 |
Выбор силовых кабелей и шин распределительных устройств
|
|
|
|
Передача электроэнергии от генераторов до главного распределительного щита и от главного распределительного щита до потребителей осуществляется кабелями.
При выборе типа кабеля учитываем условия, в которых будет работать кабель. Из условия монтажа на судах и с учетом механической прочности существующими правилами и нормами определяются максимальные и минимальные сечения кабеля, допустимые к прокладке.
Расчет кабельной сети включает в себя следующие этапы:
- определение рабочих токов в кабелях;
- выбор сечения кабелей с учетом условий прокладки;
- определение потери напряжения в кабельной сети.
Сечение жил кабеля определяется с помощью таблиц норм нагрузки на электрические кабели и провода (приложение10 [2]) по величине расчетного тока кабеля по формуле:
(25)
где Iраб – действительный ток, протекающий по кабелю;
К1 – коэффициент, учитывающий уменьшение допустимой нагрузки кабеля в связи с ухудшением теплоотдачи:
К1 = 0,8 – для двухрядных пучков;
К2 – коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля, определяемый по формуле:
(26)
где t3 – суммарное время работы кабеля под нагрузкой.
(для генератора)
Выбор кабеля по напряжению сводится к сопоставлению номинального напряжения, под которым находится кабель, Uк с номинальным напряжением кабеля Uк.н. При этом должно выполняться условие:
(27)
Потери напряжения в трехфазной сети переменного тока без учета индуктивного сопротивления кабеля можно определить по формуле:
(28)
где – I н cosj - номинальная активная составляющая тока приемника
l – длина кабеля в метрах;
g – удельная проводимость меди;
S – сечение жилы кабеля в мм2;
|
|
|
U – линейное напряжение сети, В.
(для генератора)
Правилами регламентируются потери напряжения от ГРЩ до каждого потребителя. В настоящее время действуют следующие нормы потерь напряжения на кабелях:
- от генератора до ГРЩ – не более 1%;
- от ГРЩ до потребителей;
- освещения – не более 5% при Uн > 30 В и не более 10% при Uн £ 30 В;
- силовых потребителей – не более 7% при длительном режиме работы и не более 10% при кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы;
- щита радиостанции и кабеля для зарядки аккумуляторных батарей – не более 5%.
Длину генераторного кабеля принимают равной 10 метрам.
Выбор шин распределительного устройства производят исходя из наибольшего длительного тока нагрузки на шины, определяемого по формуле:
(29)
где Кн.з. = 1,15 – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки шин по длине;
n – число установленных генераторов.
Величина расчетного тока определяется с учетом температуры окружающей среды (внутри ГРЩ). При водозащищенном исполнении щита температура воздуха внутри щита составляет 52- 560С. Расчетный ток находится по формуле:
(30)
где Qсреды – температура окружающей среды;
900 – максимально допустимая длительная температура нагрева шин.
По расчетному току выбираем сечение шин по таблицам допустимых норм нагрузки на медные шины [2].
Расчетные значения токов кабелей, их марки и сечения заносим в таблицу «РЩ».
Заполнение таблицы «РЩ»
В таблице «РЩ» выполняем следующее:
- Указываем название рассчитываемого щита (РЩ);
- В столбец «Наименование потребителя/фидера» вводим наименование потребителей, получающих питание от данного щита (Рулевая машина);
- В столбце «Номер фидера» указываем номера фидеров питания потребителей в соответствии с нумерацией на однолинейной схеме коммутации ГРЩ (17);
|
|
|
- В столбце «Номер автомата» указываем номера автоматов фидеров питания потребителей в соответствии с нумерацией на однолинейной схеме коммутации ГРЩ (QF11);
- В столбце «Номинальная мощность» указываем соответствующие номинальные мощности потребителей (13кВт);
- В столбце «Напряжение сети/генератора» указываем напряжение питающей сети (380В);
- В столбец «Номинальный КПД» вводим соответствующие значения для потребителей (87,5);
- В столбец «Номинальный коэффициент мощности» вводим соответствующие значения для потребителей (0,89);
- Для потребителей, в соответствующих столбцах, указываем коэффициент загрузки самого напряженного режима работы (0,92) и номинальный ток (22,19 А);
- В столбец «Коэффициент уменьшения допустимой нагрузки кабеля» вводим соответствующие значения коэффициента для потребителей (0,8);
- В столбец «Коэффициент, учитывающий число часов работы кабеля» вводим соответствующее значение (1,0);
- В столбце «Режим работы кабеля» указано условное обозначение режима работы кабеля, П – продолжительный, К – кратковременный, ПВ – повторно-кратковременный;
- Указываем тип и сечение кабеля в соответствующем столбце (КНРП 3´4);
- Для потребителей указываем значение коэффициента апериодической составляющей пускового тока в соответствующем столбце (1,3);
- В столбец «Минусовой допуск на ток срабатывания в зоне КЗ» вводим соответствующие значения для потребителей (для рулевой машины: 0,1);
- Во все оставшиеся незаполненными ячейки заполняем символом «-».
- Потери напряжения на кабеле рассчитываются автоматически.
Выбор аппаратуры защиты
Электрические сети во всех ответвлениях имеют защиту от К.З. и перегрузки. Защита от перегрузки не требуется для фидеров питания приемников, имеющих защиту от перегрузки, для фидеров питания некоторых ответственных приемников (рулевое устройство, электроприводы палубных механизмов и др.), а также для фидеров питания распредустройств и перемычек, если питаемые по этим фидерам приемники имеют индивидуальные устройства защиты от перегрузки.
Защита от К.З. осуществляется максимальными расцепителями тока, встроенными в автоматические выключатели, или предохранителями.
Автоматические выключатели или аппараты СЭС выбираются по условиям длительной работы в номинальном эксплуатационном режиме и проверяются по токам короткого замыкания.
|
|
|
Выбор аппаратуры заключается в сравнении напряжения и наибольшего длительного рабочего тока той цепи, где предполагается установить данный аппарат, с номинальным рабочим напряжением и током.
Если аппарат предназначается для работы при температуре, превосходящей расчетную, то величина длительного рабочего тока аппарата должна быть уменьшена до значения, рекомендуемого приближенной формулой
(31)
Выбор автоматических выключателей производят исходя из величины номинального напряжения и номинального тока защищаемой цепи Iраб. При этом номинальный ток максимального расцепителя Iн.р. выключателя должен удовлетворять неравенству:
IН.Р. ³ IРаб(32)
Для генераторных автоматов величина Iраб. равна номинальному току генератора Iн.г.
Для секционных автоматических выключателей величина Iраб. рассчитывается по значению мощности, передаваемой через этот выключатель в наиболее тяжелом эксплуатационном режиме.
Приближенно эта величина определяется по формуле:
Iраб = 1,15 Iном (33)
Типы, типоисполнения и значения номинальных токов максимальных расцепителей выбранных АВВ вносим в соответствующие графы таблицы рабочего листа «РЩ».
9.1 Выбор уставок выключателей на ток срабатывания в зоне К.З.
Уставку на ток срабатывания в зоне К.З. выключателей питания электродвигателей выбираем из условия отстройки от ложных срабатываний при пуске электродвигателей по формуле:
(34)
где К ср.н. – уставка на ток срабатывания в зоне К.З. выключателя по ТУ;
К над. = 1,05 – коэффициент надежности;
К доп. = 1,15 – коэффициент, учитывающий плюсовой допуск на величину пускового тока электродвигателя;
К пуск. – кратность пускового тока электродвигателя по ТУ;
Ка – коэффициент, учитывающий величину апериодической составляющей пускового тока (К а=1,3 для систем переменного тока);
d i – минусовой допуск на ток срабатывания выключателя в зоне К.З. Для автоматов типа АК – 50 di = 0,1. Для автоматов типа А – 3000 di = 0,15;
|
|
|
I н.дв. – номинальный ток двигателя;
I н.р.– номинальный ток расцепителя выключателя.
(для рулевой машины)
Принимаем стандартную для А3700 уставку (КСР) = 9
Уставку на ток срабатывания в зоне К.З. генераторных и секционных выключателей, а также выключателей перемычек следует выбирать из условия отстройки указанных выключателей от ложных срабатываний при пусках электродвигателей, синхронизации, переключении нагрузки с одного источника на другой.
Для отстройки секционных и генераторных АВВ, уставку на срабатывание следует принимать в пределах 
.
Если требуется защитить фидер от тока перегрузки, выбираем выключатель с комбинированным расцепителем.
|
|
|
