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 ;

Z_Т – сопротивление трансформатора, Ом;

Z_П – сопротивление петли «фаза -нуль», которое определяется по зависимости:

где: R_ф, R_Н – активное сопротивление нулевого и фазного проводников, Ом;

Х_ф, Х_Н – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников соответственно, Ом;

Х_И – внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль»,Ом.

Значение Z_Т зависит от мощности трансформатора, напряжения, схемы соединения его обмоток и конструктивного исполнения трансформатора. При расчетах зануления Z_Т берется из табл.7.6[8]

В данном случае Z_Т=0,487 Ом.

Решение.

1. 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]

2. 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

3. Для алюминиевых проводников внутреннее индуктивное сопротивление не велико и составляет 0,0156 Ом/км, т.е.

4. По табл. 7.7 [8] находим основные технические характеристики электродвигателя 4А112 М2; N=160кВт; cosα=0,88

5. Зная вычисляем пусковой ток электродвигателя.

Определяем номинальный ток плавкой вставки

где, α=1,7 – коэффициент режима работы.

6. Определяем ожидаемое значение тока короткого замыкания.

Рассчитываем плотность тока δ в нулевом и фазном проводниках не должна превышать 4-8 А/мм².

7. Определяем внешне индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», зная, что .

8. Рассчитываем сопротивление петли «фаза-нуль» Z_п и ток короткого замыкания.

9. 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:

1. 

3. 4А112 М2; N=160кВт; cosα=0,88

7. 

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.

10. 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 .