Расчет и выбор электрооборудования

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Для выбора низковольтной аппаратуры необходимо определить величину расчетного тока линии. Решить какой аппарат будет установлен перед каждым приемником.

Выбор автоматических выключателей.

Автоматические выключатели – это коммутационные защитные аппараты, для замены рубильников и предохранителей.

Рассчитываю ток, для выбора оборудования, I_р, А

(8.1)

Выбираю автоматические выключатели, технические данные привожу в таблице 8.1, 8.2. Выбор автоматических выключателей привожу в таблице 8.7. Они предназначены для защиты электрических цепей от перезагрузок и коротких замыканий, оперативных включений и отключений этих цепей (в том числе асинхронных двигателей) и проведения тока в номинальном режиме.

Таблица 8.1 – Технические данные автоматических выключателей S233R

Модель	Номинальный ток I_ном, А	Номинальное напряжение, U_ном, В	Уставка тока расцепителя I_р, А	Предельный ток отключения выключателя, I_пр, кА	Количество полюсов
S233R	10, 25, 40, 50, 63, 125, 200	380	40 - 120	18 - 75	3

Таблица 8.2 – Технические данные автоматических выключателей А3700

Модель	Номинальный ток выключателя I_ном, А	Номинальное напряжение, U_ном, В	Номинальный ток расцепителя I_р, А	Предельный ток отключения выключателя при 380 В, I_пр, кА	Количество полюсов
А3720Б	250	380	160, 200, 250	75	3

Применяю для печи рольготовой и печи сопротивления.

Выбор предохранителей.

Предохранители – это коммутационные электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от аварийных режимов, защиты электрических сетей, электрооборудования общепромышленных установок, вагонов метрополитена и др. от токов перегрузки и коротких замыканий. Они отключают защищаемую цепь посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под воздействием тока, превышающего определенное значение.

Предохранители находят самое широкое применение при эксплуатации электрооборудования как бытового, так и промышленного применения. Предохранители могут встраиваться в комплектные устройства. Выпускаемые промышленностью предохранители рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на рабочих условиях, различных по механическим воздействиям, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий. Предохранители изготовляются для разных рабочих напряжений, с плавкой вставкой, вставки могут быть неразборными, с различными наполнителями.

Конструкция.

Основными частями предохранителя являются плавкая вставка и основание для ее установки.

Плавкая вставка – часть предохранителя, в которой происходит отключение электрического тока, подлежащая замене после срабатывания предохранителя. Она представляет собой корпус, в котором расположен плавкий элемент, расплавляющийся после срабатывания предохранителя, и дугогасительное устройство, представляющее собой наполнитель, для гашения возникающей при перегорании плавкого элемента электрической дуги.

Держатель плавкой вставки – токоведущая часть, обеспечивающая электрическую связь контактов плавкой вставки с подводящими проводниками. Держатель предохранителя – сочетание основания предохранителя с держателей плавкой вставки.

Боек предохранителя – механическое устройство в конструкции плавкой вставки предохранителя, которое при срабатывании предохранителя освобождает энергию, необходимую для срабатывания других аппаратов (или указателей) или для воздействия на свободные контакты предохранителя. Выбранные предохранители и их данные привожу в таблицах 8.3 – 8.4.

Таблица 8.3 – Технические данные предохранителей ППН-35

Тип предохранителя

Номинальное напряжение , В

Номинальный ток , А

Предельный отключаемый ток, кА

предохранителей

плавкой вставки

ППН-35

380

250

2 - 630

100

Таблица 8.4 – Технические данные предохранителей ПН2-100

Тип предохранителя	Номинальное напряжение , В	Номинальный ток , А		Предельный отключаемый ток, кА
		предохранителей	плавкой вставки
ПН2-100	380	100	31,5-100	60

Выбор пускателей.

Электромагнитные пускатели представляют собой электромеханические устройства, магнитопроводы которых разделены на две части: неподвижную, жестко закреплнную в основание из термостойкой пластмассы, и подвижную с закрепленными контактами для коммутации электрической цепи.

Электромагнитные пускатели предназначены для применения в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором переменного напряжения до 660В частоты 50Гц. При наличии тепловых реле пускатели осуществляют защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз. Пускатели пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки помехоподавляющим устройством или при тиристорном управлении.

Принимаю к установке электромагнитные пускатели серии ПАЕ, технические данные привожу в таблице 8.5, для серии ПММ в таблице 8.6. Выбор пускателей по току привожу в таблице 8.7.

Таблица 8.5 – Технические данные пускателя ПАЕ

Тип пускателя	Номинальное напряжение , В	Номинальный ток , А	Тепловое реле, А	Тип теплового реле
ПАЕ	380	10,23,36,60,106,140	10...150	ТРН

Таблица 8.6 – Технические данные пускателя ПММ

Тип пускателя	Номинальное напряжение , В	Номинальный ток , А	Тепловое реле, А	Тип теплового реле
ПММ	380	200, 250	200	ТРН-250

Таблица 8.7 – Выбор и наименование выключателей и пускателей

Наименование потребителя	I_расч, А	Выключатели	Пускатели
1) Сварочная машина ВМГ-5000	73,86	S233R С125	ПАЕ-500
2) Станок токарный 16А20ФЗ	33,76	S233R С40	ПАЕ-400
3) Станок фрезерный FSS-400	39,72	S233R С50	ПАЕ-400
4) Станок сверлильный 2 С-550	52,75	S233R С63	ПАЕ-400
5) Насос	27,01	S233R С40	ПАЕ-300
6) Осевой вентилятор ECW354T4	42,20	S233R С50	ПАЕ-400
7) Индукционный нагреватель ТМВН1	90,04	S233R С125	ПАЕ-500
8) Мостово кран Q = 25т	33,76	S233R С40	ПАЕ-400
9) Станок токарно-револьверный 1К341	42,20	S233R С50	ПАЕ-400
10) Машина контактной сварки Е4641	158,89	S233R С200	ПММ-200
11) Пресс ножницы Н5222	84,41	S233R С125	ПАЕ-500
12) Печь сопротивления	198,61	А3720Б	ПММ-250
13) Транспортер	21,10	S233R С25	ПАЕ-300
14) Станок намоточный СРН-05М1	48,23	S233R С50	ПАЕ-400
15) Печь рольготовая	198,61	А3720Б	ПММ-250
16) Привод ворот	10,55	S233R С16	ПАЕ-200
17) Сушильный шкаф СЭШ-3М	158,26	S233R С200	ПММ-200
18) Токарно-винторезный станок 1М63	23,63	S233R С25	ПАЕ-300
19) Токарно винторезный станок ТС-75	11,82	S233R С16	ПАЕ-200
20) Светодиодные светильники	0,60	S233R С10	—

Выключатель АВМ-4С, с номинальным током 400 А, устанавливаю ниже трансформатора.

Выбор распределительных шкафов.

Выбираю шкафы распределительные серии ПР11 предназначены для распределения электроэнергии, защиты электрических установок напряжением до 380 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Пункты распределительные обеспечивают защиту от перегрузок и коротких замыканий и используются для нечастых (до 3-х включений в час) оперативных коммутаций электрических цепей и пусков асинхронных двигателей, а также для защиты людей и животных от поражения электрическим током и предотвращения пожаров от коротких замыканий.

Распределительные шкафы могут быть установлены на стену (навесной, либо встроенный в нишу) или на пол (напольный вариант).

Высоковольтное оборудование.

Выбор разъединителей на 6 кВ.

Разъединители используются в системах электроснабжения напряжением выше 1000 В для разъединения и переключения участков сети, находящихся под напряжением. Разъединители создают видимый разрыв электрической цепи, требуемый условиями эксплуатации электроустановок (по условиям техники безопасности при ремонте оборудования распределительных устройств в токоведущих частях электроустановки со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, должен быть виден разрыв цепи).

Разъединителями допускается отключать ток холостого хода трансформаторов, ток заземления нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек, ток замыкания на землю, а также небольшие зарядные токи воздушных и кабельных линий.

Сравнение расчетных и каталожных величин представляется в таблице 8.8

Таблица 8.8 – Выбор разъединителей на 6 кВ

Расчетные величины	Каталожные величины
U_РАСЧ.= 6 кВ; I_РАСЧ. = 838,2 А; I_у = 34,8 кА; i_{УД. РАСЧ.} = 58 кА	U_НОМ. = 6 кВ; I_НОМ. = 1000 А; I_у = 50 кА; i_ДИН. = 81 кА;

По расчетам принимаю разъединитель типа РВ – 6 ⁄ 1000.

Выбор высоковольтных выключателей на 6 кВ…

Высоковольтный выключатель – это электрический аппарат, производящий операции включения и отключения под нагрузкой в нормальном режиме и аварийном режиме, сопровождающимся большим увеличением токов, имеющий устройства для гашения дуги, возникающей при коммутации цепи.

Сравнение расчетных и каталожных величин производится в таблице 8.9.

Таблица 8.9 – Выбор высоковольтных выключателей на 6 кВ

Расчетные величины	Каталожные величины
U_РАСЧ. = 6 кВ; I_РАСЧ. = 838,3 А; i_УД. = 52,5 кА; I_У = 79,12 кА; S_{К. РАСЧ.} = 322 МВА;	U_НОМ. = 6 кВ; I_НОМ. = 1000 А; i_УД. = 70 кА; I_Д = 80 кА; S_ОТКЛ. = 450 МВА.

По расчетам принимаем вакуумный выключатель типа ВВ/ТЕL – 6 -1000 – 4У2.

Выбор трансформаторов напряжения на 6 кВ

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Таблица 8.16 – Выбор трансформаторов напряжения

Расчетные величины	Каталожные величины
U_1расч = 6 кВ;	U_1ном = 6 кВ;
U_2расч = 0,1 кВ;	U_2ном = 0,1 кВ;
S_2расч = 0,7 В∙А	S_2ном = 96 В∙А

Принимаю к установке трансформатор напряжения НОЛ-08.

Выбор трансформаторов тока на 6 кВ

Трансформаторы предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты, сигнализации и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц на класс напряжения 6 кВ.

Трансформаторы тока ТПЛ-10 используются для питания измерительной, счетной или контрольной аппаратуры. Они измеряют величину первичного тока от 10 до 3150 A.

Таблица 8.17 – Выбор трансформатора тока

Расчетные величины	Каталожные величины
U_1расч = 6 кВ;	U_1ном = 10 кВ;
I_1расч = 838,3 А;	I_1ном = 1500А;
U_2расч = 110 В;	U_2ном = 110 В;
Z_нагр = 0,98 Ом.	Z_t_.ном= 1,2 Ом.

Выбор разрядников на 6 кВ.

Выбор аппаратов от атмосферных и внутренних перенапряжений (разрядников и ограничителей перенапряжения на 6 кВ) производится по номинальному напряжению U_н. Сравнение расчетных и каталожных величин представляется в таблице 8.18

Таблица 8.18 – Технические данные разрядника

ТИП	Номинальное напряжение, кВ
РВО-6	6

По расчетам принимаю разрядник РВО-6 У1, которые устанавливаются на каждую фазу отходящего фидера согласно схемы 3.1.

Расчет заземляющих устройств

Защитным заземлениемназывается преднамеренное электрическое соединение металлических частей электроустановки, нормально находящихся без напряжения, но на которых оно может появиться вследствие повреждения изоляции, с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство- совокупность электрически соединенных между собой заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п., приводы электрических аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические корпуса кабельных муфт, броня и оболочки контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования, а также корпуса передвижных и переносных электроприемников.

Не требуется заземлять арматуру подвесных и штыри опорных изоляторов, кронштейны и осветительная арматура при установке их на деревянных опорах линий электропередачи, оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях, корпуса электроизмерительных приборов, реле, установленных на щитах, щитках, шкафах и на стенках камер распределительных устройств.

Сопротивление заземляющего устройства определяется исходя из величины предельно допустимых уровней напряжения прикосновения и тока:

-в установках выше 1000 В с изолированной нейтралью R=250/I, Ом 2/3

м, толщиной стенки не менее 4 мм;

-стальные трубы диаметром 50/60 мм, длиной 2/3 м, толщиной стенки не менее 3,5 мм;

-стальной прут диаметром не менее 10 мм, длиной 2/3 м;

-для заземляющих устройств одновременно используемых для электроустановок напряжением до и выше 1000 В с изолированной нейтралью: R=125/I, Ом (где I-ток замыкания на землю);

-в установках до 1000 В с изолированной нейтралью R=4 Ом;

-в установках выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью R<0,5 Ом с учетом естественных заземлителей;

-в установках до 1000 с глухозаземленной нейтралью - 2, 4, Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380, и 220 В.

Заземляющее устройство позволяет снизить до безопасного значения напряжение прикосновения человека, поскольку при повреждении изоляции человек оказывается включенным в электрическую цепь параллельно заземлителю, сопротивление которого значительно меньше сопротивления человека, что снижет величину тока, проходящего через человека.

Заземлителемназывается металлический проводник, непосредственно находящийся в соприкосновении с землей.

В качестве заземлителей в первую очередь используются естественные, то есть не требующие специального устройства - это проложенные в земле металлические трубы, за исключением трубопроводов с горючими жидкостями и газами, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, свинцовые оболочки кабелей.

Если нет возможности использовать естественные заземлители или их сопротивление не удовлетворяет требованиям безопасности, то применяют искусственные заземлители, углубляемые в землю, изготовленные, как правило, из низкоуглеродистой стали различного профиля,: а) вертикальные заземлители (электроды):

-угловая сталь размерами 50x50, 60x60, 75x75 мм, длиной 2/3 м, толщиной стенки не менее 4 мм;

б) горизонтальные заземлители (электроды):

-прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 и более метров;

-стальная полоса толщиной 4 мм, сечением не менее 48 мм²; Заземляющие электроды могут быть одиночными или групповыми, групповые электроды электрически соединенные общей полосой образуют заземляющий контур.

Общее заземляющее устройство может быть комбинированным и состоять из центрального и местного заземляющих устройств. Местное заземляющее устройство выполняется в виде отдельных электродов или группы параллельно соединенных заземлителей. Центральное заземляющее устройство, как правило выполняется в виде замкнутого контура на подстанции.

В соответствии с требованиями правил безопасности горные предприятия имеют общую для всех электроустановок сеть заземления, выполненную путем непрерывного электрического соединения заземляющих проводников заземляющих устройств, заземляющих жил гибких кабелей и металлических оболочек. Длина заземляющих проводников от передвижной электроустановки до центрального заземляющего устройства не должна превышать 2 км.

В качестве магистральных заземляющих проводников применяются:

-стальные однопроволочные провода D>6 мм;

-стальные многопроволочные провода S>35 мм²

-сталеалюминевые и алюминиевые провода S>35 мм^2;

Заземлители, заземляемые части электроустановок присоединяются к заземляющей сети посредством отдельного ответвления, что позволяет снижать суммарное сопротивление сети заземления. Запрещается последовательное соединение заземляемых элементов, так как при обрыве в цепи заземления одного элемента заземления лишатся остальные.

Расчет защитного заземления ТП.

1. В соответствии с ПУЭ устанавливаю допустимое сопротивление заземляющего устройства . Если заземляющее устройство является общим для установок на различное напряжение, то за расчетное принимаем наименьшее.

2. Определяю возможность использования естественных заземлителей. В случае использования естественных заземлителей, при их сопротивлении больше

допустимого уровня, определяется необходимое сопротивление заземляющего устройства, включенного параллельно, R_з, Ом

(9.1)

где R_u – сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

– сопротивление естественного заземлителя, Ом

Так как естественный заземлитель не используется, то принимаем

3. Определяю расчетные значения удельного сопротивления грунта
-для горизонтальных электродов , Ом

(9.2)

(Ом)

-для вертикальных электродов , Ом

(9.3)

(Ом)

где - средние удельные сопротивления грунтов, Ом м;

- повышающие коэффициенты, учитывающие изменение сопротивления грунта вследствие его высыхания и промерзания.

4. Определяю сопротивление растеканию одного вертикального электрода , Ом

(9.4)

где – сопротивление растеканию вертикального электрода, Ом;

– расчетное значение удельного сопротивления грунта, Ом;

– длина электрода, м;

– диаметр электрода (труба, штырь), м

Так как я принимаю электрод из угловой стали с шириной уголка , то в формулу вместо диаметра трубы подставляется эквивалентный диаметр уголка

, м, вычисленный по формуле

(9.5)

(м)

где – расстояние от поверхности земли до середины вертикального электрода, м, рассчитывается

(9.6)

где - глубина заложения верхнего конца электрода (0,5÷0,8), м

(м)

(Ом)

5. Определяю сопротивление растеканию горизонтальных электродов (полосы) , Ом, приваренной к верхним концам вертикальных электродов

(9.7)

где – сопротивление растеканию соединительной полосы. Ом;

– расчетное удельное сопротивление фунта, Ом м;

– длина соединительной полосы в контуре, равная периметру (длине контура), м;

– ширина полосы, м;

– глубина расположения соединительной полосы, м (0,5÷0,8);

– коэффициент использования соединительной полосы в контуре (0,33÷0,85)

=13,8 (Ом)

6. Далее определяю уточненное сопротивление растеканию вертикальных электродов , Ом

(9.8)

где – сопротивление растеканию горизонтальной полосы, Ом;

– сопротивление заземляющего устройства.

(Ом)

7. Определяю число вертикальных электродов N, шт

(9.10)

где – сопротивление растеканию вертикальных электродов, Ом;

– уточненное сопротивление растеканию вертикальных электродов, Ом;

– коэффициент использования вертикальных электродов, учитывающий увеличение сопротивления заземлителя, вследствие экранирования соседних электродов (0,62÷0,85)