Расчет элементов схемы

Проводники электрических сетей от проходящего по ним тока согласно закону Джоуля - Ленца нагреваются. Количество выделяемой тепловой энергии Q пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания тока: Q = 0,24 I²R_t. Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между теплом, выделяемым в проводнике с током, и отдачей в окружающую среду.

Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельно допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала проводника в различных режимах.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву. Значения максимальных допустимых токов определены из условия допустимого теплового износа материала изоляции проводников различных марок и сечений, температуры окружающей среды и способа прокладки, безопасности обслуживания электрической сети, обеспечения надежности (срока службы) и экономичности.

При расчете сети по нагреву сначала выбирают марку проводника в зависимости от характеристики среды помещения, его конфигурации и способа прокладки сети. Затем переходят к выбору сечения проводников по условию допустимых длительных токов по нагреву.

Допустимая температура нагрева проводников имеет важное значение для безопасной эксплуатации сети, так как перегрев проводов токов может привести к выходу проводника из строя, а в некоторых случаях может возникнуть пожар и даже взрыв (во взрывоопасной среде). Для выбора сечения проводника по условиям нагрева токами нагрузки сравниваются расчетный максимальный Iр и допустимый Iд токи проводника принятой марки и условием его прокладки. При этом должно соблюдаться соотношение Iд >Iр . Значение допустимых длительных токовых нагрузок составлены для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25°С, земли +15°С и при условии, что в траншее уложен только один кабель. Если условия прокладки проводников отличаются от нормальных, то допустимый ток нагрузки, А, определяется с поправкой на температуру (К_п1) и количество прокладываемых кабелей в одной траншее (К_п2)

Расчетный ток, А, нагрузки для одного двигателя определяется следующим образом:

,

 где соs φ - коэффициент мощности двигателя; соs φ = 0,87

Р_ДВ - мощность электродвигателя; Р_ДВ = 11 кВт.

η - КПД механизма передвижения; η=87,5%

V_Н - линейное напряжение, В; V_Н = 380 В

Выбираем кабель с медной гибкой жилой, с резиновой изоляцией, обработанной защитными свойствами, четырехжильный с сечением 4 мм² , с Iдоп = 60 А.

Iд = К_п1К_п2Iд, где К_п1 —поправочный температурный коэффициент (при t ° = +15°С); К_п1 = 1,15

К_п2 - поправочный коэффициент, зависящий от количества параллельно прокладываемых кабелей и от расстояний между ними (при нормируемой температуры жилы t ° = +55°С);

Iд = 30*1,15*1,0=34,5А

Iд >Iр 34,5> 23, условие выполняется, кабель выбран верно.

В эксплуатации электрической сети возможны нарушения нормального режима ее работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому электрические сети должны быть надежно защищены от аномальных (аварийных) режимов.

Токи КЗ могут достигать значении, в десятки раз превышающие номинальные токи присоединения ЭП и допустимые токи проводников Iд. Для предотвращения чрезмерного нагрева проводников и электрооборудования каждый участок сети должен быть снабжен защитным аппаратом, отключающим поврежденный элемент сети с наибольшим временим действия. Защита электрических сетей от токов КЗ должна быть предусмотрена во всех случаях.

Другим распространенным видом анормального режима электроустановок является перегрузка, сопровождающиеся прохождением по проводникам, обмоткам электродвигателей, вызывающих их нагревание сверх допустимого значения.

Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений открыто проложенными незащищенными проводниками с горючей изоляцией; силовые сети, когда по условиям технологического процесса или режима их работы могут возникнуть длительные перегрузки; сети взрывоопасных помещениях.

Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяют плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей.

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований:

1) Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи. Номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей нужно выбирать по возможности

Для многодвигательного электропривода номинальный ток, А, применяется с учетом соs φ и η наиболее мощного ЭП такого привода.

Где ∑Р_ном - сумма номинальных мощностей ЭП многодвигательного привода, кВт

Максимальный кратковременный ток электрической сети продолжительностью в несколько секунд называют пиковым током I_пик

I_пик = I_пуск + ∑I_ном

I_пуск = λ*I_ном

I_пуск = 3*23=69А

I_ном1 - номинальный ток первого двигателя.

∑I_ном =22,5+2,2+2,2+0,3+4,4=31,6А

Выбираем автоматический выключатель ВА – 51 – 31 – 3, , , токовой отсечкой , тепловым расцепителем .

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ