7. Выбор аппаратов защиты цеховой силовой сети

Для защиты электрических сетей от токовых перегрузок и токов коротких замыканий наиболее широкое распространение в низковольтных комплектных устройствах (НКУ) распределения электроэнергии в цеховых электрических сетях получили предохранители типа ПР2, ПН2, НПН2 и автоматические выключатели различных типов: ВА, АЕ2000, А3700, «Электрон» и др.

Предохранители выбираются по справочной литературе по следующим условиям.

1. По номинальному напряжению

,

где – номинальное напряжение предохранителя, В; – номинальное напряжение сети (380 В).

2. По номинальному току предохранителя

,

где – номинальный ток предохранителя, А; – номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А.

3. По номинальному току плавкой вставки исходя из следующих условий:

а) для линий с длительной беспиковой нагрузкой (термические установки, нагревательные приборы, освещение и т. п.) исходя из условия нагрева

,

где – расчётный ток длительной максимальной нагрузки линии (расчётный ток), А.

б) для линий с пиковой нагрузкой (протекают пусковые токи электродвигателей) исходя из условия отстройки номинального тока плавкой вставки от пикового тока

,

где – пиковый (максимальный кратковременный) ток линии, А;

– коэффициент, учитывающий условия и длительность пуска (коэффициент пуска);

Автоматические выключатели выбираются по таблицам в каталогах или справочной литературе [3, табл. 2.1.1] по следующим условиям.

1. По номинальному напряжению

,

где – номинальное напряжение АВ, В; – номинальное линейное напряжение сети (380 В);

2. По номинальному току АВ

,

где – номинальный ток АВ, А; – расчётный ток длительной максимальной нагрузки линии, А.

3. По номинальному току максимального расцепителя АВ

,

где – номинальный ток максимального расцепителя АВ (теплового, электромагнитного или полупроводникового), А.

Номинальный ток АВ должен быть не менее выбранного номинального тока расцепителя, т. е.

.

4. По кратности тока срабатывания отсечки к номинальному току расцепителя в зоне токов КЗ

,

где – кратность тока срабатывания отсечки к номинальному току расцепителя или иначе – кратность уставки электромагнитного или полупроводникового расцепителя в зоне токов коротких замыканий К_у(кз); – ток срабатывания отсечки (ток срабатывания электромагнитного или полупроводникового расцепителя при КЗ), А.

Задание к контрольной работе Задача № 1 Выбор кабелей для электроприемников участка цеха

Исходные данные для расчёта:

среда в цехе нормальная, температура воздуха +25 ºС;

принципиальная схема силовой сети (рис. 1);

табл. 1 с исходными данными (№ варианта принять по последней цифре зачетной книжки);

номинальное напряжение цеховой сети 380 В.

Таблица 1. Исходные данные для расчёта

№ варианта	Исходные данные
	Наименование электроприёмника	№ по плану	Руст, кВт	сos φ	Н1, м	Н2, м	Н3, м	Н4, м	1Н,м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Бетоноукладчик	1	18	0,6	10				10
	Бетоноукладчик	2	18	0,6		12
	Виброплощадка	3	30	0,7			14
	Виброплощадка	4	30	0,7				16
2	Бетоноукладчик	1	20	0,6	12				12
	Бетоноукладчик	2	20	0,6		14
	Виброплощадка	3	32	0,7			16
	Виброплощадка	4	32	0,7				18
3	Бетоноукладчик	1	22	0,6	9				14
	Бетоноукладчик	2	22	0,6		10
	Виброплощадка	3	34	0,7			11
	Виброплощадка	4	34	0,7				12
4	Бетоноукладчик	1	24	0,6	8				9
	Бетоноукладчик	2	24	0,6		11
	Виброплощадка	3	36	0,7			15
	Виброплощадка	4	36	0,7				16
5	Бетоноукладчик	1	26	0,6	7				10
	Бетоноукладчик	2	26	0,6		7
	Виброплощадка	3	38	0,7			12
	Виброплощадка	4	38	0,7				12
6	Бетоноукладчик	1	28	0,6	10				11
	Бетоноукладчик	2	28	0,6		13
	Виброплощадка	3	40	0,7			14
	Виброплощадка	4	40	0,7				15
7	Бетоноукладчик	1	26	0,6	12				8
	Бетоноукладчик	2	26	0,6		10
	Виброплощадка	3	42	0,7			16
	Виброплощадка	4	42	0,7				14
8	Бетоноукладчик	1	24	0,6	12				13
	Бетоноукладчик	2	24	0,6		14
	Виброплощадка	3	40	0,7			18
	Виброплощадка	4	40	0,7				16
9	Бетоноукладчик	1	22	0,6	10				14
	Бетоноукладчик	2	22	0,6		12
	Виброплощадка	3	42	0,7			14
	Виброплощадка	4	42	0,7				16
10	Бетоноукладчик	1	20	0,6	11				16
	Бетоноукладчик	2	20	0,6		12
	Виброплощадка	3	44	0,7			13

Рис. 1. Принципиальная схема силовой сети

Содержание расчёта

1. Определение расчётных токов в питающей линии к РП-1 и в отходящих от него распределительных линиях к электроприёмникам 1– 4.

2. Выбор марок кабелей, способов их прокладки.

3. Выбор сечений кабелей по допустимому нагреву током.

4. Проверка линии от РУ-0,4 кВ цеховой ТП до наиболее мощного электроприемника, присоединённого к РП-1, по потере напряжения.

Методические указания

1. Определяются расчётные токи в распределительных линиях от РП-1 до электроприёмников 1 - 4

Определяются расчётные активная, реактивная и полная мощности РП-1

Р_р = К_р.м∑Р_ном; Q_р = К_р.м ∑Q_ном; ,

где К_р.м – коэффициент разновремённости максимумов нагрузок (0,9 – 0,95).

Определяется расчётный ток в питающей линии к РП-1

Результаты расчетов заносятся в табл. 2.

2. Марки кабелей и способы их прокладки принять в соответствии с рис. 1. Результаты выбора заносятся в табл. 2.

3. По таблице 3 выбираются сечения кабеля в линии к РП-1 и кабелей в линиях от РП-1 до электроприёмников 1 – 4 по допустимому нагреву током исходя из условия

I_доп ≥ I_р.

Результаты выбора сечений кабелей заносятся в табл. 2.

4. Выбранные по нагреву сечения проводников силовой сети цеха затем проверяются по потере напряжения по условию:

,

где % – потеря напряжения в линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до электроприёмника, в % от номинального напряжения сети U_ном.с;

допустимая потеря напряжения, в % от номинального напряжения сети.

В цеховых силовых сетях допустимую потерю напряжения приближённо можно принять 6 – 7 %.

Расчёт потери напряжения , %, в трёхфазной линии с нагрузкой на конце (к отдельному приемнику )ведут по формуле

,

где I_р – расчётный ток линии, А;

l – длина линии, км;

r₀, x₀ – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км;

сos φ – коэффициент мощности нагрузки.

Значения удельного активного сопротивления алюминиевых проводников приведены в табл. 4.

Значения удельного индуктивного сопротивления, Ом/км, для кабельных линий напряжением до 1 кВ можно приближённо принять равными 0,06.

Расчёт потери напряжения, %, в линии с несколькими участками ведут для каждого участка линии, а затем суммируют по всей линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до ЭП. Расчётные формулы:

; ,

где – потеря напряжения на i-м участке линии, %;

I_i – расчётный ток i-го участка, А;

l_i – длина i-го участка, км;

r_0.i, x_0.i – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления i-го участка линии, Ом/км;

сos φ_i – коэффициент мощности нагрузки в конце i-го участка;

n – число участков данной линии.

Таблица 2