Пожарная безопасность электроустановок / Agunov - Pozharnaya bezopasnost elektroustanovok 2012

160

Глава 3

7)По ПУЭ из таблицы 1.3.7 с учетом стандартного ряда сечений определяем сечение жил одного трехжильного алюминиевого кабеля, проложенного в воздухе, соответствующего току 29,99 А.

При Uл = 380 В и имеющейся нагрузке для подачи электроэнергии от трансформатора к силовому распределительному щиту можно использовать кабель предусмотренной в проекте марки с четырьмя алюминиевыми жилами сечением 10 мм2, с полихлорвиниловой изоляцией, в полихлорвиниловой оболочке, без наружных покровов (голый), с изоляцией, рассчитанной на 660 В, предназначенный

для прокладки внутри помещений, в тоннелях, каналах, лотках, по стенам, типа АВВГ – 4 × 10.

Проектом предусмотрен кабель с бóльшим сечением – АВВГ – 4 × 25. Из таблицы 1.3.7 ПУЭ для кабеля, предусмотренного проек-

том, допустимый длительный ток Iд = 0,92 75 = 69 А, что в 2,3 раза больше рабочего тока всего электрооборудования. Следовательно,

кабель предусмотренной в проекте марки можно использовать, а запроектированное сечение кабеля соответствует имеющейся нагрузке.

8)Определяем номинальный ток электродвигателя ответвления:

(А).

9) Определяем рабочий ток ответвления электрической сети к электродвигателю:

Iр = Iн. дв. · kз = 12,5 · 1 = 12,5 (А).

10)По ПУЭ из таблицы 1.3.7 с учетом стандартного ряда сечений определяем сечение жил алюминиевых кабелей с четырьмя жилами, проложенных в воздухе и соответствующих току 12,5 А.

Принимаем сечение алюминиевых жил равным 2,5 мм2.

11)Определяем соответствие сечения и марки кабеля ответвления имеющейся нагрузке.

При Uн = 380 В и имеющейся нагрузке можно использовать кабель с четырьмя алюминиевыми жилами сечением не менее 2,5 мм2,

Пожарная безопасность электрических сетей

161

с изоляцией, рассчитанной на 660 В, предназначенный для прокладки внутри помещений.

Проектом предусмотрен кабель с бóльшим сечением — АВВГ – 4 × 4 с полихлорвиниловой изоляцией, в полихлорвиниловой оболочке, без наружных покровов (голый), с изоляцией, рассчитанной на 660 В, предназначенный для прокладки внутри помещений, в тоннелях, каналах, лотках, по стенам.

Из таблицы 1.3.7 ПУЭ для кабеля, предусмотренного проектом, допустимый длительный ток Iд = 0,92 27 = 24,84 А, что в 1,99 раза больше рабочего тока электродвигателя. Следовательно, кабель предусмотренной в проекте марки можно использовать, а запроектированное сечение кабеля соответствует имеющейся нагрузке.

12) Определяем соответствие теплового реле ТРН-25 магнитного пускателя ПМЕ-222 условиям защиты электродвигателя и проводников ответвления от токов перегрузки:

Iн.р. ≥ Iн.нагр. = Iн.дв. (А).

По каталогу задаемся током нулевой уставки теплового реле:

I0 = 12,5 (А).

Определяем деление шкалы тока уставок теплового реле (без температурной поправки на температуру окружающей среды), на которое необходимо установить поводок регулятора:

.

Определяем поправку на температуру окружающей среды в пределах делений шкалы:

.

Определяем результирующее расчетное деление шкалы тока уставок теплового реле:

±N = (±N1)+(–N2)=(0)+(–0,5) = –0,5 (округляем до 0).

162

Глава 3

Следовательно, поводок регулятора реле необходимо установить на делении шкалы 0.

13) Определяем соответствие номинального тока плавкой вставки предохранителя ПР-2 (малоинерционный, 60/20) ответвления:

а) Находим пусковой ток двигателя:

Iпуск. = Iмакс. = Iн.дв. · kп = 12,5 · 4 = 50 (А);

б) По таблице 3.5 находим коэффициент отстройки предохранителя от тока перегрузки:

α = 3,

тогда

(А).

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя ответвления больше полученного значения, следовательно, условие выполняется.

14) Определяем соответствие номинального тока плавкой вставки предохранителя ПР-2 (малоинерционный, 100/60) общего:

а) Находим максимальный ток всех электродвигателей:

Iмакс. = ∑Ip(n-1) kо + Iпуск. = (29,99 – 12,5) · 1 + 50 = 67,49 (А);

б) По таблице 3.5 находим коэффициент отстройки предохранителя от тока перегрузки:

α = 3,

тогда

(А).

Пожарная безопасность электрических сетей

163

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя ответвления больше полученного значения, следовательно, условие выполняется.

15) Проверяем предохранитель ПР-2 (60/20) ответвления по условию надежности отключения тока короткого замыкания в конце защищаемого участка:

а) Найдем суммарное сопротивление фазного проводника, равное сопротивлению жилы кабеля от трансформатора до силового распределительного щита плюс сопротивление жилы кабеля ответвления (в распределительных сетях до 1000 В при определении тока короткого замыкания индуктивным сопротивлением можно пренебречь, это приведет к несколько завышенным значениям тока короткого замыкания):

rф =∑ρ (l / Sф ) = 32·(0,005 / 25) + 32·(0,028 / 4) = 0,23 (Ом);

б) Найдем суммарное сопротивление нулевого проводника. Учитывая, что нулевой проводник точно такой же, как и фазный, его сопротивление также будет равно:

r0 = 0,23 (Ом);

в) Поскольку достоверные данные о полном числе контактов и об их переходных сопротивлениях отсутствуют, примем добавочное сопротивление переходных контактов равным суммарному значению рекомендуемых сопротивлений: а) для аппаратуры, установленной непосредственно у электроприемников; б) для вторичных цеховых распределительных пунктов, щитов и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов; в) для первичных цеховых распределительных пунктов:

rд = 0,03 + 0,025 + 0,02 = 0,075 (Ом);

г) По заданной мощности трансформатора из таблицы 3.3 зададимся его расчетным сопротивлением:

zт(1) = 0,487 (Ом);

164

Глава 3

д) Найдем сопротивление цепи короткого замыкания в конце линии:

zф-0 = rф + r0 + rд + zт(1) = 0,23 + 0,23 + 0,075 + 0,487 = 1,022 (Ом);

е) Найдем ток однофазного короткого замыкания в конце линии. С учетом того, что э.д.с. трансформатора на 5 % больше номи-

нального напряжения ток однофазного короткого замыкания в конце линии будет:

I к.з (к) (1) = Uф / z(ф-о) = 230 / 1,022 = 225,05 (А);

ж) Поскольку

I к.з (к) / Iн.вст. = 225,05 / 20 = 11,25 > 3,

отключение токов короткого замыкания в конце защищаемой линии обеспечено.

16) Проверяем предохранитель ПР-2 (60/20) ответвления по предельной отключающей способности токов короткого замыкания в начале защищаемого участка:

а) Найдем сопротивление фазы от трансформатора до силового распределительного щита:

– активное сопротивление кабеля:

rф =ρ (l / Sф ) = 32·(0,005 / 25) = 0,0064 (Ом);

– индуктивное сопротивление кабеля:

хф = al = 0,07·0,005 = 0,00035 (Ом);

– активное сопротивление фазы питающего трансформатора:

rт = c / Sт = 3,5 / 180 = 0,01944 (Ом);

– индуктивное сопротивление фазы питающего трансформатора:

Пожарная безопасность электрических сетей

165

хт = drт = 2·0,01944 = 0,03888 (Ом);

б) Поскольку достоверные данные о полном числе контактов и об их переходных сопротивлениях отсутствуют, примем добавочное сопротивление переходных контактов равным суммарному значению рекомендуемых сопротивлений: а) для вторичных цеховых распределительных пунктов, щитов и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов; б) для первичных цеховых распределительных пунктов:

rд = 0,025 + 0,02 = 0,045 (Ом);

в) Найдем сопротивление фазы:

(Ом);

г) Найдем ток трехфазного короткого замыкания в начале линии:

(А);

д) Из каталога находим, что для ПР-2 (60) габарита II Iпр = 4500 А. Поскольку

Iпр = 4500 А > Iк.з. (н) = 2851,11 А,

отключение токов короткого замыкания в начале защищаемой линии при использовании предохранителя габарита II обеспечено.

17) Проверяем селективность (избирательность) действия аппаратов защиты.

В проекте общий предохранитель и предохранители ответвлений одинакового типа. При использовании одинаковых типов аппаратов защиты для обеспечения селективного действия необходимо, чтобы номинальные токи смежных аппаратов отличались друг от друга на две ступени по шкале, т. е.:

166

Глава 3

Iном.вст. (2) / Iном.вст. (1) ≥ 1,6 ÷ 2.

Так как

,

селективность действия аппаратов защиты обеспечена.

18) Проверяем выполнение условия допустимой потери напряжения.

а) Определяем падение напряжения на участке от трансформатора к силовому распределительному щиту. Канализация электроэнергии на этом участке осуществляется по трехфазной линии с нулевым проводом кабелем с алюминиевыми жилами, напряжение электроприемников 380 В, поэтому по таблице 3.6 принимаем c = 46. Тогда:

;

б) Определяем падение напряжения на участке питания от силового распределительного щита до электродвигателя:

;

б) Определяем фактическую потерю напряжения:

.

Фактическая потеря напряжения не превышает 5 %, следовательно, в соответствии с ГОСТ 13109-97 условие выполнено.

Задача 3.6. Определить соответствие сечения и марки кабеля силовой сети столярного цеха предусмотренной нагрузке и соответствие номинальных параметров аппаратов защиты условиям надежности

Пожарная безопасность электрических сетей

167

защиты. В качестве источника питания используется пристроенный трансформатор мощностью 160 кВА. Проводка запроектирована кабелем АНРГ в каналах. Электродвигатель управляется магнитным пускателем ПА-422 с тепловым реле ТРП-60, защита от короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями типа АЕ-2056. В цехе установлено 2 вентилятора на напряжение 380 В мощностью по 20 кВт каждый, kп = 4,5, η = 0,85, cos φ = 0,9. Условия пуска легкие. Температура окружающей среды +25оС. Электрическая схема силовой сети представлена на рис. 3.18.

Рис. 3.18. Схема к задаче 3.6

Решение:

1) Определяем класс помещений по условиям окружающей среды.

Согласно п. 7.4.4 ПУЭ помещение относится к пожароопасным зонам класса П-II.

2)Согласно п. 7.4.36 ПУЭ в пожароопасных зонах любого класса кабели и провода должны иметь покров и оболочку из материалов, не распространяющих горение. Применение кабелей с горючей полиэтиленовой изоляцией не допускается. Согласно п. 3.1.8 ПУЭ электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания.

3)Определяем установленную мощность электродвигателей. Учитывая, что электродвигатели одинаковы, т. е. η и cos φ для

электродвигателей имеют одни и те же соответствующие значения, установленная мощность электродвигателей:

168

Глава 3

∑Pу = 20·2 = 40 (кВт).

4) По таблице 3.8 находим коэффициент спроса: kc = 1.

5) Вычисляем расчетную мощность всего электрооборудования:

∑Pр = 1·40 = 40 (кВт).

6) Находим рабочий ток всего электрооборудования:

(А).

7)По ПУЭ из таблицы 1.3.7 с учетом стандартного ряда сечений определяем сечение жил одного трехжильного алюминиевого кабеля, проложенного в воздухе, соответствующего току 79,44 А.

При Uл = 380 В и имеющейся нагрузке для подачи электроэнергии от трансформатора к силовому распределительному щиту можно использовать кабель предусмотренной в проекте марки с четырьмя алюминиевыми жилами сечением 35 мм2, с найритовой оболочкой, резиновой изоляцией, без наружных покровов (голый), с изоляцией, рассчитанной на 500 В, предназначенный для прокладки внутри по-

мещений, в тоннелях, каналах, лотках, по стенам, типа АНРГ – 500 3 × 35 + 1 × 25.

Проектом предусмотрен кабель — АНРГ – 500 3 × 50 + 1 × 35.

Из таблицы 1.3.7 ПУЭ для кабеля, предусмотренного проектом,

допустимый длительный ток Iд = 0,92 110 = 101,2 А, что в 1,27 раза больше рабочего тока всего электрооборудования. Следовательно, кабель предусмотренной в проекте марки можно использовать,

азапроектированное сечение кабеля соответствует имеющейся нагрузке.

8)Определяем номинальный ток электродвигателя ответвления:

(А).

Пожарная безопасность электрических сетей

169

9) Определяем рабочий ток ответвления электрической сети к электродвигателю:

Iр – Iн.дв. · kз = 39,7 · 1 = 39,7 (А).

10)По ПУЭ из таблицы 1.3.7 с учетом стандартного ряда сечений определяем сечение жил алюминиевых кабелей с четырьмя жилами, проложенных в воздухе и соответствующих току 39,7 А.

Принимаем сечение алюминиевых жил равным 16 мм2.

11)Определяем соответствие сечения и марки кабеля ответвления имеющейся нагрузке.

При Uн = 380 В и имеющейся нагрузке можно использовать кабель с четырьмя алюминиевыми жилами сечением не менее 16 мм2,

сизоляцией, рассчитанной на 500 В, предназначенный для прокладки внутри помещений.

Проектом предусмотрен кабель с бóльшим сечением — АНРГ – 3 × 25 + 1 × 16 с найритовой оболочкой, резиновой изоляцией, без наружных покровов (голый), с изоляцией, рассчитанной на 500 В, предназначенный для прокладки внутри помещений, в тоннелях, каналах, лотках, по стенам.

Из таблицы 1.3.7 ПУЭ для кабеля, предусмотренного проектом,

допустимый длительный ток Iд = 0,92 75 = 69 А, что в 1,7 раза больше рабочего тока электродвигателя. Следовательно, кабель предусмотренной в проекте марки можно использовать, а запроектированное сечение кабеля соответствует имеющейся нагрузке.

12)Определяем соответствие теплового реле ТРП-60 магнитного пускателя ПА-422 условиям защиты электродвигателя и проводников ответвления от токов перегрузки:

Iн. р. ≥ Iн.нагр. = Iн.дв. = 39,7 (А).

По каталогу задаемся током нулевой уставки теплового реле:

I0 = 40 (А).