Выбор электрооборудования по техническим характеристикам

Электрооборудование выбирается проектными организациями. При разработке проекта ориентируются на средние условия эксплуатации. Реальные факторы, воздействующие па оборудование, могут существенно отличаться. Проектной организации, скажем, трудно учесть, какие конкретные отклонения напряжения у электроприемников будут в каждом случае в условиях реальной эксплуатации. В ряде случаев не соответствуют проектным и режимы работы электроприемников.

В практике эксплуатации обычно возникает две группы задач, связанных с выбором электрооборудования — проверка соответствия выбранного электрооборудования реальным условиям эксплуатации и проведение правильной замены вышедших из строя изделий. Особенно актуальны эти вопросы для ответственных потребителей, для которых нерациональное использование электрооборудования наносит значительный ущерб.

Существо выбора сводится к оценке ряда показателей, характеризующих конкретные условия эксплуатации, и сопоставлению их с параметрами электрооборудования. При этом используются либо принцип ограничения, либо принцип оптимальности.

В первом случае показатели электрооборудования не должны выходить за пределы заданных допусков, например, фактическая мощность нагрузки не должна быть больше мощности электродвигателя. Во втором случае формируется оптимизационная задача, которая решается одним из известных методов.

Выбор оборудования по техническим характеристикам включает в себя оценку соответствия его условиям окружающей среды и предполагаемым режимам работы (мощности, току, напряжению).

Выбор электрооборудования по условиям окружающей среды

Выбор с учетом параметров окружающей среды должен исключить применение электроприемников в условиях, на которые они не рассчитаны.

Электротехнические изделия, выпускаемые промышленностью, могут иметь следующее климатическое исполнение: У — с умеренным климатом, ХЛ — с холодным климатом, ТВ — с влажным тропическим климатом, Т — с сухим тропическим климатом, О — общеклиматического исполнения.

Категории размещения обозначаются следующим образом:

1 — для работы на открытом воздухе;

2 — для работы в помещениях, имеющих ту же температуру, что и на открытом воздухе;

3 — для работы в закрытых неотапливаемых помещениях;

4 — для работы в помещениях с искусственно регулируемым климатом;

5 — для работы в помещениях с повышенной влажностью.

Для применения электрооборудования в особых условиях выпускаются изделия сельскохозяйственного исполнения (С) и химостойкого исполнения.

При проверке вновь устанавливаемого или замене вышедшего из строя электрооборудования на резервное следует обратить внимание на соответствие его условиям окружающей среды в месте установки.

Климатическое исполнение и категория размещения указываются на заводской табличке после всех обозначений, относящихся к модификации изделия (в виде букв и цифр). Например, электродвигатель 4А160М2 в исполнении У (для умеренного климата), категории размещения 3 (работа в закрытых помещениях с естественной вентиляцией) имеет обозначение 4А160М2УЗ, а при специализированном сельскохозяйственном исполнении — 4А160М2СУЗ.

Помимо выбора по климатическому исполнению и категории размещения электрооборудование следует проверять по степени защиты. Для обозначения степени защиты применяются буквы IP и следующие за ними две цифры.

Первая обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с движущимися или находящимися под напряжением частями, а также от попадания внутрь твердых предметов, вторая — степень защиты от попадания влаги. Если нет необходимости в одном из видов защиты, то в условном обозначении пропущенная цифра заменяется знаком X.

Электродвигатели общего применения по степени защиты изготовляются двух исполнений IP44 — закрытое обдуваемое и IP23 — защищенное.

Остальное электрооборудование, используемое в промышленности и сельском хозяйстве, должно иметь предпочтительные степени защиты IP30, IP41, IP44, IP54, IP55.

Выбор степени защиты производится в зависимости от конкретных условий работы электрооборудования, т. е. от конкретных помещений. Обычно характеристика степени защиты проставляется на корпусах изделий или на табличках с паспортными данными.

Выбор электрооборудования по режимам работы

Кроме защиты электрооборудования от факторов внешней среды, большое значение для надежной и экономичной работы его имеет выбор по мощности или току. Заниженная мощность электродвигателя снижает производительность приводного механизма, создает условия для преждевременного выхода его из строя. Применение электродвигателя завышенной мощности удорожает установку.

Мощность электродвигателя должна быть равна мощности, необходимой для привода рабочей машины. Решающее значение при этом имеет характер нагрузки рабочей машины. При длительной неизменной нагрузке выбор электродвигателя осуществляют по фактической потребляемой мощности. При мало изменяющейся во времени нагрузке, имеющей коэффициент вариации менее 20%, выбирают по средней мощности. При переменной нагрузке — по расчетной эквивалентной мощности (среднеквадратичной).

Зная расчетную мощность приводной машины, по каталогу выбирают электродвигатель, имеющий ближайшее большее значение мощности по условию Pl ≥ P м

Подробнее про выбор двигателей при переменной нагрузке: Выбор двигателей для механизмов циклического действия

Электрические аппараты (магнитные пускатели, автоматические выключатели, рубильники) выбирают по току главных контактов I ном1 ≥ Iраб, где I ном1 — номинальный ток i-ro аппарата, Iраб — рабочий ток коммутируемой цепи.

Электронагревательные установки выбирают из условия, чтобы их мощность не была меньше расчетной, определяемой из уравнения теплового баланса помещений или технологического процесса.

В промышленности и сельском хозяйстве, как правило, применяют напряжение 380/220 В, поэтому все электроприемники должны выбираться на это напряжение.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Выбор электрооборудования

Содержание:

Осуществив расчет нагрузок для нашего жилого помещения, можно переходить к рассмотрению следующего вопроса из списка, составленного в одной из предыдущих статей — Доступная энергетика. Начало.

Выбор основного и дополнительного электрооборудования с описанием основных характеристик.
И уже по ходу написания статьи, но опережая немного события, хочется сказать, что рассмотрение этого вопроса будет состоять из нескольких частей.
В первой части как раз и будет сделан упор на выбор основного и дополнительного оборудования, а вот в нескольких последующих подтемах, предполагается рассмотрение основных характеристик выбранного оборудования.

Итак, в прошлой теме — Расчет нагрузок, мы как раз и определили расчетным путем, а так же путем логического решения:
А) Количество групп, с разбивкой их по виду нагрузки;
Б) Нагрузка каждой группы;
В) Нагрузку суммарную, которая будет на вводе в квартиру.
И вот на основание вышеописанного и осуществим выбор основного оборудования.

Выбор провода.
Как мы ранее определились:
— 1 группа I_р = 0,57 А (группа освещения);
— 2 группа I_р = 0,85 А (группа освещения);
— 3 группа I_р = 1,42 А (группа освещения);
— 4 группа I_р = 1,89 А (силовая группа);
— 5 группа I_р = 1,89 А (силовая группа).
— ∑ I_р = 6,62 А (суммарная расчетная нагрузка на вводе в квартиру).

Согласно таблице 7.1.1 ПУЭ, наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях:
— для линий групповых сетей наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами составляет 1,5 мм 2 ;
— для линий от этажных щитков до квартирных расчетных счетчиков — 4 мм2.

На основании вышеизложенного по каталогам заводов изготовителей выбираем марку провода, соблюдая условие I_д I_р:

— 1 группа ВВГнг 3х1,5, I_д > I_р — 19 А 0,57 А выполняется;
— 2 группа ВВГнг 3х1,5, I_д > I_р — 19 А 0,85 А выполняется;
— 3 группа ВВГнг 3х1,5, I_д > I_р — 19 А 1,42 А выполняется;
— 4 группа ВВГнг 3х2,5, I_д > I_р — 25 А 0,85 А выполняется;
— 5 группа ВВГнг 3х2,5, I_д > I_р — 25 А 0,85 А выполняется;

Питающий провод от этажного до квартирного щитка ВВГнг (А) 3х4,
I_д > I_р — 35 А 6,62 А выполняется.

Выбор автоматического выключателя.
Исходя их расчетной нагрузки каждой линии, а так же значения предельно допустимого тока выбранного провода, по каталогам заводов изготовителей выбираем автоматические выключатели.
— 1 группа — АВВ, 10 А, С, 6 кА, однополюсный;
— 2 группа — АВВ, 10 А, С, 6 кА, однополюсный;
— 3 группа — АВВ, 10 А, С, 6 кА, однополюсный;
— 4 группа — АВВ, 16 А, С, 6 кА, однополюсный;
— 5 группа — АВВ, 16 А, С, 6 кА, однополюсный;
Вводной автомат — АВВ, 25 А, С, 6 кА, двухполюсный.

Щит распределительный встроенный.
Выбор распределительного квартирного щитка будем осуществлять исходя из количественного состава того электрооборудования, что планируется к размещению в нем.
Итак, у нас 5 групп электроснабжения, это значит 5 автоматических выключателей, плюс 1 вводной автомат и плюс 1 счетчик электрической энергии.
При подсчете необходимо уделить внимание на конструктивное исполнение как автоматических выключателей, так и счетчика электрической энергии, то есть на модульное расстояние (ширина устройства).

Что касаемо автоматических выключателей, то у нас сразу указано, что они однополюсные, это как раз и значит — одно модульное расстояние.
У счетчика электрической энергии определить модульное расстояние можно, обратившись к техническим характеристикам электроприбора. В нашем случае, для счетчика ЖКИ «НЕВА» модульное расстояние равно 5.
Итого получается 12 модулей.

Внимание! Рекомендуем Вам не принимать к установке распределительный щит с количеством модульных расстояний, что называется «впритык». Это связано с тем, что в дальнейшем, при возможной модернизации системы электроснабжения помещения с дополнением новой группы электроснабжения или установки дополнительных устройств защиты от поражения электрическим током, было место, куда все это можно было бы разместить.

В нашем случае, выбираем бокс настенный фирмы — АВВ, марки — Mistral 41 18 М — и модульная ширина данного бокса равна 18.
На этом выбор основного (провода, автоматические выключатели, счетчик электрической энергии) и дополнительно (бокс настенный), завершена.

Источник

Основы рационального выбора и использования электрооборудования

1. Общие сведения по основам рационального выбора и использования электрооборудования

2. Выбор электрооборудования по техническим параметрам

3. Выбор электрооборудования по экономическим критериям

4. Выбор типа защиты электрооборудования

1. Правильный выбор электрооборудования — необходимое усло­вие его успешной эксплуатации. При проектировании комплекс­ной электрификации сельского хозяйства электрооборудование выбирают исходя из требований его качественного функциониро­вания и наименьших затрат на электрифицированный объект. Од­нако по некоторым причинам это не всегда обеспечивает высокую эффективность эксплуатации выбранного электрооборудования.

Методика выбора оборудованияв общем случае заключается в определении фактических данных о качестве электроснабжения, режиме работы и других условиях эксплуатации и сопоставления этих данных с параметрами электрооборудования. Решение о вы­боре принимаютпо принципуограничения или оптимизации.

Принцип ограничения состоит в том, что электрооборудование считают пригодным, если номинальные значения его параметров больше или равны (для некоторых параметров — меньше или рав­ны) фактическим значениям соответствующих величин при эксп­луатации. Например, асинхронный электродвигатель выбирают по мощности на основании условия Р_н> Р_ф, где Р Р_ф— номи­нальное и фактическое значения мощности выбранного электро­двигателя.

Принцип оптимизации основан на изучении вариантов возмож­ных решений и выборе такого электрооборудования, которое обеспечивает наилучший результат электрификации объекта или процесса. При этом критерием оптимальности могут быть техни­ческие параметры и экономические критерии.

2. Основные технические характеристики, учитываемые при вы­боре электрооборудования: климатическое исполнение и катего­рия размещения; степень защищенности от попадания посторон­них предметов и влаги; номинальные параметры (напряжение, ток, мощность, частота вращения и т. д.); дополнительные пара­метры (пусковые свойства, перегрузочная способность, защитные характеристики и т. д.).

Выбор по климатическому исполнению и категории размещения.Электротехнические изделия, выпускаемые промышленностью, предназначены для использования в определенном климатичес­ком районе и в определенном месте размещения, в зависимости от их исполнения.

Изделия, предназначенные для эксплуатации на суше, реках и озерах, имеют следующие климатические исполнения для макро-климатических районов: У — с умеренным климатом; ХЛ — с хо­лодным климатом; ТВ — с влажным тропическим климатом; ТС — с сухим тропическим климатом; Т — с влажным и с сухим тропическим климатом; О — общеклиматическое исполнение.

Для обеспечения надежной работы в особых производствен­ных условиях выпускают электрооборудование сельскохозяй­ственного (С) и химостойкого (X) исполнения.

Категории размещения электрооборудования обозначают следу­ющими цифрами: 1 — для работы на открытом воздухе; 2 — для работы в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, например в палатках, кузовах, прицепах, металлических помещениях без теплоизоляции, а также в кожухе комплектного устройства категории 1 или под навесом (отсутствие прямого воз­действия солнечной радиации и атмосферных осадков на изде­лие); 3 — для работы в закрытых помещениях с естественной вен­тиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, воздействие пес­ка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе; 4 — для работы в помещениях с искусственно регулируемыми климати­ческими условиями; 5 — для работы в помещениях с повышенной влажностью.

Выбор по степени защиты.Степень защиты от соприкоснове­ния с токоведущими или движущимися частями, находящимися внутри корпуса электротехнических изделий, от попадания по­сторонних предметов и проникновения в корпус влаги в соответ­ствии с ГОСТ 14254-96 условно характеризуют буквами 1Р и дву­мя цифрами (например, 1Р23, 1Р54 и т. п.). Эти обозначения про­ставляют на корпусах изделий или на табличках с паспортными данными.

Первая цифра после 1Р обозначает степень защиты от сопри­косновения персонала с движущимися частями оборудования и от попадания внутрь его твердых посторонних тел. Вторая цифра обозначает степень защиты оборудования от проникновения внутрь корпуса воды.

Электротехнические изделия сельскохозяйственного назначе­ния согласно ГОСТ 19348-82 должны иметь степень защиты IР23,IРЗО,IР31,IР41,IР44,IР51,IР54 иIР55. Кожухи вентиляторов охлаждения электродвигателей должны иметь степень защиты не ниже 1Р20. Рекомендации для выбора электрооборудования по ус­ловиям окружающей среды регламентированы в руководящих тех­нических материалах РТМ 105/23/46/70/16-0-153-81.

Выбор по напряжению.В сельском хозяйстве в основном приме­няют трехфазный переменный ток напряжением 380/220 В. Все электроприемники выбирают из условия равенства напряжения (номинального и сети). В отдельных случаях для облегчения пуска двигателя схему обмоток переключают со звезды на треугольник и для этих-целей выбирают двигатель с номинальным напряжением 660/380 В.

Выбор по мощности или току.Электродвигатели выбирают из условия равенства его номинальной мощностиР_н.дв и мощности, потребляемой рабочей машиной или рабочим органом машины,Р_м. Решающее значение при этом имеет характер нагрузочной ди­аграммы электропривода.

При длительной неизменной нагрузке двигатель выбирают по фактической потребляемой мощности; при мало изменяющейся во времени нагрузке, имеющей коэффициент вариации менее 20 %, двигатель выбирают по средней мощности; при переменной нагрузке — по расчетной эквивалентной мощности, т. е. такой по­стоянной мощности, которая эквивалентна фактической перемен­ной по нагреву двигателя (этому условию удовлетворяет средне­квадратичная мощность).

Зная расчетную мощность машины (Р_рм) (фактическую, сред­нюю или среднеквадратичную), по каталогу выбирают электро­двигатель стандартной мощности(Р_нлв), имеющий мощность, ближайшую большую по сравнению с расчетной. В общем случае условие выбора имеет видР_{н дв}>Р_{р м}. Выбранный двигатель про­веряют на перегрузочную способность, на возможность пуска, по частоте пусковых операций.

Электрические аппараты (рубильники, автоматические выклю­чатели и магнитные пускатели) выбирают по току главных кон­тактов из условия

где — номинальный токi-го аппарата;I_ра6— рабочий ток коммутируемой цепи.

Кроме этого, аппараты выбирают по току устройств защиты из условия , где — отношение номинального тока плав­кой вставки или уставки защиты к рабочему току защищаемой цепи.

Электронагревательные установки (ЭНУ) выбирают по мощно­сти из условия Рн.эну Ррэну, где Рн.эну — номинальная мощность ЭНУ; Ррэну — расчетная мощность ЭНУ. Расчетную мощность определяют из уравнения теплового баланса помещения или тех­нологического процесса.

3. Электротехническая промышленность выпускает большое чис­ло исполнений и типоразмеров взаимозаменяемых видов электро­оборудования. Выбирая его по техническим характеристикам, можно найти несколько вариантов изделий, удовлетворяющих одним и тем же исходным данным. задача выбора по техническим характеристикам имеет несколько решений. Чтобы среди равноценных по техническим возможностям решений найти оптимальный вариант, применяют выбор электрооборудования по экономическим параметрам.

Положительные или отрицательные последствия выбора могут сказываться не только на работоспособности или экономических показателях электрооборудования, но и на других, связанных с ним элементах системы электроснабжения технологического объекта. Поэтому при выборе по экономическому критерию необ­ходимо рассматривать совокупность элементов, названную ранее системой И—Э—Т—С.

Исходные данные, характеризующие элементы системы, раз­деляют на четыре группы: 1 — условия электроснабжения (мощ­ность потребительской подстанции, длина и марка проводов низковольтной линии и т. п.); 2 — условия использования (на­значение привода, эквивалентная мощность и частота вращения рабочего органа машины, занятость в течение суток и года, допу­стимая продолжительность простоя из-за отказа, размер техно­логического ущерба и т. п.); 3 —дестабилизирующие воздействия (климатические условия, характер окружающей среды, интен­сивность и структура аварийных режимов и т. п.); 4 — показатели технической эксплуатации (затраты на обслуживание, интенсив­ность отказов, фактическая продолжительность устранения отка­зов и т. п.).

Выбор электрооборудования по исполнению.Пусть первоначаль­но для электропривода рабочей машины выбран электродвигатель общего назначения. Требуется определить по критерию приведен­ных затрат экономическую целесообразность применения на этой машине двигателя такой же мощности, но сельскохозяйственного исполнения.

Источник

Содержание материала

§ 12. Понятие о выборе электрооборудования. Проверка электрооборудования по условиям короткого замыкания

Выбор и проверка электрооборудования станций и подстанций.

Все виды высоковольтного оборудования — выключатели, разъединители, трансформаторы тока — выбирают по условиям их работы в нормальном режиме и проверяют на электродинамическую и термическую устойчивость токам короткого замыкания.
При выборе оборудования по условиям нормального режима определяют соответствие данного аппарата условиям работы данной окружающей среде, роду тока и напряжению установки. Выбор осуществляют, пользуясь имеющимися номинальными данными аппаратов, указанными на их щитках. Проверку аппаратов на динамическую и термическую устойчивость проводят после определения расчетных значений токов короткого замыкания в месте установки аппаратов или за ними, но всегда с учетом протекания токов короткого замыкания.
Для выбора аппаратов используют следующие параметры, характеризующие возможность их использования в данной установке:
а) номинальное напряжение — напряжение, которое указано в паспорте аппарата и на которое он рассчитан при длительных условиях работы в нормальном режиме. Условие выбора выключателя по этому параметру записывается как Uном ≥ Uрасч, т. е. номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше расчетного напряжения установки;
б) номинальный ток — указанный в паспорте, на который рассчитан аппарат при длительной нормальной работе. Также, как и в предыдущем случае, выбор аппарата ведут по условию Iном ≥ Iрасч.
в) предельно-отключаемый ток (для выключателей различною рода и предохранителей) — это ток, указанный в паспорте, который может бы и отключен аппаратом при данном напряжении;
г) предельно-отключаемая мощность (также для выключателей и предохранителей) — это мощность, определяемая номинальным напряжением установки и предельным током отключения:
При выборе аппаратуры учитывают ее конструкцию, а также предназначена ли она для работы в открытых, закрытых установках и др.

Основные виды аппаратов и устройств станций и подстанций (масляные выключатели, разъединители, высоковольтные предохранители, шинные устройства и изоляторы) выбираются по номинальным напряжению и току, отключаемой мощности и проверяются на электродинамическую и термическую устойчивость (за исключением предохранителей, которые на динамическую и термическую устойчивость не проверяются). Изоляторы проверяются по допускаемой механической нагрузке. Расчетное усилие на изолятор (Fpaсч) не должно превышать 60% допускаемого разрешающего усилия при его изгибе, т. е. Fрасч≤0,6Fразр. Измерительные трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению и току первичной цепи, вторичной нагрузке и классу точности и проверяются по электродинамическому и термическому действию токов короткого замыкания. Трансформаторы напряжения на электродинамическую и термическую устойчивость не проверяют.

Выбор и проверка оборудования электрических сетей.

В сельских электрических сетях для повышения надежности электроснабжения потребителей применяют различные устройства, секционирующие (т. е. отключающие) поврежденные участки сети при прохождении по ним токов короткого замыкания. Секционирующие масляные выключатели типа ВМНА-10 и отделители должны быть также проверены на электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания, как и обычные подстанционные выключатели и разъединители. Номинальные параметры таких выключателей приводятся в справочниках.
В сельских сетях могут быть установлены распределительные линейные пункты, назначением которых является распределение электроэнергии между отдельными линиями, без ее трансформации. Основное оборудование этих пунктов — выключатели, разъединители, шинные устройства, изоляторы и измерительные трансформаторы (если последние имеются) — также должно быть проверено на электродинамическую и термическую устойчивость действию токов короткого замыкания
В сельских сетях подземные кабели имеют ограниченное применение. Их используют, например, для выполнения различных переходов электрической линии через железные дороги, поймы рек или другие препятствия, а также при выполнении схем электроснабжения наиболее ответственных потребителей.
Силовые электрические кабели выбирают по конструктивному выполнению, номинальному напряжению, плотности тока и проверяют на максимальный длительно допустимый ток нагрузки и термическую устойчивость токам короткого замыкания.
Длительно допустимым током нагрузки проводов или кабелей называется такой ток, который нагревает их до некоторой предельной температуры, допустимой для данной марки провода или кабеля. Величина этого тока зависит от материала провода или кабеля, его сечения, характера изоляции, условий прокладки, охлаждения и др.
На практике при выборе сечений проводов и кабелей по условиям нагрева не делают сложных тепловых расчетов, а пользуются готовыми таблицами длительно допустимых токовых нагрузок для проводов и кабелей, приведенных в ПУЭ. Пользование этими таблицами значительно упрощает расчет: подсчитав величину рабочего тока линии и выбрав условия прокладки по таблицам, находят требуемое сечение проводов или кабеля. Если целесообразно вместо одного кабеля большего сечения взять два меньшего сечения, то при этом вводят поправочный коэффициент 0,9. При совместной прокладке кабелей величину длительно допустимого тока несколько уменьшают, так как условия их охлаждения в этом случае ухудшаются.
Условия проверки кабеля на длительно допустимый ток сводятся к соблюдению неравенства—
максимальный рабочий ток в цепи.
Проверку кабелей на термическую устойчивость проводят так же, как и проверку шин. Сечения проводов сельских воздушных линий выбирают по экономической плотности тока с последующей проверкой на отклонения напряжения у потребителей. Нормированные значения экономической плотности тока определяются ПУЭ в зависимости от числа часов использования максимума нагрузки. На термическую устойчивость провода воздушных линий не проверяют.

Контрольные вопросы

Источник