Курсовая. Курсовая работа %22Внутреннее электроснабжение промышленных и гр. Введение Целью курсового проекта является проектирование части системы внутреннего электроснабжения предприятия
 Скачать 353.04 Kb.
|
|
5 Выбор питающих кабелей Кабель - конструкция из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников (жил), или оптических волокон, заключённых в оболочку. Кроме жил и изоляции кабель может содержать экран, сердечник, заполнитель, стальную или проволочную броню, металлическую оболочку, внешнюю оболочку. Для предотвращения путаницы типы кабелей определяются по их функциональному предназначению: силовые, монтажные, сигнальные. Силовыми кабелями принято называть те, по которым пущен трехфазный ток. Они прокладываются между распределительными щитами, а также используются для подключения электрических машин - генераторов или асинхронных двигателей. Для бытовых электрических сетей межфазное напряжение в них равно 380В. При невозможности прокладки воздушных электрических линий используются кабели с напряжением от 1 до 35 кВ. В исключительных случаях по силовому кабелю пускается магистральный электрический ток до 220 кВ - такой используется, например, для подачи электроэнергии в Крым по дну Керченского пролива. Монтажные кабели используются для прокладки бытовой электрической проводки, по которой течет однофазный ток напряжением в 220 В, состоят из трех проводников, сечение одного из которых в два раза меньше, чем остальных – он предназначен для подключения к заземляющему контуру. Сигнальные кабели используются для передачи управляющих сигналов, которые имеют электрическую природу. Конструкция кабеля состоит из двух элементов: 1)Токопроводящих жил – медных или алюминиевых, одинарных или состоящих из нескольких проводников, покрытых диэлектрическим материалом. Токопроводящие жилы могут быть собраны в пакеты, которые, в свою очередь, имеют оболочку из диэлектрика, свинца или алюминия. 2)Внешней диэлектрической оболочки. Одинарные проводники используются в кабелях, сила тока в которых не превышает 25 А. Многожильные имеют большую электрическую прочность при меньшей площади сечения за счет взаимной компенсации поверхностных токов, которые приводят к нагреву, плавлению и последующему физическому обрыву. Кроме того, пакет из множества проводников более гибок, его легче прокладывать, поскольку допустимый радиус изгиба кабеля (не приводящий к разрушению слоя внутренней изоляции) меньше. Алюминий имеет большее, чем медь, удельное сопротивление (0,028 и 0,017 Ом/мм2) и более низкую температуру плавления (соответственно 660 и 1085 0С). Поэтому для получения одной и той же электрической прочности алюминиевые жилы должны быть в два раза толще, что не особенно существенно при токах до 16 А и является решающим фактом в пользу выбора медных при больших нагрузках в сети. Экран кабеля - внешняя оболочка - играет роль не только диэлектрической, но и физической защиты. Поэтому те, что эксплуатируются в неблагоприятных условиях, например, прокладываются в земле или там, где возможно их повреждение механизмами или инструментами, снаружи обматываются металлической лентой и называются бронированными. Их экран состоит из трех слоев: 1)Подушка - волокнистые материалы, пропитанные битумом. Служит для защиты от повреждения изоляции токопроводящих жил краями ленты брони. 2)Металлической (стальная или медная) ленты - броневая защита. 3)Покров – битумные составы или полиэтиленовый защитный шланг. Тип используемого диэлектрика напрямую зависит от напряжения в сети. Полимеры - полиэтилен и поливинилхлорид (ПВХ). Дешевые, легкие, гибкие. Допускают диффузное проникновение паров воды, поэтому не используются для изоляции токоведущих жил кабелей, работающих в условиях постоянной влажности. Полиэтилен поддерживает горение, а ПВХ - нет. Диэлектрические свойства сохраняют до напряжения в сети, равного 5 кВ. Техническая резина - материал, абсолютно не пропускающий влагу. Диэлектрические свойства сохраняются до напряжения 10 кВ. Стойка ко всем видам механических нагрузок, не распространяет горения. Однако начинает разрушаться при температуре жилы более 70 0С. Также склонна к старению, в результате которого кристаллизуется и становится хрупкой. Его ускоряет ультрафиолетовое излучение и озон. Электротехническая бумага. Имеет неплохие диэлектрические качества, которые можно усиливать, увеличивая количество слоев изоляции. Кабели с бумажной изоляцией работают в сетях с напряжением до 35 кВ. Главным недостатком является гигроскопичность, для его ликвидации бумагу пропитывают техническими маслами или компаундами, а токоведущие жилы дополнительно защищают свинцовыми или алюминиевыми оболочками. Еще одной особенностью является то, что объединение токоведущих жил с бумагой воспроизводит конструкцию конденсатора переменного тока. Показатели пожаробезопасности кабелей обозначаются следующими индексами: 1."нг" - обозначает нераспространение горения по кабельным коммуникациям при прокладке кабелей в пучках с высокой концентрацией горючей массы; 2.LS (lowsmoke) - пониженное выделение дыма, коррозионноактивных и опасных для здоровья продуктов горения; 3.HF (halogenfree) - низкая дымообразующая способность и пониженная кислотность газов, выделяемых при горении по сравнению с кабелями c индексом LS; 4.FR (fireresistance) - функционирование кабелей при пожаре не менее 180 минут; 5.LTx (lowtoxic) - применение изоляционных материалов с низкой токсичностью продуктов горения (с меньшей токсичностью и меньшей оптической плотностью, что позволяет снизить опасность при эвакуации людей из горящих помещений). Выбор кабелей, питающих цеха и электроприемники следует производить по допустимому нагреву длительным током. Сечение проводов линий электропередачи должно быть таким, чтобы: 1) провода не перегревались при любой нагрузке в нормальном рабочем режиме; 2) потеря напряжения в линиях не превышала установленные пределы; 3) плотность тока в проводах соответствовала экономической. При выборе марки кабеля следует руководствоваться современными тенденциями рынка. Предпочтение рекомендуется отдавать не распространяющим горение медным кабелями с низким уровнем дыма. При выборе проводника по нагреву должно соблюдаться условие:
Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (4x95) для главного корпуса с предельно допустимым током 240 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого тока, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (4x2,5) для заводоуправления с предельно допустимым током 28 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого тока, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (4x4) для блока склада с предельно допустимым током 37 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого тока, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (4x1,5) для электромонтажного цеха с предельно допустимым током 21 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Представим выбранные кабели для цехов в таблице 5.1. Таблица 5.1 – Питающие кабели к цехам.
Расчетный ток, потребляемый электроприемниками электроремонтного цеха, определяется по формуле:
Реактивная мощность, потребляемая электроприемниками, определяется по формуле:
Определим реактивную мощность, потребляемую электроприемниками, для каждого электроприемника по формуле (5.3):       Полная мощность, потребляемая электроприемниками, определяется по формуле:
Определим полную мощность, потребляемую электроприемниками, по формуле (5.4):       Определим расчётный ток, потребляемый электроприемниками электроремонтного цеха, по формуле (5.2):       Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (3x4) для токарного станка с предельно допустимым током 37 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (3x1,5) для фрезерного станка с предельно допустимым током 21 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (3x6) для печи сопротивления с предельно допустимым током 45 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (3x1,5) для штамповочного пресса с предельно допустимым током 21 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (3x4) для фрезерного станка с предельно допустимым током 37 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Выбираем кабель ВВГ-нг-LS (3x4) для печи сопротивления с предельно допустимым током 37 A. Проверим правильность выбора кабеля по условию (5.1):  Максимальный ток не превышает значение предельно допустимого, значит кабель выбран верно. Представим выбранные кабели для электроприёмников в таблице 5.2. Таблица 5.2 – Питающие кабели к электроприёмникам.
5.2 Выбор аппаратов защиты Автоматические выключатели - устройства, которые обеспечивают защиту проводки в условиях короткого замыкания, при подключении нагрузки с показателями, превышающими установленные значения. Их следует выбирать с особым вниманием. Важно учитывать типы автоматических выключателей, их параметры. Выбирая автоматический выключатель, имеет смысл ориентироваться на характеристики устройства. Это показатель, по которому можно определить чувствительность устройства к возможному превышению значений тока. Разные виды автоматических выключателей имеют свою маркировку — по ней легко понять, насколько оперативно оборудование будет реагировать на превышение значений тока к сети. Некоторые выключатели реагируют мгновенно, другие активизируются в течение определенного периода времени. А - маркировка, которая проставляется на самых чувствительных моделях оборудования. Автоматы такого типа сразу же регистрируют факт перегрузки и оперативно реагируют на нее. Они используются с целью защиты оборудования, характеризующегося высокой точностью, а вот в быту их встретить практически невозможно. В - характеристика, которой обладают выключатели, срабатывающие с несущественной задержкой. В быту выключатели с соответствующей характеристикой используются вместе с компьютерами, современными ЖК-телевизорами и другой дорогостоящей бытовой техникой. С - характеристика автоматов, которые имеют наиболее широкое распространение в быту. Оборудование начинает функционировать с небольшой задержкой, которой бывает достаточно для отложенной реакции на зарегистрированные сетевые перегрузки. Сеть отключается прибором только в том случае, если у нее есть неисправность, действительно имеющая значение. D - характеристика выключателей, обладающих минимальной чувствительностью к превышению показателей тока. В основном, подобные устройства используются в рамках подвода электричества к зданию. Они устанавливаются в щитках, под их контролем находятся практически все сети. Такие устройства выбираются в качестве запасного варианта, так как они активизируются только в том случае, если автомат вовремя не включился. Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (расцепители), вспомогательные контакты (необязательно). Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики). Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства - щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой - применяют для гашения дуги при больших токах. Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания 6-50 А предельный ток обычно составляет 1 000-10 000 А. Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении. Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и т. п.). Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями. Автомат внутри содержит расцепитель, который с помощью рычага, защелки, пружины или коромысла способен мгновенно отключить сеть от подачи электричества. Типы автоматических выключателей и различают по типу расцепителя. Автоматический выключатель с магнитным расцепителем – реагирует на скачки мгновенно. Хорошо подходит для сети где часто случаются короткие замыкания. Расцепитель представлен соленоидом с подвижным сердечником. При скачке сердечник втягивается и происходит размыкание цепи. Реагирует за доли секунды. Автоматические выключатели гораздо выгоднее плавких предохранителей. Это потому что после остывания автомат уже можно включать, и он будет работать как надо, если причина перегрузки устранена. Плавки предохранитель нужно заменить. Его может не оказаться под рукой и замена может занять много времени. Серия ВА – промышленные выключатели. Представители этих автоматов, прежде всего, предназначены для использования в электроцепях переменного тока в 50-60 Гц, с рабочим напряжением до 690 В. Также используются при постоянном токе 450 В и силе тока до 630 А. Такие выключатели рассчитаны на очень редкое оперативное использование (не более 3 раз в час) и защиты линий от КЗ и электроперегрузок. Среди важных характеристик этой серии выделяется: высокая отключающая способность; широкий диапазон электромагнитных расцепителей; дистанционный пульт управления через закрытую дверь. В целях защиты электрического оборудования цеха и питающих кабелей от режимов короткого замыкания и перегрузки рекомендуется выбирать автоматические выключатели. Выбор защитной аппаратуры следует производить по условию:
Выбираем автоматический выключатель для токарного станка ВА47-29 3Р 40А с номинальным током 40 А [7]. Проверим правильность выбора автоматического выключателя по условию (5.5):  Расчётный ток не превышает номинальный ток автоматического выключателя, значит выбор сделан верно. Выбираем автоматический выключатель для сверлильного станка ВА47-29 3Р 13А с номинальным током 13 А. Проверим правильность выбора автоматического выключателя по условию (5.5):  Расчётный ток не превышает номинальный ток автоматического выключателя, значит выбор сделан верно. Выбираем автоматический выключатель для штамповочного пресса ВА47-29 3Р 50А с номинальным током 50А. Проверим правильность выбора автоматического выключателя по условию (5.5):  Расчётный ток не превышает номинальный ток автоматического выключателя, значит выбор сделан верно. Выбираем автоматический выключатель для печи сопротивления ВА47-29 3Р 20А с номинальным током 20 А [7]. Проверим правильность выбора автоматического выключателя по условию (5.5):  Расчётный ток не превышает номинальный ток автоматического выключателя, значит выбор сделан верно. Выбираем автоматический выключатель для агрегатного станка ВА47-29 3Р 40А с номинальным током 40 А. Проверим правильность выбора автоматического выключателя по условию (5.5):  Расчётный ток не превышает номинальный ток автоматического выключателя, значит выбор сделан верно. Выбираем автоматический выключатель для насоса ВА47-29 3Р 40А с номинальным током 40А. Проверим правильность выбора автоматического выключателя по условию (5.5):  Расчётный ток не превышает номинальный ток автоматического выключателя, значит выбор сделан верно. Представим выбранные автоматические выключатели для электроприёмников в таблице 5.3 Таблица 5.3 – Автоматические выключатели.
|
