ЭСН и ЭО участка механосборочного цеха

По типу проводника, числу  фаз и условию выбора формируется  окончательно марка аппарата защиты.

1. Составляется расчетная схема ЭСН до электроприемника, подключенного к ШМА1. Этот электроприемник–наждачный станок, Р_Н –3,6кВт; cos – 0,5; η – 0,9; 3 – фазный ДР.

На схему наносятся  известные данные.

Примечание. При составлении расчетной схемы длину шин НН трансформатора не принимать во внимание, а длину ШМА учитывать (от точки подключения питания к ШМА до точки подключения электроприемника).

2. Рассчитываются и выбираются А3 типа ВА (наиболее современные).

• Линии ШМА1 – ШНН, 1SF, линии без ЭД:

I_Т = S_T/√3U_H;

I_Т=400/1,73*0,4=578 А

I_Н.А>I_Н.Р;

I_Н.Р>I_T.

По (5, с. 40) выбирается ВА 55-39-3:

U_H.A = 380B;

I_H.A = 630A;

I_H.P = 630A;

I_У(n) =787,5;

I_У(КЗ) = 4410;

I_ОТКЛ.= 25 кА.

Линия ШНН – ШРА, 1SF, линия с группой ЭД:

I_М = 547,04А;

I_Н.А>I_Н.Р;

I_Н.Р>1,1I_M = 1,1*547,04= 601,74 A.

По (5, с. 39) выбирается ВА 55 – 39:

U_H.A = 380B;

I_H.A = 630A;

I_H.P = 630A;

I_У(n) =787,5;

I_У(КЗ) = 4410;

I_ОТКЛ.= 25 кА.

К_О>I_O/I_H.P = 2415,62 /630 =3,8.

Принимается К_О = 5.

I_O>1,2I_ПИК = 1,2*2013,02= 2415,62 А.

Т.к. на ШМА5 количество ЭД более 5, а наибольшим по мощности является продольно-фрезерный станок, то:

I_Н.Б = Р_Н/√3U_Hcos*η = 68/1,73*0,38*0,5*0,9 = 230,5A;

I_ПИК = I_П.НБ+I_М–I_Н.БК_И = 1498,25+547,04–230,5*0,14 = 2013,02 А;

I_Н.БК_И = 230,5*0,14 = 32,27 А.

Выберем автоматы для электродвигателей.

Наждачный станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´12,2=15,25 А.

по [7, с39,40] выбираем ВА 51-25, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 25 А;

I_н.р = 16 А;

I_у(п) =20;

I_у(кз) =112;

 

I_откл = 3,8 кА.

Карусельно-фрезерный  станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´84,74=105,9 А.

по [7, с39,40] выбираем ВА 51-33, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 160 А;

I_н.р = 125 А;

I_у(п) =156,25;

I_у(кз) =875;

I_откл = 12,5 кА.

Вертикально-протяжной  станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´101,69=127,11 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51-33, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 160 А;

I_н.р = 160 А;

I_у(п) =200;

I_у(кз) =1120;

I_откл = 12,5 кА.

Токарный полуавтомат:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´122,03=152,53 А.

по [5, с39] выбираем ВА 51-33, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 160 А;

I_н.р = 160 А;

I_у(п) =200;

I_у(кз) =1120;

I_откл = 12,5 кА.

Продольно-фрезерный станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´230,5=288,12 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51-37, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 400 А;

I_н.р =320 А;

I_у(п) = 400;

I_у(кз) = 2240;

I_откл = 25 кА.

Горизонтально-расточный  станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´86,77=108,46 А.

по [7, с39,40] выбираем ВА 51Г-33, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 160 А;

I_н.р = 125 А;

I_у(п) = 156,25;

I_у(кз) =1120;

I_откл = 12,5 кА.

Вертикально-сверлильный  станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´37,28=46,6 А.

по [7, с39,40] выбираем ВА 51Г-31, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 100 А;

I_н.р = 50 А;

I_у(п) =62,5;

I_у(кз) =350;

I_откл = 5 кА.

Агрегатный горизонтально-сверлильный  станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´74,57=93,21 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51Г-31, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 100 А;

I_н.р = 100 А;

I_у(п) = 120;

I_у(кз) =100;

I_откл = 7 кА.

Агрегатный вертикально-сверлильный  станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´61,01=76,26 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51Г-31, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 100 А;

I_н.р = 80 А;

I_у(п) = 100;

I_у(кз) =560;

I_откл = 5 кА.

Шлифовально-обдирочный станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´23,43=29,28 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51Г-31, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 100 А;

I_н.р = 31,5 А;

I_у(п) =39,37;

I_у(кз) =220,5

I_откл = 5 кА.

Круглошлифовальный станок:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´18,22=22,77 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51-25, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 25 А;

I_н.р = 25 А;

I_у(п) = 31,25;

I_у(кз) =175

I_откл = 3,8 кА.

Клепальная машина:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´32,29=40,36 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51Г-31, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 100 А;

I_н.р = 50 А;

I_у(п) = 62,5;

I_у(кз) =350;

I_откл = 6 кА.

Вентиляторы:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´21,14=26,4 А.

по [5, с39,40] выбираем ВА 51Г-31, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 100 А;

I_н.р = 31,5 А;

I_у(п) = 39,37;

I_у(кз) =220,5;

I_откл = 5 кА.

Закалочная установка:

 

I_н.а³I_н.р;

I_н.р.³1,25I_д =1,25´88,96=111,2 А.

по [7, с39,40] выбираем ВА 51-33, с данными:

U_н.а = 380 В;

I_н.а = 160 А;

I_н.р = 125 А;

I_у(п) = 156,25;

I_у(кз) =875;

I_откл = 12,5 кА.

Таблица 7 – Сводная ведомость ЭСН электроприемников

Эдектроприёмники						Аппараты защиты				Линия ЭСН
№ п/п	Наименование	n	PН, кВт	IН, А	Тип	IН.А, А	IН, А	KУ(n)	KУ(КЗ)		Марка	IДОП, А	L, М
1..3	Наждачный станок	3	3,6	15,2	ВА51-25	25	16	1,35	7		АВВГ-3x2,5	19	6,5
4..6	Карусельно-фрезерные станки	3	25	105,9	ВА51-33	160	160	1,25	10		АВВГ -3x50	110	6,5
9…11	Токарные полуавтоматы	3	36	152,5	ВА51-33	160	160	1,25	10		АВВГ-3x95	170	6,5
12…14	Продольно-фрезерные станки	3	68	288,1	ВА51-37	400	320		10		АВВГ-2x(3x70)	140	6,5
26,27	Круглошлифолвальные станки	2	7	22,7	ВА51-25	25	25	1,35	7		АВВГ-3x4	27	6,5
16,17	Вертикально-сверлильные  станки	2	11	46,6	ВА51Г-31	100	50	1,35	7		АВВГ-3x16	60	6,5
24,25	Вентиляторы	2	10	26,4	ВА51Г-31	100	31,5	1,35	7		АВВГ-3x4	27	14,5
20,21	Агрегатные вертикально-сверлильные  станки	2	18	76,26	ВА51Г-31	100	80	1,35	7		АВВГ-3x35	90	6,5
18,19	Агрегатные горизонтально-сверлильные  станки	2	22	93,2	ВА51Г-31	100	100	1,35	7		АВВГ-3x50	110	6,5
28	Закалочная установка	1	50	111,2	ВА51Г-31	160	125	1,35	7		АВВГ-3x70	140	7
15,23	Горизонтально-расточные  станки	2	25,6	108,4	ВА51Г-33	160	125	1,25	10		АВВГ-3x50	110	6,5
30,31	Клепальная машина	2	12,4	40,3	ВА51Г-31	100	50	1,35	7		АВВГ-3x10	42	6,5
7,8	Вертикально-протяжные станки	2	30	127,1	ВА51-35	160	160		12		АВВГ-3x70	140	6,5
22,29	Шлифовально-обдирочные станки	2	9	29,2	ВА51Г-31	100	31,5	1,35	7		АВВГ-3x6	32	7,5

 

 

2.4 Расчетов токов К.З

Методика расчета

Рассчитать токи короткого  замыкания (КЗ) – это значит:

- по расчетной схеме  составить схему замещения, выбрать  точки КЗ;

- рассчитать сопротивления;

- определить в каждой  выбранной точке 3 – фазные; 2 –  фазные и 1 – фазные токи  КЗ, заполнить «Сводную ведомость токов КЗ».

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в    которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные  связи – электрическими. Токи КЗ выбираются на ступенях распределения  и на конечном электроприемнике.

Токи КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов  КЗ используются следующие соотношения:

а) 3 – фазного, кА:

I_K⁽³⁾ = U_K/√3Z_K,

где U_K – линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_K – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) 2 – фазного, кА:

I_K⁽²⁾ = √3/2I_K⁽³⁾ = 0,87I_K⁽³⁾;

в) 1 – фазного, кА:

I_K⁽¹⁾ = U_KФ/Z_П+Z_T⁽¹⁾/3,

где U_KФ – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_П – полное сопротивление петли «фаза – нуль» до точки КЗ, Ом;

Z_T⁽¹⁾ – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

г) ударного, кА:

i_У = √2К_УI_K⁽³⁾,

 

где К_У – ударный коэффициент, определяется по графику (рис. 1.9.1),

К_У = F(R_K/X_K).

Примечание. График может быть построен при обратном соотношении, т.е.

К_У = F(X_K/R_K);

д) действующего значения ударного тока, кА:

I_У = qI_K⁽³⁾,

где q – коэффициент действующего значения ударного тока,

q = √1+2(К_У – 1)².

• Сопротивление схем замещения определяются следующим образом.

1. Для силовых трансформаторов  по таблице 1.9.1 или расчетным  путем из соотношений:

R_T = P_K(U_HH/S_T)²*10⁶;

Z_T = u_K(U²_HH/S_T)*10⁴;

X_T= ,

где P_K – потери мощности КЗ, кВт;

u_K – напряжение КЗ, %;

U_HH – линейное напряжение обмотки НН, кВ;

S_T – полная мощность трансформатора, кВ*А.

2. Для токовых трансформаторов  по таблице 1.9.2.

3. Для коммутационных  и защитных аппаратов по таблице  1.9.3. Сопротивление зависят от I_Н.А аппарата.

Примечание. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.

4. Для ступеней распределения  по таблице 1.9.4.

5. Для линий ЭСН кабельных,  воздушных и шинопроводов из соотношений

R_Д = r₀L_Л; X_Д = x₀L_Л,

где r₀ и x₀ – удельное активное и индуктивное сопротивление, мОм/м;

L_Л – протяженность линии, м.

Удельное сопротивление  для расчета 3 – фазных и 2 – фазных токов КЗ определяются по таблицам 1.9.5 – 1.9.7.

При отсутствии данных r₀ можно определить расчетным путем:

r₀ = 10³/γS,

где S – сечение проводов, мм²;

γ – удельная проводимость материала, м/(Ом *мм²).

Принимается:γ = 30 м/(Ом*мм²) – для алюминия,

γ = 50 м/(Ом*мм²) – для меди,

γ = 10 м/(Ом*мм²) – для стали.

При отсутствии данных x₀ можно принять равным:

x_0ВЛ – 0,4 мОм/м – для воздушных линии,

x_0КЛ – 0,06 мОм/м – для кабельных линий,

x_0ПР – 0,09 мОм/м – для проводов,

x_0Ш – 0,15 мОм/м – для шинопроводов.

При расчете 1 – фазных токов  КЗ значение удельных индуктивных сопротивлений петли «фаза – нуль» принимается равным:

x_0П = 0,15 мОм/м – для КЛ до 1 кВ и проводов в трубах,

x_0П – 0,6 мОм/м – для ВЛ до 1 кВ,

x_0П – 0,4 мОм/м – для изолированных открыто проложенных проводов,

x_0П – 0,2 мОм/м – для шинопроводов.

Удельное сопротивление  петли «фаза – нуль» определяется для любых линий по формуле:

r_0П = 2r₀.

1. Составляется схема  замещения и номеруются точки  КЗ в соответствии с расчетной  схемой.

2. Вычисляются сопротивления  элементов и наносится на схему  замещения.

Для системы:

I_C = S_T/√3U_C = 400/1,73*10 = 23,12 А;

x₀ = 0,4 Ом/км;

X^/₀ = x₀L_C = 0,4*3 = 1,2 Ом;

γ = 30 м/(Ом*мм²);

r₀ = 10³/γS = 10³/30*10 = 3,33Ом/км;

R^/_C = r₀L_C = 3,33*3 = 10 Ом.

Сопротивление приводит к  НН:

R_C = R^/_C(U_HH/U_ВН)² = 10(0,4/10)²*10³ = 16 мОм;

X_C = X^/₀(0,4/10)²*10³ = 1,9 мОм.

Для трансформатора по таблице 1.9.1:

R_T = 5,5мОм,X_T = 17,1мОм,Z_T = 18 мОм.

Для автоматов по таблице 1.9.3:

1SFR_1SF= 0,15мОм, X_1SF = 0,17 мОм, R_П1SF =0,4 мОм;

SF1  R_SF1 = 11,12мОм, X_SF1 =0,13 мОм;R_ПSF1 = 0,25мОм;

SFR_SF= 0,08мОм, X_SF = 0,08 мОм; R_ПSF = 0,1мОм.

Для кабельных линий по таблице 1.9.5:

КЛ1r₀ = 0,44мОм/м, x₀ = 0,612 мОм/м;

Так как в схеме 2 параллельных кабеля,то:

r0=1/2r0=1/2*0,44=0,22

R_КЛ1 = r₀L_КЛ1 = 0,22*4 = 0,88 мОм;

X_КЛ1 = x₀L_КЛ1= 0,612 *4 = 2,448 мОм.

КЛ2r₀ = 0,208мОм/м, x₀ = 0,07 мОм/м;