Пример решения практической работы № 3

Выбрать и рассчитать автоматические выключатели, уставки расцепителей, марки и сечения изолированных проводов и кабелей для монтажа внутренней электрической сети напряжением 380/220В, прокладываемой в производственном помещении СПК, с температурой воздуха +25 градусов по Цельсию.

Осветительная проводка линий Л1 и Л2 выполнена открыто на тросу кабелем АВВГ. Проводка к электродвигателям выполнена проводом АПВ, проложенным в пластмассовых трубах. Магистральные линии РЩ1-РЩ2 и РЩ1-РЩ3 выполнены проводом АПВ в стальных трубах. Производственные помещения запитаны от ТП кабелем с бумажной изоляцией. Температура в мастерской +25 градусов по Цельсию. Все потребители работают одновременно. Сечение проводов и кабелей выбрать исходя из условий избирательности работы защиты.

М1 – марка 4А112МА6Y3, ном. мощность равна 3 кВт, КПД=81%, cos=0,76, к_I=6;

М2 – марка 4А180М4Y3, ном. мощность равна 30 кВт, КПД=90,5%, cos=0,9, к_I=7;

М3 – марка 4А180М8Y3, ном. мощность равна 15 кВт, КПД=87%, cos=0,82, к_I=7,5;

Р_Л1=10 кВт, Р_Л2=14 кВт.

Рисунок 9 – Схема электроснабжения

Решение

1. Определяем номинальный ток электродвигателей:(паспортные данные взяты из таблицы 5,6)

2. Определяем пусковые токи:

3. Определяем рабочие токи двигателей:

4. Определяем токи в линиях осветительной сети:

5. Определяем токи тепловых и электромагнитных расцепителей автоматических выключателей для защиты электродвигателей:

где к – коэффициент надежности равный 1,1…1,3

Выбор автоматических выключателей производим по таблице 13.

6. Выбираем сечение проводов АПВ для электродвигателей:

- для М1

Сечение провода АПВ взята из таблицы 8.

-для М2

-для М3

Выбираем защитные аппараты для осветительной сети:

Сечение кабеля выбиралось из таблицы 9. Автомат ВА51-25 с током автомата равным 25 А кабель АВВГ (3х4) на тросах

Участок РЩ1-РЩ2:

выбираем I_Н.Т. по таблице 13 ВА51-29.

I_Н.Т. = 100А

Участок РЩ1-РЩ3:

Расчет участка ТП-РЩ1 производится из условия селективности.

Выбираем сечение кабеля с бумажной изоляцией

I_ДОП = 135А F=35мм²

Сечение кабеля ААШВ выбиралось из таблицы 10.

Результаты расчетов сносим на схему электроснабжения (рисунок 10)

Рисунок 10 – Схема электроснабжения с результатами расчета

Пример решения практической работы № 4

Рисунок 11 – Схема электрической сети

Определить сечение алюминиевых проводов воздушной линии трёхфазного тока напряжением 6кВ, если допустимая потеря напряжения составляет 5%, а среднее геометрическое расстояние между проводами Д_ср=1000мм. На рисунке расстояния указаны в км, а мощности в киловаттах и киловарах.

Расчёт провести для двух случаев: при постоянном сечении проводов вдоль всей линии и при различных сечениях на участках, но минимальных затратах металла.

1. Определим допустимую потерю напряжения:

∆U_доп=

2. Задаемся х_о= 0,35 Ом/ км(таблица-1) и определяем потери напряжения в реактивных сопротивлениях по формуле :

3.Допустимые потери напряжения в активных сопротивлениях:

∆Ua _A-3=300-88=212B

4. Определяем сечение, одинаковое вдоль линии:

F=

Выбираем провод А50.

5. Выполним расчёт по минимуму расхода металла, распределяя активные потери напряжения согласно формуле:

=212·и

6. Определяем сечение проводов на участках по формуле:

F_A-1=кв. Выбираем провод А 70

F_1-2=мм кв. Выбираем провод А 50

F_2-3=мм кв. Выбираем провод А 25

7.Определяем потери напряжения на участках:

=

+≤300 В

8.Определяем сечение по допустимому току нагрева

≤105 F=16

Выбор допустимого длительного тока:

для проводов ВЛ таблица-1

для проводов ВЛИ таблица-3

для кабеля с бумажной изоляцией таблица-10

9.Сравним варианты по затратам металла, для чего по приложению 1[1] определим массу 1 км проводов: масса 1 км провода А25-68 кг, провода А35- 94 кг, проводов А50- 135 кг и А70- 189 кг.

Затраты металла при постоянном сечении (провод А50):

G₁=3lm=3·6·135=2430 кг

Затраты металла при различных сечениях участков:

G₂=3·2·189+3·2·135+3·2·68=2352 кг

Экономия металла:

∆G= G₁-G₂=2430-2352=78 кг или 3,2 %.

Пример решения данной задачи через ток:

Тема: Расчёт магистралей трёхфазного тока по допустимой потере напряжения

Цель: Рассчитать сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения

Таблица 1: Исходные данные

№ варианта

№ схемы

Номинальное напряжение

Вид линии

Марка провода

Нагрузки кВт

Коэффициент мощности

Длина участка Км

Р1

Р2

Р3

Cosφ1

Cosφ2

Cosφ3

L1

L2

L3

14

2

35

ВЛ

АС

1500

570

450

0,9

0,8

0,75

10

4

3

1. Переводим допустимые потери напряжения из % в вольты:

2. Задаёмся значением индуктивности составляющей сопротивления:

Х₀= 0,4 Ом/км

1. Определяем номинальные токи:

2. Определяем :

=0,44

=0,6

=0,66

3. Определяем сумму токов на участках

I_a-1=I₁+I₂ + I₃= 27,5 + 11,8+ 9,9 =49,2А

I_1-2=I₂+I₃ = 11,8+9,9= 21,7А

I_2-3=I₃=9,9А

=0,63

3. Определяем реактивные потери напряжения участках:

4. Определяем суммарные потери напряжения реактивных составляющих напряжения Σ△U_р :

5. Определяем суммарное падение активной составляющей напряжения ΣU_а:

ΣU_а=2100-288,8=1811,2 В

6. Определяем моменты токов:

Суммарный момент:

=492+86.8+29,7=608.5 А

7. 

8. Определяем сечение проводов для участков:

   1. 

Принимаем АС 16

X₀=0,4 Ом/км

R₀=1,84 Ом/км

2. 

Принимаем АС 16

X₀=0,4 Ом/км

R₀=1,84 Ом/км

3. 

Принимаем АС 16

X₀=0,4 Ом/км

R₀=1,84 Ом/км

9. Проверяем выбранное сечение на допустимым потерям напряжения:

10. Σ△U≤△U_доп

1843.24 В≤2100 В

11. Проводим проверку по допустимому току:

А16 I_доп=105 А 105>49,2

А16 I_доп=105А 105>21,7

А16 I_доп=105 А 105>9,9

В данном примере мы видим, что по допустимому току подходит сечение 16 , но в линии напряжением 35кВ оно не подойдет по механической прочности. На практике такую линию выполняют сечением 25