ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.03.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
29
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
токоприемников не выходило за пределы допустимого.
30
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
�
2 0
0
Потеря напряжения ∆U для трехфазной линии определяется по формулам [11]:
Δ�
пл
=
√3 ∙ ????
????асч
∙ ???? ∙ 100
(� ∙ cos ???? + ???? ∙ sin ????), % ,
(1.4) н где I
расч
. – расчетный ток, А; l – длина участка, км; cosφ
– коэффициент мощности; r
0 и x
0
- значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице
П.1.14.[1].
Согласно нормам, на зажимах электрических двигателей допускаются отклонение напряжения ±5% от номинального значения. В отдельных случаях для электродвигателей допускается отклонение выше номинального значения на +10%.
Определение относительной потери напряжения, %:
∆�
Л
???? =
∙ 100% ,
(1.5)
�
Н
Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения:
????
доп
≥ ????,
(1.6)
В случае если расчетное значение ε больше допустимого, следует принять большее значение сечения проводов и повторить расчет потерь.
При питании электрических двигателей разнообразных технологических механизм, также следует проверять
сечений на соответствие выбранному аппарату защиты: выбранное сечение проводника по условиям нагрева должно быть согласовано с аппаратом защиты этого проводника по условию:
????
з
· ????
3
????
доп
≥
31
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
???? прокл
,
(1.7)
32
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
где К
з
– коэффициент защиты или кратность защиты, т. е. отношение длительно допустимого тока для провода или кабеля к номинальному току или току уставки срабатывания защитного аппарата при перегрузке или КЗ. К
з
определяется по П.1.15 [1]; I
з
– номинальный ток или ток уставки срабатывания защитного аппарата.
Что конкретно принимается за I
з
, указано в табл. П.1.15.
Провода и кабели напряжением до 10 кВ проверке на механическую прочность не подлежать.
Кабелей 6 -10 кВ с бумажной изоляцией допускается перегружать в 1,3 раза в течение 6 часов в сутки, а кабелей с пластмассовой изоляцией в 1,1 раза, поэтому условия выбора по нагреву будут:
????
????.�????????
≤ 1,3 ∙ ????
доп
,
(1.8)
????
????.�????????
≤ 1,1 ∙ ????
доп
,
(1.9) где I
р.max
- расчетный ток, протекающий по кабельной линии в аварийном режиме, I
доп
- допустимый по нагреву, А.
Выбор сечения проводников по экономической
плотности тока. Сечения проводников напряжением свыше 1 кВ должны быть проверены по экономической плотности тока.
Экономически целесообразное сечение S, мм
2 определяется из соотношения:
????
р
� =
�
эк
(1.10) где I
p
- расчетный ток, протекающий по кабельной линии в нормальном режиме, А; j
эк
- экономическая плотность,
А/мм
2
Значения j эк в зависимости от материала кабеля, вида его изоляции и продолжительности максимума нагрузки Т
max выбираются по табл. П.1.16.
Сечение, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения.
33
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Выбор по термической стойкости короткого
замыкания. Минимально стойкое сечение кабеля по термической стойкости вычисляется по выражению:
�
????
????
�????�
≥ √
�
= ???? ∙ ????
∞
∙ √�
п
,
(1.11) где B
т
- тепловой импульс; С- коэффициент, зависящий от марки кабеля, вида его жил и напряжения; α - расчетный коэффициент (α =12 для кабелей с алюминиевыми жилами, α
=7 для кабелей с медными жилами) I
∞
-установившийся ток короткого замыкания, кА; t
п
- время прохождения ТКЗ через кабель, с.
�
п
= �
рз
+ �
ов
,
(1.12) где t
рз
- время действия релейной защиты, с; t
ов
- время отключения выключателя, с.
Из трех сечений за окончательное выбирается наибольшее.
2.6. Порядок работы:
Задание №1. Определить характеристики кабеля.
1. Получить у преподавателя образец кабеля.
2. Изучив элементы конструкции кабеля, заполнить таблицу 2.1.
Таблица 2.1.
Характеристики изучаемого кабеля
Токоведущие жилы (материал, конструкция, сечение)
Изоляция
(вид, материал)
Защитная оболочка
Броня
Наружный покров
34
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
3. Выполнить эскиз поперечного сечения образца кабеля, обозначив основные элементы конструкции.
4. Измерить радиусы (диаметры) жил и определить сечение токоведущих частей.
5. По справочным таблицам определить допустимый ток кабеля.
6. Изучив материал конспекта͵ записать в отчет предположительную маркировку кабеля.
7. Устно ответить на вопросы преподавателя по конструкции исследованного образца кабеля.
Задание №2. Закрепить навыки выполнения
электрического расчета линии электропередач на примере
кабельной
линии
питающая
одиночного
электродвигателя.
Электрический двигатель согласно приведенной схеме получает питание с помощью 3-х или 4-х жильной кабельной линий от шин понизительной подстанции.
Марка электродвигателя, название механизма, условия окружающей среды, протяженность кабельной линии l, продолжительность использования максимума нагрузки T
max и температура земли t
земли приведены в таблице 2.2.
Рис. 2.6. Схема трехфазной линии с одним
электродвигателем в конце.
Необходимо выбрать марку и сечение жил кабельной линии питающей электродвигателя.
U
1
U
2
L
M
35
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
Исходные данные
Таблица 2.2.
В
ар иа нт
Марка электро двигате ля
Наименов ание производс твенного механизма
Длина кабельной линии l
, км
Условия окружаю щей среды
ε
доп
,
%
T
max t
зем.
+10
Контрольные вопросы
1. Из каких элементов состоит кабельная линия?
2. Назвать основные конструкционные материалы, из которых изготавливаются кабели.
3. Дать характеристику конструкции кабеля напряжением
6÷10 кВ.
4. Каково назначение герметичной оболочки кабеля?
5. Какую роль играет поясная изоляция кабеля?
6. На какие напряжения изготавливаются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена?
7. Каковы причины создания маслонаполненных кабелей?
8. Как классифицируют кабель и кабельные сети по конструктивным признакам?
9. Каковы преимущества прокладки кабелей в траншее?
10. С какой целью кабели укладывают с запасом, составляющим 1÷2 % их длины?
11. Как соединяют кабели напряжением до 10 кВ?
12. Перечислите основные конструктивные элементы силовых кабелей и укажите их основные функции.
13. Опишите конструкции токопроводящих жил силовых кабелей.
14. Перечислите ряд номинальных сечений токопроводящих жил силовых кабелей.
36
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
15. Объясните, какие функции выполняет оболочка в силовых кабелях, и из каких материалов она изготавливается.
16. Перечислите основные виды изоляции, которые используются в силовых кабелях.
17. Укажите, какие функции выполняет поясная изоляция, и где она размещается в силовом кабеле.
18. Объясните назначение экранов в силовых кабелях и перечислите материалы, из которых они изготавливаются.
19. Перечислите материалы, из которых изготавливают изоляцию силовых кабелей.
20. Перечислите буквенные индексы, которые используются для обозначения изоляции в марках силовых кабелей.
37
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
3. Конструктивное исполнение и выбор
коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В
Цель работы: изучение конструкции, технических характеристик, область применения и выбор коммутационных электрических аппаратов напряжением до 1000 В.
3.1. Общие сведения
Электрическим аппаратом называется электротехническое устройство, применяемое в процессе реализации производство, передачи, распределение и потребление электрической энергии. Из-за выпуска довольно широкого ассортимента подобного электротехнического устройства в мировой практике их классификация представлется затруднительным.
В общем случае, все электротехнические аппараты делятся условно на аппараты до и свыше 1000 В.
Электрические аппараты напряжением до 1 кВ в свою очередь подразделяются на следующие виды [10]:
аппараты управления и защиты — автоматические выключатели, контакторы, реле, пускатели электродвигателей, переключатели, рубильники, предохранители, кнопки управления и другие аппараты, управляющие режимом работы оборудования и его защитой;
аппараты
автоматического
регулирования
— стабилизаторы и регуляторы напряжения, тока, мощности и других параметров электрической энергии;
аппараты автоматики — реле, датчики, усилители, преобразователи и другие аппараты, осуществляющие функции контроля, усиления и преобразования электрических сигналов.
Все существующие электротехнические аппараты напряжением до 1000В в зависимости от принципа их работы бывают контактные и бесконтактные. Контактные
38
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
электрические аппараты состоят из подвижных контактов. В контактных электрических аппаратах замыканием или же размыканием подвижных контактов производится воздействие на необходимую цепь. Бесконтактные электрические аппараты не имеют в своем составе подвижных контактов, с помощью которых могли бы осуществить необходимые коммутации.
В бесконтактных электротехнических аппаратах управление необходимой цепы обеспечивается изменением индуктивности,
ёмкости, сопротивления и другими параметрами коммутируемой цепы.
Все контактные электротехнические аппараты в свою очередь подразделяются на автоматические и неавтоматические [10]. Автоматические — это контактные электротехнические аппараты, в которых коммутационные действия осуществляются под действием заданного режима работы конкретной цепы или машины. Неавтоматические — это аппараты, в которых режимы их работы зависит исключительно от оператора. Неавтоматические электротехнические аппараты как правило, управляются либо дистанционно, либо непосредственно.
Электротехнические аппараты управления и электрические аппараты защиты напряжением до 1000 В предназначены для ручной или автоматической коммутации электрических цепей. Кроме того, второе не менее важное их предназначение – автоматическая защита электрических цепей от опасных их режимов. По назначению электрические аппараты подразделяются на
коммутационные, обеспечивающие включение и отключение электрических цепей, защитные, предохраняющие электрические цепи и электродвигатели от длительного воздействия токов короткого замыкания и перегрузок, управления, контролирующие и
регулирующие, применяемые для автоматической стабилизации или регулирования заданных параметров электрической цепи и т.п.
Коммутационные аппараты – это аппараты, с помощью которых замыкается и размыкается (коммутируется)
39
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
цепь электрического тока. Они разделяются на аппараты до
1000 В и выше 1000 В. К коммутационным аппаратам до 1000
В относятся: автоматические выключатели, рубильники, магнитные пускатели, контакторы, а так же всевозможные переключатели, тумблеры и т.д.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
3.2. Автоматические воздушные выключатели
Автоматические воздушные выключатели (автоматы) [9] применяются в основном для автоматического отключения электрической цепи при перегрузках, коротких замыканиях, чрезмерном понижении напряжения питания, изменении направления мощности и т. п., а также для редких включений и отключений вручную номинальных токов нагрузки.
Все автоматические воздушные выключатели в зависимости от типа воздействующей величины бывают следующих видов [9, 10]:
• максимальные автоматические выключатели по току;
• минимальные автоматические выключатели по току;
• минимальные автоматические выключатели по напряжению;
• автоматические выключатели обратного тока;
• максимальные автоматические выключатели, работающие по производные тока;
• поляризованные максимальные автоматические воздушные выключатели, коммутирующие цепь при нарастании тока в одном прямом направлении;
• неполяризованные, которые реагируют на увеличение тока в любом направлении.
На практике с целью обеспечения селективности защиты автоматические воздушные выключатели конструктивно должны иметь механизм настройки тока и времени срабатывания.
Очень часто, по требованию защиты возникает необходимость в применении комбинированной защиты. Под комбинированной защиты понимается совместное
40
Лист
Изм. Лист
№ докум
Подпись Дата
использование защиты максимальной по току и минимальной по напряжению автоматические выключатели.
Автоматические воздушные выключатели, сочетающие в себе обе функции, называются универсальными автоматами.
Автоматические воздушные выключатели, применяемые в общепромышленном и бытовом секторе снабжены только максимально-токовой защитой. Максимально-токовая защита воздушных выключателей обычно настраивается на месте сборки и испытании. В таком случае, отрегулированные характеристики таких автоматических выключателей не может быть изменен в течении эксплуатации.
С целью обеспечении защиты электротехнического или иного персонала от опасности прикосновения к токоведущими частям такие автоматы снабжаются дополнительной изоляцией – кожухом, что полностью исключает возможности выброса дуги и прямого и косвенного прикосновения.
Автоматические выключатели в таком исполнении именуются установочными.
Практически все автоматические выключатели состоят из следующих конструктивных деталей: токоведущая цепь, дугогасительная камера, привод автомата, механизм автомата, механизм свободного расцепления, а также расцепитель.
К основным параметрам автоматических воздушных выключателей относятся:
1. Собственное время отключения, с;
2. Полное время отключения, с;
3. Номинальный рабочий ток, А;
4. Номинальное напряжение, В;
5. Предельный ток отключения, А.
Под собственным временем отключения автомата понимают время от момента, когда ток достигает значения тока срабатывания I
ср
, до начала расхождения его контактов.
После расхождения контактов возникающая электрическая дуга должна быть погашена за наименьшее время с перенапряжением, не представляющим опасности для остального оборудования.
