Определяем ударный коэффициент и коэффициент действующего значения ударного тока и заносим в таблицу 5:
, (7.25) , (7.26) , (7.27)где Ку – ударный коэффициент;
Ку1=1,
Ку2=1,
Ку3=1.
d1=
, (7.28)d2=
, (7.29)где d – коэффициент действующего значения ударного тока;
d1=1,
d2=1,
d3=1.
Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в таблицу:
=2,4 кА, (7.30) =1,8 кА, (7.31) =1,5 кА,. (7.32)Iук1=d1∙ I(3)к1= 2,4 кА, (7.33)
Iук2=d2 ∙ I(3)к2=1,8 кА, (7.34)
Iук3=d3 ∙ I(3)к3=1,5 кА, (7.35)
iук1=
*Ку1* I(3)к1=3,4 кА, (7.36)iук2=
∙ Ку2 ∙ I(3)к2=2,5 кА, (7.37)iук3=
∙ Ку3 ∙ I(3)к3=2,41 кА, (7.38) =2 кА, (7.39) =1,6 кА, (7.40) =1,3 кА. (7.41)Определяем сопротивления для кабельных линий:
Хпкл1=Хоп ∙ Lкл1=0,3 мОм,(7.42)
Rпкл1=2∙ r0 ∙ Lкл1=0,2 мОм, (7.43)
Rпш=2∙ r0пш∙ Lш=0,068 мОм, (7.44)
Хпш=Хопш∙ Lш=0,053 мОм, (7.45)
Rпкл2=2∙ r0∙ Lкл2=50 мОм, (7.46)
Хпкл2=Хоп∙ Lкл2=0,3 мОм, (7.47)
Zп1=15 мОм, (7.48)
Rп2=Rс1+Rпкл1+Rпш+Rс2=15,3 мОм, (7.49)
Хп2=Хпкл1+Хпш=0,253 мОм, (7.50)
Zп2=
=15,2 мОм, (7.51)Rп3=Rп2+Хпкл2=65,268 мОм, (7.52)
Хп3=Хп2+Хпкл2=0,553 мОм, (7.53)
Zп3=
=65,2 мОм, (7.54) кА, (7.55) кА, (7.56) кА. (7.57)Таблица 5 – Ведомость токов КЗ
Точка КЗ | К1 | К2 | К3 |
Rк, мОм | 93,6 | 114,1 | 145,9 |
Хк, мОм | 18,2 | 19,8 | 24,5 |
Zк, мОм | 95,3 | 115,8 | 147,9 |
5,1 | 5,8 | 6 | |
Ку | 1 | 1 | 1 |
D | 1 | 1 | 1 |
I(3)к, кА | 2,4 | 1,8 | 1,5 |
iу, мОм | 3,4 | 2,5 | 2,1 |
I(3)∞, кА | 2,4 | 1,8 | 1,5 |
I(2)к, кА | 2 | 1,6 | 1,3 |
Zп, мОм | 15 | 15,2 | 65,2 |
I(1)к, кА | 2,75 | 2,7 | 1,7 |
7. Расчёт и выбор магистральных и распределительных сетей, защита их от токов перегрузки и токов КЗ
7.1 Выбираем сечение кабеля
Критерием для выбора сечения кабельных линий является минимум приведённых затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения производится не по сопоставительным технико-экономическим расчётам в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям.[4, с.240]
Выбираем сечение провода для вертикально-сверлильных станков, данные расчёта заносятся в таблицу 6.
Расчётный ток линии определяется так:
А, (8.1)где Iрас – расчётный ток для проверки кабеля по нагреву, А;
U – номинальное напряжение сети, В.
=40,3 А, (8.2)где I/рас – расчётный ток, выраженный через поправочный коэффициент, А;
К1 – поправочный коэффициент на температуру воздуха для нагрузки кабеля, выбирается по [7, с.340] в зависимости от температуры и расположения кабеля.
Iдоп=46 А,
где Iдоп – допустимая токовая нагрузка, [7, с. 338];
Iдоп должен быть больше, чем I/рас:
Iдоп> I/рас
Выбираем сечение ААБ (4Х4) [7, с. 338]:
ААБ – кабели с изоляцией из пропитанной бумаги с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, бронированные стальными лентами.
Аналогично выбираются сечения кабелей для других электроприёмников и заносим данные в таблицу 6.
7.2 Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения
Нормальный режим работы электроприёмника обеспечивается при нормальном напряжении сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением приёмника в точке его присоединения. Повышение или понижение уровня напряжения сети ухудшает работу электроустановки.
Повышенное напряжение на зажимах асинхронного двигателя приводит к перегреву обмотки статора и ускоряет износ изоляции . При понижении уровня напряжения уменьшается вращающий момент двигателя, падает частота вращения, нарушается режим работы электропривода, увеличивается потребляемый ток и перегревается изоляция.
Отклонение напряжения от номинального в электропечах нарушает технологический процесс плавки и термообработки. Снижение напряжения на сварочных электроустановках ухудшает качество сварки. Пониженное напряжение на лампах уменьшается световой поток и снижает освещённость.
Проверяем электрическую печь сопротивления на допустимую потерю напряжения [1. с, 42]:
∆Uрас
(8.3) (8.4)где ∆Uрас – потери напряжения, %;
L – длина линии, м;
r0 – активное сопротивление на 1 км. линии, Ом/км;
j – удельная проводимость, мм2/Ом∙м;
Х0 – индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;
r0=1,14 Ом/км,
∆Uрас=0,1 %,
∆Uрас<Uдоп, Uдоп<5%.
Кабель выбран правильно.
Аналогично рассчитываем для электродуговой печи, продольно-строгального станка, токарно-револьверного станка и кабеля от ГПП до трансформатора. Данные заносятся в таблицу 7.
Таблица 7
Проверка выбранного сечения на допустимую потерю напряжения
Электроприёмники | L | cosφ | sinφ | Iрас | S | r0 | X0 | ∆Uрас, % |
Электрическая печь сопротивления | 0,002 | 0,95 | 0,3 | 72 | 10 | 1,14 | 0,07 | 0,1 |
Электродуговая печь | 0,001 | 0,95 | 0,3 | 88 | 25 | 1,14 | 0,07 | 0,1 |
Продольно-строгальный станок | 0,008 | 0,65 | 0,75 | 32,7 | 4 | 7 | 0,07 | 0,4 |
Токарно-револьверный станок | 0,007 | 0,65 | 0,75 | 19,9 | 2,5 | 11,5 | 0,07 | 0,5 |
От ГПП до трансформатора | 1,6 | 0,85 | 0,5 | 23,3 | 3,5 | 8,16 | 0,07 | 4,4 |
7.3 Расчёт и выбор аппаратов защиты и линии электроснабжения
В электрической сети возможны нарушения нормального режима работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому цеховые электрические сети должны быть надёжно защищены аппаратом, отключающим повреждённый элемент с наименьшими потерями времени. Защита электрических сетей КЗ должна быть предусмотрена во всех случаях [4, с. 195].
Рассчитываем и выбираем автомат защиты типа ВА
Линии Т1 – ШНН, 1SF, линия без электродвигателей:
(8.5)где Sт – номинальная мощность трансформатора, кВА;
Uн.т. – номинальное напряжение трансформатора, кВ;
Iт – номинальный ток трансформатора, А;
Iт=578 А,
Iна≥ Iнр,
Iнр> Iт=578 А (8.6)
где Iна – номинальный ток автомата, А;
Iнр – номинальный ток расцепителя, А.
Выбираем ВА 52-39 [1, с.185]:
Uна=380 В,
Iна=530 А,
Iнр=630 А,
Iу(н)=1,25 Iнр,
Iу(кз)=10 Iнр,
Iоткл=40 кА,
где Iу(н) – номинальный ударный ток, А;
Iу(кз) – ударный ток короткого замыкания, А;
Iоткл – ток отключения, А.
Линия ШНН - ШМА, 1SF, линия с группой ЭД:
Iм=458,3 А,
Iна≥ Iнр,
Iнр≥1,1 Iм,
Iнр=504,1 А.
Выбирается ВА 52-39:
Uна=380 В,
Iна=630 А,
Iнр=530 А,
Iу(н)=1,25 Iнр,
Iу(кз)=10 Iнр,
Iоткл=40 кА.
Определяется ток отсечки: