7.4.1 Розрахунок на вимикаючу здатність

З [26] вибираємо двигуни: ЕД1: тип – 4А160S2У3; номінальна потужність – 15 кВт; частота обертання – 2940 об/хв.; КПД – 88%;

cos  – 0.91;

кратність пускового струму – 7; ЭД2: тип АИ355S6У3; номінальна потужність – 160 кВт; частота оберту –1000 об/хв.; КПД – 94 %;

cos φ – 0.9;

_{кратність пускового струму – 7.}

^Δ Y ^ПР

^l₁ ^l₂

АВ

R₀

^Росв

ЕД1 10 кВт

ЕД2 160 кВт

ЕД2 160 кВт

_{ЕД2 160 кВт}

Рис. 7.2 – Однолінійна схема мережі.

_{Струм однофазного короткого замикання визначається за формулою}

_Uф

_{U=к }

_(7.1)

^{z т} _

³

^R _ф

ф

R _нз

^2  Х

n

Х_нз

 Х^I 2

де U_ф – фазне джерело напруги вторичної обмотки трансформатора, В;

z_т – розрахунковий опір трансформатора, Ом;

R_ф R_нз – активний опір фазного та нульового захисного провідника, Ом;

Х_ф и Х_нз – внутрішній індуктивний опір фазного та нульового захисного провідника, Ом;

Х_n^I – зовнішній ііндуктивний опір взаємоіндукції фаза-нуль,

Ом;

Х_ф и Х_нз для мідних проводників дуже мало (приблизно 0,0156 Ом/км), ними можна знехтувати. Х_n^I для кабеля не значно (не более 0.1 Ом/км) ), ним можна знехтувати.

_{Таким чином, формула (7.1) має вигляд:}

_U

_{I } ^ф

^к _z

(7.2)

^т _{ R}

3 ^ф

^{ R} _нз

7.4.2 Визначення повного опору трансформатора

_{Потужність трансформатора}

_n

^K _{c1 }^P_эд1

_n

^K _{c 2 }^P_{эд 2 P}

_{S } ¹ _ ¹ _ ^осв _{; (7.3)}

^тр _cos

_cos

_cos

де Р_эд1 и Р_эд2 – номінальні потужності двигуна, кВт;

Р_осв – Освітлювальне навантаження, кВт;

cos φ – коеф. Потужності електроустановки;

^К_с ^{– коеф. попиту, визначаючий по формулі}

где К_з = 1 коефіцієнт запасу;

^η_д ^{– ККД двигуна.}

c

_{K } ^{0.75K з} _{; (7.4)}

^_д

Кс1= 0.75*0.93/0.88 =0.82

Кс1= 0.75*0.93/0.94 =0.74

Необхідно знайти потужність трансформатора:

S_tr=0.82*15/0.9+0.74*160*3/0.9+50/0.9=463.8 кВт.

Вибираємо з [ 26 ] трансформатор: сухий з номінальною потужністю

S_тр = 630 кВт, вибираємо значення повного опору обмоток відповідно до задачі – z_т/3 = 0.014 Ом.

74.3 Визначення активного опору фазного та нульового захисного провідника

Значення струму, що проходить через провідник:

_{I } ^Рном _{; (7.5)}

3Uном  cos

де Р_ном – номінальна потужність навантаженнякВт;

cos φ коефіцієнт потужності навантаження;

U_ном номінальна напруга, кв.

Струм в лінії напруги:

I_осв= 50/( 3 *0.22*0.9)=145.796 А.

Струм в лінії двигуна ЕД1, по провіднику l₂:

I_ЭД1=15/( 3 *0.4*0.91)=23.792А.

Струм в групі двигунів ЕД2:

I_ЭД2=160*3/( 3 *0.4*0.9)=769.8А.

По значенню напруги вибираємо розріз провідника l₂ , d_фl2:

Два одножильних провідника 2×150 мм = 300 мм²;сечение кабеля d_фl2 = 300 мм².

Струм, який проходить по провіднику l₁, дорівнює

I_l1 = I_осв +I_ЭД1 + I_ЭД2; (7.6) I_l1 = 145.796+23.792+769.8=938.388А.

По значенню струму, вибираємо розріз провідника l_{1 ,} d_фl1:

два двожильних провідника 2*2*150 мм = 600 мм² , для прокладання на повітрі; розріз провідника

d_фl1 = 600 мм².

_{Активний опір провідника}

_{R } ^{ l} _{; (7.7)}

^d

де ρ – питомий опір провідника, для міді ρ = 0.018 Ом·мм²/м;

l – довжина провідника, м;

d – розріз провідника, мм².

Фазний опір провідника l₁:

R_фl1=0.018*120/600=0.0036 Ом.

Фазний опір провідника l₂:

R_фl2=0.018*47/300=0.00282 Ом.

Загальний опір фазного провідника:

R_ф  R_фl1  R_фl2 ; (7.8) R_ф=0.0036+0.00282=0.00642 Ом.

Довжина нульового захисного провідника:

^{l = l}₁ ^{+ l}₂^{; (7.9)}

де l₁ – довжина провідника l₁;

l₂ – довжина провідника l₂.

_{l = 120 + 47 = 167 м.}

Так як нульовий захисний та фазний провідник по вихідним даним зроблені з одного матеріалу (міді), то їх розріз співвідношаться як

d_нз ≥ 0.5d_ф; (7.10)

де d_нз – розріз нульового провідника, мм²;

d_ф – розріз фазного провідника, мм².

Згідно (6.10) з [26] вибираємо розріз нульового захисного провідника для лінії l₂:

d_нз2 = 300/2=150 мм².

Для лінії l₂ маємо відповідно:

d_нз1 = 600/2=300 мм².

Опір нульового захисного провідника згідно (7.7) дорівнює

R_нз1 = 0.018*120/300= 0.0072Ом.

R_нз2 = 0.018*47/150= 0.00564Ом.

R_нз1 = . R_нз1 +R_нз2 =0.0072+0.00564= 0.01284 Ом.

Значення струму однофазного короткого замкнення згідно (6.2) дорівнює

I_к = 220/(0.014+0.0064+0.01284)=6614.55 А.

При замкненні фази на занулений корпус электроустановка автоматично вимкнеться, якщо значення струму однофазного короткого замикання задовольняє вираз_:

_^I_к ^{ 3I}_ном^;

_

 ^{zнз  2zф .}

^{де I}_ном ^{– номінальний струм плавкої вставки запобіжника, А;}

(7.11)

z_нз и z_ф – повний опір нульового захисного та фазового провідника, Ом.

З [ 26] Вибираємо автоматичний вимикач:

I_пуск = К_пуск·I_{ном дв} = 7*769,85 = 5388,95 А,

Так як використовуються двигуни великої потужності, то ставимо автоматичні вимикачі на кожен двигун окремо.

В цьому випадку I_пуск= 5388.95/3=1796 А.

I_дв= 769.8/3= 256.6 А.

Автоматичний вимикач: тип ВА51-35; трьохполюсний,

В виконанні з біметалічними та електромагнітними розчеплювачами максимального струму.

Номінальний струм: 250 – А;

Вставка рушання розцеплювача – 2000 А.

Умова (7.11) виконується:

I_к = 6614.55 А > 3I_ном = 1.25*256.6 = 320.75 А. Це значить, автоматичний вимикач, вибраний правильно.