Пожарная безопасность электроустановок / Agunov - Pozharnaya bezopasnost elektroustanovok 2012

170

Глава 3

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)=(–0,14)+(–0,5) = –0,6 (округляем до 0).

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

13) Определяем соответствие номинального тока теплового и электромагнитного максимального расцепителя автомата АЕ-2056

(100/40) (Iн. эл. м. = 40 А, Iн. тепл. = 40 А, Iср. эл. м. = 480 А, Iср. тепл. = 50 А) ответвления:

а) Номинальный ток теплового Iн. тепл. и электромагнитного максимального расцепителя Iн. эл. м. должен быть больше или равен рабочему току. Поскольку рабочий ток равен 39,7 А, данное условие выполняется;

б) Чтобы избежать ложного отключения сети, правильность выбора номинального тока электромагнитного максимального расцепителя необходимо проверить по формуле:

Iср. эл. маг. ≥ 1,5 Iмакс.,

а теплового расцепителя — по формуле:

Пожарная безопасность электрических сетей

171

Iср. тепл. ≥ 1,25 Iр..

Поскольку пусковой ток двигателя:

Iпуск. = Iмакс. = Iн.дв. · kп = 39,7 · 4,5 = 178,65 (А)

и

Iср. эл. маг. = 480 > 1,5Iмакс. = 1,5 178,85 = 267,98 (А),

ложного отключения электромагнитного расцепителя быть не должно. Поскольку рабочий ток ответвления к двигателю:

Iр = 39,7 (А)

и

Iср. тепл. = 50 > 1,25 Iр = 49,63 (А),

ложного отключения теплового расцепителя быть не должно.

14) Определяем соответствие номинального тока теплового и электромагнитного максимального расцепителя общего автомата

АЕ-2056 (100/80) (Iн. эл. м. = 80 А, Iн. тепл. = 80 (А), Iср. эл. м. = 960 А,

Iср. тепл. = 100):

а) Номинальный ток теплового Iн. тепл. и электромагнитного максимального расцепителя Iн. эл. м. должен быть больше или равен рабочему току. Поскольку рабочий ток равен 79,44 А, данное условие выполняется.

б) Чтобы избежать ложного отключения сети, правильность выбора номинального тока электромагнитного максимального расцепителя необходимо проверить по формуле:

Iср. эл. маг. ≥ 1,5Iмакс.,

а теплового расцепителя — по формуле:

Iср. тепл. ≥ 1,25 Iр.

172

Глава 3

Поскольку максимальный ток двигателей:

Iмакс. = ∑Ip(n-1) kо + Iпуск. = (79,44 – 39,7) · 1 + 178,65 = 218,39

и

Iср. эл. м. = 960 А > 1,5Iмакс. = 1,5·218,39 = 327,585 А,

ложного отключения электромагнитного расцепителя быть не должно. Поскольку рабочий ток двигателей:

∑Iр = 79,44 (А)

и

Iср. тепл. = 100 > 1,25 ∑Iр = 1,25 79,44 = 99,3 (А),

ложного отключения теплового расцепителя быть не должно.

15) Проверяем автомат ответвления АЕ-2056 (100/40) по условию надежности отключения тока короткого замыкания в конце защищаемого ответвления:

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·(0,017 / 50) + 32·(0,150 / 25) = 0,203 (Ом);

б) Найдем суммарное сопротивление нулевого проводника:

r0 = ∑ρ (l / Sф ) = 32·(0,017 / 35) + 32·(0,150 / 16) = 0,316 (Ом);

в) Поскольку достоверные данные о полном числе контактов и об их переходных сопротивлениях отсутствуют, примем добавочное

Пожарная безопасность электрических сетей

173

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);

д) Найдем сопротивление цепи короткого замыкания в конце линии:

zф-0 = rф + r0 + rд + zт(1) = 0,203 + 0,316 + 0,075 + 0,487 = 1,081 (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 / 1,081 = 212,77 (А);

ж) Поскольку

I к.з (к) / Iср.эл.м. = 212,77 / 480 = 0,443 < 1,4,

отключение токов короткого замыкания электромагнитным расцепителем в конце защищаемой линии не обеспечено!!!

Поскольку

I к.з (к) / Iн.тепл. = 203,52 / 40 = 5, 088 > 3,

174

Глава 3

отключение токов короткого замыкания тепловым расцепителем в конце защищаемой линии обеспечено.

Таким образом, по условию надежности отключения тока короткого замыкания в конце защищаемого ответвления данный автомат выбран правильно, так как достаточно, чтобы сработал один из расцепителей — электромагнитный или тепловой.

16) Проверяем автомат ответвления АЕ-2056 (100/40) по условию надежности отключения тока короткого замыкания в начале защищаемого ответвления:

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

– активное сопротивление кабеля:

rф =ρ (l / Sф ) = 32·(0,017 / 50) = 0,01088 (Ом);

– индуктивное сопротивление кабеля:

хф = al = 0,07·0,017 = 0,00119 (Ом);

– активное сопротивление фазы питающего трансформатора:

rт = c / Sт = 3,5 / 160 = 0,02188 (Ом);

– индуктивное сопротивление фазы питающего трансформатора:

хт = d rт = 2·0,02188 = 0,04376 (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);

Пожарная безопасность электрических сетей

175

в) Найдем сопротивление фазы:

(Ом);

г) Найдем ток трехфазного короткого замыкания в начале линии:

(А);

д) Из каталога находим, что для АЕ-2056 (100) Iпр = 5000 А. Поскольку

Iпр = 5000 А > Iк.з. (н) = 2566,001 А,

отключение токов короткого замыкания в начале защищаемой линии обеспечено.

17) Проверяем селективность (избирательность) действия смежных аппаратов защиты.

Для автоматов с тепловыми расцепителями селективность может быть обеспечена при условии:

Iном.тепл. (2) / Iном.тепл. (1) ≥ 1,5.

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 электро-

176

Глава 3

энергии 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:

;

в) Определяем фактическую потерю напряжения:

.

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

3.12. Упражнения

3.1. Расшифруйте обозначение следующего провода: ППВС – 500 (3 × 2,5).

3.2.Расшифруйте обозначение следующего кабеля: СРБ – 4 × 10.

3.3.Расшифруйте обозначение следующего шнура: ШПРО –

2 × 1,5.

3.4.Определить соответствие сечения и марки проводов осветительной сети покрасочного цеха предусмотренной нагрузке и соответствие номинальных параметров аппаратов защиты условиям надежности защиты. Для покраски в цехе применяется нитрокраска.

Вкачестве источника питания используется отдельный осветительный трансформатор мощностью 40 кВА. Проводка запроектирована кабелем СРГ на скобах, защита предохранителями типа ПР-2.

Вцехе установлено 18 светильников на действующее напряжение 220 В мощностью по 150 Вт каждый. Электрическая схема осветительной сети представлена на рис. 3.19.

Пожарная безопасность электрических сетей

177

Рис. 3.19. Схема к упражнению 3.4

Рис. 3.20. Схема к упражнению 3.5

3.5.Определить соответствие сечения и марки кабеля осветительной сети столярного цеха предусмотренной нагрузке и соответствие номинальных параметров аппаратов защиты условиям надежности защиты. В качестве источника питания используется отдельный осветительный трансформатор мощностью 25 кВА. Проводка запроектирована проводом АПРТО в трубах, защита автоматическими выключателями типа АЕ-1031. В цехе установлено 16 светильников на действующее напряжение 220 В мощностью по 200 Вт каждый. Электрическая схема осветительной сети представлена на рис. 3.20.

3.6.Определить соответствие сечения и марки проводов подачи электроэнергии к электродвигателям металлорежущих станков слесарной мастерской предусмотренной нагрузке, а также соответствие номинальных параметров аппаратов защиты условиям надежности защиты.

Условия пуска электродвигателей легкие, напряжение питания Uн = 380 B, kп = 4,7, η = 0,8, cos φ = 0,85. Электродвигатель управляется магнитным пускателем ПМЕ-222 с тепловым реле ТРН-25 и защищается

178

Глава 3

плавким предохранителем ПР-2. Подача электроэнергии к электродвигателю выполнена от встроенного трансформатора проводом АПРТО в водогазопроводных трубах. Температура окружающей среды +25 оС. Электрическая схема силовой сети представлена на рис. 3.21.

3.7. Определить соответствие сечения и марки кабеля силовой сети зернохранилища предусмотренной нагрузке и соответствие номинальных параметров аппаратов защиты условиям надежности защиты. В качестве источника питания используется пристроенный трансформатор мощностью 150 кВА. Проводка запроектирована кабелем АНРБГ по стенам. Электродвигатель управляется магнитным пускателем ПА-322 с тепловым реле ТРН-40, защита от короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями типа АЕ-2056. В цехе установлено 2 вентилятора на напряжение 380 В мощностью по 25 кВт каждый, kп = 4,3, η = 0,87, cos φ = 0,95. Условия пуска легкие. Температура окружающей среды +25 оС. Электрическая схема силовой сети представлена на рис. 3.22.

Рис. 3.21. Схема к упражнению 3.6

Рис. 3.22. Схема к задаче 3.7

Пожарная безопасность электрических сетей

179

3.13.Вопросы для повторения

1.На какие категории в части обеспечения надежности электроснабжения потребителей делятся все потребители электрической энергии?

2.Что такое провод?

3.Что такое кабель?

4.Что такое шнур?

5.Перечислите достоинства и недостатки магистральной распределительной сети. В каких случаях используют эту схему?

6.Перечислите достоинства и недостатки радиальной распределительной сети. В каких случаях используют эту схему?

7.Какие электропроводки относят к открытым?

8.Какие электропроводки относят к скрытым?

9.Какие требования предъявляют к электропроводкам в пожароопасных зонах?

10.Какие требования предъявляют к электропроводкам во взрывоопасных зонах?

11.Перечислите основные параметры плавких предохранителей.

12.Объясните принцип работы плавких предохранителей.

13.Перечислите основные параметры автоматических выключателей.

14.Объясните принцип работы теплового расцепителя автоматического выключателя.

15.Какие аппараты защиты не защищают от коротких замыканий?

16.В каких случаях можно пренебречь потерей напряжения в проводах?

17.Какие электрические сети защищаются от токов коротких замыканий?

18.Какие электрические сети защищаются от токов перегрузки?

19.Какова величина допустимого отклонения напряжения от номинального на зажимах электродвигателей?

20.К чему приводит понижение номинального напряжения у асинхронных электродвигателей?

21.Что такое кратность пускового тока электродвигателя?

22.Что такое коэффициент загрузки электродвигателя?