 |
Расчет электрической системы зануления
|
|
|
|
Рассчитаем систему зануления установки:
где ширина пластинки a = 6×10-3 ; длина пластинки b=14×10-3 ; коэффициент надежности k = 1,5; мощность электродвигателя Pэ = 70 Вт; длина провода в пределах участка 
= 20 м; Uф, фазное напряжение = 235 В; диаметр провода в подводящем кабеле D = 6×10-3 м; удельное сопротивление алюминиевого проводника rпров = 2,53×10-8 Ом×м; удельное сопротивление меди rме = 1,7×10-8 Ом×м; нулевой проводник – медная пластинка; мощность
трансформатора, 
= 25 кВт×A
Решение.
Определяем номинальный ток электродвигателя
Iн = 
= 
А, (3.1)
Iпуск. = 3Iн= 3×0,01 = 0,03А, (3.2)
Iк.з.=1,5Iпуск.= 1,5×0,03=0,045 А. (3.3)
Рассчитываем активное сопротивление алюминиевых проводов
Rф=rпров. / S = 
Ом (3.4)
где S = pD2/4 = (3,14×36×10-6)/4 = 2,8×10-5 м2 — площадь сечения кабеля, м2.
Рассчитываем площадь поперечного сечения трубы
= (14×10-3× 6×10-3 ) = 8,4 ×10-7 м2 (3.5)
Вычисляем активное сопротивление нулевого проводника
Rн= 
= 
Ом (3.6)
Определяем сопротивление взаимоиндукции между проводами
Xп= 
pln(2d/D)= 
Ом,
где m0=4p10-7 — абсолютная магнитная проницаемость вакуума, Гн/м;
d — расстояние между проводами (»5 мм), м;
w = 2pf = 2×3,14×50 = 314 рад/с — циклическая частота..
6. Вычисляем полное сопротивление петли «фаза-нуль»
Zп= 
= 
Ом.
Определяем электрический ток короткого замыкания
Таблица 11 - Сопротивление одной обмотки трансформатора
| Мощность трансформатора, кВ А | Zт/3, Ом | Мощность трансформатора, кВ А | Zт/3, Ом |
| 1,037 1,11 0,649 0,722 0,412 0,266 0,162 | 0,104 0,0847 0,060 0,071 0,040 0,0364 0,042 |
Принимаем сопротивление одной обмотки трансформатора, при
|
|
|
= 25 кВт×A, отсюда Zт/3 = 1,037 Ом
Iк.з= 
= 
А.
Определяем соответствие условию
Iк.з. ³ kIн
161³0,13
Получаем, что система зануления удовлетворяет условию 161³0,13
При этом, если условие не будет выполняться, то оборудование нельзя будет использовать из-за частого ложного срабатывания автомата
Расчет заземления
Аналогом безопасной системы зануления, воспользуемся расчетом системы заземления: где – длинна трубчатого стержня, = 0,5 м; t – расстояние от поверхности до середины стержня, t = 2 м; d – диаметр сечения стержня, d = 0,1 м; 
- удельное сопротивление золотого провода, =30 Ом×м; R доп – явление взаимного экранирования, R доп = 4,0 Ом; z = 5,0 м; К c– коэффициент сезонности, К c = 1,75
Для вычисления сопротивления системы заземления в однородном грунте принимаем заземлитель – стержневой круглого сечения (трубчатый) в земле.
| t |
| t 0 |
| d |
|
Рисунок 8 – Стержневой заземлитель
Определяем сопротивление одиночного заземлителя:
R = 0,366 
,
R =0,366 
Ом
С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление заземлителя в наиболее тяжелых условиях
R1= R × К c,
R1= 22,5×1,75=39,375 Ом
где К с – коэффициент сезонности (принимая в качестве расчетной наиболее неблагоприятную величину). К c=1,75.
Определяем потребное количество заземлителей с учетом явления взаимного экранирования R доп.=4 Ом.
n = 
n = 
»10 шт.
Рассчитываем длину полосы в ряд
=1,05 z (n -1)
=1,05×5×9=47,25 м
Рассчитаем сопротивление соединительной полосы
R n = 
,
где b – ширина полосы, b = 0,04м; h – глубина заложения полосы, h = 0,5м
R n= 
Ом.
С учетом коэффициента сезонности определяется сопротивление полосы в наиболее тяжелых условиях
R 1n= R n× К с,
R 1n =10,283×1,75 = 18 Ом
Сопротивление заземления с учетом проводимости соединительной полосы определяется по формуле
|
|
|
R 3= 
R 3= 
Ом
где hТР – коэффициент использования труб (табл. 4.2), hТР = 0,6;
hп – коэффициент использования соединительной полосы (табл. 4.3), hп = 0,8
Таблица 12 – Коэффициент использования труб hтр
| Заземлители в ряд | ||
Отношение расстояния между электродами и их длине 
| Число труб, n | Коэффициент использования, hтр |
| 0,84–0,87 | ||
| 0,90–0,92 | ||
| 0,98–0,95 | ||
| 0,76–0,80 | ||
| 0,85–0,88 | ||
| 0,9–0,92 | ||
| 0,67–0,72 | ||
| 0,79–0,88 | ||
| 0,85–0,88 | ||
| 0,56–0,62 | ||
| 0,71–0,77 | ||
| 0,79–0,83 |
Таблица 13 – Коэффициенты использования соединительной полосы (hn)
| Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине | Число вертикальных электродов в ряд | |||||||
| 0,85 | 0,77 | 0,72 | 0,62 | 0,42 | – | – | – | |
| 0,94 | 0,80 | 0,84 | 0,75 | 0,56 | – | – | – | |
| 0,96 | 0,92 | 0,88 | 0,82 | 0,68 | – | – | – |
Таким образом система заземления включает 10 одиночных заземлителей, объединённых соединительной полосой. Сопротивление заземляющего контура составляет – 4,228 Ом.
Заключение
В работе рассчитаны основные эксплуатационные параметры бытовой холодильной машины с водяным теплообменником.
Получены площади поверхности испарителя и конденсатора для различных модификаций ХМ.
Площадь испарителя холодильной установки с воздушным охлаждением F = 
.
Площадь испарителя холодильной установки с воздушным охлаждением с обдувом вентилятором 
.
Площадь испарителя холодильной установки с водяным охлаждением F = 
.
Площадь конденсатора холодильной установки с воздушным охлаждением F = 
.
Площадь конденсатора холодильной установки с воздушным охлаждением с обдувом вентилятором 
.
Площадь конденсатора холодильной установки с водяным охлаждением F = 
.
В результате расчетов было выявлено, что исследуемая холодильная установка с водяным охлаждением имеет повышенную холодопроизводительность на 19% по сравнению с холодильной установкой без указанного охлаждения, при повышении расхода электроэнергии на 2,3%.
|
|
|
