Розрахунок поперечного перерізу проводу на мінімум провідникового матеріалу (по величині допустимої втрати напруги) ї перевірка вибраного перерізу на нагрів і механічну міцність

Площу поперечного перерізу проводів вибираємо за допустимою втратою напруги, з послідуючою перевіркою на умови нагріву та механічну міцність.

Розрахунок площі проводів за допустимою втратою напруги (за мінімумом провідникового матеріалу).

ℓ_А1-А2 = 32 м

ℓ_А1-А3 = 34 м

ℓ_ав = 342 м

ℓ₁ = 40 м

ℓ₂= ℓ₅ = ℓ₈ = ℓ₁₁ = ℓ₁₄ = ℓ₁₇ = ℓ₁₉ = 60м

ℓ₃= ℓ₆ = ℓ₉ = ℓ₁₂ = ℓ₁₅ = ℓ₂₀ = 65м

ℓ₄= 30 м

ℓ₇= ℓ₂₂= 20 м

ℓ₁₀= ℓ₂₁= ℓ₂₃= ℓ₃₇ = 14 м

ℓ₁₃= ℓ₃₈ = 28 м

ℓ₁₆= 32 м

ℓ₁₈ =5 м

ℓ₂₅ = 46 м

ℓ₂₄ =ℓ₃₂ = 16 м

ℓ₂₆ = 94 м

ℓ₂₇ = 84 м

ℓ₂₈ = 44 м

ℓ₂₉= 13 м

ℓ₃₀= ℓ₃₅ = 4 м

ℓ₃₁=18 м

ℓ₃₃ = 49 м

ℓ₃₄ = ℓ₃₆ = 10 м

Р_{вст А1-А2} = 39750 Вт

Р_{вст А1-А3} = 2160 Вт

Р_ав = 2160 Вт

Р₁= … = Р₁₃ =2600 Вт

Р₁₄ = Р₂₁ = Р₂₅ = Р₂₆= Р₂₇ = Р₂₃ =300 Вт

Р₁₅=1000 Вт

Р₁₆ =700 Вт

Р₁₇ =Р₁₉= Р₂₀ =450 Вт

Р₂₂ =500Вт

Р₂₄ =600 Вт

 

Рисунок 2.1 – Розрахункова схема освітлювальної мережі.

 

Розрахунок момента навантаження на всіх дільницях:

М_А1-А2 = Р_{вст А1-А2} ∙ ℓ_А1-А2 ,                                 (2.2)

де Р_{вст А1-А2} – сумарна встановлена потужність, Вт;

ℓ_А1-А2 – довжина живлючої мережі, м

М_А1-А2 = 39750 ∙ 34 = 1351,5 кВт∙м

Розрахунок момента навантаження на аварійній дільниці:

МА1-А3=2160∙32=69,12кВт∙м

Момент навантаження відгалужень:

 = ΣР ∙ ℓ,                                            (2.3)

де Р – навантаження, кВт;

ℓ – довжина ділянки по якій проходить струм цього навантаження, м

 = Р₁∙(ℓ₁+ ℓ₂)+Р₂ ∙(ℓ₁ + ℓ₃)

=2600 (40+60)+2600(65+40)=533 кВт ∙ м

 = Р₃ ∙(ℓ₅ + ℓ₄)+ Р₄ ∙(ℓ₆+ ℓ₄)

=2600(60+30)+2600(65+30)=481кВм

 = Р₅ ∙ (ℓ₈+ ℓ₇ )+ Р₈∙(ℓ₁₂+ ℓ₁₀)

= 2600(60+20)+2600(65+20)=429кВт ∙ м

 = Р₇ ∙(ℓ₁₁+ℓ₁₀)+ Р₈ ∙(ℓ₁₂ + ℓ₁₀)

=2600(60+14)+2600(65+14) =397,8 кВт ∙ м

 = Р₉ ∙(ℓ₁₄+ ℓ₁₃) + Р₁₀∙(ℓ₁₅ + ℓ₁₃)

= 2600(60+28)+2600(65+28)=470,6 кВт ∙ м

=Р₁₁ ∙(ℓ₁₇+ ℓ₁₆) + Р₁₂∙(ℓ₁₉ + ℓ₁₈+ ℓ₁₆) + Р₁₃∙(ℓ₂₀+ ℓ₁₈+ ℓ₁₆)

=2600(60+32)+2600(60+5+32)+2600(65+5+32)= 756,6 кВт ∙ м

=Р₁₄ ∙(ℓ₂₂+ ℓ₂₁) + Р₁₅∙(ℓ₂₃ + ℓ₂₁) + Р₁₆∙(ℓ₂₄+ ℓ₂₁) + Р₁₇ ∙(ℓ₂₅+ℓ₂₁)+ Р₁₉ ∙(ℓ₂₇+ ℓ₂₆ + ℓ₂₁) + Р₂₀∙(ℓ₂₈+ℓ₂₆+ℓ₂₁) + Р₂₁∙(ℓ₂₉+ℓ₂₆+ℓ₂₁)

=300(20+14)+1000(28)+700(16+14)+450(60)+450(84+94+14)+450(44+94+14)+300(13+94+14)= 277,3кВт ∙ м

=Р₂₂ ∙(ℓ₃₁+ ℓ₃₀) + Р₂₃∙(ℓ₃₂ + ℓ₃₀) + Р₂₄∙(ℓ₃₃+ ℓ₃₀) + Р₂₅ ∙(ℓ₃₄+ℓ₃₈+ℓ₃₀)+ Р₂₆ ∙(ℓ₃₆+ ℓ₃₅ + ℓ₃₈ + ℓ₃₀) + Р₂₇∙(ℓ₃₇+ℓ₃₅+ℓ₃₈+ ℓ₃₀)

=300(18+4)+300(20)+600(49+4)+300(10+28+4)+300(10+4+28+4)+300(14+4+28+4)= 90,2кВт ∙ м

=2160*342=738,72 кВт м

Визначаємо площу перерізу проводу на живильній дільниці:

(2.4)

де – момент навантаження на живлючій дільниці, кВт ∙м;

, , , – моменти навантаження відгалужень від розрахункової дільниці з іншим числом проводів, кВт ∙м;

– коефіцієнт приведення моментів навантаження, = 1,85 [2]

– коефіцієнт визначається в залежності від матеріалу провода, кількістю проводів мережі та від системи напруги, С ₄ = 46; С ₂ = 7,7 [2]

– допустимі втрати напруги в мережі,  = 2,5%.[2]

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 95 мм²

Визначаємо втрату напруги на живлючій дільниці А₁ – А₂

                   (2.5)

Розраховуємо групову мережу:

Визначаємо площу перерізу проводу першої групи:

              (2.6)

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 35 мм²  

Визначаємо втрату напруги на першій групі:

                        (2.7)

Визначаємо площу перерізу проводу другої групи:

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 35 мм²

Визначаємо втрату напруги на другій групі:

Визначаємо площу перерізу проводу третьої групи:

                 

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 35 мм²

Визначаємо втрату напруги на третій групі:

Визначаємо площу перерізу проводу четвертої групи:

 

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 25 мм²

Визначаємо втрату напруги на четвертій групі:

Визначаємо площу перерізу проводу п’ятої групи:

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 35 мм²

Визначаємо втрату напруги на п’ятій групі:

Визначаємо площу перерізу проводу шостої групи:

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 50 мм²

Визначаємо втрату напруги на шостій групі:

Визначаємо площу перерізу проводу сьомої групи:

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 25 мм²

Визначаємо втрату напруги на сьомій групі:

Визначаємо площу перерізу проводу восьмої групи:

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 6 мм²

Визначаємо втрату напруги на восьмій групі:

 

Визначаємо площу перерізу проводу на аварійній дільниці:

,

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 16 мм²

Визначаємо втрату напруги на живлючій дільниці А₁ – А₃

Визначаємо площу перерізу проводу аварійної групи:

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 50 мм²

Визначаємо втрату напруги на аварійній групі:

Перевірка вибраної площі перерізу по втратам напруги:

                       (2.8)

На першій групі:

0,31+1,97=2,28%

На другій групі:

0,31+1,78=2,09%

На третій групі:

0,31+1,59=1,9%

На четвертій групі:

0,31+2,06=2,37%

На п’ятій групі:

0,31+1,75=2,06%

На шостій групі:

0,31+1,96=2,27%

На сьомій групі:

0,31+1,44=1,75%

На восьмій групі:

0,31+1,95=2,26%

На аварійній групі:

0,09+1,91=2%

Перевірка вибраної площі перерізу по умовам нагріву і механічної міцності.

Перевірка за умовою нагріву виконується по наступній умові:

І_розр  І_тр.доп. ,                                  (2.9)

де І_тр.доп. – тривало допустимий струм

Тривало допустимий струм має наступні значення для площ перерізу [4]:

S1,2,3,5 = 35 мм²  – І_тр.доп. = 130А (АВТС-1 – на тросу);

S4 = 25 мм²  – І_тр.доп. = 105А (АВТС-1 – на тросу);

S6 = 50 мм²  – І_тр.доп. = 165А (АВТС-1 – на тросу);

SА1-А2 = 95 мм²  – І_тр.доп. = 153А (АВВГ – по основі);

=16 мм² – І_тр.доп. = 54А (АВВГ – по основі);

=50 мм² – І_тр.доп. = 140А (АПВ – скрито);

=25 мм² – І_тр.доп. = 85А (АПВ – скрито);

=6 мм² – І_тр.доп. = 36А (АПВ – скрито);

Визначаємо значення розрахункових струмів для кожної групи:

І_{розрА1-А2} = ,               (2.10)

де – фазна напруга,  = 220В.

 – коефіцієнт потужності,

І_{розрА1-А2} =

62,1А > 153А

І_{розрА1-А3} =

3,27А > 54А

І_розр1 =                         (2.11)

І_розр1 =

23,63А > 130А

І_розр2 =

23,63А > 130А

І_розр3 =

23,63А > 130А

І_розр4 =

23,63А > 105А

І_розр5 =

23,63А > 130А

І_розр6 =

30,1А > 165А

І_розр7 =

17,1А > 70А

І_розр8 =

11А > 30А

І_ав =

9,8А > 120А

Умови вибору проводу по нагріву виконуються.

Розподіляємо сили струмів по фазам:

А=23,63+23,63+17,1=64,36А

В=23,63+23,63+11=58,26А.

С=23,63+30,1=53,73А.

Обираємо струм фази А за І_{розрА1-А2}=64,36А.

ПУЭ регламентує мінімальний переріз встановлених проводів в залежності від матеріалу та способів його прокладання. Для алюмінієвих проводів прокладених скритно, воно відповідає 2,5 мм². Таким чином, проводи з обраним перерізом відповідають умовам нагріву та механічної міцності.

 

Вибір типу щитів

 

Ввідний щит вибираємо за [7]. Вибираємо ПР11-3086-54У1 ТУ 16-536.610-82 напругою 380В змінного струму, з фідерними вимикачами АЕ2056М з тепловими і електромагнітними розчіплювачами силою струму на 80А.

Навантаження освітлювального щита представляє вісім груп, вибираємо груповий освітлювальний щиток навісного виконання типу ЯРН 8501-4003 з 12 вимикачами типу ВА14-26 з номінальним струмом 32А, чотири вимикачі будуть знаходиться в резерві. Аварійний щиток вибираємо типу Я-3161-23.