3. Расчет электрических сетей

Расчет электрических сетей необходимо вести в следующей последовательности.

3.1. Определяют расчетный ток потребителя:

а) для кабеля, питающего двигатель постоянного тока

.

б) для кабеля, питающего двигатель переменного трехфазного тока

.

в) для нагревательных трехфазных приборов

.

г) для освещения, нагревательных приборов, приборов радионавигации и другого радиооборудования, как переменного тока, так и постоянного

.

где Р_ном - номинальная мощность в кВт, берется из таблицы нагрузок судовой электростанции.

К₃ - коэффициент загрузки берется также из таблицы нагрузки, только из той графы, в которой он имеет наибольшее значение.

U_ном - номинальное напряжение, В.

η - к.п.д.

cosφ - коэффициент мощности, определяется по таблице нагрузок.

3.2. Зная расчетный ток, режим работы потребителя и способ прокладки кабеля определяют сечение токопроводящей жилы кабеля по соответствующей таблице (смотри приложение 4), учитывая марку и жильность кабеля (смотри приложение 5).

В основном большинство потребителей работают в длительном режиме, кратковременный режим характерен для брашпиля, шпиля, буксирной и шлюпочной лебедки, швартовой лебедки, тельферов МО и других. Повторно-кратковременный режим обычно у кранов и грузовых стрел и некоторых специальных механизмов.

Необходимо учитывать некоторые способы прокладки кабелей, которые ухудшают теплоотвод от токопроводящей жилы (прокладка в пучке, трубе, желобах). Также следует учитывать температуру окружающей среды, число жил кабеля и конечно марку кабеля.

В настоящее время рекомендуется кабели с поливинилхлоридной и полиэтиленовой изоляцией токопроводящей жилы, которые допускают повышенную температуру (смотри приложение 4, таблицы 1 - 4).

3.3. Выбранный кабель необходимо проверить на потерю напряжения по следующим формулам:

а) для постоянного тока

б) для однофазного переменного тока

в) для трехфазного переменного тока

где I_расч - расчетный ток нагрузки кабеля, А.

l - длина кабеля, м.(приводится в задании или берется с судна – прототипа).

U - номинальное напряжение сети, В.

U_л - линейное напряжение сети, В.

R - активное сопротивление одной токопроводящей жилы кабеля при допустимой температуры кабеля с учетом влияния частоты тока, Ом/м. Активное и индуктивное сопротивления берутся из таблицы (см.приложение 7).

Активное сопротивление должно быть приведено к температуре, которая допустима для выбранной марки кабеля по формуле:

R_t = R₂₀ ·[1 + α·(θ – 20)].

где R_t - сопротивление при температуре кабеля, Ом/м.

R₂₀ - сопротивление при температуре 20°С, взятое из таблицы (см. приложение 6).

α = 0,004 -температурный коэффициент для меди.

В инженерных расчетах часто не учитывают индуктивное сопротивление, особенно при кабелях относительно малого сечения, когда ошибка составляет небольшую величину, поэтому можно применять следующие формулы:

а) для постоянного тока

б) для однофазного переменного тока

в) для трехфазного переменного тока

Однако, начиная с сечения 70 мм² при частоте 50 Гц пренебрегать x_l не следует.

где γ =48 - удельная проводимость меди.

S - сечение токопроводящей жилы, мм².

3.4. Расчет необходимо свести в таблицу (смотри приложение 8).