Главная | Обратная связь

Розрахунок занулення ЕОМ.

 

Мета розрахунку - визначення такого перерізу нульового захисного провідника, при якому струм короткого замикання (І_К) у задане число разів (К) перевищить номінальний струм апарату захисту (І^АЗ_ном), що забезпечить селективне відключення споживача, тобто повинна виконуватися умова:

 

І_К≥К∙І^АЗ_ном. (1)

 

Схема мережи живлення однофазової електроустановки (ЕОМ) для розрахунку занулення на вимикаючу здатність зображена на рис.4.

 

Рис. 4. − Схема мережі до розрахунку занулення:

Тр - масляний трансформатор, що знижує напругу з U₁ = 6-10 кВ до U₂ = 380 В;; ЗШ - збірна шина; РЩ - розподільний щит; АЗ - апарат захисту; 1 - лінія, що живить електроустановку потужністю Р₁; 2 - живильний магістральний кабель.

 

Вихідні дані для розрахунку:

1) Р₁ - потужність однофазового споживача електроенергії, наприклад, електронно-обчислювальної машини ( ЕОМ), Вт;

2) Р₂ - потужність усіх споживачів, які живляться від цього фазового провідника (кондиціонери, вентилятори, освітлювальні прилади, інші ЕОМ, принтери, тощо), Вт;

3) L₁ - довжина ділянки 1, м (до 100 м);

4) L₂ - довжина ділянки 2, м (до 500 м).

5) U_л- лінійна напруга; U_л=380 В;

6) U_ф- фазова напруга; U_ф=220 В.

Згідно НПАОП 0.00-1.28-10 "Правила охорони праці при експлуатації ЕОМ" електромережа, що живіть ЕОМ, виконується як групова трипровідна лінія шляхом прокладки фазового, нульового робочого і нульового захисного провідників з міді або алюмінію. Якщо кількість ЕОМ не перевищує 5 і вони розташовані по периметру приміщення, кабель в оболонці з неспалених матеріалів прокладають по підлозі вздовж стін. Якщо кількість ЕОМ перевищує 5 або вони розташовані у центрі приміщення, кабель прокладають у металевих трубах та гнучких металевих рукавах з відводами.

На ділянці 2 кабель пролягає у землі.

Вибір запобіжника: 1) Визначення струму І₁, що живить електроустановку (ЕУ) потужністю Р₁, Вт:

. (2)

2) Визначення пускового струму І_пуск ЕУ потужністю Р₁, Вт:

, (3)

де К_n - коефіцієнт кратності пускового струму; К_n= 2…7,5;

К_Т - коефіцієнт важкості пуску, залежить від часу пуску; К_Т = 1,6…2,5;

К_Т - 1,6; якщо час пуску понад 10 с - тяжкий пуск;

К_Т - 2; якщо час пуску дорівнює 10 с - середній пуск;

К_Т - 2,5; якщо час пуску дорівнює 5 с - легкий пуск.

Для ЕОМ : К_n =3; К_Т = 2,5.

3) Вибір апарата захисту.

Номінальний струм, при якому спрацьовує апарат захисту, повинен перевищувати І_пуск, інакше апарат захисту буде спрацьовувати при кожному вмиканні електроустановки. Для ЕОМ можна вибрати запобіжник типу ВПШ, технічні дані яких приведені у таблиці 1.

 

Таблиця 1 - Технічні дані запобіжників ВПШ (швидкодіючих)

 

ІАЗном, А	1,0	1,25	1,6		3,15
ВПШ 6-х	6-7	6-8	6-9	6-10	6-11	6-12	6-13

Визначення струму короткого замикання фази на корпус ЕУ:

, (4)

де Z_ТР - повний опір трансформатора, Ом;

Z_ПФН - повний опір петлі фаза-нуль, Ом.

 

1. Визначення повного опору трансформатора

Величина Z_ТР залежить від потужності трансформатора, конструктивного виконання, напруги і схеми з¢єднання його обмоток (зіркою або трикутником).

Значення Z_ПФН приведені у таблиці 2.

Потужність трансформатора визначається за умовою:

. (5)

 

Таблиця 2. − Повний опір масляних трифазових трансформаторів при схемі з¢єднання обмоток зірка-зірка і напрузі на первинній обмотці 6-10 кВ

 

Потужність трансформатору Nтр, кВт
ZТР, Ом	3,110	1,949	1,237	0,799	0,487	0,312

 

2. Визначення повного опору петлі фаза-нуль.

Повний опір петлі фаза-нуль визначається по формулі:

, (6)

де R_Ф, R_нз - активні опори фазового і нульового захисного провідників, відповідно, Ом;

Х- індуктивний опір петлі фаза-нуль, який визначається за формулою:

Х =Х _Ф+ Х_НЗ + Х_ВЗ, Ом , (7)

де Х_Ф, Х_НЗ - внутрішні індуктивні опори фазового і нульового провідників, відповідно, Ом. Для мідних та алюмінієвих провідників Х_Ф та Х_НЗ порівняно малі (близько 0,0156 Ом/км), тому їми можна знехтувати.

Х_ВЗ - зовнішній індуктивний опір, який зумовлено взаємоіндукцією петлі фаза-нуль, Ом. Зовнішній індуктивний опір Х_ВЗ залежить від відстані між проводами Д та їхнього діаметру d. Якщо нульові захисні проводи прокладають спільно з фазовими, значення Д мале й спільномірне з діаметром d, тому опір Х_ВЗ незначний (не більш 0,1 Ом/км) і їм можна знехтувати.

 

Тоді Z_ПФН = R_Ф+R_НЗ . (8)

 

Таким чином формула (4) приймає вид:

. (9)

 

3. Визначення активного опору фазового провідника

R_Ф = R_Ф1 + R_Ф2, Ом, (10)

де R_Ф1, R_Ф2 – опір фазового провідника на ділянках 1 та 2, відповідно, Ом.

Для провідників з кольорових металів:

, (11)

, (12)

де r – питомий опір, , який дорівнює для міді 0,018; а для алюмінію − 0,028 .

S_Ф1, S_Ф2 – перерізи фазових проводів для ділянок 1 та 2, відповідно, мм².

 

Перерізи фазових проводів визначають при проектуванні електричної мережі струму у залежності від умов прокладання кабелю, матеріалу провідників і т.п. (таблицю 3).

Для ділянки 1 вибираємо переріз, який відповідає струму I₁, для ділянки 2 – струму I₂.

Величину струму І₂ визначаємо за формулою:

. (13)

 

Таблиця 3 - Тривалий допустимий струм для трижильних кабелів.

 

Переріз струмопровідної жили, мм2	Струм I, А при прокладанні кабелів
У землі	У повітрі	в металевих трубах
Cu	Al	Cu	Al	Cu	Al
	–	–	–	–		–
1,5		–		–		–
2,0	–	–	–	–
2,5

4. Визначення опору нульового захисного провідника:

R_НЗ = R_НЗ1 + R_НЗ2, Ом, (14)

де R_НЗ1, R_НЗ2 – опір нульового захисного провідника на ділянках 1 та 2, відповідно, Ом.

Згідно НПАОП 0.028-10 площа перерізу нульового робочого та нульового захисного провідників в груповій трипровідниковій мережі повинна бути не менш площі фазового провідника, тобто:

S_НЗ1= S_Ф1; S_НЗ2 = S_Ф2.

Відповідно, R_НЗ= R_Ф.

У побутових електричних мережах, якщо S_Ф< 25 мм², то S_Ф= S_НЗ; але якщо S_Ф ³ 25 мм², а фазові та нульові захисні провідники виконані з одного металу, переріз нульового захисного провідника повинен задовольняти співвідношенню: 0,5·S_Ф £ S_НЗ £ S_Ф (15)

 

Перевірка виконання умов надійності та ефективності роботи занулення

1) Повинно виконуватися співвідношення (1): ,

де К – запас надійности; К = 3 – для запобіжників; К=1,25…1,4 - для автоматичних вимикачів.

2) Утрати напруги на ділянках1 та 2 не повинні перебільшувати 22 В:

U_П1 + U_П2 £ 22 В;

U_П1 = I₁ · R_Ф1; U_П2 = I₂ · R_Ф2.

Якщо одна з цих умов не виконується, треба вибрати більший переріз провідників.

 

Розрахунок закінчується висновками о типі обраного запобіжника та перерізах фазового і нульового захисного провідників на ділянках 1 та 2.