Расчет отключающей способности зануления фрезерного станка

Производим проверочный расчет отключающей способности зануления фрезерного станка 6Р12; схема сети зануления представлена на рисунке 2.1. Линия 380 В/220 В с медными проводами 3×25 мм² питается от трансформатора 400 кВт·А. Нулевой защитный проводник—стальная полоса 30×5 мм². Двигатель станка имеет мощность N_дв=7,5 кВт, защищен предохранителем. Расстояние от станка до трансформатора—200 м.

Рисунок 2.1- Схема сети подключения станка 6Р12

Сила тока определяется по формуле [5]:

, А (2.7)

где N – мощность электродвигателя, Вт;

U – напряжение, В;

Cosφ – коэффициент мощности.

Принимаем cosφ=0,8 [5]

24,67 А

Пусковой ток равен [5]:

I_пуск=1,5I_р, А (2.8)

I_пуск=1,5·24,67=37 А

Принимаем предохранитель I_ном=40 А

Условия срабатывания защиты [5]:

I_к>К·I_ном, А (2.9)

где I_к – ток однофазного короткого замыкания, А;

К – коэффициент кратности тока;

I_ном- номинальный ток плавкой вставки предохранителя.

К=3 [5]

I_к=3·40=120 А

Действительное значение тока однофазного короткого замыкания определяется по формуле [5]:

I_к⁼ , А (2.10)

где U_ф – фазное напряжение,В;

Z_m – полное сопротивление трансформатора, Ом;

R_ф –активное сопротивление фазного проводника, Ом;

R_нз – активное сопротивление защитного нулевого проводника, Ом;

Х_ф – индуктивное внутреннее сопротивление фазного проводника, Ом;

Х_нз – индуктивное внутреннее сопротивление защитного проводника, Ом;

Х_n – внешнее индуктивное сопротивление петли фаза – нуль, Ом.

При использовании в качестве фазного проводника медного провода

Х_ф=0 [5].

Активное сопротивление фазного проводника определяется по формуле [5]:

R_ф= , Ом (2.11)

где ρ – удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м³;

l – длина проводника, м;

S – площадь сечения проводника, мм²

ρ=0,018 Ом·мм²/м³ [5]

R_ф= 0,144 Ом

Величина сопротивления нулевого защитного проводника зависит от плотности ожидаемого тока короткого замыкания [5].

Плотность ожидаемого тока I_к определяется по формуле [5]:

, А/мм² (2.12)

где I_k – ожидаемый ток короткого замыкания, А;

S – площадь сечения нулевого защитного проводника, мм².

0,8 А/мм²

Активное сопротивление защитного нулевого проводника при использовании полосы определяется по формуле [5]:

R_нз=r_w·l, Ом (2.13)

где r_w – удельное активное сопротивление нулевого защитного проводника при данной плотности тока короткого замыкания, Ом/км

l – длина проводника, км.

При δ=0,8 А/мм²—r_w=2,56 Ом/км [5]

R_нз=2,56·0,2=0,512 Ом

Внутреннее индуктивное сопротивление защитного нулевого проводника равно [5]:

Х_нз=х_w·l, Ом (2.14)

где х_w – удельное внутреннее индуктивное сопротивление нулевого защитного проводника при данной плотности тока короткого замыкания, Ом/км;

l – длина проводника, км.

При плотности δ=0,8 А/мм²—х_w=1,54 Ом/км [5]

Х_нз=1,54·0,2=0,308 Ом

Внешнее индуктивное сопротивление петли фаза – нуль определяется по формуле [5]:

Х_n=х_n·l, Ом (2.15)

где х_n – удельное внешнее индуктивное сопротивление, Ом/км.

х_n=0,6 Ом/км [5]

Х_n=0,6·0,2=0,12 Ом

Полное сопротивление трансформатора при данном соединении обмоток Z_m=0,056 Ом [5]

Тогда I_к= 274 А

274 А>120 А

Поскольку действительное значение тока однофазного короткого замыкания значительно превышает наименьшее допустимое значение тока по условию срабатывания защиты, нулевой защитный проводник выбран правильно; отключающая способность системы зануления обеспечена.