по длительному расчётному току линии.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному току линии

I_ср.эл. К I_кр^I

где К=(1,25-2,2) - коэффициент, учитывающий неточность в

определении максимального кратковременного тока линии при разбросе характеристик электромагнитных расцепителей автоматов.

Его величина зависти от типа автоматического выключателя При защите автоматами цепей управления

I_ср.эл. 2,5 I_кат∑

2.3.4 Контакторы и магнитные пускатели

Условия выбора и проверки контакторов

U_н.а. U_c

I_н.а. I_н

Тип магнитного пускателя выбирается в зависимости от среды в помещении, где устанавливается аппарат.

Выбор пускателя производится по мощности электродвигателя, при этом должны выполняться условия:

U_н.а. U_c

I_н.а. I_дл

2.3.5 Трансформатор для питание цепей управления

При выборе мощности трансформатора цепей управления нужно исходить из следующих двух условий:

- Номинальная мощность Р_н трансформатора должна превышать максимальную мощность. Потребляемую одновременно включёнными аппаратами.

Р_н ∑ Р_{кат.ц.у.}

∑ Р_{кат.ц.у.} = р n

где p - мощность, потребляемая каждым отдельным аппаратом

во включенном состоянии;

n - число одновременно включённых аппаратов.

- С учётом того, что напряжение питание цепей управления может быть ниже номинального на 8-10%, падение напряжения в самом трансформаторе составляет 1,5-3,5% при номинальной нагрузке, расчёт номинальной мощности трансформатора цепей управления можно производить по формуле

Р_н 0,35 + 0,4

где Р_вкл. - мощность, потребляемая каждым отдельным аппаратом при включении;

n - число одновременно включаемых аппаратов.

Так как трансформатор цепей управления выбирается исходя из наибольшего падения напряжения в сети, т.е. для самых неблагоприятных условий, то мощность его может оказаться в нормальных условиях завышенной. В связи с этим, если величина расчётной мощности не превышает более чем на 25% ближайшую меньшую номинальную мощность трансформатора, то можно выбрать трансформатор.