Расчетное задание - Расчет зануления на отключающую способность - файл n1.doc

приобрести
Расчетное задание - Расчет зануления на отключающую способность
скачать (52.6 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc248kb.29.05.2005 23:29скачать

n1.doc

Цель работы - приобретение практических навыков в выборе параметров электрической сети и самостоятельном решении инженерной задачи расчета зануления на отключающую способность.

Цель расчета – определение такого сечения нулевого защитного проводника, при котором ток короткого замыкания (Iк) в заданное число раз (k) превзойдет номинальный ток аппарата защиты (Iном.защ), что обеспечит селективное отключение поврежденного потребителя в заданное короткое время.

Задание для расчета ( Вариант №3)



Таблица 1 - Задание для расчета


№ п/п

Силовая нагрузка n х Р, кВт

Осветитель-

ная нагрузка

Трансформатор

Кабели

Фазовый кабель

Нулевой защитный кабель

ЭД –1

ЭД –2

КЗ

РОСВ кВт

соs

Тип

U1/U2, кВт

Схема соедин. обмо-

ток

Длина, м

Защита

Материал жилы

Изоляция

Мате-риал

Изоля-

ция

L1

L2

l1

l2

l1

l2

3

3 х 15

3 х 132

0,85

30

0,85

М

35/ 0,4

Y/ Zн

175

20

АВ

медь

медь

резин

резин

алюм

бумаж


n – количество двигателей;

Р – мощность одного двигателя

Схема сети

Схема сети к расчету на отключающую способность приведена на рис.1, где:





Тр

  • Трансформатор;

РЩ-1

  • Распределительный щит;

РЩ-2


  • Распределительный щит, питающий осветительную нагрузку;



АВ

  • Автоматический выключатель;

ЭД-1, ЭД-2

  • Электродвигатели

ПР

  • Предохранитель;

1

  • Питающий магистральный кабель;

2

  • Кабель-ответвление к электродвигателю;

3

  • Линия, питающая осветительный щит РЩ-2;

4

  • Нулевой защитный проводник.




380/220ВРЩ-1





РЩ-2


3

1



4

Тр

ПР




Росв.













ПР

2




ЭД-1






R0









Рис.1. – Схема сети к расчету зануления на отключающую способность
Определение мощности трансформатора
Определить мощность трансформатора можно по формуле:

(1)

где Pэд-1 , Pэд-2 – номинальные мощности электродвигателей ЭД-1 и ЭД-2, кВт ;

Росв – осветительная нагрузка, кВт;

cos  – коэффициент мощности соответствующей электроустановки (для ЭД-1,

ЭД--2);

Кс – коэффициент спроса, определяемый по формуле:

, (2)

где Кз – коэффициент загрузки электродвигателя (таблица 1);

д – к.п.д. электродвигателей, взятые из таблицы 2.
Таблица 2 - Технические данные асинхронных электродвигателей на напряжение 380 В


Тип двигателя

РНОМ, кВт

При номинальной нагрузке

kП =

n, об/ мин

, %

cos 

4А160S2УЗ

15

2940

88

0,91

7

AИ315М6УЗ

132

1000

93,5

0,92

6,5



Условные обозначения:

n – частота вращения, об/ мин;

 – КПД двигателя;

соs – коэффициент мощности;

IПУСК – пусковой ток, А;

IНОМ – номинальный ток, А;

KП – кратность пускового тока.
Исходя из формулы (2) ,

.

Подставляем полученные и имеющиеся значения из таблицы В.1 в формулу (1)

.
Определение полного сопротивления трансформатора ZT

Рассчитанное значение мощности трансформатора Sтр округляем до ближайшего большего стандартного и выбираем расчетное сопротивление трансформатора ZТ, исходя из индивидуального задания (таблицы 1). Выбор расчетного сопротивления трансформатора осуществляется из таблицы В.3 приложения В и указан в таблице 3
Таблица 3 - Приближенное расчетное полное сопротивления обмоток масляного

трансформатора


Мощность трансформатора, кВт

Номинальное напряжение обмоток высшего напряжения, кВ

ZТ, Ом, при схеме соединения

Y/ Zн




400

20…35


0,191


0,056

-

Выбор аппарата защиты в цепи электродвигателя

Номинальный ток защитного аппарата (плавкой вставки предохранителя, как указано в индивидуальном задании) Iвст. определяется из условия:
Iвст. Imax (3)

где Imax – максимальный рабочий ток в цепи, А.
Максимальный рабочий ток цепи определяется по формуле;

(4)

где Pном.– номинальная мощность нагрузки, присоединенной к линии, кВт

(мощность ЭД-1 или ЭД-2 на участке линии l2 (таблица 2);

Uном. – номинальное напряжение, В, (380В);

cos – коэффициент мощности нагрузки ЭД1 или ЭД2 (таблица 2);.

Рассчитаем необходимые значения Imax(Эд-1), Imax (Эд-2), Imax (магистрали) по формуле (4).

Для расчета Imax (магистрали) Рном = S тр, вычисленное по формуле 1, cos = 0,9.

А,

А, А.

При выборе плавких вставок в цепях электродвигателей учитывают их пусковые токи Iпуск.:
, (5)
, (6)
где Iном. = Imax – рабочий ток в цепи, А,

KП – коэффициент пуска, приведенный в характеристике электродвигателя

(таблица 2).

Авт выключательвыбирают по наибольшему из токов Iвст., рассчитанных по формулам (3), (5) и (6) .

Из формулы (6) следует:

.

Рассчитаем значения (Эд-1), (Эд-2):

А,

А.

По формуле (5) рассчитаем ограничения на Iвст, подставляя полученные значения:

А,

А.

Полученные значения применим при выборе авт выключателя, пользуясь таблицей В.16 приложения В.

Таблица .4 - Технические параметры авт выключателя

Тип

Число полюсов

IНОМ, А

Пределы регул номинального тока, А

Пределы регул времени срабатывания, с

Расцепитель, уставка трогания, А

А 3713Б

2

80

40, 50, 63, 80

4, 8, 16

1600

А 3744Б

3

630

400, 500, 630

4, 8, 16

6300



В результате расчетов были выбраны авт выключатели А 3713Б для Эд-1 линии и

А 3744Б для Эд-2 линии со значениями

IНОМ ПР(Эд-1) = 80 А

IВСТ (Эд-1) = 63 А

IНОМ ПР(Эд-2) = 630 А

IВСТ (Эд-2) = 500 А
Выбор сечения фазного проводника


На данном этапе необходимо выбрать сечение фазного проводника Sф из условия максимально допустимого нагрева:
, (7)
где Iдоп. – длительный допустимый из условий нагрева ток нагрузки проводника, А;

Imax – максимальный рабочий ток в цепи, определяемый по формуле (4).

Сечение магистрального фазного проводника определяем по таблице В.13, приложения В исходя из условия, что должен применяться проводник с медными жилами и резиновой оболочкой (таблица 1). Исходя из ограничения: выбираем ближайший по значению ток в таблице 695А и соответствующее ему сечение токопроводящей жилы составляет 300 мм2.

Сечения проводника с Эд-1 выбираем, исходя из ограничения по таблице В.12 приложения В, исходя из условия, что проводник с медными жилами и резиновой оболочкой (таблица 1). Проводники прокладываются в земле. Выбираем трехжильный провод с допустимым током 27А и сечением токопроводящей жилы 1,5 мм2.

Сечения проводника с Эд-2 выбираем, исходя из ограничения по таблице В.12 приложения В, исходя из условия, что проводник с медными жилами и резиновой оболочкой (таблица 1). Проводники прокладываются в земле. Выбираем трехжильный провод с допустимым током 225А и сечением токопроводящей жилы 50мм2.
Выбор сечения нулевого защитного провода
Выбираем сечение нулевого защитного провода Sн.з. , исходя из условия:

Rн.з. 2Rф. (8)

Исходя из задания (таблица 1) фазные и нулевые провода выполнены из разных металлов, поэтому
Sн.з. 0,8 Sф, (9а)
Sн.з (магистрали) Sф.*0,8 240 мм2,

Sн.з (Эд-1) Sф.*0,8 1,2 мм2,

Sн.з (Эд-2) Sф.*0,8 40 мм2.

Сечения нулевых защитных проводов получаем из таблицы В.10 приложения В, выбирая ближайшие стандартные значения:

Sн.з (магистрали) = 240 мм2,

Sн.з (Эд-1) = 6 мм2,

Sн.з (Эд-2) = 50 мм2.

Определение сопротивления фазного проводника
Расчетная формула для определения активного сопротивления:
, Ом (10)
где  – удельное сопротивление проводника, равное для меди 0,018;

l – длина проводника, м;

s – сечение проводника, мм2.

Рассчитываем активное сопротивление исходя из индивидуального задания (длина линии L1 = 175 м, длина линии L2 = 20 м, проводники медные) и полученного сечения фазного проводника

Ом,

Ом,

Ом.
Определение сопротивления нулевого защитного проводника
Рассчитываем сопротивление нулевого защитного проводника исходя из индивидуального задания (длина линии L1 = 175 м, длина линии L2 = 20 м, проводник медный) и полученного сечения нулевого проводника
Ом,

Ом,

Ом.
Значение сопротивлений Rф и Rн.з
Значение сопротивлений Rф и Rн.з. определяются как суммы сопротивлений отдельных участков цепи l1 и l2, которые характеризуются разными сечениями:

Rф = Rфl1 + Rфl2, (11)

Rн.з. = Rн.з.l1 + Rн.з.l2. (12)

Рассчитаем сопротивления фазного и нулевого защитного проводников на участке магистрального кабеля 1 длиной l1 (Rфl1 и Rнзl1) и на участке ответвления 2 к зануленному электродвигателю длиной l2 (Rфl2 и Rнзl2) и определим полное сопротивление фазного Rф и нулевого защитного Rн.з. проводников по формулам (11) и (12) соответственно.

Rф(Эд-1) = 0,0105 + 0,24 = 0,251 Ом,

Rф(Эд-2) = 0,0105 + 0,0072 = 0,018 Ом,

Rн.з(Эд-1) = 0,013 + 0,06 = 0,073 Ом,

Rн.з(Эд-2) = 0,013+ 0,0072 = 0,020 Ом.

Определение действительного расчетного значения тока короткого замыкания

Определим действительное расчетное значение тока короткого замыкания IК по формуле:

(13)

где ZТ = 0,191 (таблица 3);

UФ = 220В;

Rф – значения, вычисленные по формуле (11);

Rн.з – значения, вычисленные по формуле (12).

,

.
Проверка правильности выбора нулевого защитного проводника
Чем больше ток однофазного короткого замыкания Iк, тем быстрее и надежнее произойдет отключение поврежденного потребителя. Исходя из надежности отключения, должно выполняться условие:

(14)

С этой целью сравним значение расчетного тока короткого замыкания Iк.расч, рассчитанное по формуле (13), с величиной требуемого минимально допустимого тока однофазного короткого замыкания Iк. min , определяемого из условия (15):

Iк. min KIном.з.а. (15)

и значения номинального тока, выбранного в таблице 4 защитного аппарата Iном.з.а :

Iном.з.а..(Эд-1) = 100А,

Iном.з.а..(Эд-2) = 600А,

k – коэффициент кратности тока КЗ по отношению к номинальному току аппарата защиты.

Подставим имеющиеся значения в условие (14):

Iк. (Эд-1) = 568,05 > 100

Iк. (Эд-2) = 2163,40 600
Видно, что значение расчетного тока однофазного короткого замыкания Iк.расч. в несколько раз превышает значение наименьшего допустимого по условиям срабатывания защиты Iк.min. Это означает, что нулевой защитный проводник выбран правильно, т.е. отключающая способность системы зануления обеспечена.
Результаты расчетов


Трансформатор


Защитный аппарат в цепи электродвигателя

Фазный проводник

Нулевой защитный проводник

-Тип: масляный

-Мощность Sтр (расчетная) =

364,60 КВт

-Мощность Sтр (табличная) = 400 КВт

Полное сопротивление

Zтр= 0,191 Ом

-Вид: авт выключател

для Эд-1

-Тип: А 3713Б

-Номинальный ток Iном = 80 А

-Предел регул номин. тока

Iном (Эд-1) = 63 А

-Вид: авт выключател

для Эд-2

-Тип: А 3744Б

-Номинальный ток Iном = 630 А

- Предел регул номин. тока

Iном (Эд-2) = 500

1)На участке от трансформатора до распределительного щита РЩ-1 (l1);

Тип: медь + резин.

Сечение Sфl1 =300мм2

-Тип: алюминий + бумажн.

СечениеSн.з.l1=240мм2

2) На участке от распределительного щита до электродвигателя (lД)

-Тип: медь + резин.

-Сечение:

Sфl1(Эд-1) = 1,5 мм2

-Сечение:

Sфl1(Эд-2) = 50 мм2

-Тип: алюминий + бумажн.

-Сечение:

Sн.з.l2(Эд-1) = 6мм2

-Сечение:

Sн.з.l2(Эд-2) = 50 мм2



Вывод: В результате расчета были определены параметры электрической цепи сечение, обеспечивающие селективное отключение поврежденного потребителя в заданное короткое время.

Литература





  1. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергия, 1984. -448 с.

  2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). - 6-е изд. , перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. -648 с.

  3. Электротехнический справочник: в 2-х томах / Под ред. В.Г.Герасимова и др. - 7-у изд., доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985, 1987. -488с. , 520с.

  4. Бергельсон В.Н., Бржезицкий Л.И. Электробезопасность в строительстве – К.:Будівельник –1987.-208 с.

  5. ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Введ. 01.07.82 г.







Цель работы
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации