2. Расчет силовых магистралей

Магистрали защищают только от токов короткого замыкания (плавкими предохранителями или автоматами с электромагнитным расцепителем). В нашем случае, когда ответвления от короткого замыкания защищаются автоматами с электромагнитным расцепителем, целесообразно и силовые магистрали защищать такими же автоматами.

Так как номинальные и пусковые токи электродвигателей определены выше, то дальнейший порядок расчета силовых магистралей следующий:

2.1. Определяем максимальный ток магистрали по формуле:

где I_п.дв.max– наибольший пусковой ток двигателя, включенного в магистраль;

I_н.дв.i – номинальный ток i-го двигателя ;

К_с – коэффициент спроса;

У нас две силовые магистрали (см. рис. 1), поэтому рассчитываем каждую из них:

2.2. Выбираем уставки автоматов по условию I_{ср.элм 1}≥1,25ּI_м:

I_{ср.элм 1}≥1,25ּ335,8=419,8 А;

I_{ср.элм 2}≥1,25ּ189,4=236,8 А.

Для первой магистрали выбираем автомат АЕ2053 с электромагнитным расцепителем с I_{ср.элм 1}=480 А, а для второй магистрали такой же автомат с I_{ср.элм 2}=300 А.

2.3. Выбираем сечение проводников для магистралей 1 и 2 по условию :

Для силовых магистралей выбираем трехжильный провод АПРТО, прокладку будем осуществлять в трубах. Сечение выбираем по табл. 1.3.5 ПУЭ:

- для магистрали 1 S₁=70 мм², I_д.м1=135 А;

- для магистрали 2 S₂=35 мм², I_д.м2=75 А.

2.4. Проверяем соответствие защиты сечению проводов магистралей по условию

I_ср.элм≤4,5ּI_д:

- I_ср.элм1≤4,5ּI_д.м1 480≤4,5∙135=607,5 А – условие выполнено;

- I_ср.элм2≤4,5ּI_д.м2 300≤4,5∙75=337,5 А – условие выполнено.

2.5. Так как в силовой сети установлены автоматы с электромагнитным расцепителем, то селективность защиты ими в зоне токов КЗ не обеспечивается, т.е. если ток КЗ достигает и для ответвления и для магистрали значения тока срабатывания их электромагнитных расцепителей, то оба автомата сработают практически мгновенно.

3. Расчет сети освещения

Согласно ПУЭ от токов КЗ должны защищаются все осветительные и силовые сети [ПУЭ п. 3.1.8]. Защите от токов перегрузки подлежат сети всех видов во взрывоопасных зонах, за исключением зон B-Iб и B-Iг (1 или 2) [ПУЭ п. 7.3.94].

В нашем примере сеть освещения выполнена по схеме, представленной на рис. 2, приведенной ниже. Напряжение сети освещения U=220 В, мощность светильников Р_св.=220 Вт, количество светильников 29 шт. Включение их в группы показано на рис. 2.

Расчет осуществляем в следующей последовательности:

3.1. Определяем расчетные токи, потребляемые группами 1-6 и группой 7 по формуле

где К_с- коэффициент спроса (для сетей освещения до 380В К_с=1);

n_1-6 – количество светильников в группах 1-6;

Р_св. – мощность светильника, Вт;

U – напряжение сети освещения, В:

3.2. Выбираем номинальные токи плавкой вставки предохранителя для групп светильников 1-6 и 7 по условию

I_{н.вст.1-6}≥3,6 А; I_н.вст.7≥4,5 А.

Выбираем для всех 7 групп освещения предохранители ПР-2, I_н.вст.=6 А.

3.3. Выбираем сечение провода АПРТО при прокладке в трубах по [ПУЭ, табл.1.3.5].

Сечения жил при защите сетей от токов перегрузки во взрывоопасных зонах классов В-I (1), В-Iа (2), В-II (21), В-IIа (22) выбирают по условию I_д ≥ 1,25 I_н.вст., поэтому для всех 7 групп освещения имеем:

I_д ≥1,25ּ6=7,5 А.

А из табл. 1.3.5, ПУЭ для этого тока выбираем двухжильный провод минимального сечения S=2мм², для которого I_д =17 А.

3.4. Проверяем соответствие выбранных плавких вставок для групп освещения и сечений проводов по условию:

I_н.вст. ≤ 0,8ּI_д,

т.е. мы имеем 6≤0,8ּ17=13,6 А – условие выполнено.

3.5. Определяем токи магистралей освещения I_м1 и I_м2:

где n_м1 – количество светильников, получающих питание по первой магистрали освещения.

Рис. 2. Схема сети освещения.

Следовательно

Аналогично

где n_м2 – количество светильников, получающих питание по второй магистрали освещения, следовательно,

3.6. Выбираем номинальные токи плавких вставок предохранителей для магистралей освещения по условиям:

I_{н.вст.м1} ≥ I_м1 и I_{н.вст.м2} ≥ I_м2.

В соответствии с этими условиями для первой магистрали освещения выбираем предохранитель ПР-2 и I_{н.вст.м1}=15 А (I_{н.предохранителя1}=10), а для второй магистрали освещения выбираем предохранитель ПР-2 и I_{н.вст.м2}=20 А ( I_{н.предохранителя2}=60).

3.7. Выбираем сечения двухжильных проводов АПРТО для магистралей освещения при прокладке в трубах по табл.1.3.5 ПУЭ:

S_м1=S_м2=2 мм².

Этому сечению соответствует длительно допустимый ток

I_д.м1=I_д.м2=17А.

3.8. Проверяем селективность действия защиты групп и магистралей освещения по условию:

- для первой магистрали освещения и групп освещения, питающихся по ней

откуда после подстановки значений имеем - условие выполнено;

- для второй магистрали освещения и групп освещения, питающихся по ней

откуда после подстановки значений имеем - условие выполнено.

3.9. Проверяем соответствие выбранных плавких вставок для магистралей освещения и сечений проводов магистралей освещения по условиям при защите от токов перегрузки во взрывоопасных зонах классов В-I (1), В-Iа (2), В-II (21), В-IIа (22):

I_{н.вст.м1} ≤ I_д.м1, откуда после подстановки значений имеем 15 ≤ 17 – условие выполнено;

I_{н.вст.м2} ≤ I_д.м2, откуда после подстановки значений имеем 20 ≤ 17 – условие не выполнено, поэтому для второй магистрали освещения выбираем сечение S_м2 = 3 мм², которому соответствует I_д.м2 =22 А.Тогда 20 ≤ 22 – условие выполнено.