Выбор сечения проводов и кабелей от подстанции до ЭП

При выборе вида электропроводки и способа прокладки проводов и кабелей должны учитываться требования электробезопасности и пожарной безопасности. Сечение проводов и кабелей цепей питания, управления, сигнализации, измерения и т.п. должны выбираться из условия допустимого их нагрева электрическим током.

Условия нагрева проводов длительным расчетным током имеет вид:

I_{длит. доп.} ≥ I_расч.

А условия соответствия выбранному аппарату защиты:

I_{длит. доп}. ≥ К₃ * I₃

где I_{длит.доп.} - допустимый длительный ток для провода и кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам допустимых токовых нагрузок на провода и кабели;

I_расч. – длительный расчетный ток линии (суммируются все номинальные токи электроприемников, которые получают питание по данному проводу или кабелю);

I₃ - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;
К₃ – кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (согласно ПУЭ) для провода, который защищен автоматическим выключателем К₃ = 1, а предохранителем К₃ = 0,33).

При проектировании и модернизации электрооборудования для подвода электрической энергии в настоящее время применяются следующие установочные провода:

ПВ1 – провод (П) с медной жилой, с поливинилхлоридной изоляцией (В). Провода изготавливаются сечением от 0,5 до 95 мм². Пример полной марки: ПВ 1 х 1,5.

ПВ2 – то же, но гибкий. Сечение от 2,0 до 70 мм².

ПВ3 – повышенной гибкости. Изготавливается одножильным или двухжильным. Сечение одножильного от 0,5 до 95 мм². Двухжильный – сечение от 0,5 до 4 мм² каждой жилы.

Примеры: ПВ3 1 х 2,5; ПВ3 2 х 2,5.

ППВ – провод с медными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, плоский (вторая П) с разделенным основанием. Выпускается одножильным, сечение от 0,75 до 95 мм²; двухжильным и трехжильным – сечением от 0,75 до 4 мм². Примеры: ППВ 1 х1,5; ППВ 2 х1,5; ППВ 3 х1,5.

Установочные провода выпускаются также и с алюминиевыми жилами. Эти провода изготавливаются одно-, двух-, и трехжильными. Примеры обозначений: АПВ 1х 2,5; АПВ 3х 2,5; АППВ 2х 2,5.

При различных токах, в основном для питания силовых элементов станка (электродвигателей, электромагнитов и т.д.) могут применяться кабели.

I_расч.≤ I_доп.

Расчетный ток

где 𝛈 =0,85 (КПД)

Номинальный ток трехфазных нагревательных элементов

 

5.1. Расчет линии для ЭП № 1 (компрессорная установка)

 

 

Выбираем провод марки ПВ 3х16+1х10

I_н≤ I_доп.

67,1А ≤ 75А

Расчет линии для ЭП № 18 (печь сопротивления)

 

Выбираем провод марки ПВ 3х16+1х10

I_н≤ I_доп

66,03А ≤ 75А

 

 

5.3. Расчет линии для ЭП № 19 (конвейерная лента)

 

Выбираем провод ПВ 3х16+1х10

I_н≤ I_доп

А ≤ 75А

 

Выбираем магистральную линию для ЩC-1

Для этого суммируем всю нагрузку подключенную к ЩС-1:

Станок токарный 12кВт х 2 =24 кВт

Транспортер роликовый 12кВт х 1 = 12 кВт

 

 

Итого: 36кВт

 

Принимаем провод ПВ 3 х50+1 х25

 

I_н≤ I_доп

≤ 150А

 

5.5.Выбираем магистральную линию для ЩС-2

Для этого суммируем всю нагрузку, подключенную к ЩС-2:

Станок токарный 12кВт х 1 =12 кВт

Итого: 12кВт

Принимаем провод ПВ3х6+1х4

I_н≤ I_доп

36,4А ≤ 40А

 

Все данные сводим в таблицу

 

Таблица № 3.

№	Наименование линии	Iрасч., А	Iдоп., А	Марка провода
	РП1 – ЭП1	67,2		ПВ 3х16+1х10
	РП1 – ЭП18	66,03		ПВ 3х16+1х10
	РП1 – ЭП 19	66,8		ПВ 3х16+1х10
№	Наименование линии	Iрасч., А	Iдоп., А	Марка провода
	ЩС1 – ЛЭП магистраль1			ПВ3х38+1х20
	ЩС2 – ЛЭП магистраль2	36,4		ПВ3х15+1х10
	ЛЭП магистраль 1 – ЭП4			ПВ3х25+1х10
	ЛЭП магистраль 1 – ЭП20			ПВ3х15+1х10
	ЛЭП магистраль 2 – ЭП4	36,4		ПВ3х15+1х10
Итого	490,83

 

 

Выбор предохранителей

Предохранители выбираются по следующим условиям:

1) По номинальному напряжению сети:

U_{ном. пред.} ≥ U_{ном. с.}

где U_{ном. пред.} - номинальное напряжение предохранителя;

U_{ном. с.} – номинальное напряжение сети.

Рекомендуется номинальное напряжение предохранителей выбирать по возможности равным номинальному напряжению сети (в этих случаях плавкие вставки имеют лучшие защитные характеристики).

2) По длительному расчетному току линии:

I_{ном. вст.} ≥ I_длит.

где I_{ном. вст} – номинальный ток плавкой вставки

I_длит. – длительный расчетный ток цепи.

Кроме того при использовании безынерционных предохранителей не должно происходить перегорание плавкой вставки от кратковременных толчков тока, например и от пусковых токов электродвигателей. Поэтому при выборе предохранителей таких электроприемников необходимо также выполнение и другого условия: I_{ном. вст.} ≥ I_пуск/2,5

где I_пуск. – пусковой ток двигателя.

Часто возникает необходимость в защите магистральной линии, по которой питается группа электродвигателей, причем часть из них или все они могут пускаться одновременно. В этом случае предохранители выбираются по следующему соотношению:

I_{ном. вст.} ≥ I_кр/2,5 (при легких условиях пуска)

I_{ном. вст.} ≥ I_кр/(1,5-2) (при тяжелых условиях пуска)

где I_кр. =I`<sub>пуск</sub>+ I`_длит. – максимальный кратковременный ток линии

I`_пуск – пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения

I`_длит. – длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей), определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы электродвигателей).

В целях обновления и сигнализации плавкие вставки выбираются по соотношению:

I_{ном.вст.} =∑I_{раб.макс.}+ 0,1∑I`_{вкл.макс.}

где ∑I_{раб.макс.} – наибольший суммарный ток, потребляемый катушками аппаратов, сигнальными лампочками и т.д. при одновременной работе

∑I`_{вкл.макс.} – наибольший суммарный ток, потребляемый при включении катушек одновременно включаемых аппаратов.

Следует отметить, что плавкие предохранители, выбранные в соответствии с формулами не всегда будут защищать электродвигатель от перегрузки. Так, например если номинальный ток двигателя составляет 10А, а пусковой ток 70А, то номинальный ток плавких вставок, выбранный по (17), составляет 28А (ближайшая плавкая вставка предохранителей имеет номинальный ток 30А). Такая защита не будет чувствительна к токам перегрузки, не превышающим номинальный ток двигателя в три раза. В таких случаях плавкие предохранители осуществляют защиту только короткого замыкания, а защиту от перегрузок можно выполнить, с помощью тепловых элементов, встроенных в магнитные пускатели.

Если известны номинальные мощности электроприемников, то их номинальные токи могут быть определены по следующим соотношениям:

для трехфазных электроприемников переменного тока;

 

 

для однофазных электроприемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока;

для электроприемников постоянного тока.

где Р_ном – номинальная мощность электроприемников (или группы электроприемников), кВт;

U_ном – номинальное напряжение (для электроприемников переменного тока – линейное напряжение сети), кВ;

сos – коэффициент мощности;

𝛈 – КПД электродвигателя.

Выбираем предохранители для РП1. Так как отсюда отходят 4 линии, то выбираем 4 предохранителя. Данные заносим в таблицу № 7. Выбор производим по напряжению и току, значение токов берем из таблицы № 3.

Таблица № 4

Наименование ЭП	Позиционное обозначение	Тип предохранителя	Номинальное напряжение	Номинальный ток	Номинальный ток плавкой вставки
В	А	А
Для РП1
ЭП1	FU1	ПРС-80		67,1
ЭП18	FU2	ПРС-80		66,03
ЩС1	FU3	ПРС-100
ЩО	FU4	ПРС-65

Для РП2
ЭП1	FU1	ПРС-80		67,1
ЭП18	FU2	ПРС-80		66,03
ЭП19	FU3	ПРС-80		66,7
ЩС2	FU4	ПРС-40		36,4
ЩАО	FU5	ПРС-40