методичка ПБЭ

ПУЭ табл. 1.3.6

I табл. . = 42 А.

доп

Глава 3. Проверочный расчет электрических сетей

3.1.Силовая сеть (2 участок)

3.1.1.Тепловой расчет ответвления к двигателю с короткозамкнутым

ротором.

1) Определяем номинальный ток электродвигателя:

Iн	=				Рн	=				30 1000		= 80,7 А.
	3				UЛ cosϕ η			3		380 0,65	0,87

2) Определяем пусковой ток электродвигателя: Iпуск = Iн Кп = 80,7 6,5 = 524,55 А.

3) Определяем расчетный номинальный ток плавкой вставки:

	Iнрасч.вст.. =	Iпуск.	=	524,55	= 209,82 А.
		α		2,5

4) Проверяем условие Iнст.вст. . ≥ Iнрасч.вст.. :

Iнст.вст. . = 350 А > Iнрасч.вст.. = 209,82А – условие выполняется, но надежность

отключения не обеспечивается: для надежного отключения сети при коротком замыкании номинальный ток плавкой вставки должен быть наименьшим ближайшим к расчетному току. Поэтому необходимо заменить заданный

	предохранитель ПР - 2 -	600	с Iнст.вст. . = 350 А на предохранитель ПР - 2 -	350	с
		350		225

I ст. . . = 225 А.

н вст

5) Определяем расчетный допустимый длительный ток провода (кабеля):

Iдопрасч. . =1,25 Iн. (т.к. класс зоны В-Iа).

Iдопрасч. . = 1,25 80,7 = 100,88 А.

6) Определяем фактический (табличный) допустимый длительный ток провода (кабеля):

Задано:

НРБГ 3х6 + 1х4 – кабель четырехжильный жилы – медные;

изоляция – резиновая; оболочка – найритовая; бронированный; проложен на лотке

31

7) Проверяем условие I табл. . ≥ I расч. . :

доп доп

Iдоптабл. .	= 42 А; Iдопрасч. . = 100,88			А – условие не выполняется. Необходимо
заменить	заданный	кабель	НРБГ	3х6+1х4 на кабель НРБГ 3х35+1х16 с
Iдоптабл. . = 120 А.
Проверка:
Iдоптабл. .	= 120 А >	Iдопрасч. .	= 100,88 А – условие выполняется.

3.1.2. Расчет силовой сети по потере напряжения

1) По таблице 1 приложения 2 [6] определяем: при мощности трансформатора Sт = 1000 В·А, коэффициенте загрузки трансформатора Кз = 0,8 и коэффициенте мощности суммарной нагрузки cosϕ = 0,9 допустимая потеря напряжения силовой сети составляет Uдоп = 7,1%.

2)По таблице 2 приложения 2 [6] определяем коэффициенты с1 = 46 − для 1 участка и с2 = 77 − для 2 участка.

3)Определяем фактическую потерю напряжения на участках:

Uф1

=

PустШС. l1

=

130 175

= 5,2 %;

c

S

ф.1

46 95

1

Uф2

=

Pн l2

=

30

70

= 0,8 %;

c2 Sф.2

77

35

Суммарная потеря напряжения составит: ∑ Uф = 5,2 + 0,8 = 6,0 %.

4) Проверяем условие ∑ Uф ≤ Uдоп :

∑ Uф = 6% <

Uдоп = 7,1% − условие выполняется.

32

3.1.3. Расчет силовой сети по условиям короткого замыкания

1) Определяем суммарное активное сопротивление фазной жилы 1 и 2 участков:

R	=	ρ1 l1	+	ρ2 l2	=	0,032 175	+	0,019 70	= 0,0969 Ом,
ф		Sф1		Sф2	95			35
где	ρ 1 =		0,032 и		ρ 2 = 0,019			– удельные активные сопротивления

материала жил кабелей соответственно 1 и 2 участков (Ом·мм2/м);

2) Определяем суммарное активное сопротивление нулевой жилы 1 и 2 участков:

R =	ρ1 l1	+	ρ2 l2	=	0,032 175	+	0,019 70	= 0,2431 Ом;
0	S01		S02	35		16

3) Определяем суммарное реактивное сопротивление фазной и нулевой жилы:

Xф = X0 = a1l1 + a2l2 = 0,00007 175 + 0,00007 70 = 0,01715 Ом,

где a1 = 0,00007 и а2 = 0,00007 – удельные реактивные сопротивления кабелей 1 и 2 участков (Ом/м);

4) Определяем полное сопротивление замкнутой части линии:

Zф−о = (Rф + Rо + Rд )2 + (Xф + Xо )2 + Zт =

= (0,0969 + 0,2431+ 0,05)2 + (0,01715 + 0,01715)2 + 0 = 0,3915 Ом, где

Rд = 0,05 Ом – добавочное сопротивление переходных контактов (болтовые контакты на шинах, зажимы на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов, контакт в точке КЗ и т.д.);

Zт = 0 Ом – полное сопротивление трансформатора току короткого

замыкания − при мощности трансформатора большей 630 кВ·А принимается равным 0.

5) Определяем ток однофазного короткого замыкания в конце линии:

	I1КЗ(К) =			Uф			=	220		= 561,9 А;
			Z		ф−о			0,3915
6) Проверяем условие									I1КЗ(К)		≥ 4 :
										Iн.вст.
	I1КЗ(К)	=		561,9			= 2,5			– условие не выполняется, следовательно,
	Iн.вст.		225

надежность отключения силовой сети при коротком замыкании в конце линии не обеспечивается.

Предлагается заменить кабель 1 участка АСБ 3х95+1х35 на кабель СБ

3х150+1х50 и кабель 2 участка НРБГ 3х35+1х16 на кабель НРБГ 3х50+1х25.

33

Проверка:

R

=

ρ1 l1

+

ρ2 l2

= 0,019 175

+ 0,019 70 = 0,049 Ом;

ф

Sф1

Sф2

150

50

R

=

ρ1 l1

+

ρ2 l2

=

0,019 175

+

0,019 70

= 0,12 Ом;

0

S01

S02

50

25

Xф = X0 = a1l1 + a2l2 = 0,00007 175 + 0,00007 70 = 0,01715 Ом;

Zф−о = (Rф + Rо + Rд )2 + (Xф + Xо )2 + Zт =

= (0,049 + 0,12 + 0,05)2 + (0,01715 + 0,01715)2 + 0 = 0,221 Ом;

I1КЗ(К)	=		Uф			=		220		= 994,832 А;
		Z		ф−			0,221
					о
I1КЗ(К)	=	994,832						= 4,42 > 4 – условие выполняется.
Iн.вст.				225

7) Определяем активное сопротивление фазной жилы 1 участка:

Rф = ρ1 l1 = 0,019 175 = 0,0222 Ом; Sф1 150

8)Определяем реактивное сопротивление фазной жилы 1 участка: Xф = a1l1 = 0,00007 175 = 0,01225 Ом;

9)Определяем полное сопротивление фазной жилы Zф 1 участка:

Zф = (Rф + Rд + Rт )2 + (Xф + Xт )2 =

=	(0,0222 + 0,05 + 0,0022)2 + (0,01225 + 0,0088)2 = 0,077 Ом,
где	Rт и Xт				– соответственно активное и реактивное сопротивления
трансформатора.
10) Определяем ток трехфазного короткого замыкания в начале линии:
3			U л					380	= 2384,7 А;
IКЗ(Н ) =					=
			3 Zф					0,092
					3

11)Определяем предельный ток отключения предохранителя (табл. 1 прил. 1 [6]): Iпр. = 13000 А.

12)Проверяем условие IКЗ3 (Н) ≤ Iпр. :

IКЗ3 (Н) = 2384,7 А < Iпр. = 13000 А – условие выполняется.

34

3.2.Тепловой расчет осветительной сети (4 участок)

1)Определяем необходимый вид защиты:

−согласно 3.1.8 ПУЭ осветительная сеть должна быть защищена от токов коротких замыканий;

−согласно 3.1.10 ПУЭ осветительная сеть во взрывоопасной зоне класса В-Iа подлежит защите от перегрузки.

2)Сети, подлежащие защите от токов коротких замыканий и перегрузки должны защищаться автоматами с тепловым расцепителем, следовательно, тип автомата (А3161) выбран правильно.

3)Определяем рабочий ток осветительной сети:

			∑Р		n Pн.л			20 150	=13,6 А.
I	р	=		=			=	220
			U		U
				ф		ф

4) Проверяем условие Iн.тепл. ≥ I р.:

Iн.тепл. = 25А > I р. = 13,6 А − условие выполняется, однако для надежного отключения сети при коротком замыкании номинальный ток расцепителя автомата, кроме этого, должен быть наименьшим ближайшим к рабочему току. Поэтому предлагается заменить запроектированный автомат на автомат А3161

сноминальным током теплового расцепителя Iн.тепл. =15 А.

5)Определяем допустимый длительный ток провода: Задано:

ПР 2(1х4) – два одножильных провода

	жилы – медные;		ПУЭ табл. 1.3.4
	изоляция – резиновая;
			I		= 38 А.
	в хлопчатобумажной оплетке;			доп.

проложены в трубе

6) Проверяем условие Iдоп ≥ I р :

Iдоп = 38А > I р = 13,6А − условие выполняется, следовательно, сечение провода соответствует тепловому расчету.

7) Проверяем условие Iдоп ≥ Iн.тепл.:

Iдоп = 38А > Iн.тепл. = 25А − условие выполняется.

35

ПУЭ табл. 1.3.16Iдоп. = 305 А.

3.3. Проверка соответствия сечения кабеля (провода) магистральной линии осветительной сети рабочему току (3 участок)

1) Определяем рабочий ток 3 участка:

I р. =	РустЩО.			=	12 103			= 18,23 А;
		3 UЛ				3 380
2) Определяем допустимый длительный ток провода:
Задано:
ПРТО 4 х 25 – четырехжильный провод
жилы – медные;								ПУЭ табл. 1.3.4
								I
изоляция – резиновая;									доп.	= 85 А.
проложен в трубе

3) Проверяем условие Iдоп ≥ I р :

Iдоп = 85А > I р = 18,23А − условие выполняется, следовательно, сечение провода соответствует тепловому расчету.

3.4. Проверка соответствия сечения кабеля магистральной линии силовой сети рабочему току (1 участок)

1) Определяем рабочий ток 1 участка:

I р. =	РустШС.				=	130 10					3	= 197,5 А;
3				UЛ		3				380

2) Определяем допустимый длительный ток кабеля: Задано:

АСБ 3х150+1х75 – четырехжильный кабель жилы – алюминиевые; изоляция – бумажная; оболочка – свинцовая; бронированный; проложен в земле

3) Проверяем условие Iдоп ≥ I р :

Iдоп = 305А > I р = 197,5А − условие выполняется, следовательно, сечение кабеля соответствует тепловому расчету.

36

Глава 4. Обоснование необходимости выполнения молниезащиты здания и ее проектное решение

Необходимость выполнения молниезащиты зданий и сооружений в зависимости от назначения, степени огнестойкости, наличия в них пожаро- и взрывоопасных зон и др. определяется по СО 153-34.21.122-2003 [5].

Защищенность здания или сооружения от прямых ударов молнии определяется вхождением всех его частей в пространство зоны защиты молниеотводов данного типа.

1)Описание общих требований к проектированию и конструкции элементов молниеотводов, указанных в Задании…

2)Согласно п. 3.3.2.2 [5] зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h ограничена симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном сечении равнобедренный треугольник с вершиной на высоте hо и основанием на уровне земли 2Rо.

При высоте молниеотвода до 30 метров и надежности зоны защиты равной 0,99 параметры зоны защиты характеризуются следующими формулами:

h0 = 0,8h; R0 = 0,95h; Rx = R0 (h0 − hx )/ h0 .

3) Опоры тросового молниеотвода предлагается установить вплотную к торцевым стенам здания. Тогда для обеспечения его защищенности радиус зоны защиты на уровне высоты здания Rx должен быть не меньше полуширины здания: Rx ≥ S/2. Таким образом, минимальное значение Rx составит Rxmin = 4,5/ 2 = 2,25 м:

Рис. 1. План расположения опор тросового молниеотвода

4) Зная высоту здания и Rxmin , определим минимальную высоту молниеотвода. Для этого в формуле для определения Rx выразим R0 и h0 через h:

37

Rx = 0,95h(0,8h − hx ) = 0,95(0,8h − hx ); 0,8h 0,8

0,8Rx = 0,95 0,8h − 0,95 hx ; 0,95 0,8 h = 0,8Rx + 0,95hx ;

h = 0R,95x + 0h,x8 .

Таким образом, минимальная высота молниеотвода составит:

h

=

Rxmin

+

hx

=

2,25

+

4

= 7,4м.

min

0,95

0,8

0,95

0,8

При

такой

высоте

молниеотвода

высота зоны

защиты составит

h0

= 0,8h = 0,8 7,4 = 5,92

м,

а

радиус

зоны защиты

на уровне земли

R0

= 0,95h = 0,95 7,4 = 7,03 м.

Учитывая некоторое провисание троса, высоту опор необходимо принять больше высоты молниеотвода на 3% расстояния между опорами: hоп = h + 0,03L = 7,4 + 0,03 18 = 7,94 м.

5) Строим схему зоны защиты молниеотвода в масштабе (в графической части).

38

39

Рис. 2. Схема зоны защиты одиночного тросового молниеотвода

Глава 5. Заключение о соответствии запроектированного электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ

1.Заменить запроектированный электродвигатель с маркировкой по взрывозащите 1ЕхdpΙΙАТ3 на электродвигатель с уровнем взрывозащиты «Электрооборудование повышенной надежности против взрыва» или выше, предназначенный для работы во взрывоопасной среде ацетилена с воздухом (ПУЭ 7.3.60, табл. 7.3.3);

2.Заменить запроектированный кабель магистральной линии (1 участок) марки АСБ 3х95+1х35, сечение которого не соответствует тепловому расчету, на аналогичный, но с большим сечением и медными жилами – марки СБ 3х150+1х50;

3.Заменить запроектированный кабель силовой сети (2 участок) марки НРБ 3х6+1х4, сечение которого не соответствует тепловому расчету, на аналогичный, но с большим сечением и без наружного покрова – марки НРБГ 3х50+1х25 (ПУЭ 7.3.108);

4.Заменить запроектированный предохранитель силовой сети (2 участок) ПР-2-600/350, номинальный ток плавкой вставки которого не соответствует тепловому расчету, на предохранитель ПР-2-350/225;

5.Заменить запроектированный провод осветительной сети (4 участок) марки АПР 2(1х4) на аналогичный, но с медными жилами – марки ПР 2(1х4) (ПУЭ 7.3.93), и проложить его в водогазопроводной трубе (ПУЭ 7.3.118, табл. 7.3.14);

6.Заменить запроектированный автомат осветительной сети (4 участок) А3161, номинальный ток расцепителя которого не соответствует тепловому расчету, на аналогичный, но с номинальным током теплового расцепителя

Iн.тепл. =15 А.

40