Расчет зануления (пример)




Исходные данные:

Мощность потребителя P = 12 кВт

Количество потребителей n =6

Длина питающего кабеля от распределительного щита до потребителя (кабель Б) L =150 м (все кабели проложены в одном коробе)

Длина питающего кабеля от трансформатора до распределительного щита (кабель А) L тр=200 м (кабель проложен открыто в воздухе)

Материал провода – медь (r =0,018 Ом*мм2/м)

Трансформатор S =100 кВА

Коэффициент использования КИ =0,5

Категория автоматического выключателя – D

 

1. Определяем ток нагрузки

1.1. Рабочий ток одного потребителя

Iн = P/3*Uф* cosj *h = 23,77 А, (5.1)

где P - мощность, Вт

Uф - фазное напряжение 220 В

Iн – рабочий ток одного потребителя

cosj - 0,85 (для асинхронных двигателей)

h - КПД 0,9 (для асинхронных двигателей)

1.2. Рабочий ток группы потребителей (ток, протекающий по ка­белю от трансформатора к распределительному щиту)

IS=Iн*n*КИ =71,3 А, (5.2)

где Iн – рабочий ток одного потребителя;

n – количество потребителей;

КИ – коэффициент использования;

IS - рабочий ток группы потребителей

2. Определяем сечение провода.

В соответствии с требованиями ПУЭ на допустимый длительный ток для трехжильных проводов и кабелей, проложенных в воздухе (см. приложение 1, табл. П.2.) определяем сечение фазных жил кабеля А:

Сечение кабеля А: SА =16 мм2

В соответствии с требованиями ПУЭ на допустимый длительный ток для трехжильных проводов и кабелей, проложенных в коробе (см. приложение 1, табл. П.3., П.4.) определяем сечение фазных жил кабеля Б (провода могут быть проложены многослойно и пучками (см. примечание к табл. П.3., П.4., приложение 1):

Сечение фазной жилы кабеля Б: SБ =4 мм2

Сечение нулевых защитных (PE) проводников будет равно сечению фаз­ных жил, как для кабеля А, так и для кабеля Б (см. табл. 3.2)

 

3. Определяем номинальные токи автоматических выключателей

Выбираем из существующего ряда номиналов: 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40 (А)

Номинальный ток автоматического выключателя: 25 А

 

4. Расчет активного и индуктивного сопротивления проводников.

4.1. Расчет диаметра жил

По формуле 3.8 получим:

Для кабеля А: dА L=dА PE =4,5 мм

Для кабеля Б: dБ L=dБ PE =2,3 мм

4.2. Расчет расстояния между жилами

По формуле 3.9 получим:

Для кабеля А: DА = 7,9 мм

Для кабеля Б: DБ = 5,7 мм

4.3. Расчет активного сопротивления жилы

По формуле 3.5 для медного кабеля с учетом увеличения сопро­тивления при нагреве, получим:

Для кабеля А: rА L=rА PE =0,27 Ом

Для кабеля Б: rБ L=rБ PE =0,81 Ом

Так как сечение фазных и нулевых защитных проводников равны, то и их сопротивления, то же будут равны.

4.4. Расчет индуктивного сопротивления жилы

По формуле 3.6 рассчитаем внутреннее индуктивное сопротивле­ние кабеля, по формуле 3.10 – внутреннее индуктивное сопротив­ление кабеля, а суммарное индуктивное сопротивление по формуле 3.11:

Для кабеля А: XА =0,020 Ом

Для кабеля Б: XБ =0,022 Ом

4.5. Расчет полного сопротивления петли «фаза-нуль»

По формуле 3.4 получим:

zП =2,16 Ом.

5. Расчет тока короткого замыкания

По формуле 3.3 получим (z т – сопротивление обмоток трансформа­тора (определяется по мощности трансформатора и схеме соединения обмоток в данном случае z т =0,226 Ом (см. приложение 1, табл. П.1.))):

=98,4 А.

6. Определение времени отключения

Находим кратность тока короткого замыкания к номинальному току автоматического выключателя: Iк/Iном =4,14.

Время срабатывания автоматического выключателя типа «D » при такой кратности тока короткого замыкания к номинальному составит от 3 до 8 с (сработает только тепловой расцепитель) (см. приложение 2, рис П.3.). Время отключения, обеспечивающее безопасность человека, составляет 0,4 с (см. табл. 3.1). Можно сделать вывод о неэффективности, в данном случае, системы защитного зануления.

 

7. Расчет ожидаемого напряжения прикосновения.

Ожидаемое напряжение прикосновения – это напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек их не касается.

В случае зануленного корпуса в сети типа TN и отсутствия повтор­ного заземления НЗП ожидаемое напряжение прикосновения будет равно напряжению на зануленном корпусе, относительно земли. Это напряже­ние можно рассчитать по формуле 2.3

7.1. Расчет полного сопротивления участка нулевого защитного про­водника, обтекаемого током

=1,08 Ом.

7.2. Расчет ожидаемого напряжения прикосновения

=106,3 В

Время, в течение которого человек может находиться под воздейст­вием такого напряжения, составляет менее 0,5 с (см. приложе­ние 1, табл. П.5.). Отключение же поврежденной электроустановки про­изойдет за время от 3 до 8 с (см. п. 6).

Вывод: безопасность человека в рассматриваемой сети не обеспечена.

8. Расчет значения сопротивления повторного заземления нулевого за­щитного проводника

На основании формул 2.5 – 2.7

. (4.3)

Для Uпр.доп. = 50 В и r0 =4 Ом получим rп £ 3,55 Ом

Одной из возможных мер, позволяющих обеспечить безопасность человека, является повторное заземление нулевого защитного провод­ника.

 

Задание Для проведения Расчёта

 

Электрическая сеть (см. рис 6.1.), состоящая из силового трансформа­тора (Тр-р), распределительного щита (РЩ) и 10 потребителей (№1-№10). Длина ка­беля от трансформатора до распределительного щита – Lт (см. табл. 6.1.) (кабель проложен открыто в воздухе), длина кабеля от распределительного щита до первого потребителя (см. табл. 6.1.) – L, до второго – 0,9L, и т.д. Кабели от распределительного щита до потребителей проложены совместно в одном коробе. Известно так же, что потребители представляют со­бой асинхронные электродвигатели одинаковые по мощности. Заданы сле­дующие характеристики двигате­лей: мощность (см. табл. 6.1.) (P), КПД h=0,9, cosj = 0,85. Кроме того за­дана мощность силового трансформатора (Sтр) и ко­эффициент использования. Защита потребителей выполнена автоматическими выключа­телями типа «D».

Для своего варианта задания:

1. Выбрать сечение кабелей, исходя из рабочих токов;

2. Оценить эффективность системы зануления для потребителей 1-10;

3. Рассчитать ожидаемое напряжение прикосновения для потребите­лей 1-10;

Если система зануления не обеспечивает безопасность человека при кос­венном прикосновении, то:

1. Рассчитать значение сопротивления повторного заземления нуле­вого за­щитного проводника, обеспечивающего значение напряже­ния при­косновения ниже допустимого;

2. Предложить меры для рассмат­риваемой сети, обеспечивающие безо­пасность человека при косвенном прикосновении.

рис. 6.1. Схема электрической сети

Таблица 6.1.

Варианты задания

№ п/п P, Вт L,м Lт, м Sтр, кВА коэффициент использования
          0,7
          0,7
          0,7
          0,7
          0,7
          0,8
          0,8
          0,8
          0,8
          0,8
          0,8
          0,6
№ п/п P, Вт L,м Lт, м Sтр, кВА коэффициент использования
          0,6
          0,6
          0,6
          0,6
          0,7
          0,7
          0,7
          0,7
          0,7
          0,7
          0,7
          0,9
          0,9
          0,9
          0,9
          0,9
           
           

 

 


Приложение 1

 

Таблица П.1.

Приближенные значения расчетных полных сопротивлений (Zт) обмоток масляных трехфазных трансформаторов с обмотками низшего напряже­ния 400/230 В, Ом

Мощность трансформатора, Номинальное напря­жение обмоток выс­шего напряжения, Zт при схеме соединения об­моток
кВ*А кВ Y/Yн r/Yн
  10(6) 3,110 0.906
  10(6) 1,949 0,562
  10(6) 1,237 0,360
  35(20) 1,136 0,407
  10(6) 0,799 0,226
  35(20) 0,764 0,327
  10(6) 0,487 0,141
  35(20) 0,478 0,203
  10(6) 0,312 0,090
  35(20) 0,305 0,130
  10(6) 0,195 0,056
  35(20) 0,191 -
  10(6) 0,129 0,042
  35(20) 0,121 -
  10(6) 0,081 0,027
  35(20) 0,077 0,032
  10(6) 0,054 0,017
  35(20) 0,051 0,020

Таблица П.2.

Длительно допустимые токи для трехжильных проводов и кабелей,

про­ложенных открыто

Сечение проводя­щей Ток, А
жилы, мм2 алюминиевая жила медная жила
1,5 -  
2,5    
     
     
     
     
     
     
     
     

 

Таблица П.3.

Длительно допустимые токи для многожильных проводов и кабелей с алюминиевой жилой, про­ложенных в коробе

Сечение Ток, А
проводя­щей Количество кабелей, проложенных в коробе
жилы, Многослойно и пучками1 Однослойно2
мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4  
1,5 - - - - - - - -
2,5                
                 
                 
Таблица П.3. (продолжение)
Сечение Ток, А
проводя­щей Количество кабелей проложенных в коробе
жилы, Многослойно и пучками1 Однослойно2
мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4  
                 
                 
                 
                 
                 
                 

 

 

Таблица П.4.

Длительно допустимые токи для многожильных проводов и кабелей с медной жилой, про­ложенных в коробе

Сечение Ток, А
проводя­щей Количество кабелей проложенных в коробе
жилы, Многослойно и пучками Однослойно
мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4  
1,5                
2,5                
                 
                 
                 
                 
                 
                 
Таблица П.4. (продолжение)
Сечение Ток, А
проводя­щей Количество кабелей проложенных в коробе
жилы, Многослойно и пучками Однослойно
мм2 До 4 5-6 7-9 10-11 12-14 15-18 2-4  
                 
                 
                   

Примечание: 1. Допустимо прокладывать провода и кабели в коробе многослойно и пучками только для питания отдельных электроприемников с коэффициентом использования до 0,7.

2. Для питания групп электроприемников и отдельных приемников с коэффициентом использования более 0,7 следует применять однослойную прокладку кабелей и проводов в коробе.

 

Таблица П.5.

Допустимые значения напряжения прикосновения и токов, проходящих через тело человека

  Время воздействия, с
0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9   свыше 1
U, В                        
I, мА                        

 


Приложение 2.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: