Расчет силовых распределительных сетей

Силовые распределительные линии прокладывают от силовых шкафов или шинопроводов к отдельным электроприемникам. В результате расчетов выбирается сечение токоведущих жил проводов или кабелей и выбираются уставки защитных аппаратов в соответствии с ГОСТом 21.613-88 «Силовое оборудование. Рабочие чертежи.». В системах проектной документации для строительства и расчета сетей оформляются в виде схем и таблиц. На них должны быть указаны способы прокладки электрических цепей, марка и сечение жил для проводов и кабелей, длина участка сети.

Порядок расчета:

1.Выбирают марку провода или кабеля с учетом условий прокладки.

2.Выбирают сечение токоведущей жилы с двух условий:

· Условие длительно допустимого нагрева максимальным расчетным током.

· Соответствие длительно допустимых токов для выбранного сечения и установки защитных аппаратов.

Также сечение проводов и кабелей должно удовлетворять условию механической прочности, но эти условия не являются расчетными, так как в ПУЭ указываются минимальные сечения, обеспечивающие механическую прочность для силового оборудования, для алюминиевых жил S_min=2.5мм², для медных жил S_min=1,5 мм², для кранового оборудования для алюминиевых жил равен 4 мм², для медных жил равен 2.5мм².

Условие выбора сечения по длительно допустимому нагреву имеет вид: I_p<=I_дл.доп., где

I_p- расчетный ток, А

I_дл.доп. - длительно допустимый ток для стандартных сечений проводов и кабелей, то есть если в условиях эксплуатации ток в линии не превышает длительно допустимого тока провода или кабеля, то гарантируется нормальный срок службы изоляции и ее сохранность от преждевременного теплового износа.

Систематическое повышение тока в линии над допустимым значением (перегрузка) приводит к нарушению электрической прочности изоляции за счет старения. Длительно допустимые токи приводятся в ПУЭ в таблицах главы 1.3. с учетом материалов токоведущих жил и изоляции. Длительно допустимые токи устанавливаются по длительно допустимой температуре нагрева токоведущих жил с учетом температуры окружающего воздуха (земли). Например, для проводов и кабелей с пластмассовой изоляцией они приняты для температур жил +65⁰С, воздуха +25⁰С, для земли +15⁰С.

Если провода и кабели работают в условиях повышенных температур окружающей среды или других условиях, ухудшающих тепловой режим изоляции (плохая теплоотдача), то на длительно допустимые токи вводят понижающие коэффициенты. В условиях пониженных температур поправочные коэффициенты больше 1, такие поправочные коэффициенты приводятся в ПУЭ.

Расчетные токовые нагрузки для электроприемников и линий к ним определяют по паспортным данным в зависимости от режима работы. Для одиночных электроприемников максимальным расчетным током будет их номинальный ток при продолжительном режиме.

Для трехфазного электроприемника: I_p= Pном/ 3*Uном*cos

Для однофазного электроприемника: I_p= Pном/ Uном*cos

Для приемников повторно – кратковременного режима работы номинальная мощность приводится к продолжительному режиму. Sном=Sпасп* ПВ (кВА), ПВ в относительных единицах (40%) (0,4).

Рном=Sпасп*ПВ*cos

Коэффициент мощности для отдельных видов электроприемников при отсутствии паспортных данных можно определить по справочным данным литературы [2], [3], [5], [8].

При определении числа проводов, проложенных в одной трубе, нулевые защитные проводники не учитываются. Выбираем диаметр условного прохода трубы для электропроводок в зависимости от числа и сечения жил по справочным таблицам. Для выполнения второго условия выбора сечения необходимо определить ток срабатывания защитных аппаратов.

Для защиты распределительных линий и электроприемников, подключенных к ним, используются автоматические выключатели и плавкие предохранители. Эти аппараты устанавливаются в силовых распределительных шкафах или в распределительных шинопроводах.

В настоящее время электротехнической промышленностью выцпускаются шкафы с автоматическими выключателями серии ПР 8501 и ПР 8701.

Эти шкафы укомплектовываются выключателями ВА 51 с токовыми уставками 16, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 250 (А).

Шкафы с предохранителями выпускаются серии ШРС и могут быть укомплектованными предохранителями типа ПН 2, НПН 2. В качестве вводного аппарата в шкафах с предохранителями используются трехполюсные рубилники.

Шинопроводы позволяют установку и автоматов, и предохранителей. Автоматический выключатель имеет тепловой, электромагнитный и комбинированнный расцепители.

При наличии теплового расцепителя автомат осуществляет защиту от перегрузки. Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту от короткого замыкания. Комбинированный расцепитель выполняет защиту в линиии и электроприемниках от перегрузки и короткого замыкания. Предохранители предназначены для только от короткого замыкания.

Для надежного срабатывания защиты в условиях однофазного короткого замыкания в четырех проводных сетях напряжением до тысячи вольт должно соблюдаться условие I_K⁽¹⁾>=KIз.