Определение требуемого сечения кабеля для насосов. Электроснабжение. Содержание Содержание 2 Введение 3 Способ пуска электродвигателя насоса 4 Выбор сечения кабеля для электродвигателя 380В 5 Литература 7 Введение
 Скачать 27.79 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский архитектурно-строительный университет» Факультет инженерно-экологических систем и сооружений Кафедра теплогазоснабжения РГР Дисциплина «Электроснабжение систем теплогазоснабжения» Преподаватель Корягин М.В. Студент гр. ТГВ 834/1 Капустин А.С. Нижний Новгород 2021г. СодержаниеСодержание 2 Введение 3 Способ пуска электродвигателя насоса 4 Выбор сечения кабеля для электродвигателя 380В 5 Литература 7 ВведениеЭлектрический привод (ЭП) представляет собой электромеханическую систему, обеспечивающую реализацию различных технологических и производственных процессов в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, коммунальном хозяйстве и в быту с использованием механической энергии. Назначение ЭП состоит в обеспечении движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов и управлении этим движением! Другими словами, ЭП, являясь энергетической основой реализации технологических и производственных процессов, во многом определяет их качество, энергетические и технико-экономические показатели. Такое широкое применение ЭП объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению с другими видами приводов: использование электрической энергии, распределение и преобразование которой в другие виды энергии, в том числе и в механическую, наиболее экономично; большой диапазон мощности и скорости движения; разнообразие конструктивного исполнения, что позволяет рационально соединять привод с исполнительным органом рабочей машины и использовать для работы в сложных условиях в воде, среде агрессивных жидкостей и газов; простота автоматизации технологических процессов; высокий КПД и экологическая чистота. Основным элементом любого электропривода служит электрический двигатель, который вырабатывает механическую энергию (МЭ) за счет потребляемой электрической энергии, т.е. является электромеханическим преобразователем энергии. От электродвигателя механическая энергия через передаточное устройство подается на исполнительный орган рабочей машины, за счет чего тот совершает требуемое механическое движение. Функция передаточного устройства заключается в согласовании параметров движения электродвигателя и исполнительного органа. Способ пуска электродвигателя насосаСетевой насос Atmos GIGA-N 65/160-15/2 (2шт.) Применяем плавный пуск электродвигателя. Рн=15кВт Uн=380В n= 2955 об/мин Iн= Рн/ Uн= 15/380=39,5А Iпуск=39,5А*2,2=86,8А Сетевой насос Atmos GIGA-N 65/160-15/2 (2шт.) Применяем способ пуска электродвигателя звезда-треугольник электродвигателя. Рн=15кВт Uн=380В n= 2955 об/мин Iн= Рн/ Uн= 15/380=39,5А Iпуск=39,5А*1,8=71,1А Сетевой насос Atmos GIGA-N 65/160-15/2 (2шт.) Применяем способ пуска электродвигателя звезда-треугольник электродвигателя. Рн=15кВт Uн=380В n= 2955 об/мин Iн= Рн/ Uн= 15/380=39,5А Iпуск=39,5А*2,4=94,8А Рассмотрены несколько вариантов пуска электродвигателя, но в целях экономии принят прямой пуск. Выбор сечения кабеля для электродвигателя 380ВОпределяем сечение кабеля в сети 15 кВ для питания электродвигателей насосов различной мощностью. Кабель прокладывается в грунте (траншее) совместно с другими кабелями по территории котельной для питания двигателей насосов. Расстояние между кабелями составляет 100мм. Расчетная температура грунта 20 °С. Глубина прокладки в земле 0,7м. Характеристика электродвигателей насосов представлены таблице 1. Таблица 1.
Определяем длительно допустимый ток: Lрасч=P/(√(3)*Uнам*cosφ*η)=(15*103)/(1,73*380*0,86*0,933)=28А Согласно ГОСТ 31996-2012 по таблице 21 выбираем номинальное сечение кабеля 4,0мм2, где для данного сечения указана допустимая токовая нагрузка проложенного в земле кабеля 37 А, при этом должно выполняться условие. Принимаем кабель АВВГзнг 3х4. Iд.т. =А≥Iрасч. Определяем длительно допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов: Lф=к1*к2*к3*l Iд.т. Определяем коэф. к1, учитывающий температуру среды, отличающуюся от расчетной, выбираем по табл 2.9 [Л1. с 55] и по табл. 1.3.3 ПУЭ. По табл. 2-9 температура среды по нормам составляет +15°С, учитывая, что кабель будет прокладываться в земле в траншее. Температура жил кабеля составляет +80°С в соответствии сПУЭ изд. 7 пунктом 1.3.12. Так как расчетная температура земли отличается от принятых в ПУЭ. Принимаем коэффициент к1=0,96 с учетом, что расчетная температура земли +20°С. Определяем коэффициент к2, который учитывает удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. Таблица 1.3.23. В нашем случае поправочный коэффициент для песчано-глинистых грунтов с удельным сопротивлением 120К/Вт составит к2=1,0. Определяем коэффициент к3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб). В рамках учебной работы, кабель прокладывается в траншее с двумя другими кабелями для одной группы сетевых и одной группы подпиточных насосов, расстояние между кабелями составляет 100мм, с учетом вышеизложенного принимаем к3=0,8. Определение фактически длительного допустимого тока (при этом Iφ≥Iд.т): Iф=к1*к2*к3*Iд.т., А Iф=0,96*1,0*0,8*37=34,1А Iф≥Iрасч (условие выполняется) Определение допустимой потери напряжения для двигателя в вольтах, учетом что ΔU=5%: ΔU= (ΔU%*U)/100=(5*380)/100=19В Определяем допустимые потери напряжения для кабеля: ΔU=√(3)*lрасч *L *(r0* cosφ+x0* sinφ) где: Iрасч. – расчетный ток, А; L –длина участка, км; Cosφ – коэффициент мощности; sinφ=√(1- cosφ)= √1-0,86=0,37 r0 и x0 – значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л2. с 48]. ΔU=√(3)*lрасч *L *(r0* cosφ+x0* sinφ) Для кабеля сечением 4мм2 =1,73*15*0,4*(7,81*0,86+0,095*0,37)=70,08 (условие не выполняется) Для кабеля сечением 16мм2 =1,73*15*0,4*(1,95*0,86+0,102*0,37)=17,79 (условие выполняется) Определение процентного соотношения потери напряжения: ΔU%= (ΔU/U)*100=(17,79/380)*100=4,7% (условие выполняется) Определение сечения кабеля по упрощенной формуле: S=(P*L)/(U*y* ΔU),мм2 S=(15000*0,4)/(380*31,7*17,79)=26,2мм2 Где: Р – расчетная мощность, Вт; L –длина участка, м U –напряжение, В; y –удельная электрическая проводимость провода, м/Ом*мм2; для меди y=57 м/Ом*мм2; для алюминия y=31,7 м /Ом*мм2; Как мы видим при определении сечения кабеля по упрощенной формуле, есть вероятность занизить сечение кабеля, поэтому рекомендуется при определении потери напряжения, использовать формулу с учетом активных и реактивных сопротивлений. Определение потери напряжения для кабеля сечением 16мм2 ΔU=√(3)*lрасч *L*кпуск*(r0* cosφ+x0* sinφ),В =1,73*15*7,5*0,4*(1,95*0,3+0,102*0,95)=53,1В где: cosφ и sinφ – средние значения коэффициентов мощности при пуске двигателя, принимаются при отсутствии технических данных, согласно [Л6. с 16]. кпуск = 7,5 – кратность пускового тока двигателя, согласно техническим характеристикам. Согласно [Л7. с 61, 62] условие пуска двигателя определяется остаточным напряжением на зажимах электродвигателя Uост. Считается, что пуск электродвигателей механизмов с вентиляторным моментом сопротивления и легкими условиями пуска (длительность пуска 0,5-2,0сек) обеспечивается при: Uост. ≥0,7Uн.дв. Пуск электродвигателей механизмов с постоянным моментом сопротивления или тяжелыми условиями пуска (длительность пуска 5,0-10,0сек) обеспечивается при: Uост. ≥0,8 Uн.дв.=0,8*380=304В В данном расчете длительность пуска электродвигателя составляет 10сек. Определение остаточного напряжения на зажимах электродвигателя с учетом потери напряжения при пуске. Uост.≥ 380 – 53,1 = 326,9 В ≥ 304 В (условие выполняется) Принимаем автоматический выключатель Drx125 фиксированный 75a 3p 20кА. Проверка сечения кабеля по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защите: Iд.т. ≥ kзащ * Iзащ, А Где: Iзащ- ток уставки при котором срабатывает защитный аппарат, А; Kзащ = 1- коэффициент кратности длительно допустимого тока кабеля к току срабатывания защитного аппарата. Данные значения Iзащ и kзащ определяем по таблице 8.7 [Л5. с. 207]. 77≥75 Исходя из расчета выбираем марку кабеля. АВВГзнг 3х16. ЛитератураСправочная книга электрика. Под общей редакцией В.И. Григорьева. 2004 г. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г. ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Издательство ТПУ. Томск 2006 г. Как проверить возможность подключения к электрической сети двигателей с короткозамкнутым ротором. Карпов Ф.Ф. 1964 г. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. А.В.Беляев. 2008 г. |