Т.Л. Долгопол Электрификация производственных процессов
.pdf30
Продолжение табл. 9
№ |
Номи- |
Тип вводно- |
Номиналь- |
Число автоматических вы- |
|
схе- |
нальное |
го аппарата |
ный ток на |
ключателей |
|
мы |
напряже- |
|
вводе, А |
однополюс- |
трехполюс- |
|
ние, В |
|
|
ных ВА51-29 |
ных ВА51-31 |
023 |
660 |
|
|
- |
8 |
024 |
380 |
|
|
30 |
- |
025 |
380 |
|
|
24 |
2 |
026 |
380 |
|
|
18 |
4 |
027 |
380 |
|
|
12 |
6 |
028 |
380 |
|
|
6 |
8 |
029 |
660 |
|
|
- |
10 |
045 |
380 |
|
|
3 |
- |
046 |
380 |
|
|
6 |
- |
047 |
380 |
|
|
3 |
1 |
048 |
660 |
|
|
- |
2 |
049 |
380 |
ВА51-33 |
160 |
12 |
- |
050 |
380 |
6 |
2 |
||
051 |
660 |
|
|
- |
4 |
052 |
380 |
|
|
18 |
- |
053 |
380 |
|
|
12 |
2 |
054 |
380 |
|
|
6 |
4 |
055 |
660 |
|
|
- |
6 |
056 |
380 |
|
|
12 |
- |
057 |
380 |
|
|
6 |
2 |
058 |
660 |
|
|
- |
4 |
059 |
380 |
|
|
18 |
- |
060 |
380 |
|
|
12 |
2 |
061 |
380 |
|
|
6 |
4 |
062 |
660 |
ВА51-35 |
250 |
- |
6 |
063 |
380 |
24 |
- |
||
064 |
380 |
|
|
18 |
- |
065 |
380 |
|
|
12 |
4 |
066 |
380 |
|
|
6 |
6 |
067 |
660 |
|
|
- |
8 |
068 |
380 |
|
|
30 |
- |
069 |
380 |
|
|
24 |
2 |
070 |
380 |
|
|
18 |
4 |
071 |
380 |
ВА51-35 |
250 |
12 |
6 |
072 |
380 |
6 |
8 |
||
073 |
380 |
|
|
- |
10 |
31
Распределительные пункты выбирают по расчетному току, по степени защиты, по количеству отходящих линий и типу защитного аппарата (с предохранителями или с автоматическими выключателями). Если внутрицеховые линии необходимо защищать только от токов короткого замыкания, то лучше выбирать распределительные пункты с предохранителями серии ШР 11, номенклатура и технические параметры которых представлены в прил. 15. В случае необходимости защиты линий и от токов перегрузки следует выбирать РП с автоматическими выключателями серии ПР 8501 для сетей переменного тока напряжением до 660 В частотой 50 и 60 Гц, а для сетей постоянного тока напряжением до 220 В – шкафы ПР 8701. Технические данные шкафов ПР 8501 приведены в прил. 16.
3.8.Выбор сечений проводов и жил кабелей осветительных электрических сетей
Сечения осветительной сети определяют на основании:
1)тока нагрузки согласно допустимой температуре нагрева (выбор по току нагрузки);
2)минимально допустимого напряжения на источниках света (выбор по потере напряжения);
3)механической прочности проводов и кабелей.
Значение рабочего тока в зависимости от конфигурации сети определяется по формулам:
в трехфазной сети с нулевым проводом или без него, при рав-
номерной нагрузке фаз |
|
Pp |
|
|
|
|
|
I p = |
|
; |
(20) |
||||
3U ф cosϕ |
|||||||
|
|
|
|
||||
в двухфазной сети с нулем, при равномерной нагрузке фаз |
|
||||||
I = |
|
Pp |
|
; |
(21) |
||
|
2U ф cosϕ |
|
в двухпроводной сети, а также при неравномерной нагрузке двух- и трехфазных сетей
I p = |
|
Pp |
. |
(22) |
|
Uф cosϕ |
|||||
|
|
|
Выбор сечения проводов по нагреву производят по условию
Ig ≥ Ip, |
(23) |
32
где Ig – длительно допустимый ток.
Напряжение, подводимое к лампе, значительно влияет на ее световой поток, поэтому в ПУЭ регламентируется максимально допустимое снижение напряжения на источниках света. В электрических осветительных сетях рабочего освещения производственных и общественных зданий, а также в сетях, питающих прожекторные установки наружного освещения, на наиболее удаленных лампах должно быть напряжение не ниже 97,5 % от номинального. В сетях наружного освещения, в сетях жилых зданий, аварийного освещения допускается снижение напряжения на наиболее удаленных лампах до 95 %.
Потери напряжения в групповых и питающих линиях при неравномерности нагрузки по фазам до 10 % определяют по формуле
∆U % = |
ΣM |
, |
(24) |
|
CS |
||||
|
|
|
где ΣМ – суммарный момент нагрузки всех фаз, квт/м; S – сечение фазного провода, мм2;
С – коэффициент, зависящей от напряжения сети, конфигурации линии и материала проводника.
Значения коэффициента С приведены в табл. 10.
|
Значения коэффициента С |
|
Таблица 10 |
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Номинальное |
Конфигурация сети |
Выраже- |
|
|
|
|
Значение |
коэффициен- |
|||||||
напряжение |
|
ние коэф- |
|
та С для проводников |
|||||||||||
сети, В |
|
фициента |
|
медных |
|
алюминие- |
|||||||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вых |
|
380/220 |
трехфазная с нулем |
|
|
γ |
|
U н2 |
|
|
|
|
72 |
|
44 |
||
380 |
трехфазная без нуля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72 |
|
44 |
||
|
|
105 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
220 |
трехфазная без нуля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
14,7 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
380/220 |
двухфазная с нулем |
γ |
|
|
|
U н2 |
|
|
|
|
32 |
|
19,5 |
||
|
|
2,25 10 |
5 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 |
двухпроводная пере- |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
12 |
|
7,4 |
|
|
менного или постоян- |
|
γ |
|
|
|
U н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 10 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ного тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При неравномерной нагрузке фаз трехфазных групповых и питающих линий необходимо учитывать потерю напряжения от урав-
33
нительных токов. При этом определяют потерю напряжения для каждой фазы по формулам:
∆U A
∆U B
∆UC
где
∆U фA = МCSA ;
∆UOB = МB ;
CS 0
= ∆U фA + ∆UOA −0,5( ∆UOB + ∆UOC ); |
|
|
||||||||
= ∆U фB + ∆UOB −0,5( ∆UOA + ∆UOC ); |
(25) |
|||||||||
= ∆U фC + ∆UOC −0,5( ∆UOA + ∆UOB ); |
|
|
||||||||
∆U фB = |
|
МB |
; |
∆U фC = |
МC |
; ∆UOA = |
МA |
; |
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
CS |
|
CS |
CS 0 |
||||
∆UOC = |
|
МC |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
CS 0 |
|
|
|
|
|
(S0 – сечение нулевого проводника).
Выбор сечения нулевых проводников определяется ПУЭ. В однофазных и симметрично нагруженных линиях сечение нулевых и фазных проводников должны быть одинаковы. В трехфазных линиях с пофазным отключением нулевые проводники должны обеспечивать ток, равный фазному.
В соответствии с ПУЭ сечение нулевых проводников трехфазных питающих и групповых линий с лампами люминесцентными, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДнаО при одновременном отключении всех фазных проводников линии должно выбираться:
1)для участков сети, по которым протекает ток от ламп с компенсированием ПРА, - по рабочему току наиболее нагруженной фазы;
2)для участков сети, по которым протекает ток от ламп с некомпенсированными ПРА, - не менее 50 % сечения фазного провода.
Выбор сечений питающих и групповых линий по потере напряжения осуществляется, исходя из условий:
∆U Σ = ∆U m +∆U n.л. +∆U гр.л. ≤ ∆U доп, |
(26) |
где ∆Um – потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора;
∆Uп.л.; ∆Uгр.л. – потери напряжения в питающей и групповой линии соответственно;
∆Uдоп – допустимая потеря напряжения для осветительных сетей.
∆U m = β(U ka cosϕ +U kp sinϕ ), |
(27) |
34
где β- коэффициент реальной загрузки трансформатора; |
|
||||||||
|
|
β = |
S Р |
|
; |
|
|
|
(28) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
РК |
|
S Н.Т |
|
|
|
|
||
U ка = |
; U КР |
= |
2 |
2 |
; |
(29) |
|||
S Н.Т. |
U k |
−U ka |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Uк, Рк – напряжение и мощность короткого замыкания, взятые из паспортных данных трансформатора.
∆Uдоп – для осветительных сетей составляет 7,5 %. Наименьшие допустимые сечения проводников, определяемые
условиями механической прочности приведены в [3].
Данные по выбору сечений проводников и кабелей осветительной сети поместить в табл. 11.
Таблица 11
Расчетные данные выбора сечений проводов и жил кабелей осветительных сетей
Номер групповой или питающей линии |
|
Марка провода или кабеля |
кВт |
, А |
Сечение по допустимому |
|
|
Длительно допустимый ток Iд, А |
|
|
Потеря напряжения в Линии ∆U, % |
|
% |
Окончательно выбранное сечение |
|
, |
р |
|
|
|
|
|
|||||||
|
р |
|
|
|
|
|
||||||||
Способпрокладки |
Расчетная мощность Р |
Расчетный ток линииI |
2 |
Длина линии h, м |
Момент нагрузки М, кВт·м |
Суммарнаяпотеря |
, |
|||||||
∑ |
||||||||||||||
|
нагреву S , мм |
Напряжения ∆U |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
3.9. Выбор сечений проводов и жил кабелей силовых электрических сетей
Сечения проводов и жил кабелей цеховой сети выбирают по: 1) нагреву длительным расчетным током
Iр ≤ К прIд; |
(30) |
2)по допустимой потере напряжения;
3)условию соответствия выбранному аппарату защиты
К пр Iд ≤ Кзащ I з, |
(31) |
где Iр - расчетный ток линий; Iд – длительно допустимый ток проводника; I з - параметр аппараты защиты (ток срабатывания, номинальный ток); К пр - поправочный коэффициент на условия про-
кладки проводов и кабелей; К защ - коэффициент защиты, представляющий собой отношение длительного тока для провода или жил кабеля к параметру защитного устройства.
Расчетную нагрузку, создаваемую одним приемником электроэнергии, принимают равной номинальной мощности приемника, тогда
I p = I н ; |
|
|
(32) |
||
где I н - номинальный ток электроприемника. |
|
||||
Для электродвигателей |
|
3 |
|
|
|
I н = |
Рн10 |
, |
(33) |
||
3U нηсоsϕ |
|||||
|
|
|
где Рн – номинальная мощность электроприемников, кВт; η - КПД ;
U н – номинальное напряжение.
Паспортную мощность электроприемников повторно – кратковременного режима (ПКР) приводят к номинальной длительной мощности при ПВ = 100 % (ПВ=1):
для электродвигателей
Рн = Рпасп ПВ ; |
(34) |
для трансформаторов
S н = S пасп ПВ ; |
(35) |
36 |
|
для сварочных трансформаторов |
|
S н = S пасп ПВ·соs ϕ . |
(36) |
Для электроприемников с ПКР работы, начиная с S = 16 мм2
для алюминиевых жил и S = 10 мм2 для медных, вместо длительно допустимого тока используют допустимый ток повторно – кратковременного режима
I р ≤ I nк.дoп = |
0,875 |
Iд. |
(37) |
|
ПВ |
|
|
Во взрывоопасных помещениях выбор сечений линий, питающих отдельные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, производят по условию
1,25 Ip ≤ I д К пр . |
(38) |
Расчетную нагрузку, создаваемую группой электроприемников, определяют по методу упорядоченных диаграмм, а расчетный ток по формуле
S р |
. |
(39) |
I р = |
||
3U |
н |
|
Согласно ПУЭ для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более ± 5%. Это требование обусловлено тем, что величина вращающего момента асинхронных электродвигателей пропорциональна квадрату подведенного напряжения, и его уменьшение может не обеспечить пуск механизмов.
Потерю напряжения в линиях определяют по формуле
∆U = |
3I pl100 (r соsϕ + х |
0 |
sinϕ), % |
(40) |
|
0 |
|
|
|
|
U н |
|
|
|
для нескольких присоединений (магистральной линии)
∆U = |
3100 (r соsϕ + х |
|
n |
|
|
|
, % |
(41) |
0 |
sinϕ)∑I |
n |
l |
n |
||||
|
0 |
1 |
|
|
|
|||
|
U н |
|
|
|
|
|
|
где I p – расчетный ток линий, А; I n – расчетный ток n-го присоединения к магистральной линии; r0 , х0 – активное и реактивное
удельные сопротивления линий, Ом/км; l – длина присоединения,
км; l n |
– длина линии до n-го присоединения, км. Значения |
удельных |
сопротивлений для кабельных линий приведены |
в табл. 12. |
|
37
Таблица 12 Удельные активные и индуктивные сопротивления
трехжильных кабелей
Номинальное |
Активное сопротивление жил при |
Индуктивное со- |
||
сечение |
+ 20 0 |
С, Ом/км |
противление при |
|
|
|
|
||
жилы, мм2 |
|
|
|
|
алюминиевых |
|
медных |
Uн до 1 кВ, |
|
|
|
|
|
Ом/км |
|
|
|
|
|
4 |
7,74 |
|
4,6 |
0,095 |
6 |
5,17 |
|
3,07 |
0,09 |
10 |
3,1 |
|
1,84 |
0,073 |
16 |
1,94 |
|
1,15 |
0,0675 |
25 |
1,24 |
|
0,74 |
0,0662 |
35 |
0,89 |
|
0,52 |
0,0637 |
50 |
0,62 |
|
0,37 |
0,0625 |
70 |
0,443 |
|
0,26 |
0,0612 |
95 |
0,326 |
|
0,194 |
0,0602 |
120 |
0,258 |
|
0,153 |
0,0602 |
150 |
0,206 |
|
0,122 |
0,0596 |
185 |
0,167 |
|
0,099 |
0,0596 |
240 |
0,219 |
|
0,077 |
0,0587 |
|
|
|
|
|
Выбранное сечение проводника должно быть согласовано с аппаратом защиты этого проводника по условию (31). Значения коэффициента защиты и принимаемый ток аппарата защиты указаны в табл. 13.
Данные по выбору сечений силовых сетей цеха свести в табл. 14.
Сечение линий определяется окончательно после выбора защитной аппаратуры.
38
Таблица 13
Значения коэффициента защиты
|
|
|
Коэффициент защиты Кзащ или кратность |
||||
|
|
|
длительно допустимого тока для сетей |
||||
|
|
|
приобязательнойзащитеотперегрузки |
требующиене перегрузокотзащиты |
|||
Тип защитного аппарата и |
проводникисрезиновойианало- |
кабели |
|||||
|
|||||||
принимаемый ток |
гичнойпотепловымхарактеристи- |
|
|||||
|
|
|
камизоляцией |
с бу- |
|
||
защиты Iз |
|
маж- |
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
взрыво-и |
невзрыво-и непожа- |
ной |
|
|
|
|
|
пожаро- |
роопасныепомеще- |
изоля- |
|
|
|
|
|
опасные |
нияпромышленных |
цией |
|
|
|
|
|
помещения |
предприятий |
|
|
|
Номинальный ток плавкой вставки |
1,25 |
1,0 |
1,0 |
0,33 |
|||
предохранителей Iз=Iн.вст. |
|
||||||
Ток срабатывания автоматическо- |
|
|
|
|
|||
го выключателя, имеющего только |
|
|
|
|
|||
максимальный мгновенно |
дейст- |
1,25 |
1,0 |
1,0 |
0,22 |
||
вующий расцепительIз=I |
уст при |
|
|
|
|
||
КЗ. |
|
|
|
|
|
|
|
Номинальный ток расцепителя вы- |
|
|
|
|
|||
ключателяснерегулируемойобрат- |
|
|
|
|
|||
нозависимой от тока характеристи- |
|
|
|
|
|||
кой(независимоотналичияилиот- |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|||
сутствияотсечки): |
|
|
|
|
|
|
|
Iз=I н. расц. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
Ток срабатывания расцепителя ав- |
|
|
|
|
|||
томатического выключателя с ре- |
|
|
|
|
|||
гулируемой, обратнозависимой от |
1,0 |
1,0 |
0,8 |
0,66 |
|||
токахарактеристикой(приналичии |
|||||||
на автоматическом |
выключателе |
|
|
|
|
||
отсечки ее кратность тока не огра- |
|
|
|
|
|||
ничивается, Iз=I уст. |
при пере- |
|
|
|
|
||
грузке. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39
Таблица 14
Расчетные данные выбора сечений проводов и жил кабелей силовых электрических сетей
|
|
|
|
|
Расчет- |
|
2 |
|
|
|
|
%, |
|
||
|
|
|
|
|
ные токи |
|
|
|
|
|
|
||||
кабельнойНомер линии |
ЭПОбозначениена плане цеха |
Способпрокладки |
проводаМаркаили кабеля |
линииДлинаℓ, м |
|
|
попр |
допустимомупоСечениенагреву S,мм |
д |
защ |
|
напряженияПотеряв линии ∆U, % |
∑ |
выбранноеОкончательносечение |
|
токрабочийI |
токпиковыйI |
I |
|||||||||||||
коэффициентПоправочныйК |
допустимыйДлительнотокI |
Коэффициентзащиты, К |
потеряСуммарнаянапряженияU∆ |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А , |
А |
|
|
|
|
. расц . н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
пик , |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н. вст. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
3.10. Выбор защитной аппаратуры |
|
|
|
|
|
|
Согласно ПУЭ сети делят на две группы:
1)защищаемые от токов перегрузки и токов КЗ;
2)защищаемые только от токов КЗ.
Защита от токов КЗ является обязательной для всех элементов
сети.
По ПУЭ защита от перегрузки обязательна для:
-сетей внутри помещений, выполненных открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией;
-сетей внутри помещений, выполненных защищенными проводниками в трубах, в несгораемых строительных конструкциях и т.п.;
-осветительных сетей в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышлен-