5.Расчет электрической сети

Расчет электрической сети ведется по исходным даным, указаных ниже.

Напряжение питания U(В) 27 В

Потребляемая мощность Р(Вт) 1400 Вт

Длина провода ℓ(м) 12 м

Допустимая потеря напряжения ∆U_доп(B) 2,0-2,5 В

Номер схемы №5

Режим работы Повторно-кратко временый

При расчете необходимо определить:

- номинальный ток и прерходное сопротивление линии сети;

- сечение проводов по допустимой потере напряжения и округлить его до

стандартных значений;

- массу и стоимость проводов;

- проверить выбранное сечение проводов по условиям нагрева;

- произвести выбор аппаратуры защиты и управления для наиучшуго варианта.

Целью расчета электрической сети являеться определение оптимального

сечения проводов. Критерием оптимальности могут быть минимальная

конструктивная масса проводов сети и приведенные затраты. При этом потеря напряжения на участке сети не должна превышать допустимых значений.

Для расчета линии необходимо определить потребляемый ток по формуле I_н=P/U_н, а затем потерю напряжения на переходных сопротивлениях

(контакторов предохранителя, болтовых или штепсельных разъемов, виключателя и т.д.). ∆U_k=I_н*∑R_к.

∑R_к=Rпред.+Rрел.+Rкон+Rшр.+R,бол.

∑R_к=0,05 (Ом)

I_н=1400/27=51,9 (А)

∆U_k=51,9*0,05=2,5 (В)

Выражение для расчетного сечения провода S=(I_н*ℓ)/(j*(∆U_доп-∆U_k) (мм²)

j - удельная проводимость медного провода j=57 (м/(Ом*мм²))

S=(51,9*12)/(57*(24,5-2,5))=0,4967(мм²)

Расчетное сечение провода округляеться до стандартного значения:

S=0,5(мм²)

Выбранное по допустимой потери напряжения сечение провода проверяеться затем по условиям нагрева допустимых нагрузок, которые составлены на основании результатов эксплуатационных исследований в условия, близких к эксплуатационным.

Для длительного режима работы сечение проводов выберают в соответствии с неравенством I_доп≥I_max,

где: I_доп - допустимый ток провода, взятый из таблицы;

I_max - найбольший ток нагрузки провода.

Для кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы при одной и той же допустимой температуре нагрева нагрузка на провода может быть взята значительно большей и определяеться в зависимости от времени

роботы по специальным графикам. Для выбранного сечения провода

находиться сопротивление провода линии R_Л=ℓ/(j*S) и потеря напряжения на сопротивление проводов ∆U_Л=I_н*R_Л.

R_Л=12/(57*0.5)=0.42 (Ом)

∆U_Л=51,9*0,42=21,7 (В)

Фактическая потеря напряжения в линии

∆U_ф=∆U_Л+∆U_к≤∆U_доп

∆U_ф=21,7+2,5=24,5 (В)

Масса меди провода определяеться по формуле

G= (S*d*ℓ)/1000 (кг)

G=(0,5*8,9*12)/1000=53,4 (г)

где d - плотность меди 8,9 г/см³;

S - стандартное сечение провода, мм²;

ℓ - длина провода, м.

Для выбора аппаратуры защиты для наилучшего варианта электрической сети необхлдимо определить ток короткого замикания, который подченяеться закону Ома

I_к.з=U_н/(R_л+∑R_к)

I_к.з=27/(0,42+0,05)=57,4 (А)

Аппаратура защиты должна необратимо, надежо и селективно отлючать электрические цепи при коротких замиканиях и недопустимых перегрузках и не вызывать ложных отлючений в нормальных режимах роботы.

Для защиты потребителей, токи которых в процесе пуска или работы изменяються, нелбходимо применить инерционные предохранители и тепловые автоматы защиты. Пременем предохранитель ИП-50А, АЗС - на 50А.

На участках сети применем предохранители типа ПВ на 20А.

Выбор аппаратуры управления производиться по величене тока протекаемого по участку сети. Апаратура прямого действия применяеться при длительном и кратковременном воздействии на цепи с силой тока до 35А. Аппаратуру дистанционого действия в зависимости от значения тока комутационной нагрузки применяют контакторы(при токах 25-600А).