Пожарная безопасность электроустановок / Agunov - Pozharnaya bezopasnost elektroustanovok 2012

7)По ПУЭ из таблицы 1.3.6 с учетом стандартного ряда сечений определяем сечение жил одного двухжильного кабеля с медными жилами, проложенного в воздухе, соответствующих току 8,2 А.

При Uн = 220 В и имеющейся нагрузке для подачи электроэнергии от трансформатора к щиту освещения можно использовать кабель предусмотренной в проекте марки с двумя медными жилами сечением 1,5 мм2, резиновой изоляцией, в свинцовой оболочке, голый,

для прокладки внутри любых помещений по стенам, с изоляцией, рассчитанной на 500 В, типа СРГ – 2 × 1,5.

Проектом предусмотрен кабель с бóльшим сечением — СРГ – 2

×2,5. Из таблицы 1.3.6 ПУЭ для кабеля предусмотренного проектом

допустимый длительный ток Iд = 27 А, что в 3,3 раза больше рабочего тока всего электрооборудования. Следовательно, условие защиты от перегрузок выполнено, и запроектированное сечение кабеля соответствует имеющейся нагрузке.

8)Определяем соответствие номинального тока теплового расцепителя общего автомата АЕ-1031-22 (Iном. тепл. = 10 А, Iср. тепл. = 13,5 А):

а) Номинальный ток теплового расцепителя Iн.тепл. должен быть больше или равен рабочему току. Поскольку рабочий ток равен 8,2

А, данное условие выполняется;

б) Чтобы избежать ложного отключения сети, правильность выбора номинального тока теплового расцепителя необходимо проверить по формуле:

Iср. тепл. ≥ 1,25Iр.

Поскольку

Iср. тепл. = 13,5 А > 1,25Iр = 1,25·8,2 = 10,25 А,

ложного отключения сети быть не должно.

9) Определяем установленную мощность для отдельной группы электрооборудования, состоящей из трех одинаковых групп:

Pу = 150·4 = 600 (Вт).

10) С учетом найденного ранее коэффициента спроса определяем расчетную мощность одной группы:

Pр = 1·600 = 600 (Вт).

11) Находим рабочий ток группы электрооборудования:

Iр = 600 /220 ≈ 2,73 (А).

12)По ПУЭ из таблицы 1.3.6 с учетом стандартного ряда сечений определяем сечение жил одного двухжильного кабеля с медными жилами, проложенного в воздухе, соответствующих току 2,73 А.

При Uн = 220 В и имеющейся нагрузке для подачи электроэнергии к одной группе освещения можно использовать кабель предусмотренной в проекте марки с двумя медными жилами сечением 1,5 мм2, резиновой изоляцией, в свинцовой оболочке, голый, для

прокладки внутри любых помещений по стенам, с изоляцией рассчитанной на 500 В, типа СРГ – 2 × 1,5.

Проектом предусмотрен кабель с данным сечением — СРГ – 2 × 1,5. Из таблицы 1.3.6 ПУЭ для кабеля, предусмотренного проектом,

допустимый длительный ток Iд = 19 А, что в 6,9 раза больше рабочего тока группы электрооборудования. Следовательно, условие защиты от перегрузок выполнено, и запроектированное сечение кабеля соответствует имеющейся нагрузке.

13)Определяем соответствие номинального тока теплового рас-

цепителя группового автомата АЕ-1031-12 (Iном. тепл. = 6 А, Iср. тепл. = 8,1 А):

а) Номинальный ток теплового расцепителя Iн.тепл. должен быть больше или равен рабочему току. Поскольку рабочий ток равен

2,73 А, данное условие выполняется;

б) Чтобы избежать ложного отключения сети, правильность выбора номинального тока теплового расцепителя необходимо проверить по формуле:

Iср. тепл. ≥ 1,25Iр.

Поскольку

Iср. тепл. = 8,1 А > 1,25Iр = 1,25·2,73 = 3,41 А,

ложного отключения сети быть не должно;

в) При защите сетей от перегрузки автоматическими выключателями с нерегулируемой характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) допустимый длительный ток проводников всех марок должен быть не менее 100 % номинального тока теплового расцепителя. Поскольку

Iдоп. = 19 А > Iн. тепл. = 6 А,

условие защиты от перегрузок выполняется.

14) Проверяем групповой автомат АЕ-1031-12 по условию надежности отключения тока короткого замыкания в конце защищаемой группы:

а) Найдем суммарное сопротивление фазного провода, равное сопротивлению прóвода от трансформатора до щита освещения плюс сопротивление прóвода одной группы освещения (в распределительных сетях до 1000 В при определении тока короткого замыкания индуктивным сопротивлением можно пренебречь, это приведет к несколько завышенным значениям тока короткого замыкания):

rф =∑ρ (l / Sф ) = 19·(0,017 / 2,5) + 19·( 0,0115/ 1,5) = 0,275 (Ом);

б) Найдем суммарное сопротивление нулевого провода. Учитывая, что нулевой провод точно такой же, как и фазный, его сопротивление также будет равно:

r0 = 0,275 (Ом);

в) Поскольку достоверные данные о полном числе контактов и об их переходных сопротивлениях отсутствуют, примем добавочное сопротивление переходных контактов равным суммарному значению рекомендуемых сопротивлений: а) для аппаратуры, установленной

непосредственно у электроприемников; б) для вторичных цеховых распределительных пунктов, щитов и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов; в) для первичных цеховых распределительных пунктов:

rд = 0,03 + 0,025 + 0,02 = 0,075 (Ом);

г) По заданной мощности трансформатора освещения из таблицы 3.3 зададимся его расчетным сопротивлением:

zт(1) = 1,949 (Ом);

д) Найдем сопротивление цепи короткого замыкания в конце линии:

zф-0 = rф + r0 + rд + zт(1) = 0,275 + 0,275 + 0,075 + 1,949 = 2,574 (Ом);

е) Найдем ток однофазного короткого замыкания в конце линии. С учетом того, что э.д.с. трансформатора на 5 % больше номиналь-

ного напряжения, ток однофазного короткого замыкания в конце линии будет:

I к.з (к) (1) = Uф / z(ф-о) = 230 / 2,574 = 89,36 (А);

ж) Поскольку

Iк.з (к) / Iн.тепл = 89,36 / 6 = 14,89 > 6,

отключение токов короткого замыкания в конце защищаемой линии обеспечено.

15) Проверяем групповой автомат АЕ-1031-12 по предельной отключающей способности токов короткого замыкания в начале защищаемой группы:

а) Найдем сопротивление фазного провода, равное сопротивлению провода от трансформатора до щита освещения (по той же вышеуказанной причине при определении тока короткого замыкания индуктивным сопротивлением провода пренебрегаем):

rф =ρ (l / Sф ) = 19·(0,017 / 2,5) = 0,129 (Ом);

б) Найдем суммарное сопротивление нулевого провода. Учитывая, что нулевой провод точно такой же, как и фазный, его сопротивление также будет равно:

r0 = 0,129 (Ом);

в) Поскольку достоверные данные о полном числе контактов и об их переходных сопротивлениях отсутствуют, примем добавочное сопротивление переходных контактов равным суммарному значению рекомендуемых сопротивлений для вторичных цеховых распределительных пунктов, щитов и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов; для первичных цеховых распределительных пунктов:

rд = 0,025 + 0,02 = 0,045 (Ом);

г) Найдем сопротивление цепи короткого замыкания в начале линии:

zф-0 = rф + r0 + rд + zт(1) = 0,129 + 0,129 + 0,045 + 1,949 = 2,252 (Ом);

д) Найдем ток однофазного короткого замыкания в начале линии:

I к.з (н) (1) = Uф / z(ф-о) = 230 / 2,252 = 102,13 (А);

е) Из каталога находим, что для АЕ-1031-12 Iпр = 1000 А. Поскольку

Iпр = 1000 А > Iк.з. (н) = 102,13 А,

отключение токов короткого замыкания в начале защищаемой линии обеспечено.

16) Проверяем селективность (избирательность) действия аппаратов защиты.

Для автоматов с тепловыми расцепителями селективность может быть обеспечена при условии:

Iном.тепл. (2) / Iном.тепл. (1) ≥ 1,5.

Так как

,

селективность действия аппаратов защиты обеспечена.

17) Проверяем выполнение условия допустимой потери напряжения:

а) Определяем падение напряжения на участке от осветительного трансформатора к щиту освещения. Канализация электроэнергии на этом участке осуществляется по двухпроводной линии с медными жилами, напряжение электроприемников 220 В, поэтому по таблице 3.6 принимаем c = 12,8. Тогда

;

б) Определяем падение напряжения на участке питания от щита освещения одной группы ламп:

;

в) Определяем фактическую потерю напряжения:

.

Фактическая потеря напряжения не превышает 5 %, следовательно, в соответствии с ГОСТ 13109-97 условие выполнено.

3.10. Методика расчета электрических силовых сетей

При расчете сечения проводов силовых сетей нагрузка проводов, питающих отдельный электродвигатель, принимается в соответствии с его номинальными данными.

Для определения общей потребляемой мощности ряда различных приемников электроэнергии, подключенных к данной сети, необходимо отдельно сложить активные и реактивные составляющие мощности, потребляемой отдельными приемниками (или группами аналогичных приемников), с учетом соответствующих значений коэффициента спроса. Тогда общая потребляемая мощность (полная мощность) будет:

(кВА),

а общий коэффициент мощности:

.

Соответствующий рабочий ток для трехфазной системы сети будет определяться как:

.

Значения коэффициента спроса для силовых потребителей жилых и гражданских зданий приведены в таблице 3.7 и таблице 3.8.

При выполнении расчета сечения проводов силовых цепей рабочий ток электродвигателя определяют как:

Iр = Iн. дв. · kз,

где Iн. дв. — номинальный ток электродвигателя; kз — коэффициент загрузки электродвигателя, т. е. отношение действительной загрузки электродвигателя к номинальной (при отсутствии сведений о загрузке электродвигателей и для ответвлений к одному электродвигателю принимают kз = 1).

Таблица 3.7

Значения коэффициента спроса (kс) и коэффициента мощности (cos ϕ) для силовых потребителей в жилых, административных и общественных зданиях

Примечания:

1.При числе лифтов в здании 2; 3–4; 5–6 и более 6 соответственно kс равен 1; 0,7; 0,6 и 0,4, a cos ϕ равен 0;7; 0.6; 0,6 и 0,6.

2.Установленная мощность электродвигателей лифтов приводится к продолжи-

тельности включения ПВ =1 по формуле Рр = Рн kвк. гр. ПВн, где Рр — расчетная нагрузка (кВт); Рн — номинальная мощность двигателя (кВт); kвк. гр. — коэффи-

циент включения группы приемников; ПВн — номинальная продолжительность включении двигателя

Таблица 3.8

Значения коэффициента спроса (kс) для силовых установок мелких мастерских

Номинальный ток электродвигателя находят по формуле:

,

где Pн.дв. — номинальная мощность (на валу) электродвигателя (кВт); η — коэффициент полезного действия двигателя (0,6 ÷ 0,94); cos ϕ — коэффициент мощности электродвигателя.

Пусковой ток электродвигателя находят как:

Iпуск. = Iн. дв. · kп,

где kп — кратность пускового тока (как уже отмечалось ранее, для электродвигателей с короткозамкнутым ротором значение kп = 4 ÷ 7).

Для сетей питающих n электродвигателей

Iмакс. = ∑Ip(n-1) kо + Iпуск.,

где ∑Ip(n-1) — сумма рабочих токов всех электродвигателей без одного, имеющего наибольший пусковой ток; kо — коэффициент одновременности, учитывающий присоединенную мощность фактически работающих электродвигателей; Iпуск. — пусковой ток электродвигателя, имеющий наибольшую его величину.

При расчете ответвлений с короткозамкнутым электродвигателем во взрывоопасных зонах (за исключением зон В-Iб и В-Iг) рабочий ток электродвигателя определяют по формуле:

Iр = 1,25 Iн. дв..

3.11. Примеры расчета электрических силовых сетей

Задача 3.5. Определить соответствие сечения и марки кабелей подачи электроэнергии к электродвигателям вентиляторов помещений аэропорта предусмотренной нагрузке, а также соответствие номинальных параметров аппаратов защиты условиям надежности защиты. Условия пуска электродвигателей легкие, напряжение питания Uн = 380 B, kп = 4, η = 0,76, cos φ = 0,8. Электродвигатель управляется магнитным пускателем ПМЕ-222 с тепловым реле ТРН-25 и защищается плавким предохранителем ПР-2. Подача электроэнергии к электродвигателю выполнена от встроенного трансформатора кабелем АВВГ на скобах. Температура окружающей среды +25 оС. Электрическая схема силовой сети представлена на рис. 3.17.

Рис. 3.17. Схема к задаче 3.5

Решение:

1) Определяем класс помещений по условиям окружающей среды.

Согласно п. 1.1.6 ПУЭ помещение является сухим, нормальным.

2)Согласно п. 3.1.8 ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания.

3)Определяем установленную мощность всех электродвигателей. Учитывая, что все электродвигатели одинаковы, т. е. η и cos φ

для всех электродвигателей имеют одни и те же соответствующие значения, установленная мощность всех электродвигателей:

∑Pу = 5·4 = 20 (кВт).

4) По таблице 3.7 находим коэффициент спроса:

kc = 0,6.

5) Вычисляем расчетную мощность всего электрооборудования:

∑Pр = 0,6·20 = 12 (кВт).

6) Находим рабочий ток всего электрооборудования:

(А).