2.7. Выбор компенсирующих устройств.

В качестве компенсирующих устройств рекомендуется брать статические конденсаторы. Расчет производится в следующей последовательности:

Необходимая мощность конденсаторов определяется по формуле:

Qк=α·Рм·(tgφ₁- tgφ₂) (43)

где: α - коэф., равный 0,9, учитывающий возможность повышения естественного cosφ.

Рм - расчетная активная мощность цеха [кВт].

tgφ₁ – соответствует cosφ₁ до компенсации.

tgφ₂ - соответствует cosφ₂ после компенсации.

Принять cosφ₂=0,92-0,95.

Для разряда при отключении статические конденсаторы должны иметь разрядные сопротивления в виде ламп накаливания (при 220-380В), резисторов (при 660В) или обмоток трансформаторов напряжения (при 6-10кВ).

По реактивной мощности Qк выбрать тип и необходимое количество конденсаторов по каталогу.

Величина разрядных сопротивлений рассчитывается по формуле:

Rразр=15·10⁶·Uф²/Qк [Ом] (44)

где: Uф – фазное напряжение. Берется 0,23кВ.

Qк – мощность батареи принятых конденсаторов[кВАр]

В качестве разрядных сопротивлений рекомендуется взять лампы накаливания мощностью 15 или 25Вт.

Тогда сопротивление одной лампы равно:

Rл=Uф²/Рл [Ом] (45)

Определяем количество ламп на фазу:

n_л=Rразр/Rл [шт] (46)

Примечание: при n>3 ламп, применять в качестве разрядных сопротивлений – резисторы.

Выбрать сечение кабеля для присоединения батареи конденсаторов. Расчетный ток:

I=Qк/(√3·Uн) [А] (47)

где: Uн – номинальное напряжение.

Выбрать сечение по условиям нагрева для алюминиевого кабеля, трехжильного, до 3-х кВ, для прокладки в воздухе.

Рассчитать защиту батареи конденсаторов.

а) ток срабатывания автомата:

Iср≥1,2·Qк/(√3·Uн) [А] (48)

б) ток плавкой вставки предохранителя:

Iвс≥1,5·Qк/(√3·Uн) [А] (49)

При выборе предохранителя, выбирается и рубильник.

Примечание: если выбран автомат, то предохранитель и рубильник не нужны.

Расчет

Qк=α·Рм·(tgφ₁- tgφ₂)=0,9·164,5·(1,49-0,92)=84,3кВАр

Выбираем статические конденсаторы типа КС-0,38-25 в количестве 4шт. Qк'=25·4=100кВАр

Rразр=15·10⁶·Uф²/Qк'=15·10⁶·0,23²/100=7935Ом

Rл=Uф²/Рл=230²/15=3526,7 Ом

n_л=Rразр/Rл=7935/3526,7=3шт

Iр=Qк'/(√3·Uн)=100/(1,73·0,38)=152А

Выбираем кабель марки АВВГ 3·120 Iдоп=200А

Iср≥1,2·Qк/(√3·Uн)= 1,2·100/(1,73·0,38)=182,5А

Выбираем автомат типа ВА51- 35 Iн=250А Iрасц=200А с комбинированным расцепителем.

2.8. Расчет заземления.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала электроустановки подлежат заземлению или занулению.

Заземление – это соединение с землей металлических, не токоведущих частей эл/установки.

Зануление – это заземление через 4-ый(нулевой) провод.

Заземлению подлежат корпуса генераторов, эл/двигателей, трансформаторов, каркасы распределительных щитов, выключателей, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы, в которых проложены провода и кабели.

Защитное заземление обязательно:

для эл/оборудования при U=65В и выше в пожаро- и взрывоопасных помещениях.

для эл/оборудования при U=220В и выше в любом производственном помещении или снаружи не зависимо от условий окружающей среды.

Заземлители бывают:

естественные (металлоконструкции соединенные с землей).

искусственное (угловая сталь, трубы, стержни, забитые в землю).

При искусственном заземлении заземлители могут располагаться в ряд или по контуру. В установках выше 1000В контурное заземление является обязательным.

Допустимые значения сопротивления заземляющего устройства определяются ПУЭ и составляют для установок до 1000В – 4 Ом

При совместном заземляющем устройстве для установок до 1000В и более пользуемся формулой:

Rз≤125/Iс [Ом]

где: Iс – емкостный ток замыкания на землю.[А]

Если получится Rз>4 Ом – принимаем 4 Ом.

Если получится Rз<4 Ом – принимаем меньше.

Затем определяем вид заземляющего устройства: естественное, искусственное или смешанное. Рекомендуется брать искусственное заземление.

После выбираем материал заземлителя. В качестве заземлителей рекомендуется электроды из угловой стали 50·50·5мм длиной 2,5метра.

Согласно заданию определить удельное сопротивление грунта ρ[Ом*см]

Пользуясь упрощенными формулами определить сопротивление одного уголка:

Rоу=0,0034·ρ [Ом]

Определяем предварительное число уголков:

n'= Rоу/ Rз [шт]

Затем определяем количество с учетом коэффициента использования η_с:

n= n'/ η_с

Расчет

Определяется сопротивление заземляющего устройства:

Iс=25А

Rз≤125/Iс=125/25=5 Ом

Rз>4 Ом Выбираем Rз=4 Ом

Материалом для заземления выбираем угловую сталь 50·50·5мм длиной 2,5метра.

Удельное сопротивление грунта (суглинок) ρ=3·10⁴ Ом·см

Определить сопротивление одного уголка:

Rоу=0,0034·ρ=0,0034·3·10⁴=102 Ом

Определяем предварительное число уголков:

n'= Rоу/ Rз=102/4=26 шт.

Определяем количество с учетом коэффициента использования η_с:

n= n'/ η_с=26/0,47=55 шт.

Выбираем 55 шт.

Контурное заземление.

Список используемых источников.

ЭБС Издательство “ЛАНЬ”

1.Суворин,А.В. Современный справочник электрика [Текст]/ А.В.Суворин –М. : Лань-Трейд, 2014. - 510с.

2.Щербаков,Е.Ф Электроснабжение и электропотребление. Учебное пособие, 2-е издание, доп. [Текст]/ Е.Ф.Щербаков, Д.С./Александров –М. : Лань-Трейд, 2012. – 512с.

3.Шеховцов,В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование. Учебник [Текст]/ В.П.Шеховцов – М. : ФОРУМ : ИНФРА – М, 2012. – 416с.

Данные для расчета.

Мощность системы: 140
Относительное сопротивление системы до шин заводской подстанции:	1,4
Мощность заводских трансформаторов(МВА):	1·6,3
Напряжение заводской подстанции(кВ):	110/10
Расстояние от заводской подстанции до цеха(км):	0.7
Действительное время К.З.(с):	0,3
Время использования максимальной нагрузки(ч):	3200
Емкостный ток замыкания на землю(А):	25
Грунт:	суглинок