Трансформаторы имеют условные буквенные и цифровые обозначения: первая буква указывает на число фаз (О – однофазный, Т - трехфазный); следующая за ней буква С означает "сухой"; последующая буква З или В указывает на исполнение корпуса (З – брызгозащищенный, В – водозащищенный).
Для расчета мощности трансформаторов используется следующее соотноше-
ние: |
n S н.т. kokЗ Si , |
|
|
(2.110) |
|
где |
n - число трансформаторов; |
|
Sн.т. - номинальная мощность трансформатора, кВА; kо - коэффициент одновременности;
kз – коэффициент загрузки трансформатора;
Si - суммарная мощность потребителей, кВА.
2.2.5 Расчет судовой сети
Электрическая энергия передается от источников электроэнергии к распределительным щитам и далее к потребителям с помощью кабелей. Требования к судовым кабелям и проводам определены в разделе 16 [52].
Расчет кабельной сети состоит из следующих этапов:
определение расчетных значений токов в участках кабельной сети;
определение значений эквивалентных токов для выбора кабелей;
выбор сечений кабелей и их проверка по условиям прокладки и работы;
определение потерь напряжения в сети в участках кабельной сети. Исходными данными для расчета являются:
величина мощности, передаваемой по кабелю;
значение напряжения в сети;
длина кабельного участка;
режим работы кабеля по условиям прокладки.
Расчетные значения токов определяются для участков кабельной сети по следующим выражениям:
а) для кабельной линии, питающей асинхронный двигатель:
|
I расчАД |
|
|
|
k P 103 |
|
, А, |
(2.111) |
|||||
|
|
|
|
з |
|
N |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 Uн н Cos н |
|
||||||||
б) кабельная линия к распределительному устройству, от которого получают |
|||||||||||||
питание группа электроприемников: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
2 |
|
|
n |
2 |
Iзап , А, |
|
||
I расчРЩ |
|
Iai |
|
|
I pi |
|
(2.112) |
||||||
|
|
i 1 |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|||
где Iai Ii cos i , Iai Ii sin i - активная и реактивная составляющая тока i-го элек-
троприемника, присоединенного к РЩ (в случае АД Ii I расчАД ), А; Iзап - ток запасных ответвлений, предусматривающий возможность подключения дополнительных потребителей, А. Выбирается по току наиболее мощного потребителя, подключенного к данному РЩ.
160
в) кабельная линия подключения трансформатора:
|
|
SN |
103 |
|
|||
I расчТр |
|
|
|
|
, А. |
(2.113) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
3 |
U1ном |
|
|||
г) кабель, соединяющий генератор трехфазного тока и ГРЩ:
I расчГ |
|
P |
103 |
(2.114) |
|
номген |
|
, А. |
|||
|
|
|
|
|
|
3 Uномген сos номген
Выбор сечения кабеля производится по значению эквивалентного тока, который рассчитывается как [51]:
Iэкв |
|
|
I расч |
k5 |
, |
(2.115) |
|
k1 |
k 2 k3 k4 |
||||||
|
|
|
|
||||
где k1 - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение активного сопро-
тивления токопроводящих жил кабелей вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости (таблица 2.29 [65]);
k 2 - поправочный коэффициент, учитывающий отличие принятой рабочей температуры кабеля от 650С (таблица 2.30 [65]);
k3 - поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды от 450С (таблица 2.31 [65]) ;
k4 - поправочный коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения кабелей, заключенных в трубы или кожухи длиной более 2 м (для трубы k4 0,8 , для кожуха k4 0,85 ;
k5 |
|
tраб |
|
– коэффициент, учитывающий переменный характер нагрузки, t раб – |
|
24 |
|||||
|
|
|
|
суммарное время нахождения кабеля под нагрузкой в течение суток.
Таблица 2.29 – Значение поправочного коэффициента k1 при значении частоты судовой сети 50Гц
Сечение кабеля, мм2 |
k1 |
|
|
1÷150 |
1 |
185 |
0,99 |
240 |
0,98 |
Таблица 2.30 – Значение поправочного коэффициента k 2
Температура нагрева токопрово- |
|
k 2 |
||
дящей жилы, |
0 |
С |
|
|
|
|
|
||
20÷65 |
|
|
|
1 |
70 |
|
|
|
1,108 |
75 |
|
|
|
1,2 |
80 |
|
|
|
1,29 |
85 |
|
|
|
1,369 |
90 |
|
|
|
1,44 |
95 |
|
|
|
1,5 |
100 |
|
|
|
1,56 |
105 |
|
|
|
1,63 |
|
|
|
161 |
|
Таблица 2.31 – Значение поправочного коэффициента k3
Допустимая |
|
|
k3 при температуре окружающей среды, °С |
|
|
|||||||
температура |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
жилы кабеля, |
0 |
10 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
°С |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
65 |
1,80 |
1,66 |
1,50 |
1,41 |
1,32 |
1,22 |
1,12 |
1,00 |
0,87 |
0,71 |
0,50 |
|
70 |
1,67 |
1,55 |
1,41 |
1,34 |
1,26 |
1,18 |
1,10 |
1,00 |
0,89 |
0,77 |
0,63 |
|
85 |
1,46 |
1,37 |
1,27 |
1,22 |
1,17 |
1,12 |
1,06 |
1,00 |
0,94 |
0,87 |
0,79 |
|
При выборе коэффициентов следует учитывать, что на судах кабели прокладываются, как правило, в кожухах. Температура окружающей среды может достигать 550С.
Обозначение кабеля состоит из марки, числа токопроводящих жил и площади поперечного сечения жилы.
Марки морских кабелей, их области применения приведены в таблице 2.32 [65].
Таблица 2.32 – Марки судовых кабелей
Марка |
Конструктивная |
|
Число |
Сечение |
Область |
||
кабеля |
характеристика |
|
жил |
жилы, |
применения |
||
|
|
|
|
|
|
мм2 |
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
КНР |
Cудовые кабели с медны- |
|
|
Применяются в силовых и осветитель- |
|||
|
ми жилами |
с резиновой |
|
|
ных сетях. Широко используются в це- |
||
|
изоляцией в оболочке, вы- |
|
|
пях управления, сигнализации и меж- |
|||
|
полненой из маслостойкой |
|
|
приборных соединений на переменное |
|||
|
резины, которая не рас- |
|
|
напряжение до 690 В частотой до 400 |
|||
|
пространяет горение |
|
l÷37 |
l÷400 |
Гц или постоянное напряжение 1200 В. |
||
|
|
|
|
|
При условии защиты от прямого воз- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
действия солнечной радиации, кабели |
|
|
|
|
|
|
|
могут применяются для неподвижной |
|
|
|
|
|
|
|
прокладки внутри помещений и на от- |
|
|
|
|
|
|
|
крытой палубе |
|
|
|
|
|
|||
КНРк |
Судовые кабели с медны- |
|
|
Применяются в силовых и осветитель- |
|||
|
ми жилами |
с резиновой |
|
|
ных сетях. Используются так же в це- |
||
|
изоляцией в |
оболочке |
из |
|
|
пях управления, сигнализации и меж- |
|
|
ПВХ пластиката |
|
l÷37 |
l÷120 |
приборных соединений. Судовые кабе- |
||
|
|
|
|
|
|
|
ли предназначены для неподвижной |
|
|
|
|
|
|
|
прокладки внутри помещений и на от- |
|
|
|
|
|
|
|
крытой палубе. |
КНРЭ |
Судовые кабели с медны- |
|
|
Применяются в силовых и осветитель- |
|||
|
ми жилами |
и резиновой |
|
|
ных сетях, в цепях управления, сигна- |
||
|
изоляцией. Оболочка вы- |
|
|
лизации и межприборных соединений |
|||
|
полнена |
из |
маслостойкой |
|
|
на переменное напряжение до 690 В |
|
|
резины, |
которая не рас- |
l÷37 |
l÷120 |
частотой до 400 Гц или постоянное |
||
|
пространяет горение. Име- |
напряжение 1200 В; для неподвижной |
|||||
|
|
|
|||||
|
ется общий экран из мед- |
|
|
прокладки внутри помещений и откры- |
|||
|
ных луженых проволок |
|
|
|
той палубе |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
162
|
|
|
|
|
|
|
|
продолжение таблицы 2.32 |
1 |
|
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
КНРЭк |
Судовые кабели с медны- |
|
|
Применяются в силовых и осветитель- |
||||
|
ми жилами |
и резиновой |
|
|
ных сетях. Используются так же в це- |
|||
|
изоляцией. Экран изготов- |
|
|
пях управления, сигнализации и меж- |
||||
|
лен из |
медных проволок, |
l÷37 |
l÷120 |
приборных соединений. Судовые кабе- |
|||
|
расположен |
между |
двумя |
|
|
ли |
предназначены для неподвижной |
|
|
оболочками из ПВХ пла- |
|
|
прокладки внутри помещений и на от- |
||||
|
стиката |
|
|
|
|
|
крытой палубе. |
|
НРШМ |
Судовые кабели с медны- |
|
|
|
|
|||
|
ми гибкими жилами в ре- |
|
|
Применяются в силовых и осветитель- |
||||
|
зиновой изоляции и масло- |
l÷37 |
l÷400 |
ных |
сетях, в цепях управления для |
|||
|
стойкой |
резиновой |
обо- |
подключения к подвижным и перенос- |
||||
|
|
|
||||||
|
лочке, которая не распро- |
|
|
ным токоприемникам |
||||
|
страняет горение |
|
|
|
|
|
||
Обозначение кабеля: К - кабель, Н - негорючий, Р - резиновый, П - панцирный, Э - экранированный, М - морской, Ш – шланговый.
Выбор сечений кабелей рекомендуется производить с использованием дан-
ных таблиц 2.33 – 2.37 [65].
Таблица 2.33 – Допустимые продолжительные нагрузки на электрические кабели и провода с резиновой изоляцией
Сечение жил кабеля, |
|
Допустимый ток, А, кабелей |
|
||
мм2 |
одножильных |
|
двухжильных |
|
трехжильных |
1,0 |
11 |
|
11 |
|
11 |
1,5 |
16 |
|
16 |
|
16 |
2,5 |
21 |
|
21 |
|
21 |
4 |
27 |
|
27 |
|
27 |
6 |
35 |
|
35 |
|
35 |
10 |
47 |
|
47 |
|
47 |
16 |
80 |
|
78 |
|
60 |
25 |
100 |
|
98 |
|
79 |
35 |
135 |
|
115 |
|
97 |
50 |
166 |
|
137 |
|
120 |
70 |
205 |
|
165 |
|
135 |
95 |
245 |
|
200 |
|
170 |
120 |
285 |
|
225 |
|
200 |
150 |
330 |
|
255 |
|
235 |
185 |
375 |
|
|
|
275 |
240 |
445 |
|
|
|
325 |
300 |
485 |
|
|
|
380 |
400 |
545 |
|
|
|
440 |
500 |
580 |
|
|
|
|
625 |
665 |
|
— |
|
— |
163
Таблица 2.34 – Допустимые кратковременные нагрузки на кабели и провода с резиновой изоляцией
Сечение жил |
|
Допустимый ток, А, кабелей |
|
|
|||
одножильных |
двухжильных |
трехжильных |
|||||
кабеля, мм2 |
|||||||
30 мин |
60 мин |
30 мин |
60 мин |
30 мин |
60 мин |
||
|
|||||||
1 |
11 |
11 |
11 |
И |
11 |
И |
|
1,5 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
|
2,5 |
21 |
21 |
21 |
21 |
21 |
21 |
|
4 |
27 |
27 |
27 |
27 |
27 |
27 |
|
6 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
|
10 |
47 |
47 |
47 |
47 |
47 |
47 |
|
16 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
80 |
|
25 |
100 |
100 |
100 |
100 |
95 |
80 |
|
35 |
135 |
135 |
125 |
120 |
110 |
100 |
|
50 |
165 |
165 |
155 |
135 |
135 |
130 |
|
70 |
205 |
205 |
185 |
170 |
190 |
165 |
|
95 |
255 |
245 |
235 |
205 |
245 |
205 |
|
120 |
310 |
290 |
275 |
235 |
290 |
245 |
|
150 |
365 |
330 |
325 |
270 |
350 |
285 |
|
185 |
430 |
380 |
|
|
410 |
335 |
|
240 |
540 |
470 |
|
|
500 |
405 |
|
300 |
625 |
525 |
|
|
595 |
485 |
|
400 |
730 |
605 |
— |
— |
740 |
595 |
|
Таблица 2.35 – Допустимые повторно-кратковременные нагрузки на кабели и провода с резиновой изоляцией
Сечение жил |
|
|
Допустимый ток, А, кабелей |
|
|
|||
кабелей, |
одножильных |
|
двухжильных |
|
трехжильных |
|||
мм2 |
ПВ = 25% |
ПВ = 40% |
|
ПВ = 25% |
ПВ = 40% |
|
ПВ = 25% |
ПВ = 40% |
1 |
16 |
16 |
|
16 |
16 |
|
16 |
16 |
1,5 |
25 |
21 |
|
21 |
21 |
|
21 |
19 |
2,5 |
34 |
27 |
|
34 |
27 |
|
27 |
26 |
4 |
47 |
38 |
|
47 |
38 |
|
38 |
35 |
6 |
66 |
55 |
|
60 |
50 |
|
54 |
46 |
10 |
80 |
65 |
|
80 |
65 |
|
75 |
60 |
16 |
110 |
100 |
|
110 |
95 |
|
105 |
85 |
25 |
155 |
135 |
|
150 |
125 |
|
135 |
120 |
35 |
200 |
170 |
|
190 |
155 |
|
175 |
135 |
50 |
260 |
215 |
|
230 |
195 |
|
205 |
175 |
70 |
330 |
275 |
|
270 |
225 |
|
270 |
225 |
95 |
405 |
330 |
|
325 |
270 |
|
325 |
270 |
120 |
475 |
400 |
|
375 |
315 |
|
375 |
315 |
150 |
540 |
460 |
|
430 |
360 |
|
430 |
360 |
185 |
630 |
530 |
|
|
— |
|
490 |
410 |
240 |
750 |
630 |
|
|
— |
|
580 |
480 |
300 |
825 |
690 |
|
|
— |
|
650 |
540 |
400 |
900 |
750 |
|
|
— |
|
780 |
650 |
500 |
795 |
795 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
164 |
|
|
|
|
|
Таблица 2.36 – Индуктивные и активные сопротивления кабелей
Сечение |
Сопротивление кабеля |
|
жилы, мм2 |
индуктивное х, мОм/м |
активное r,мОм/м |
0,75 |
|
28,8 |
1 |
0,118 |
21,6 |
1,5 |
0,110 |
14,4 |
2,5 |
0,108 |
8,65 |
4 |
0,101 |
5,4 |
6 |
0,095 |
3,6 |
10 |
0,092 |
2,16 |
16 |
0,087 |
1,35 |
25 |
0,085 |
0,85 |
35 |
0,082 |
0,617 |
50 |
0,078 |
0,432 |
70 |
0,076 |
0,309 |
95 |
0,075 |
0,227 |
120 |
0,073 |
0,18 |
150 |
0,073 |
0,144 |
185 |
0,073 |
0,118 |
240 |
0,073 |
0,092 |
Таблица 2.37 – Таблица сечений судовых кабелей («число жил» х «сечение жилы», мм2)
1x1.0 |
2x1.0 |
3x1.0 |
4x1.0 |
10x1.0 |
24x1.0 |
1x1.5 |
2x4 |
3x1.5 |
4x1.5 |
10x1.5 |
24x1.5 |
1x2.5 |
2x6 |
3x2.5 |
4x2.5 |
10x2.5 |
24x2.5 |
1x4 |
2x10 |
3x4 |
5x1.0 |
12x1.0 |
27x1.0 |
1x6 |
2x16 |
3x6 |
5x1.5 |
12x1.5 |
27x1.5 |
1x10 |
2x25 |
3x10 |
5x2.5 |
12x2.5 |
27x2.5 |
1x16 |
2x35 |
3x16 |
7x1.0 |
14x1.0 |
2x1.5 |
1x25 |
2x50 |
3x25 |
7x1.5 |
14x1.5 |
2x2.5 |
1x35 |
2x70 |
3x35 |
7x2.5 |
14x2.5 |
30x1.0 |
1x50 |
2x95 |
3x50 |
|
16x1.0 |
30x1.5 |
1x70 |
2x120 |
3x70 |
|
16x1.5 |
30x2.5 |
1x95 |
|
3x95 |
|
16x2.5 |
33x1.0 |
1x120 |
|
3x120 |
|
19x1.0 |
33x1.5 |
1x150 |
|
3x150 |
|
19x1.5 |
33x2.5 |
1x185 |
|
|
|
19x2.5 |
37x1.0 |
1x240 |
|
|
|
|
37x1.5 |
1x300 |
|
|
|
|
37x2.5 |
1x400 |
|
|
|
|
|
При протекании тока по проводнику в нем создается падение напряжения. что приводит к снижению напряжения на зажимах электроприемника. Величина падения напряжения регламентируется разделом 16.8.3 [52].
Для расчета падения напряжения в линейном проводе можно воспользоваться соотношением:
165