Входы для расчета координат
Коммутатор 440 В 60 Гц питает 4-проводную распределительную плату для небольших нагрузок, таких как розетки. Коммутатор имеет мощность ошибки 100 кА. После применения коэффициентов разнесения к нагрузкам общий ток нагрузки составляет 90 А. Для нагрузок должны использоваться автоматические выключатели с литым корпусом (MCCB), рассчитанные на 16 А и 32 А.
Пример для координации каскадных автоматических выключателей (на фото: низковольтная плата распределения мощности SIEMENS SIKUS 1600, кредит: DirectIndustry.com)
В установке будут использоваться кабели с медными жилами и изоляцией из сшитого полиэтилена. Кабель от распределительного щита до распределительного щита имеет длину 20 метров.
Типичный грузовой кабель имеет длину 15 метров и выдерживает ток 29 A при коэффициенте мощности 0, 85 запаса.
Игнорируйте наличие асинхронных двигателей на коммутаторе и найдите следующее:
- Рейтинг входящего автоматического выключателя.
- Размер входящего кабеля.
- Размер кабеля нагрузки.
- Убедитесь, что координация MCCB завершена.
Для расчета результатов будет использована следующая последовательность:
- Выберите MCCB вверх по течению на коммутаторе и его настройках
- Выберите входящий фидерный кабель
- Выберите загружаемую MCCB нагрузку и ее настройки
- Найдите импеданс источника восходящего потока
- Найдите отключающий или пропущенный ток от коммутатора
- Найдите импеданс входящего кабеля
- Найдите сопротивление кабеля нагрузки
- Найдите ток повреждения на распределительном щите, точка B
- Найдите ток повреждения в начале кабеля нагрузки, точка C
- Найдите ток повреждения в конце кабеля нагрузки, точка D
- Проверьте максимальную пропускную способность и максимальную пропускную способность MCCB, выбранных выше
- Найдите значение наивысшего значения I-квадрат-t для восходящего MCCB
- Вычислите подходящий размер для грузового кабеля, чтобы удовлетворить нагрузку I 2 t
- Вычислить вольтаж в кабеле нагрузки
- Выберите наибольший размер проводника из приведенных выше расчетов
- Запланировать результаты (координационная кривая)
Давайте погрузиться в решение
1. Выберите MCCB вверх по течению на коммутаторе и его настройках
В листе данных изготовителя выбирается MCCB мощностью 125 A с регулируемым тепловыделением 100 A. Тепловой выброс установлен на 90 А в соответствии с общей нагрузкой.
2. Выберите входящий фидерный кабель
В листе данных производителя несколько кабелей могут сравниваться для тех же условий окружающей среды и укладки. Их детали:
- 50 мм 2, максимальный ток 124 A, R = 0.492, X = 0.110 Ом / км.
- 70 мм 2, максимальный ток 159 А, R = 0, 340, Х = 0, 106 Ом / км.
- 95 мм 2, максимальный ток 193 А, R = 0, 247, X = 0, 093 Ом / км.
Кабель 70 мм 2 выбирается, так как номинал кабеля 50 мм 2 слишком низок.
Вернуться к индексу ↑
3. Выберите MCCB и его настройки
В листе данных изготовителя выбирается 32 A MCCB с регулируемой температурой 32 A. Тепловой выброс установлен на 29 А, чтобы соответствовать его нагрузке.
4. Найдите импеданс источника восходящего потока
Для предполагаемого симметричного тока повреждения 100 кА среднеквадратичного значения импеданса источника восходящего потока Z вверх:
Вернуться к индексу ↑
5. Найдите отключающий или пропущенный ток от коммутатора
Из спецификации изготовителя 125 A MCCB имеет ток пропускания I p с пиком 25 кА для предполагаемого тока повреждения I s 100 kArms.
6. Найдите импеданс входящего кабеля
Импеданс Z c1 входящего кабеля:
Вернуться к индексу ↑
7. Найдите сопротивление кабеля нагрузки
Импеданс Z c2 входящего кабеля:
В листе данных производителя несколько кабелей могут сравниваться для тех же условий окружающей среды и укладки. Их детали:
- 6 мм 2, максимальный ток 33, 8 А, R = 3, 91, X = 0, 1330 Ом / км.
- 10 мм 2, максимальный ток 46, 7 А, R = 2, 31, X = 0, 126 Ом / км.
Кабель 6 мм 2 выбирается временно, так как его рейтинг превышает рейтинг 32 А MCCB, который его подает.
Сопротивление Z c2 грузового кабеля:
Вернуться к индексу ↑
8. Найдите ток повреждения на распределительном щите, точка B
Из спецификации производителя данные контактного импеданса для MCCB низкого напряжения:
|
MCCB (Рейтинг в амперах) |
сопротивление (в Ом) |
Reactanse (в Ом на частоте 60 Гц) |
| 16 | 0, 01 | пренебрежение |
| 20 | 0, 008 | пренебрежение |
| 25 | 0, 0065 | пренебрежение |
| 32 | 0, 005 | 0.000009 |
| 50 | 0, 0027 | 0.000016 |
| 63 | 0, 002 | 0.000025 |
| 80 | 0, 0014 | 0.000042 |
| 100 | 0, 0011 | 0, 00007 |
| 125 | 0, 0008 | 0, 0001 |
| 160 | 0, 00055 | 0, 00015 |
| 200 | 0, 0004 | 0, 0002 |
| 250 | 0, 00029 | 0, 00027 |
| 320 | 0, 0002 | 0, 0004 |
Следовательно, восходящий импеданс MCCB Z m1 равен 0, 0008 + j 0, 0001 Ом. Поэтому импеданс неисправности Z fb равен:
Ошибка, создающая ток I fb:
Где V p - напряжение от линии к нейтрали. Найдите точку R для 26, 195 A на перспективной кривой на рисунке 1.
Вернуться к индексу ↑
9. Найдите ток повреждения в начале кабеля нагрузки, точка C
Следовательно, сопротивление MCCB ниже по потоку Z m2 составляет 0, 005 + j0, 000009 Ом. Добавьте это значение в Z fb, чтобы получить сопротивление импеданса Z fc следующим образом:
Ошибка, создающая ток I fc:
Найдите точку S для 17, 443 A на перспективной кривой на рисунке 1.
Вернуться к индексу ↑
10. Найдите ток повреждения в конце кабеля нагрузки, точка D
Рисунок 1 - Координация MCCB на распределительном щите
Добавьте Z c2 в Z fc, чтобы получить сопротивление импеданса Z fd как:
Ошибка, создающая ток I fd:
Найдите точку U для 3473 A на предполагаемой кривой на рисунке 1.
Вернуться к индексу ↑
11. Проверьте максимальную пропускную способность и максимальную пропускную способность MCCB, выбранных выше
Следующие данные изготовителя типичны для 125 A и 32 A MCCB:
| Рейтинг MCCB | Вместимость | Пропускная способность | |
| kA rms | пик kA | ||
| 32 A | 95 | 209 *** | 6, 0 |
| 125 A | 132 | 290 *** | 25, 0 |
*** Приблизительные значения коэффициента удвоения, равного 2, 2
Следовательно, максимальная пропускная способность 32 A MCCB намного превышает допустимый пиковый ток 125 MCCB.
Вернуться к индексу ↑
12. Найдите наивысшее значение I 2 t для MCCB вверх по течению
Найдите две точки P и Q на кривой вышерасположенного MCCB следующим образом:
| точка | Ток в пу | Ток в амперах | Время в секундах | I 2 т |
| п | 14 | 406 | 6 | 989016, 0 |
| Q | 602 | 17450 | 0, 0016 | 487204, 0 |
Следовательно, I 2 t при P превышает значение в Q.
13. Рассчитайте подходящий размер для грузового кабеля, чтобы он соответствовал требованиям I 2 t
Для кабелей XLPE коэффициент «k» для I 2 t равен 143. Площадь поперечного сечения A равна:
Следующая стандартная площадь поперечного сечения составляет 10 мм 2.
Вернуться к индексу ↑
14. Рассчитайте падение напряжения в кабеле нагрузки
Обычный предел вольтамперности трехфазных кабелей, подающих статические нагрузки, составляет 2, 5% при полной нагрузке.
Где, I flc = 29 A, L = 15 м и φ = 54, 5495 градусов. Для кабеля 6 мм 2 обнаружено, что вольт-кадр:
который находится в пределах 2, 5%.
Вернуться к индексу ↑
15. Выберите наибольший размер проводника из приведенных выше расчетов
Сравнение размеров проводников, найденных в 13 и 14., дает больше 10 мм 2, и этот размер следует использовать. Пересмотреть расчет тока повреждения I fd. Сопротивление Z c2 грузового кабеля:
Добавьте Z c2 в Z fc, чтобы получить сопротивление импеданса Z fd как:
Ошибка, создающая ток I fd:
Вернуться к индексу ↑
16. Назовите результаты
Результаты представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Координация MCCB на распределительном щите
Refrence // Центры управления распределительными устройствами и двигателями - Руководство по электротехнике: для практиков в нефтегазовой и нефтехимической промышленности Алана Л. Шелдрейка (Скачать здесь)