2.11 Выбор питающих линий напряжений до 1000в

Таблица 6 – Исходные данные для расчета

Начало кабеля	№ на плане	Наименование электроприемника	I ном, А	U, В	Длина l, м
1	2	3	4	5	6
РП-2	1	Сварочный аппарат	136,2	380	8
РП-2	2	Сварочный аппарат	136,2	380	5

Продолжение Таблицы 6

Начало кабеля	№ на плане	Наименование электроприемника	I ном, А	U, В	Длина l, м
1	2	3	4	5	6
РП-2	3	Сварочный аппарат	136,2	380	4
РП-2	4	Сварочный аппарат	136,2	380	7
РП-3	5	Гальваническая ванна	86	380	10
РП-3	6	Гальваническая ванна	86	380	7
РП-3	7	Гальваническая ванна	86	380	4
РП-3	8	Гальваническая ванна	86	380	4
РП-3	9	Гальваническая ванна	86	380	6
РП-4	10	Вентилятор	30	380	8
РП-4	11	Вентилятор	30	380	4
ЩС-1	12	Продольно фрезерный станок	43	380	10
ЩС-1	13	Продольно фрезерный станок	43	380	6
ЩС-2	14	Горизонтально расточный станок	58	380	6
ЩС-2	15	Горизонтально расточный станок	58	380	6
ЩС-4	17	Плоскошлифовальный станок	43	380	7
ЩС-4	18	Плоскошлифовальный станок	43	380	8
ЩС-1	19	Кран консольный поворотный	22,4	380	6
ЩС-2	20	Кран консольный поворотный	22,4	380	6
ЩС-3	21	Кран консольный поворотный	22,4	380	6
ЩС-3	22	Кран консольный поворотный	22,4	380	6
ЩС-4	23	Кран консольный поворотный	22,4	380	6
ЩС-5	26	Токарно- шлифовальный станок	36,5	380	4
ЩС-6	27	Радиально- сверлильный станок	8,85	380	7

Лист

18

Лист

19

Продолжение таблицы 6

Начало кабеля	№ на плане	Наименование электроприемника	I ном., А	U, В	Длина l, м
1	2	3	4		5
ЩС-6	28	Радиально- сверлильный станок	8,85	380	4
ЩС-6	29	Радиально- сверлильный станок	8,85	380	4
ЩС-7	30	Радиально- сверлильный станок	8,85	380	9
ЩС-7	31	Алмазно- расточный станок	11,7	380	4
ЩС-7	32	Алмазно- расточный станок	11,7	380	4
ЩС-3	16	Агрегатно-расточный станок	36,5	380	9
ЩС-5	24	Агрегатно-расточный станок	36,5	380	11
ЩС-5	25	Агрегатно-расточный станок	36,5	380	4

Сварочный аппарат:

1) I_нагр=136,2А

При выборе кабеля должно выполняться условие:

I_дл.доп≥ I_нагр

Выбираем кабель ААБ-0,4-4*35

2) Проверка по допустимым потерям напряжения:

S∆u=(√3*I_н*l*cosφ)/(γ*U_доп)=(√3*136,2*8*0,5)/(32*19)=1,52мм²

γ=32

U_доп=0,05*380=19 В

3) Проверка по механической прочности проводов:

По условиям механической прочности сечение жилы кабеля для стационарных силовых электроприемнников, должно быть не менее 10 мм²

4) Проверка по экономической плотности тока:

S_эк=I_н/J_эк.=136,2/1,4=97,2мм²

j_эк– экономическая плотность тока, А/мм²

Экономическая плотность тока зависит от числа часов использования максимальной нагрузки Т_max .

Для промышленного предприятия, работающего в две смены: Т_max=3000 ч.

Находим экономическую плотность тока для кабелей j_эк=1,4 А/мм²

Окончательно выбираем кабель, сечение которого удовлетворяло бы всем четырем условиям, а именно ААБ– 0,4 – 4*95.

5) Проверяем выбранный кабель на потери на напряжение:

U_факт.=(√3*I_нагр*l*cosφ)/ (γ*S)=(√3*136,2*8*0,5)/(32*95)= 0,3 В

∆U_факт.<∆U_доп (0,3<19) кабель подходит по условиям потерей на напряжение.

Вентилятор:

1) I_нагр=30А

При выборе кабеля должно выполняться условие:

I_дл.доп≥ I_нагр

Выбираем кабель ААБ-0,4-4*2,5

2) Проверка по допустимым потерям напряжения:

S∆u=(√3*I_н*l*cosφ)/(γ*U_доп)=(√3*30*8*0,5)/(32*19)=0,13мм²

γ=32

U_доп=0,05*380=19 В

3) Проверка по механической прочности проводов:

По условиям механической прочности сечение жилы кабеля для стационарных силовых электроприемников должно быть не менее 10 мм2.

4) Проверка по экономической плотности тока:

S_эк=I_н/J_эк.=30/1,4=21,4мм²

Окончательно выбираем кабель, сечение которого удовлетворяло бы всем четырем условиям, а именно ААБ– 0,4 – 4*25

5) Проверяем выбранный кабель на потери на напряжение:

U_факт.=(√3*I_нагр*l*cosφ)/ (γ*S)=(√3*30*8*0,5)/(32*25)=0,25В

∆U_факт.<∆U_доп (0,25<19) кабель подходит по условиям потерей на напряжение.

Остальные электроприемники рассчитываются аналогично. Результаты расчетов заношу в таблицу.

Лист

20

Таблица 7 – Результаты расчётов

Название приёмника	Марка кабеля	Сечение, мм2	SΔU, мм2	Sэк, мм2	ΔU, В
1	2	3	4	5	6
Сварочный аппарат	ААБ	95	1,52	97,2	0,3
Сварочный аппарат	ААБ	95	0,95	97,2	0,19
Сварочный аппарат	ААБ	95	0,76	97,2	0,15
Сварочный аппарат	ААБ	95	0,76	97,2	0,15
Гальваническая ванна	ААБ	70	1,2	61,42	0,32
Гальваническая ванна	ААБ	70	0,84	61,42	0,22
Гальваническая ванна	ААБ	70	0,5	61,42	0,13
Гальваническая ванна	ААБ	70	0,5	61,42	0,13
Гальваническая ванна	ААБ	70	0,72	61,42	0,19
Вентилятор	ААБ	25	0,13	21,4	0,25
Вентилятор	ААБ	25	0,17	21,4	0,13
Продольно-фрезерный станок	ААБ	35	0,6	30,71	0,32
Продольно-фрезерный станок	ААБ	35	0,36	30,71	0,19
Горизонтально- расточный станок	ААБ	50	0,48	41,42	0,18
Горизонтально- расточный станок	ААБ	50	0,42	41,42	0,16
Плоскошлифовальный станок	ААБ	35	0,42	30,71	0,22
Плоскошлифовальный станок	ААБ	35	0,48	30,71	0,26
Кран консольный поворотный	ААБ	16	0,19	16	0,22
Кран консольный поворотный	ААБ	16	0,19	16	0,22
Кран консольный поворотный	ААБ	16	0,19	16	0,22
Кран консольный поворотный	ААБ	16	0,19	16	0,22
Кран консольный поворотный	ААБ	16	0,19	16	0,22

Лист

21

Продолжение Таблицы 7

Название приёмника	Марка кабеля	Сечение, мм2	SΔU, мм2	Sэк, мм2	ΔU, В
1	2	3	4	5	6
Токарно-шлифовальный станок	ААБ	25	0,2	26,5	0,16
Радиально-сверлильный станок	ААБ	6	0,08	6,32	0,27
Радиально-сверлильный станок	ААБ	6	0,05	6,32	0,16
Радиально-сверлильный станок	ААБ	6	0,05	6,32	0,16
Радиально-сверлильный станок	ААБ	6	0,1	6,32	0,35
Алмазно-расточный станок	ААБ	10	0,06	8,35	0,13
Алмазно-расточный станок	ААБ	10	0,06	8,35	0,13
Агрегатно-расточный станок	ААБ	25	0,46	26,07	0,34
Агрегатно-расточный станок	ААБ	25	0,46	26,07	0,34
Агрегатно-расточный станок	ААБ	25	0,46	26,07	0,34

Лист

22

2.11.2 Групповые кабели

Таблица 8- Исходные данные для расчета

Начало кабеля	Конец кабеля	Iнагр, А	Длина l, м
1	2	3	5
РУ – 0,4 кВ (2сш)	РП-2	544,8	50
РУ – 0,4 кВ (2сш)	РП 3	430	40
РУ – 0,4 кВ( 2сш)	РП -4	60	40
РП-1	ЩС-1	108,4	20
РП-1	ЩС-2	138,4	30
РП-1	ЩС-3	81,3	40

Продолжение Таблицы 8

Начало кабеля	Конец кабеля	Iнагр, А	Длина l, м
1	2	3	5
РП-1	ЩС-4	108,4	50
РП-1	ЩС-5	73	35
РП-1	ЩС-6	26,5	45
РП-1	ЩС-7	32,3	55

Групповой кабель РУ – 0,4 кВ до РП-2

1) I_нагр=136,2*4=544,8 А

При выборе кабеля должно выполняться условие:

I_дл.доп≥I_нагр

Выбираем кабель ААБ_лГ-0,4-3*240 с алюминиевыми жилами с БМИ, бронированный, проложенный в земле.

2) Проверка по допустимым потерям напряжения:

S_∆u=(√3*I_н*l*cosφ)/(γ*U_доп)=(√3*544,8*50*0,5)/(32*19)=38 мм²

γ=32

U_доп=0,05*380=19 В

3) Проверка по механической прочности проводов:

По условиям механической прочности сечение жилы кабеля для стационарных силовых электроприемников должно быть не менее 10 мм² .

4) Проверка по экономической плотности тока:

S_эк=I_н/J=544,8/1,4=389 мм²

J=1,4 А/мм²

Окончательно выбираем кабель марки: ААБ_лГ-0,4-3*150

Проверяем выбранный кабель на потери на напряжение:

_∆U_расч=(√3*I_н*l*cosφ)/(γ*S)=(√3*544,8*50*0,5)/(32*150)=4,8В

_∆U_расч<_∆U_доп(4,8<19) кабель подходит по условиям потерей на напряжение.

Групповой кабель РУ – 0,4 кВ до РП 3

1. I_нагр= 86*5=430А

Лист

23

При выборе кабеля должно выполняться условие:

I_дл.доп≥I_нагр

Лист

24

Выбираем кабель ААБ_лГ-0,4-3*185 с алюминиевыми жилами с БМИ, бронированный, проложенный в земле

2) Проверка по допустимым потерям напряжения:

S_∆u=(√3*I_н*l*cosφ)/(γ*U_доп)=(√3*430*40*0,87)/(32*19)=41,8 мм²

γ=32

U_доп=0,05*380=19 В

3) Проверка по механической прочности проводов:

По условиям механической прочности сечение жилы кабеля для стационарных силовых электроприемников, должно быть не менее 10 мм²_.

4) Проверка по экономической плотности тока:

S_эк=I_н/J=430/1,4=307мм²

J=1,4 А/мм²

Окончательно выбираем кабель марки: ААБ_лГ-0,4-3*120

Проверяем выбранный кабель на потери на напряжение:

_∆U_расч=(√3*I_н*l*cosφ)/(γ*S)=(√3*430*40*0,87)/(32*120)=6,6В

_∆U_расч<_∆U_доп(6,6<19) кабель подходит по условиям потерей на напряжение

Остальные РП рассчитываются аналогично. Результаты записываем в таблицу.

Таблица 9 – Результаты расчетов и выбора кабеля до 1000В

Начало кабеля	Конец кабеля	Iнагр, А	Марка кабеля
1	2	3	5
РУ – 0,4 кВ (2сш)	РП-2	544,8	ААБлГ-0,4-3*185
РУ – 0,4 кВ (2сш)	РП 3	430	ААБлГ-0,4-3*120
РУ – 0,4 кВ (2сш)	РП -4	60	ААБлГ-0,4-3*10
РП-1	ЩС-1	108,4	ААБлГ-0,4-3*10
РП-1	ЩС-2	138,4	ААБлГ-0,4-3*16
РП-1	ЩС-3	81,3	ААБлГ-0,4-3*10
РП-1	ЩС-4	108,4	ААБлГ-0,4-3*10
РП-1	ЩС-5	73	ААБлГ-0,4-3*6
РП-1	ЩС-6	26,5	ААБлГ-0,4-3*2,5
РП-1	ЩС-7	32,3	ААБлГ-0,4-3*2,5

Лист

25

2.12. Расчёт токов к.з. в сети напряжением до 1000В

Составляем расчетную схему.

Рисунок 6 – Расчетная схема

1) Расчет сопротивлений трансформатора:

1.1 активное:

Rт=Pк/3*I²2т=5500/3*580²=0,0054Ом

Р_к–потери к.з. (паспортные данные трансформатора)

I²2т= Sном/U2*√3 =400/√3*0,4=580 А

1.2 индуктивное:

Хт=10*Uкз* U²_ном/ Sном=10*4,5*0,4²/400=0,018 Ом

1.3 Полное сопротивление трансформатора:

Z_тр=√R²_тр +Х²_тр =√0,0054²+0,018² =0,018Ом

2) Рассчитываем активное сопротивление всех элементов схемы:

R_кл1=L₁/(γ*S₁)=50/(32*185)=0,008Ом

R_кл2=L₂/(γ*S₂)=40/(32*120)=0,0104Ом

3) Рассчитываем индуктивное сопротивление:

X_кл1=X0*L₁=0,07*0,05= 0,0035Ом

X_кл2=X0*L₂=0,07*0,04= 0,0028Ом

4) Рассчитываем полное сопротивление:

Z_кл1 =√R²_кл1+X²_кл1 =√0,008²+0,0035² =0,00873Ом

Z_кл2 =√R²_кл2+X²_кл2 =√0,0104²+0,0028² =0,0108 Ом

5. Рассчитываем суммарное сопротивление до каждой точки к.з.

До точки К1,К1^|:

Z_рез1=Z_тр+Z_кл1= 0,018+0,0087=0,0267 Ом

До точки К2:

Z_рез2= Z_тр+Z_кл1+Z_кл2=Z_рез1+Z_кл =0,0267+0,0108 = 0,0375Ом

6) Рассчитываем токи К.З. для каждой точки

I⁽¹⁾=U_ф/Z_рез1 =220/0,0267 = 8239А

I⁽³⁾=U_ном/√3*Z_рез1=400/√3*0,0267 = 8888А

Все остальные точки рассчитываются аналогичным образом, получившиеся данные заношу в таблицу.

Лист

26

Таблица 10 – Результаты вычислений

Точка к.з.	Rкл, Ом	Хкл, Ом	Zрез., Ом	I(1), А	I(3), А
1	2	3	4	6	7
К 1,1|	0,008	0,0035	0,0267	8239	8888
К 2	0,0104	0,0028	0,0375	5866	6274
К 3	0,0104	0,0028	0,0375	5866	6274
К 4	0,0625	0,0014	0,0805	2733	2923
К 5	0,0625	0,0021	0,0804	2736	2926
К 6	0,125	0,0028	0,143	1538	1645
К 7	0,156	0,0035	0,174	1264	1352
К 8	0,182	0,00245	0,2	1100	1176
К 9	0,003	0,00056	0,048	4583	4902
К 10	0,026	0,00175	0,031	7096	7590
К 11	0,025	0,00168	0,029	7586	8113
К 12	0,028	0,0019	0,028	7857	8403
К 13	0,004	0,0007	0,058	3793	6896
К 14	0,026	0,0017	0,0270	8148	8714
К15	0,011	0,00042	0,029	7586	8113
К 16	0,009	0,00049	0,027	8148	8714
К 17	0,004	0,00071	0,058	3793	6896
К 18	0,025	0,00168	0,029	7586	8113
К 19	0,028	0,0019	0,028	7857	8403
К 20	0,003	0,00056	0,048	4583	4902
К21	0,0325	0,0015	0,103	2135	2285
К22	0,0437	0,0027	0,0437	5034	5945
К23	0,0526	0,00261	0,164	1341	1438
К24	0,0437	0,0027	0,0436	5034	5945
К25	0,030	0,0016	0,096	2291`	2699
К26	0,039	0,0019	0,044	5000	5405

Лист

27

Продолжение Таблицы 10

Точка к.з.	Rкл,Ом	Хкл, Ом	Zрез., Ом	I(1), А	I(3), А
1	2	3	4	6	7
К27	0,011	0,00042	0,029	7586	8113
К28	0,011	0,00042	0,029	7586	8113
К29	0,011	0,00042	0,029	7586	8113
К30	0,011	0,00042	0,029	7586	8113
К31	0,008	0,00028	0,0269	8178	8695
К32	0,009	0,00049	0,027	8148	8714
К33	0,02	0,00028	0,038	5789	6191
К34	0,02	0,00028	0,038	5789	6191
К35	0,05	0,00063	0,068	3235	3460
К36	0,02	0,00028	0,038	5789	6191
К37	0,02	0,00028	0,038	5789	6191
К38	0,02	0,00028	0,038	5789	6191

Лист

28

2.13 Выбор аппаратов управления и защиты напряжением

до 1000В

1) Номинальный расчётный и пусковой токи для сварочного аппарата:

I_ном.р=136,2А

I_пуск =819А

I_ут=1,05*I_нагр=1,05*136,2=143А

Выбираем пускатель : ПМЛ-7212

Принимаем автомат типа ВА на ном.ток ≥ 136,2 и с током отсечки больше пускового тока. I_отс ≥I _пуск =819А

По справочнику выбираем автомат ВА-51 Г-33 на номинальный ток 160А.

I _нагр= 160(160>136,2)

Ток расцепителя

I_ном.р= 160(160>136,2)

Ток отсечки

I_отс=160*10=1600 А (1600>819)

Проверяем чувствительность защиты при однофазном коротком замыкании:

К_ч= I⁽¹⁾/I_отс ≥1,5

К_ч=7568/1600 = 4,6> 1,5 - автомат подходит.

Все остальные приемники рассчитываются аналогично, выбранные автоматы и пускатели заношу в таблицу 11.

Лист

29

Таблица 11 – Технические данные пускателей

Наименование приемника	Iнагр, А	Iп , А	Тип пускателя	Iут , А	Тип автомата	Iн, А	Iн.р , А	Iотс, А	Кч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Cварочный аппарат	136,2	819	ПМЛ – 7212	143	ВА 51Г-33	160	160	1600	4,6
Гальваническая ванна	86	542	ПМЛ – 6211	90,3	ВА 51-31-1	100	100	700	8,3
Вентилятор	58	330,6	ПМЛ – 4212	60,9	ВА 51- 31-1	100	63	441	13,1
Продольно фрезерный станок	43	245,1	ПМЛ-4221	45,2	ВА 51Г-25	100	50	350	29,3
Горизонтально расточный станок	58	330,6	ПМЛ-4212	60,9	ВА 51- 31-1	100	63	441	13,1
Агрегатно-расточный станок	36,5	219	ПМЛ-3212	38,3	ВА 51Г-25	100	40	280	34
Плоскошлифо-вальный станок	43	245,1	ПМЛ-4221	45,2	ВА 51Г-25	100	50	350	21
Кран консольный поворотный	22,4	157	ПМЛ – 2212	23,52	ВА 51-25	25	25	175	17
Токарно- шлифовальный станок	36,5	219	ПМЛ – 3212	38,3	ВА 51Г-25	100	40	280	34

Продолжение Таблицы 11

Наименование приемника	Iнагр, А	Iп , А	Тип пускателя	Iут , А	Тип автомата	Iн, А	Iн.р , А	Iотс, А	Кч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Радиально- сверлильный станок	8,85	51,3	ПМЛ – 1221	9,29	ВА 51-25	25	10	70	55
Алмазно- расточный станок	11,7	79,5	ПМЛ -2212	12,07	ВА 51-25	25	12,5	87,5	19

Лист

30

2.14 Выбор аппаратов управления и защиты напряжением свыше 1000 В

Выбираем отделитель ОД-35, I_ном = 630 А (630>149);

U_ном = 35 кВ (35=35) ОД- отделитель;

Выбираем короткозамыкатель КРН-35;

К- короткозамыкатель

Р- рубящего типа

Н- наружной установки

I_терм = 12,5 К_а (12,5>2,54); U_ном = 35 кВ (35=35)

Выбираем силовой выключатель типа ВВС-35Б-20:

В-выключатель

В-вакуумный

К- колонковый

35- номинальное напряжение, кВ

Б- наличие усиленной изоляции

20- ток отключения, кА

I_ном = 1000 А ( 1000 >149)

I_дин = 51 кА (51> 5,3)

I_откл= 20 кА (20> 2,1)

Выбираем разрядник РВО-35:

Р- разрядник

В- вентильный

О-облегченный

35- номинальное напряжение, кВ

Выбираем силовой выключатель типа ВВТЭ-10-10:

В- выключатель

В- вакуумный

Т-трёхполюсный

Э- вариант исполнения по высоте

Лист

31

10- номинальное напряжение, кВ

10- ток отключения

I_ном = 630 (630>149)

I_дин= 25 кА (25>7)

I_откл= 10 кА (10> 3,8)

Лист

32

Литература

1 Липкин Б.Ю., Комаров Н.С. Электроснабжение промышленных предприятий. – М., Высшая школа, 1965.

2 Назаров А.И. Выбор пускателей и автоматических выключателей общепромышленного применения

3 Назаров А.И. Выбор электрооборудования и аппаратов

4 Гурин Н. А., Янукович Г. И. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. Дипломное проектирование: Учеб.пособие. – Мн.: Выс. шк., 1990. – 238 с.: ил.

5 В. Л. Шеховцов Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: ФОРУМ – ИНФРА – М, 2005. – 214 с. ил. – (Профессиональное образование).

6 Справочник по электрическим установкам высокого напряжения/ Под редакцией И. А. Баумштейна, С. А. Бажанова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 768 с.: ил.