2.5.5 Рассчет аппаратов за щиты, проводов, кабелей.

Расчет пускозащитной аппаратуры осуществляется по методу сравнения вобранных характеристик аппаратуры защиты с их расчетными значениями. Защита средств автоматизации осуществляется с помощью автоматических выключателей при выборе которых необходимо осуществлять следующее неравенство

Ua > Uпит

Iа > Iрасч

Iэр > 1,25 x Iрасч

Iнр > 1.1 Ipac, где:

Ua - напряжение автоматического выключателя.

Iа- ток автоматического выключателя

Iэр - ток срабатывания электромагнитного расцепителя

Iэнр - номинальный ток теплового расцепителя

Исходя из этих условий выбирается двухполюсный автоматический выключатель типа АЕ2000 Характеристика которого следующая:

1а=25А,

Ua=220В,

Iэр=75А,

Iнр=1А

Проверяем правильность выбора (записываем эти неравенства со значениями):

U а > Uпит 220 >220

la > Ipac 25 >0,455

Iэр > 1.25 x Iрас 75 > 0,56

Iнр > 1.1 x Ipac 1 > 0,5005

Так как выше перечисленные условия соблюдаются, то выключатель выбран правильно.

Проверяем защищает ли автоматический выключатель выбранное сечение кабеля, для этого рассчитывается номинальный допустимый ток Iн доп=Кз' /Кп х Iэр,

где Кз' - кратность допустимого тока выбирается в зависимости от аппаратуры защиты. Для автоматических выключателей Кз=0.22

Кп - коэффициент учитывающий условия прокладки.

Iэр - ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

Iн доп=18.1 A

Так как Iнд > Iн доп, то автоматический выключатель защищает выбранное сечение кабеля (1нд -допустимый ток кабеля, который мы находим из таблицы, 1нд=19А).

Проверяем срабатывает ли автоматический выключатель при коротком замыкании в самой удаленной точке для этого определяем значение удельного сопротивления петли фазы ноль для участков линий от источника питания до короткого замыкания

Zo = R₀²+Xo² где

Zo -удельное сопротивление

Ro - активное сопротивление для алюминиевой жилы сечением 4 мм равное 13,3 Ом/км

Хо - реактивное сопротивление Хо=0.09 Ом/км

Z0 = 13.3

Определяем полное сопротивление цепи по формуле:

Z= Zo х 2L

Z=13,3 x 2 х 0,013 = 0.034 Ом

Зная напряжение потребителя, определяем величину

тока короткого замыкания

Iкp = 220/ 0.034 = 647 А.

Автоматический вы ключатель срабатывает при коротком замыкании если выполняется следующее условие: Iкз > Iэр х Кз 647 > 65 x 0,22 так как условие соблюдается, то автоматический выключатель защищает схему от короткого замыкания.

Защита средств автоматизации осуществляется с помощью однополюсного автоматического выключателя при выборе которого необходимо осуществлять следующее неравенство:

U а> U пит,

l a > I pac,

I эр > 1.25 x I рас,

I нр > 1.1 x I pac

где U a - напряжение автоматического выключателя.

I эр - ток срабатывания электромагнитного расцепителя

I нр - номинальный ток теплового расцепителя

I pac - расчетный ток нагрузки который определяется по формуле:

где

∑Р - суммарная мощность, которую можно найти зная, мощность каждого прибора. ∑P = 100.1 Вт

Iрас = 100.1 / 220 = 0.455 А

Исходя из этих условий, выбирается однополюсный автоматический выключатель типа АЕ2000

Характеристика которого следующая:

Ia=25A;

Ua=220B;

Iэр=75А;

Iнр=0,8А

Проверяем правильность выбора (записываем эти неравенства со значениями)

Ua Uпит 220 220

Ia Iрас 25 0,5

Iэр 1.25 х Iрас 75 0,56

Iнр 1.1 х Iрас 0,8 0,5

Так как выше перечисленные условия соблюдаются, то выключатель выбран правильно.

Тип провода или кабеля выбирается в зависимости от следующих условий способа прокладки кабеля, механических нагрузок, параметров окружающей среды (влажность, температура, агрессивные среды, электромагнитные помехи). Так как кабель, подающий питание на приборы щита от распределительного устройства, прокладывается в траншее и не испытывает действия механических нагрузок, агрессивных сред и повышенной влажности, выбирается кабель ABBГ: кабель силовой с алюминиевой жилой с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой.

Расчет сечения жилы кабеля, подающего питание от распределительного устройства до щита, осуществляется по номинально допустимому току нагрузки I н.д.

I н.д = I рас/Кп, где

I н.д- номинально допускаемый ток нагрузки

I рас. -расчетный ток нагрузки, определяемый суммарной мощностью всех потребителей.

Кп- коэффициент, учитывающий способ прокладки и температуру окружающей среды Коэффициент Кп. определяется по следующей формуле:

Кп. = К1 х К3, где

К1- поправка на температуру окружающей среды

К3=1

Для выбора К1 необходимо знать тип изоляции. В данном случае изоляция поливинилхлоридная. Кроме температуры нагрева проводов и кабелей необходимо знать среднюю температуру и действительную температуру окружающей среды. Для кабеля АВВГ 65 С, средняя температура 25 С. Фактическая температура на данном объекте = 25 С. Исходя из всех этих данных находим коэффициент К1= 0,79 (по таблице).

Кп= 0,79 х 1 = 0,79

Чтобы найти общий ток нагрузки необходимо знать суммарную мощность всех потребителей.

∑P =100.1 Вт

Определяем расчетный ток нагрузки всех потребителей

Ipac = ∑P/Unum

Iрас = 100.1 / 220 = 0,455 А

Т.к, Кп=0,79, рассчитываем номинально допустимый ток

Iн.д.=Iрас/Кп

Iн.д = 0,455 / 0,79 = 0,57 А

По допустимому току нагрузки выбираем стандартное сечение жилы, выдерживающее ток в 19А. В данном проекте при подаче питания I использован кабель с сечением 2,5мм.

Находим потери напряжения в кабеле при выбранном сечении I кабеля

∆U = ∑P x 2L/ U пит x Y x S, где:

L-длина кабеля от РУ до щита

Y-удельная проводимость

S- площадь сечения проводника

∆U = 100.1 х 2 х 13/ 220 x 31,7 x 2,5 = 2602,6/ 17435 = 0,14 В

Потери напряжения не должны превышать 3% для щитов при наибольшей нагрузке, так как расчетные потери ∆U составляют 0,014В, что меньше допускаемого, то кабель с выбранным сечением жилы подходит для использования в проекте. Таким образом полный тип кабеля, подающего питание на приборы щита от распределительного устройства, выглядит следующим образом-

АВВГ 4*2,5 - кабель силовой с алюминиевой жилой с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой.

АВВГ 4*4 - кабель силовой с алюминиевой жилой с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой.

Для монтажа средств автоматизации в курсовом проекте использованы кабели следующих типов, так как условия эксплуатации те же, что и условия питающего кабеля

КВВГ 10 * 1.5 – кабель контрольный с медной жилой, ПВХ изоляцией и ПВХ оболочкой, без брони.

КВВГ 14* 1.5 - кабель контрольный с медной жилой, ПВХ изоляцией и ПВХ оболочкой, без брони.

opti-core OM3 FQILX 02 – оптоволоконный кабель 2-х жильный.

АВВГ 10*2.5 кабель силовой с алюминиевой жилой с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой.

КВВГ 4*1,5 - кабель контрольный с медной жилой, поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой, без брони.