Определяем сечение провода магистрали

Для магистрали выбираем провод марки АПВ-380,[4] сечением S = 8 (мм²)с I_доп = 39(А)[5] при прокладке в одной трубе трёх фазных и нулевого защитного проводника (PE - проводника).

S = (8х3)+(1x8) мм²

Выбранный провод проверяем по условиям:

а) по нагреву в рабочем режиме

I_доп·К_t ≥ I_p,

где К_t - температурный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды

К_t = 0,98(т.к. температура в цехе нормированная)

39 ·0,98(А) > 37,2 (А)

б) на защищённость автоматическим выключателем

I₃/ I_доп·К_t ≤ К₃

где I₃ - ток срабатывания аппарата защиты т.е. I_расц.т

К₃ - максимально допустимое соотношение между уставкой срабатывания аппарата защиты и допустимым током проводника

39,1/39·0,98 ≤ 1

в) на механическую прочность

S ≥ S_min; S ≥ S_mino

где S_min S_mino - минимально допустимое сечение проводника по условиям механической прочности S_min = 2мм² S_mino =2,5мм² [6]

8 мм² > 2 мм² 8 мм² > 2,5 мм²

Выбранный провод условиям проверок удовлетворяет.

Определяем потери напряжения в магистрали

∆U = ·100%

где ∆U - потери напряжения в магистрали, В;

Σ - сумма участков магистрали;

I_р- расчётный ток магистрали, А;

L_р - расчётная длина магистрали, м;

соsφ_р - расчётный коэффициент мощности токоприёмников магистрали;

γ - удельная проводимость материала проводника, Ом·м;

Для алюминиевых проводников - γ = 32мм²/Ом·м;

S - сечение провода;

U_ном - номинальное напряжение внутрицеховой силовой сети, В;

∑(I_p·L_p) = I_p1·L_p1+I_p2·L_p2...

∑(I_p·L_p) =6,2·5,5+2·6,2·5,5+3·6,2·5,5+4·6,2·5,5+5·6,2·5,5+6·6,2·5 = 697,5

∆U = ·100

∆U = 1,02

Определяем потери мощности в магистрали

∆Р =

∑(I²_p · L_p1) = I²_p1·L_p1+I²_p2·L_p2...

∑(I²_p·L_p1) = 6,2²·5,5+2·6,2²·5,5+3·6,2²·5,5+4·6,2²·5,5+5·6,2²·5,5+6·6,2²·5 = 4324,5

∆Р = = 50,7(Вт)

где ∆Р - потери мощности в магистрали, Вт;

Выбор способа защиты провода ответвления от механических повреждении.

Для защиты проводов магистрали AIIB-380 общим сечением S = 3(1x8)+(1x8) мм² от механических повреждений и неблагоприятных воздействий окружающей среды, при скрытой прокладке в полу в целях экономного использования материалов выбираем винипластовые трубы, внешним диаметром 16мм.[7]

Выход труб защищается соединительным уголком с определенным углом наружного диаметра.

По величине сечения провода предварительно определим диаметр провода и для этого определяем исходную величину:

n₁ · d²₁ + n₂ · d²₂

3 · 3,2² + 1 · 3,2² = 40,9

n - число проводов, прокладываемых в трубе;

d - наружный диаметр провода.

Исходя из расчётных значений, выбираем диаметр трубы: d = 32 мм

Данные расчёта магистралей для первого и второго вариантов приводим в таблицах №4 и № 5

2.5. Расчёт питающих линий

Выполняем расчёт питающей линии №1 варианта №1

Расчётная схема питающей линии приведена на рисунке 6, для защиты питающей линии установлен автоматический выключатель в распределительном устройстве низкого напряжения подстанции.

ℓ_р(м) = 38 м

Р_р(кВт) = 86,1 кВт

I_p(А) = 174,4 А

cosφ_p = 0,83

Рис.5. Расчётная схема питающей линии.

Определяем установленную мощность токоприемников питающей линии:

Р_уст = ΣP_номi

где P_номi - номинальная мощность отдельных токоприемников питающей линии, кВт

Р_уст = 30·3 = 90 (кВт)

Определяем расчётный коэффициент мощности и коэффициент использования активной мощности за наиболее загруженную смену для токоприёмников питающей линии:

К_и = 0,82

cosφ_p = 0,83

Определяем расчётную мощность токоприёмников питающих линии:

Р_р = К_и · K_макс · Р_уст.

где К_и - коэффициент использования активной мощности за наиболее загруженную смену;

K_макс - коэффициент использования максимума активной мощности;

К_макс = 1

P_уст - установленная мощность питающей линии.

Р_р = 0,82·90 ·1 = 73,8(кВт)

Определяем расчётный ток питающей линии:

I_р.п.л. =

где Р_р - расчётная мощность токоприёмников питающей линии, кВт;

U_ном - номинальное напряжение внутри цеховой силовой сети, В;

- расчётный коэффициент мощности токоприёмников питающей линии.

I_р.п.л.= = 136,04(А)

Определяем пиковый ток питающей линии.

I_{пик.п.л.} = I_пик.м. + (I_р.п.л.- К_и · I_р.м.)

где I_{пик.п.л.} - пиковый ток питающей линии, А;

I_пик.м. - пиковый ток магистрали, А;

I_р.п.л. - расчётный ток питающей линии, А;

I_р.м. - расчётный ток магистрали, А;

I_{пик.п.л.} = 71,57 + (136,04 - 0,82 · 37,2) = 177,41 (А)

Для защиты кабеля линии от перегрузок и коротких замыканий выбираем автоматический выключатель серии А3710Б с полупроводниковым расцепителем.[8] Автомат установлен на подстанции в шкафу распределительного устройства низшего напряжения.

Технические данные автоматического выключателя:

I_ном.а. = 160 А

U_ном.а. = 380 В

I_{ном.расц.} = 160 (А)

I_{расц.к.з.} = К_к.з..·I_{ном.расц}

К_к.з - коэффициент, учитывающий предел уставок срабатывания полупроводникового расцепителя в зоне короткого замыкания;

К_к.з = 3

I_{расц.к.з.} = 3 · 160 = 480 (А)

I_{расц.пер} = К_расбр. · I_{ном.расц}

где К_расбр. – коэффициент, учитывающий разброс уставок срабатывания полупроводникового расцепителя в зоне перегрузок;

К_расбр. = 1,25

I_{расц.пер.} = 1,25 · 480 = 600 (А)

t_сраб. = 0,1...0,4 сек.

Проверяем выбранный автомат по условиям:

а) по длительному расчётному

I_ном.а ≥ I_р.п.л. 160 А > 136,04 А

I_{ном.расц.} ≥ I_р.п.л. 160 А > 136,04 А

б) по пиковому току:

I_{расц.к.з} ≥ К_2.· I_{пик.п.л.,} где коэффициент К₂ зависит от типа расцепителя автоматического выключателя; для автоматов с полупроводниковым расцепителем²

К₂ = 1,5

480 (А) > 1,5 · 136,04 (A) 480 (А) > 204,06 (A)

в) на селективность (избирательность срабатывания)

Необходимо обеспечить избирательность (селективность) действия автоматического выключателя. Он должен отключать защищаемый объект раньше, чем другие аппараты защиты, расположенные ближе к источнику питания, отключая всю группу потребителей.

t_а.п/ст. - время срабатывания аппарата защиты на подстанции (автомат для защиты питающей линии);

t_а.рп. - время срабатывания аппарата защиты в распределительном пункте (автомат для защиты ответвления).

0,4 сек. > 0,02 сек.

Автоматический выключатель удовлетворяет всем условиям проверки.

Выбираем кабель для питающей линии

Для питающей линии выбираем кабель марки АВВГ-1000,[9] сечением

S = (3 х 70) + (1 х 50) с I_доп = 140 А с тремя фазными и нулевым защитным (PE - проводником). Сечение кабеля выбираем по условиям прокладки в воздухе, т.к. подстанция пристроена к стене сдания, проектируемого цеха.

S = (3 х 70) + (1 х 50)

Выбранный кабель проверяем по условиям:

а) по нагреву в рабочем режиме

I_доп·К_t ≥ I_p.п.л.

где К_t - температурный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды

К_t = 0,98

140·0,98 А > 136,04 А

б) на защищённость автоматическим выключателем

I_з/ I_доп·К_t ≤ К₃

где I_з - ток срабатывания аппарата защиты;

К₃ - максимально допустимое соотношение между уставкой срабатывания аппарата защиты и допустимым током проводника 160/140·0,98 < 1,25

в) на механическую прочность

S ≥ S_min; S ≥ S_mino

где S_min S_mino - минимально допустимое сечение проводника по условиям механической прочности

S_mino =2,5 мм² S_min =2 мм²

70 мм² > 2,5 мм² 70 мм² > 2 мм²

Выбранный кабель условиям проверок удовлетворяет.

Определяем потери напряжения в питающей линии:

∆U = ·100%

где: I_р - расчётный ток питающей линии;

L_р - расчётная длина питающей линии (м)(при определении длины питающей линии учитывается как горизонтальная прокладка кабеля в проектируемом цехе, так и вертикальная прокладка кабеля внутри цеха или по стене производственного здания и расстояние от цеха до подстанции) cosφ_р - расчётный коэффициент мощности токоприёмников питающей линии;

γ - удельная проводимость материала проводника;

Для алюминия - γ =32 мм²/Ом·м;

S - сечение кабеля питающей линии(мм²);

U_ном - номинальное напряжение внутрицеховой силовой сети(В).

∆U = · 100% = 0,79 %

Определяем потери мощности в питающей линии:

∆Р =

где ∆Р - потери мощности в питающей линии, Вт;

∆Р = = 897,5 (Вт)

Для защиты кабеля питающей линии при проходе через стены и межэтажные перекрытия выбираем отрезки стальных водогазопроводных труб.

Данные расчёта питающих линий для первого и второго вариантов приводим в таблицах №6 и № 7.

Таблица 4 Данные расчётов магистралей. Вариант №1.

№ Маг.	Руст, кВт	Ки	Рр кВт	cosφр	Ip A	Iпик А	Ipасц.т Iрасц.э.м	Марка провода	S мм^2	Iдоп. А	Кt	ℓ м	ℓо м	ℓтр м	dн.тр. мм	∆U %	∆P Вт
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	47,5	47,5	44,5		1,2
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	45,5	45,5	42,5		1,2
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98						48,8
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	37,5	37,5	34,5		1,4	39,4
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	33,5	33,5	30,5			50,7
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	33,5	33,5	30,5			28,6
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	36,5	36,5	33,5		0,8	36,7
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	34,5	34,5	31,5		0,7	31,3
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98	36,5	36,5	33,5		0,8	36,7
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98					1,1	59,6
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98					1,2
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98					0,8
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57	39,1	АПВ - 380			0,98					0,9	43,5
		0,82	14,8	0,83	37,2	71,57		АПВ - 380			0,98	31,5	31,5	28,5		0,6	23,2
итого			207,2									545,5	545,5	503,5		13,4	653,5

Таблица 5

Данные рассчетов магистралей. Вариант 2.

№ Маг.	Руст, кВт	Ки	Рр кВт	cosφр	Ip A	Iпик А	Ipасц.т Iрасц.э.м	Марка провода	S мм^2	Iдоп. А	Кt	ℓ м	ℓо м	ℓтр м	dн.тр. мм	∆U %	∆P Вт
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ - 380			0,98					2,3	108,5
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	34,5	34,5	30,5		1,2	59,35
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	31,5	31,5	27,5			50,8
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	30,5	30,5	26,5		0,9	47,9
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	35,5	35,5	31,5		1,2	62,2
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	39,5	39,5	35,5		1,5	73,6
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	34,5	34,5	30,5		1,2	59,35
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	31,5	31,5	27,5			50,8
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	30,5	30,5	26,5		0,9	47,9
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	35,5	35,5	31,5		1,2	62,2
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98	39,5	39,5	35,5		1,5	73,6
		0,82	17,2	0,83	41,7	77,8	39,1	АПВ – 380			0,98					2,3	108,5
итого			206,4													16,2	804,7

Таблица 6. Данные расчётов питающих линий. Вариант №1.

№ отв.	Руст., кВт	Ки	Рр., кВт	cosφр	Ip., A	Iпик., А	Ipасц.пер. Iрасц.к.з.	Марка кабеля	S, мм^2	Iдоп., А	Кt	ℓ, м	dн.тр. мм	∆U, %	∆P, Вт
		0,82	73,8	0,83	136,04	177,41	480	АВВГ			0,98			0,79	897,5
		0,82	59,1	0,83	108,8	149,9	480	АВВГ			0,98			0,9	792,6
		0,82	73,8	0,83	136,04	177,41	480	АВВГ			0,98			1,5
итого			206,7											3,1	3390,1

Таблица 7. Данные расчётов питающих линий. Вариант №2.

№ отв.	Руст., кВт	Ки	Рр., кВт	cosφр	Ip., A	Iпик., А	Ipасц.пер. Iрасц.к.з.	Марка кабеля	S, мм^2	Iдоп., А	Кt	ℓ, м	dн.тр. мм	∆U, %	∆P, Вт
		0,82	103,32	0,83		177,41	480	АВВГ			0,98			0,9
		0,82	103,32	0,83		149,9	480	АВВГ			0,98			1,4

Дата добавления: 2015-07-11