Тема 1 Вибір плавних вставок запобіжників і перерізу проводів та кабелів за умовами нагрівання план

1. Спад і втрата напруги в мережах змінного струму.

2. Вибір плавних вставок запобіжників і перерізу проводів та кабелів

за умовами нагрівання.

Література.

1. Електропостачання агропромислового комплексу: підруч. / Козирський В.В., Каплун В.В., Волошин С.М. - К.: Аграрна освіта, 2011. – 448с. арк.. 147 – 152, 52- 59.

2. Притака І.П., Козирський В.В. Електропостачання сільського господарства. – К.: Урожай,

1995, - 304 с.

арк.. 108 - 118

3. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства.

- М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с

арк. 117…131.

1 Спад і втрата напруги в мережах змінного струму

Напруга в кінці лінії відрізняється від напруги на початку на величину спаду напруги. В лінії є індуктивний опір, тому в загальному випадку вектор напруги в кінці лінії відрізняється від вектора напруги на початку лінії не лише за величиною, а й за напрямком.

Геометрична різниця між вектором напруги на початку і в кінці лінії називається спадом напруги, а алгебраїчна – втратою напруги.

Спад напруги І ∙ τ - розглядають як геометричну суму І ∙ τ + І ∙ х.

Між фазна втрата напруги для мереж напругою до 35 кВ буде:

ΔU = Σ ( І ∙ τ ∙cоs λ + I ∙ x ∙ sin λ)

або ΔU ;

Якщо навантаження виражено у комплексній формі, то втрати напруги визначають за формулою:

ΔU = Σ ( Iа ∙ R + I р ∙ х ) В.

Побудова векторної діаграми.

Напруга на початку лінії U ф₁. Вектор струму І відкладається під кутом λ 1. Щоб дістати вектор напруги в кінці лінії треба від U ф. відняти спад напруги в лінії

U ф₂ = U ф₁ - І ∙ Z

Вектор І ∙ Z ( а с ) – є спад напруги в лінії

а d = U ф₁ - U ф₂ - втрата напруги

В електричних мережах до 35 кВ втрату напруги прирівнюють поздовжній складовій спаду напруги.

2 Вибір плавних вставок запобіжників і перерізу проводів та кабелів за умовами нагрівання

Розрахунок електричної мережі за умовами нагрівання треба починати з вибору захисних апаратів.

Вибір запобіжників здійснюють за такими умовами:

- номінальна напруга запобіжника повинна бути рівною або більшою номінальної напруги мережі:

(2.1)

- гранична комутаційна здатність запобіжника повинна бути рівною або більшою струму трифазного короткого замикання:

(2.2)

• струм плавкої вставки для захисту окремих електродвигунів:

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

• струм плавкої вставки для захисту мережі, яка живить освітлювальні або нагрівні прилади:

(2.7)

- струм плавкої вставки для захисту магістралей, які живлять групу споживачів освітлення або нагрівних елементів:

(2.8)

- струм плавкої вставки для захисту магістралей, які живлять групу споживачів-освітлення, нагрівні елементи, електродвигуна:

(2.9)

де U_з - номінальна напруга запобіжника. В;

U_{ме р}- номінальна напруга запобіжника, В;

І_гр.від- гранична комутаційна здатність запобіжника, А;

- максимальний струм трифазного короткого замикання в мережі, А;

І_в - номінальний струм плавкої вставки, А;

І_н - номінальний струм електродвигуна, А;

І_р._дв - робочий струм електродвигуна, А;

І_пуск - пусковий струм електродвигуна, А;

І_{пуск.найб} - пусковий струм електродвигуна, для якого різниця між пусковим і робочим струмом найбільша, А

І_р - робочий струм лінії, А;

k_i - кратність пускового струму електродвигуна;

k_з - коефіцієнт завантаження електродвигуна;

k₀ - коефіцієнт одночасності роботи електроспоживачів (приймають к_о=1 при n=1...3, а при n> 3 –k₀ задається відповідно до технологічного процесу); α- коефіцієнт, який характеризує умови пуску електродвигуна (α = 2,5 при легких пусках - нечасті пуски, тривалість пуску не перевищує 10 с, і α =1,6...2 при важких - часті пуски, тривалість пуску перевищує 10 с пуск здійснюється під навантаженням).

Визначивши номінальний струм плавкої вставки, знаходять відповідний йому переріз проводу. Вибір перерізу проводу залежить від того, чи він захищений плавкою вставкою лише від коротких замикань, чи також і від перевантажень. Відповідно до правил влаштування електроустановок, від перевантажень треба захищати освітлювальні мережі в житлових і громадських будинках, торгівельних і службово-побутових приміщеннях промислових підприємств, а також у пожежонебезпечних приміщеннях. Мережі будь-якого призначення з незахищених проводів із горючою оболонкою треба також захитати від перевантажень. Це стосується мереж будь-якого типу у вибухонебезпечних приміщеннях. Захист від перевантаження і струмів короткого замикання здійснюється тим самим запобіжником (якщо вставка перегоряє при струмі перевантаження, то вона перегорить і при струмі короткого замикання).

У цих випадках необхідно витримати таке співвідношення для допустимого струму проводу:

(2.10)

Тільки для кабелів з паперовою ізоляцією допускається витримувати умову:

(2.11)

Для випадків, при яких треба захищати проводи лише від коротких замикань, треба витримати співвідношення:

(2.12)

Після того як вибрали провід, його перевіряють на тривалий робочий струм установки:

(2.13)

Запобіжники встановлюють в усіх місцях, де переріз провідника у напрямі до місць споживання енергії зменшується, а також на вводах у будинки і в головних ділянках мережі. Для вибірності дії (селективності), тобто щоб при аварії перегорів лише найближчий до місця пошкодження запобіжник, необхідно щоб кожний наступний запобіжник (в напрямку від джерела до споживача) мав номінальний струм плавкої вставки хоча б на один ступінь менше від попереднього.

Плавка вставка запобіжника повинна надійно вимикати коротке замикання. Для цього необхідно, щоб виконувалась умова:

(2.14)

де z_{п.п .}- повний опір петлі "фаза – нуль