151215 (Электроснабжение цеха промышленного предприятия), страница 4

Принимаем к монтажу шинопровод ШРА4-250-32-1УЗ (I_ном=250 А) – распределительный шинопровод, состоящий из 4 шин сечением 32 мм², I_ном=250 А, допускают применение в пожароопасных зонах класса П-1, для умеренного климата, для внутренней установки..

Для данного РП выбираем трехполюсный автоматический выключатель типа ВА 52-35-3 (I_ном=250 А) с комбинированными расцепителями с повышенной коммутационной способностью.

Выбор кабелей и магнитных пускателей

Магнитные пускатели это трехполюсный контактор переменного тока, в котором дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы главной цепи двигателя. Магнитные пускатели предназначены для управления (пуска, остановки, реверса) трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, а также для защиты их от перегрузки. В отдельных случаях магнитные пускатели используются для включения и отключения некоторых электроустановок, требующих дистанционного управления. Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется тепловым реле РТ.

Объясняется это тем, что тепловое реле имеет большую тепловую инерцию. При коротком замыкании ток может повредить цепи раньше, чем сработает тепловое реле. Кроме того, контакты магнитных пускателей не рассчитаны на отключение токов короткого замыкания. Поэтому в случае применения магнитных пускателей (с тепловым реле для защиты от перегрузок) для защиты от токов короткого замыкания, необходимо устанавливать последовательно с тепловым реле автоматы с электромагнитными расцепитлями.

Магнитный пускатель отключает двигатель от сети при исчезновении напряжения или его понижении.

Согласно норм ПУЭ автоматические выключатели устанавливаются только на РП отделений, для защиты от больших токов КЗ. На каждом распределительном щите устанавливается по одному магнитному пускателю на каждое ответвление к электроприемнику.

Выбор сечения жил кабелей и магнитных пускателей производится по расчетному полному току исходя из выражения:

где - расчетный ток электроустановки; - номинальная мощность электроустановки.

Для примера рассчитаем ток, и выберем кабель и магнитный пускатель для некоторых потребителей каждого отделения.

Сварочное отделение

Рассчитаем ток, и выберем кабель и магнитный пускатель для сварочного аппарата:

.

Выбираем кабель АВВГ 3х70+1х25

Магнитный пускатель ПМ-12-250-100 (I_ном=100 А) – пускатель электромагнитный со степенью защиты IP00, нереверсивный с тепловым реле.

Гальванического участка и вентиляторной.

Рассчитаем ток, и выберем кабель и магнитный пускатель для вентилятора:

.

Выбираем кабель АВВГ 3х25+1х6

Магнитный пускатель ПАЕ-512 (I_ном=90 А) – пускатель электромагнитный со степенью защиты IP00, нереверсивный с тепловым реле.

Станочное отделение

Рассчитаем ток, и выберем кабель и магнитный пускатель для агрегатно-расточного станка:

.

Выбираем кабель АВВГ 3х10+1х6

Магнитный пускатель ПА-412 (I_ном=50 А) – пускатель электромагнитный со степенью защиты IP00, нереверсивный с тепловым реле.

Таблица 3.

Тип потребителя	Расчетный ток, А	Кол-во.	Магнитный пускатель	Кабель, мм2
Сварочные аппараты	95,476	4	ПМ-12-250-100	АВВГ 3х70+1х25
Гальванические ванны	68,471	5	ПАЕ-512	АВВГ 3х25+1х6
Вентиляторы	21,911	2	ПА-412	АВВГ 3х10+1х6
Продольно-фрезерные станки	50,669	2	ПАЕ-512	АВВГ 3х25+1х6
Горизонтально-расточные станки	32,866	2	ПА-412	АВВГ 3х10+1х6
Агрегатно-расточные станки	28,758	3	ПМЕ-212	АВВГ 3х6+1х4
Плоскошлифовальные станки	34,236	2	ПА-412	АВВГ 3х10+1х6
Краны консольные поворотные	9,86	5	ПМЕ-112	АВВГ 3х6+1х4
Токарно-шлифовальный станок	20,541	1	ПА-412	АВВГ 3х10+1х6
Радиально-сверлильные станки	17,803	4	ПМЕ-212	АВВГ 3х6+1х4
Алмазно-расточные станки	13,694	2	ПМЕ-212	АВВГ 3х6+1х4

2.9 Расчет тока короткого замыкания

При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные КЗ, между двумя фазами – двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 – 92% от общего числа КЗ).

Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.

Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.

Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ само ликвидируется в течении без токовой паузы коммутационного аппарата.

Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.

Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.

Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Рассмотрим несколько случаев КЗ:

1. На большом расстоянии от ЦТП;

2. На малом расстоянии от ЦТП.

Схема к расчету токов КЗ в сети промышленного предприятия представлена в приложении (Лист 1)

1. Предположим, что КЗ произошло на зажимах алмазно-расточного станка, мощностью 5 кВт, находящийся в станочном отделении – К1.

Справочные данные элементов схемы следующие:

• Силовой трансформатор

• Найдем по справочникам сопротивление токовой катушки автомата и переходное сопротивление контактов для автоматического выключателя типа АВМ-10Н:

• Определим сопротивление магистрального шинопровода от выключателя до ответвления распределительного шинопровода механического отделения. Общая длина этого участка ШМА . Тогда:

, ;

;

.

Определим сопротивление распределительного шинопровода до РП отделения. Длина участка ШРА . Используя уже известные формулы, получим:

, ;

;

.

• Определим сопротивление токовой катушки автомата и переходное сопротивление контактов для автоматического выключателя ВА 52-35-3 (I_ном=250А):

• Определим сопротивление кабеля от распределительно щита до точки КЗ. Длина участка Используя уже известные формулы получим:

, ,

, .

Определяем относительное активное сопротивление трансформатора:

Определяем относительное индуктивное сопротивление трансформатора:

Далее рассчитаем сопротивление трансформатора:

Схема замещения цепи для КЗ состоит из ряда последовательно включенных сопротивлений. Суммарное сопротивление цепи КЗ составляет:

Полное сопротивление:

Определим ударный ток КЗ от системы.

По расчетной кривой на рис. 4-12 [1] при , находим ( - ударный коэффициент).

Учитывая, что действующее значение тока КЗ будет равен:

находим ударный ток КЗ в соответствии с формулой:

1. Предположим, что КЗ произошло в магистральном шинопроводе (ШМА) – К2.

Справочные данные элементов схемы следующие:

• Силовой трансформатор

• Автоматический выключатель типа АВМ-10Н

• Шины

;