Выбор электрооборудования внутрицеховых сетей

При проектировании электроснабжения цеха промышленного пред­приятия выбираются разнообразные виды электротехнического обо­рудования до 1 кВ: аппараты управления и защиты, распределитель­ные панели, пункты, шкафы, осветительные щитки, магистральные, распределительные, троллейные и осветительные шинопроводы и т.п. К аппаратам управления и защиты относятся рубильники, разъедини­тели, пакетные выключатели и переключатели, автоматические вык­лючатели, контакторы, магнитные пускатели и т.п.

Выбор аппаратов управления осуществляется с учетом режима работы и вида электроприемников, для которых они предназначе­ны. В зависимости от этого установлены категории применения аппаратов управления.

Комплектное оборудование и входящие в его состав электрические аппараты напряжением до 1 кВ выбираются в зависимости от значе­ний расчетных параметров (напряжения, тока, мощности, частоты и т.п.). В общем случае номинальное значение расчетного параметра Х_жм должно удовлетворять условию

X_ном > К X_р , (4)

где К— коэффициент, величина которого принимается в зависимости от ряда факторов (допустимой перегрузки, температуры и т.п.), 1 > К > 1; X_р — расчетное значение параметра.

Многие производственные механизмы и установки, например, об­рабатывающие станки, мощные электрические печи и т.д., выпуска­ются со встроенной аппаратурой управления и защиты. Поэтому в проектах электрооборудования выбор такой аппаратуры не осуще­ствляется.

Сантехнические установки (вентиляторы, насосы и т.п.) поставля­ются без коммутационных и защитных аппаратов. Эти аппараты дол­жны выбираться при проектировании электрооборудования цеха.

Значение номинального тока плавких вставок предохранителей, защищающих от КЗ электродвигатели и питающие их линии, опреде­ляется по величине длительного расчетного тока

(5)

и по току кратковременной допустимой перегрузки

(6)

гдеI _пик — пиковый ток линии или ответвления; а — коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска двигателей принимается равным 2,5, при тяжелых — 1,6—2, дляответственных электроприемников — 1,6.

Из условий (5) и (6) по расчетной величине I_в по справочным данным выбирается стандартное значение номинального тока плавкой вставки.

При выборе предохранителей для одного электродвигателя в каче­стве принимается его номинальный ток , а в качестве пусковой ток .

Номинальный ток трехфазного электродвигателя вычисляется по выражению

(7)

где Р_ном — номинальная мощность двигателя, кВт; U_н — номиналь­ное линейное напряжение сети, кВ; cos ф_пом — номинальный коэффи­циент мощности; | — номинальный коэффициент полезного дей­ствия.

Пусковой ток двигателя

(8)

где К _пуск — кратность пускового тока по отношению к I_юм.

Номинальный ток плавких вставок предохранителей, защищающих ответвление к сварочному аппарату, выбирается из соотношения

(9)

где I_п — номинальный ток сварочного аппарата при паспортной про­должительности включения ПВ_п.

Для предохранителей, защищающих силовые трансформаторы, но­минальные токи плавких вставок приближенно определяются по вы­ражению

(10)

где I_юмт — номинальный ток трансформатора.

Для защиты ответвлений к электроприемникам, не имеющим пиковых токов, номинальные токи плавких вставок выбираются из условия

(11)

где I_н — номинальный ток электроприемника при ПВ=100 %.

Автоматические выключатели служат для нечастых коммутаций (несколько раз в смену) и защиты электрических цепей от токов анормальных режимов. Они являются более совершенными аппарата­ми по сравнению с предохранителями, так как отключают одновре­менно три фазы защищаемой цепи, что особенно важно для электро­двигателей, готовы к быстрому восстановлению электроснабжения после аварийных отключений, имеют более точные защитные харак­теристики и т.д.

Наиболее часто применяются автоматические выключатели с теп­ловыми, электромагнитными и комбинированными расцепителями. Теп­ловые расцепители защищают от перегрузок, а электромагнитные — от токов КЗ. Комбинированный расцепитель представляет собой сочета­ние теплового и электромагнитного расцепителя.

Расцепители характеризуются номинальным током, который они выдерживают длительное время. Наименьший ток, вызывающий ав­томатическое отключение выключателя, называется током трогания или током срабатывания расцепителя. Под уставкой расцепи­теля понимается настройка его на необходимое значение тока трогания. Уставка тока электромагнитного расцепителя на мгновенное сра­батывание называется отсечкой.

Автоматические выключатели могут быть нерегулируемые и регу­лируемые. У нерегулируемых выключателей уставки расцепителей определены заводом-изготовителем и не подлежат коррекции в процес­се эксплуатации. Регулируемые автоматические выключатели име­ют специальные приспособления, позволяющие изменять ток уставки.

Номинальные токи автоматического выключателя I_ном.а и его расцепителя I_ном.р выбираются по следующим условиям: (12)

(13)

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинирован­ного расцепителя проверяется по условию (14)

При выборе электромагнитного расцепителя для одиночных элек­тродвигателей в выражениях (12)—(14) I_р = I_ном и I_пик = I_пуск .

В формуле (14) коэффициент 1,25 учитывает погрешность определе­ния I_пик и разброс защитных характеристик электромагнитных расцепите­лей выключателей. Коэффициент 1,25 обеспечивает невозможность лож­ного отключения линии при пуске электродвигателя для разброса время-токовых характеристик в диапазоне ±15 %. Если разброс отличается от указанного, то в выражении (14) используются другие коэффициенты.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, как правило, устанавливается изготовителем в зависимости от I_{юм р}:

(15)

где К_тд — кратность тока отсечки.

С учетом (14) расчетное значение кратности тока отсечки мо­жет быть найдено по выражению

(16)

Величина K_то принимается по справочным данным автоматичес­ких выключателей.

Магистральные и распределительные шинопроводы, применяемые в цеховых сетях для передачи и распределения электроэнергии, выбираются таким образом, чтобы номинальный ток шинопровода I_номш был не менее расчетного тока, т.е.

(17)

При этом для одного магистрального шинопровода величина / определяется по номинальной мощности трансформатора, питающего этот шинопровод.

Если распределительный шинопровод подключается не в начале, то он выбирается по расчетному току наиболее загруженного плеча от точки присоединения питающей линии до конца шинопровода. При этом считается, что РШ имеет по всей длине равномерно распределенную нагрузку. Следовательно, наиболее заг­руженным является плечо с большей длиной. Предварительно вычис­ляется ток нагрузки на 1 м шинопровода по выражению

(18)