3. Расчет внутренних силовых сетей и выбор пза

Согласно ПУЭ первичная цепь каждой электротермической установки должна содержать следующие коммутационные и защитные аппараты: выключатель (рубильник с дугогасящими контактами, пакетный выключатель) на вводе и предохранители или блок предохранитель-выключатель, либо автоматический выключатель с электромагнитным и тепловыми расцепителями.

Допускается использовать рубильники без дугогасящих контактов при условии, что коммутация ими выполняется без нагрузки.

В качестве расчетных токов потребителей принимают их номинальные ток, который определяют по формуле:

для трехфазных потребителей

Расчетный ток магистральных линий определяют по выражению

где k₀- коэффициент одновременности работы потребителей.

Рубильники и блоки предохранитель-выключатель выбирают по номинальному напряжению (U_н ≥U_н.уст), номинальному току (I_н ≥I_н.уст), числу полюсов, конструктивному и климатическому исполнению, категории размещения и степени защиты. Рекомендуется выбрать рубильники типа Р11, Р16, РП11, РП16, блоки предохранитель-выключатель типа БПВ, ППВ.

Плавкие предохранители выбирают по следующим параметрам:

по номинальному напряжению

по номинальному току

по номинальному току плавкой вставки

где I_р.max- максимальный рабочий ток цепи, защищаемой предохранителем, А;

k_н- коэффициент надежности;

I_max- максимальный пусковой ток электродвигателя электротермической установки, А;

α - коэффициент, зависящий от режима пуска защищаемых двигателей (для легкого режима пуска α= 2,5…3, для тяжелогоα= 1,6…2).

При защите плавкими предохранителями линии, к которой присоединены более пяти двигателей, ток плавкой вставки определяют по условию

при защите предохранителями линии, к которой присоединены до пяти двигателей

где k_о- коэффициент одновременности;

- сумма рабочих токов всех двигателей, за исключением одного, у которого разность между пусковым и номинальным токами наибольшая;

- пусковой ток исключенного из суммы двигателя.

Рекомендуется выбрать предохранители типа ПРС, НПН2 , ПН2, ПР2.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:

где U_н.а, I_н.а- соответственно номинальные напряжение и ток автомата;

- номинальный ток теплового расцепителя;

k_н.т- коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимают в пределах1,1…1,3;

- ток отсечки электромагнитного расцепителя;

k_н.э- коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя ( для автоматов АП-50, АЕ-2000 и А3700 k_н.э= 1,25, для А3100 k_н.э= 1,5);

I_max- максимальный рабочий ток в цепи (для электродвигателей пусковой ток I_п).

При выборе автоматических выключателей также учитывают число полюсов, конструктивное и климатическое исполнение.

Автоматические выключатели рекомендуется выбрать типа АЕ2000, А3700.

Для дистанционного управления электронагревательными элементами и электродвигателями выбирают магнитные пускатели серии ПМЛ, ПМА.

Для защиты электродвигателей от перегрузок магнитные пускатели комплектуются тепловыми реле типа РТЛ и РТТ. Диапазон регулирования тока уставки реле от 0,75 до 1,25 .

Магнитные пускатели выбирают по конструктивному и климатическому исполнению, по номинальному напряжению ( ≥ ), номинальному току ( ≥ ), току уставки теплового реле ( ≥ ) и по напряжению втягивающей катушки.

В схемах управления электротермическими процессами применяют различного рода реле: промежуточные ЭП-1, РП-1, РП-2, РП-3, РП-20, МКУ-48, ПЭ-21,

РПУ, пневматические реле времени РВП-1М, РВП-72, ПКЛ, моторные Е-52 и ВС-10, электромеханические ЭВ-24, ЭВ-217 и др.

Реле выбирают по назначению, напряжению и току обмотки, числу, типу, длительно допускаемому току и коммутационной способности контактов.

Внутренние силовые кабели должны быть надежными, доступными для эксплуатации, минимальной протяженности, соответствовать условиям окружающей среды и в полной мере обеспечивать безопасность людей и сельскохозяйственных животных, пожаро- и взрывобезопасность.

Кабели выбирают таким образом, чтобы его температура при длительном протекании тока не была больше предельно допустимой.

Так как выбор проводов по допустимому нагреву тесно связан с выбором защитных аппаратов, то расчет начинают с выбора защиты от перегрузок и коротких замыканий.

По принятому значению номинального тока плавкой вставки или тока срабатывания расцепителя автомата находят допустимый ток проводника I_доп по условию согласования с защитой.

Согласно ПУЭ значение I_доп определяют по следующим условиям:

для проводников с резиновой и подобной ей по тепловым характеристикам изоляцией (t_доп= 65℃), прокладываемых в пожароопасных и взрывоопасных помещениях, защищаемых плавкими вставками предохранителей или мгновенно действующими электромагнитными расцепителями автоматов

для тех же проводников, прокладываемых во всех других помещениях

для проводников всех марок при защите их автоматами с расцепителями, имеющими обратнозависимую от тока характеристику

для ответвлений к электродвигателям в невзрывоопасных помещениях

По значениям I_доп по таблицам допустимых значений токов для принятой марки кабеля выбирают соответствующую площадь сечения проводника.

Выбранный провод проверяют по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ потеря напряжения в силовых проводках не должна превышать 5%.

Расчетные потери напряжения без учета индуктивного сопротивления при условии, что нагрузка равномерно распределена по фазам и на всех участках проложен одинаковый провод, определяют по формуле:

где P - присоединенная мощность, кВт;

l- длина линии, м;

с - постоянный для данного провода коэффициент, зависящий от напряжения сети, числа фаз и материала провода (таблица 5.1);

s - сечение провода, мм².

Таблица 5.1 - Значения коэффициента с

Напряжение, В	Вид сети	Коэффициент с для проводов
		Медный	алюминиевых	стальных
380/220 380/220 220	Трехфазная с нулевым проводом Двухфазная с нулевым проводом Двухпроводная переменного или постоянного тока	77 34 12,8	46 20 7,7	10 4,5 1,7

Разрабатывают принципиальную схему управления электротермической установкой.

Основным назначением принципиальных схем является отражение всех электрических элементов и устройств, необходимых для осуществления и контроля заданных электрических параметров, всех электрических связей между ними, а также электрических элементов (соединителей, зажимов и т.п.) которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

В общем случае принципиальные схемы содержат:

· условные графические обозначения электрических устройств;

· буквенно-цифровые обозначения устройств;

· поясняющие надписи;

· диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств;

· перечень используемых в данной схеме элементов.

Выбор рубильника:

Выбираем Рубильник ABB OT160E3 3х полюсный на 160A

U_(н.пр)≥U_(н.уст)

380 В≥380В

I_(н.пр)≥I_(н.уст)

160 A≥139,4 А

Выбор плавких предохранителей:

Тип плавкий предохранитель BS88 GSGB, 200A

U_(н.пр)≥U_(н.уст)

220(380) В≥350 В

I_(н.пр)≥I_(н.уст)

200 A≥139,4 A

Выбор автоматического выключателя:

Автоматический выключатель ВА-150А 45кА NS400N-STR53UE

U_(н.a)≥U_(н.уст)

380(660)В≥380 В

I_(н.a)≥I_(н.уст)

150 A≥139,4 A

Выбор магнитного пускателя: Для управления электронагревательными элементами выбираем магнитный пускатель КМД150А 160А катушка управления 380В АС 2НО+2НЗ. Для данной установки тепловое реле не требуется, т.к. оно не будет защищать ее от перегрузок.

U_(н.пр)≥U_(н.уст)

380 В≥380 В

I_(н.пр)≥I_(н.уст)

150 A≥139,4 A

U_вт=220 В –втягивающее напряжение