2. Расчет защитного зануления электропривода
Рассчитать систему защитного зануления при следующих данных:
- мощность питающего трансформатора : N=160 кВ∙А;
- схема соединения обмоток трансформатора - «звезда»;
- электродвигатель серии 4А; U=380В;
- тип 4А112 М2, N=7,5 кВт
- материал – алюминий;
- длина 200м;
- сечение провода S=6мм2;
- коэффициент режима работы a=1,7
Рис.2 Схема зануления
Расчёт производим в соответствии с методикой, описанной в [8].
Расчет сводится к проверке условия обеспечения отключающей способности зануления:
Расчет производится по формуле:
где: - фазное напряжение, В ;
ZТ – сопротивление трансформатора, Ом;
ZП – сопротивление петли «фаза -нуль», которое определяется по зависимости:
где: Rф, RН – активное сопротивление нулевого и фазного проводников, Ом;
Хф, ХН – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников соответственно, Ом;
ХИ – внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль»,Ом.
Значение ZТ зависит от мощности трансформатора, напряжения, схемы соединения его обмоток и конструктивного исполнения трансформатора. При расчетах зануления ZТ берется из табл.7.6[8]
В данном случае ZТ=0,487 Ом.
Решение.
Зная мощность Р электродвигателя, рассчитываем номинальный ток электродвигателя :
где: Р - номинальная мощность двигателя, В;
cosα=0,88 – коэффициент мощности, показывающий какая часть тока используется на получение активной мощности и какая на намагничивание, табл.7.7 [8]
Определяем сопротивление фазного и нулевого проводников:
где: – длина нулевого и фазного проводов, ;
S – сечение нулевого и фазного провода, S=6мм2;
ρ – удельное сопротивление проводника, для алюминия
Для алюминиевых проводников внутреннее индуктивное сопротивление не велико и составляет 0,0156 Ом/км, т.е.
По табл. 7.7 [8] находим основные технические характеристики электродвигателя 4А112 М2; N=160кВт; cosα=0,88
Зная вычисляем пусковой ток электродвигателя.
Определяем номинальный ток плавкой вставки
где, α=1,7 – коэффициент режима работы.
Определяем ожидаемое значение тока короткого замыкания.
Рассчитываем плотность тока δ в нулевом и фазном проводниках не должна превышать 4-8 А/мм2.
Определяем внешне индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», зная, что .
Рассчитываем сопротивление петли «фаза-нуль» Zп и ток короткого замыкания.
Проверим, обеспечено ли условие надежного срабатывания защиты:
161,5≤3∙57,4=177,2 А
Условие не выполняется, поэтому увеличиваем площадь сечении S=16мм2 и производим перерасчет:
4А112 М2; N=160кВт; cosα=0,88
715,8≥3∙57,4=177,2 А
Как видим, более чем в четыре раза превышает номинальный ток плавкой вставки предохранителя и, следовательно, при замыкании на корпус плавкая вставка перегорит за 5-7сек и отключит поврежденную фазу.
По расчетному номинальному току плавкой вставки выбираем по табл. 7.9.[8] предохранитель стандартных параметров: ПН2-100; , или выбираем автоматический выключатель по
Выбираем из табл.7.10 [8] автоматический переключатель модели А3716Ф ;
Автоматический переключатель А3716Ф с обеспечивает надежное отключение, т.к .