Трехфазные сети

Экономическое сечение рассчитывают по формуле: (1), в которой I_P - расчетный ток нормального режима в линии при наибольших нагрузках (A), а j_э – экономическая плотность тока (А/мм²). Величина тока определяется из выражения: (2), где P, Q, S- активная, реактивная, и полная мощности на участке сети в режиме наибольших нагрузок; n - количество параллельных цепей на участке сети.

Сечение, полученное по формуле  (5), округляется до ближайшего стандартного, которое и проверяется по указанным выше условиям.

Проверка проводов по нагреву длительным током производится для наиболее тяжелых после аварийных режимов  работы линий (отключение одной цепи двухцепной линии, одного из питающих пунктов линии с двухсторонним питанием), путем сравнения тока этих режимов на каждом участке сети (I_р) с допустимым для соответствующей марки провода (I_доп). Провод не перегревается, если I_р < I_доп. Если на каком-либо участке сети I_р > I_доп, то необходимо увеличить сечение провода.

Проверка по потерям напряжения осуществляется для нормального режима максимальных нагрузок и наиболее тяжелых после  аварийных режимах. В приближенном расчете потери напряжения в линиях определяется по формулам: (3), (4), где P, Q – передаваемая по линии мощность, R, X – сопротивления линии.

Сопротивления линии определяются по выражениям: , , где r0, x0 – удельное сопротивление линии, Ом/км.

Потери напряжения на одной ступени трансформации, для электрически наиболее удаленного узла сети не должны превышать в  нормальном режиме 15%, а в после  аварийном 20%.

Если сеть не проходит по потерям напряжения то следует или увеличивать номинальное напряжение сети, или вносить конструктивные изменения в сеть.

10) Защита сетей, напряжением  до 1000В.

• аппараты защиты (плавкий предохранитель, автоматический выключатель)
• защита от токов КЗ
• защита от перегрузки
• выбор установки защиты.

Аппараты защиты. Отключающая способность аппаратов защиты от токов к.з. должна соответствовать реально возможным их значениям в защищаемом участке сети.

При расчете тока к.з. необходимо возможно полнее учитывать все реактивные и активные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи и активные сопротивления всех переходных контактов этой цепи (болтовые на шинах, вводные зажимы и разъемные контакты аппаратов и контакт в месте короткого замыкания). При отсутствии достоверных данных о числе и сопротивлении контактов в короткозамкнутой цепи рекомендуется их сопротивление учесть совокупно, путем введения в расчет активного сопротивления:

• при коротком замыкании на щите подстанции 0,015 Ом;
• на цеховых РП и на зажимах аппаратов, питаемых радиальными или магистральными линиями от щитов подстанций. 0,02 Ом;
• на вторичных цеховых РП – как и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП, 0,025 Ом;
• на зажимах аппаратов, получающих питание от вторичных РП, 0,03 Ом.

Плавкие предохранители при защите сетей должны устанавливаться на всех нормально незаземленных полюсах и фазах. Установка плавких предохранителей в нулевых проводниках запрещается.

При защите сетей  автоматическими выключателями  максимальные расцепители должны устанавливаться  на всех нормально незаземленных  полюсах и фазах.

При защите сетей  с изолированной нейтралью в  трехпроводных сетях трехфазного  тока и двухпроводных сетях однофазного  тока или постоянного тока допускается  устанавливать максимальные расцепители  автоматических выключателей в двух фазах при трехпроводных сетях и в одной фазе (полюсе) при двухпроводных. При этом в пределах одной и той же установки защиту следует осуществлять в одних и тех же полюсах и фазах.

Защита  от токов короткого замыкания. Защита от токов КЗ должна действовать с минимальным временем отключения и по возможности селективно. Она должна надежно отключать любые виды КЗ в самых удаленных точках защищаемой линии, в том числе и замыкания на землю только одной фазы или одного полюса, если нейтраль установки заземлена. При этом каждая вышележащая ступень защиты должна служить резервом на случай неисправности ближайшей нижележащей ступени.

Для снижения времени, обеспечения надежности и правильности действия защиты от токов КЗ необходимо во всех случаях выбирать номинальные  токи плавких вставок предохранителей и установки автоматических выключателей по возможности минимальными, однако такими, которые не отключали бы установку при нормальных для нее кратковременных перегрузках (пусковых токах, пиках технологических нагрузок, токах при самозапуске и т.п.).

Защита  от перегрузки. В сетях, защищаемых от перегрузки, следует выбирать:

• плавкие вставки предохранителей или расцепители автоматических выключателей по расчетному току и с учетом возможных пиков тока, чтобы они не отключали электроустановку при нормальных для нее кратковременных перегрузках (пусковых токах, пиках технологических нагрузок, токах при самозапуске и т.п.).
• проводники – по расчетному току, таким образом, чтобы допустимые длительные токовые нагрузки I_доп были в определенном соотношении с установками тока защитных аппаратов. Исключение составляют ответвления к двигателям с короткозамкнутым ротором во взрывоопасных помещениях, для которых необходимо выбирать проводники с пропускной способностью не менее 125% номинального тока двигателя независимо от выбранной установки защиты.

Выбор установок защиты. Требуемые установки защиты рекомендуется определять в соответствии указаниями для отдельных типов аппаратов, учитывая значения пусковых токов указанные в каталогах на электродвигатели. Для установок, в которых неожиданное отключение электродвигателя во время его пуска может привести к авариям, порче оборудования или гибели людей, рекомендуется при выборе установок для автоматических выключателей, содержащих расцепители мгновенного действия, определять пусковой ток с учетом его апериодической составляющей; с достаточной для практических целей точностью можно в этих случаях считать, что пусковой ток примерно в 1,4 – 1,6 раза больше тока указанного по каталогу.

Расчет по заданию  (вариант 13).

Двигатель.

Мощность на одной фазе P_Ф=0,5 кВт;

Фазовое напряжение U_Ф=380В;

Отсюда получим  силу тока ;

Полное сопротивление  ;

Активное сопротивление  ;

Реактивное  сопротивление  ;

Индуктивность ;

Линейная сила тока .

Технологическая установка.

Активная фазовая  мощность ;

Сила тока ;

Полное сопротивление  ;

Остальные параметры:

R = 26,1 Ом; X = 12,6 Ом; L = 0,04 Гн.

Приборы и компьютеры.

Сила тока на одном приборе I = S/U = 350/220 = 1,59 A;

Активная мощность прибора P = UIcosj = 350*0,9 = 315 Вт;

Полное сопротивление Z=U/I=220/1,59=138,4 Ом;

Остальные параметры: R = 124,56 Ом; X = 60,3 Ом; L=0,192 Гн.

Освещение.

Сила тока на 3 лампочках включенных на одну фазу I=3P/U=0,82A;

Сила тока на одной лампочке I_ламп=0,27А;

Сопротивление трех лампочек вместе R=220/0,82=268,3 Ом.

Суммарный ток на подводящих проводах.

I_сум=4*3,98+7,58+3*1,59+0,82=29,09A

Зная, все эти данные мы можем  подобрать все автоматы и сечения  проводов и начертить схему.

Список литературы.

1.Л.А. Бессонов. Теория электрических цепей.

2.В.Г. Герасимов. Электротехника. Москва 1985г.