Je nutné určit průřezy kabelů v síti 0,4 kV pro napájení elektromotoru AIR200M2 o výkonu 37 kW. Délka kabelového vedení je 150 m. Kabel je uložen v zemi (výkopu) se dvěma dalšími kabely v celém podniku pro napájení motorů čerpací stanice. Vzdálenost mezi kabely je 100 mm. Odhadovaná teplota země 20 °C. Hloubka instalace do země je 0,7 m.
Technické vlastnosti elektromotorů typu AIR jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1 – Technické vlastnosti elektromotorů typu AIR
1. Určete dlouhodobě přípustný proud:
Podle GOST 31996-2012, podle tabulky 21, volíme jmenovitý průřez kabelu 16 mm2, kde pro tento průřez je přípustné proudové zatížení položené v zemi rovno Id.t. = 77 A, v tomto případě musí být splněna podmínka Id.t. = 77 A > Icalc. = 70 A (podmínka splněna).
Pokud máte čtyřžilový nebo pětižilový kabel s žilami stejného průřezu, například AVVGzng 4×16, pak by se hodnota uvedená v tabulce měla vynásobit 0,93.
Nejprve vyberte kabel značky AVVGzng 3×16+1×10.
2. Stanovíme dlouhodobě přípustný proud s přihlédnutím k korekčním faktorům:
Koeficient k1 určíme s ohledem na teplotu prostředí odlišnou od vypočtené, zvolíme jej podle tabulky 2.9 [L1. z 55] a podle tabulky 1.3.3 PUE. Podle tabulky 2-9 je standardní okolní teplota +15 °C s přihlédnutím k tomu, že kabel bude uložen v zemi ve výkopu.
Teplota žil kabelu je +65°C v souladu s PUE ed. 7, článek 1.3.10. Protože vypočítaná teplota Země se liší od teplot přijatých v PUE. Přijímáme koeficient k1=0,95 s přihlédnutím k tomu, že odhadovaná teplota země je +20 °C.
Stanovíme koeficient k2, který zohledňuje měrný odpor zeminy (s přihlédnutím ke geologickým průzkumům), vybraný podle PUE 7th ed. tabulka 1.3.23. V mém případě bude korekční faktor pro písčito-jílovitou půdu s měrným odporem 80 K/W k2=1,05.
Součinitel k3 určíme podle tabulky PUE 1.3.26 s přihlédnutím ke snížení proudového zatížení při počtu provozních kabelů v jednom výkopu (v trubkách nebo bez trubek). V mém případě je kabel položen do výkopu se dvěma dalšími kabely, vzdálenost mezi kabely je 100 mm, s přihlédnutím k výše uvedenému bereme k3 = 0,85.
3. Poté, co jsme určili všechny korekční faktory, můžeme určit skutečný dlouhodobě přípustný proud pro průřez 16 mm2:
4. Určete dlouhodobě přípustný proud pro průřez 25 mm2:
Pokud máte stále dotazy ohledně toho, jak se určují koeficienty korekce teploty, doporučuji vám přečíst si článek: „Okolní teplota při kontrole vodičů a kabelů pro vytápění“.
5. Určete přípustnou ztrátu napětí pro motor ve voltech, přičemž vezměte v úvahu, že ∆U = 5%:
6. Určete přípustnou ztrátu napětí pro kabel o průřezu 25 mm2:
- Icalc. – návrhový proud, A;
- L – délka úseku, km;
- cosφ – účiník;
Když znáte cosφ, můžete určit sinφ pomocí dobře známého geometrického vzorce:
- r0 a x0 – hodnoty činných a jalových odporů jsou určeny podle tabulky 2-5 [L2.s 48].
7. Určete přípustnou ztrátu napětí pro kabel o průřezu 35 mm2:
8. V procentech se ztráta napětí rovná:
9. Určete průřez kabelu pomocí zjednodušeného vzorce:
- P – návrhový výkon, W;
- L – délka úseku, m;
- U – napětí, V;
- γ – měrná elektrická vodivost drátu, m/Ohm*mm2;
- pro měď γ = 57 m/Ohm*mm2;
- pro hliník γ = 31,7 m/Ohm*mm2;
Jak vidíme při určování průřezu kabelu pomocí zjednodušeného vzorce, existuje možnost podhodnocení průřezu kabelu, proto doporučuji při stanovení úbytku napětí použít vzorec zohledňující činný a jalový odpor.
10. Určete ztrátu napětí pro kabel o průřezu 35 mm2 při startování motoru:
- cosφ = 0,3 a sinφ = 0,95 jsou akceptovány průměrné hodnoty účiníků při startování motoru, pokud nejsou k dispozici technické údaje, podle [L6. S. 16].
- kstart =7,5 – násobek rozběhového proudu motoru, podle technických vlastností motoru.
Podle [L7, str. 61, 62] je podmínka spouštění motoru určena zbytkovým napětím na svorkách motoru Urest.
Předpokládá se, že start elektromotorů mechanismů s točivým momentem ventilátoru a snadnými startovacími podmínkami (doba startu 0,5 – 2 s) je zajištěn, když:
Spouštění elektromotorů mechanismů s konstantním momentem odporu nebo obtížnými startovacími podmínkami (doba rozběhu 5 – 10 s) je zajištěno:
V tomto příkladu je čas rozběhu motoru 10 s. Na základě silného rozběhu elektromotoru určíme přípustné zbytkové napětí:
Urest.≥0,8*Un.dveře = 0,8 * 380 V = 304 V
10.1 Určete zbytkové napětí na svorkách elektromotoru s přihlédnutím k úbytku napětí při spouštění.
Urest.≥ 380 – 44,71 = 335,29 V ≥ 304 V (podmínka splněna)
Vybíráme třípólový jistič typu C120N, red.C, In = 100A.
11. Průřez kabelu kontrolujeme podle podmínky shody zvoleného zařízení s maximální proudovou ochranou, kde Id.t. pro průřez 35 mm2 se rovná 123A:
- Idef. = 100 A – nastavovací proud, při kterém se spouští ochranné zařízení;
- kprotect.= 1 – koeficient násobku dlouhodobě přípustného proudu kabelu (vodiče) k provoznímu proudu ochranného zařízení.
Chráním hodnotová data a kdef. stanoveno podle tabulky 8.7 [L5. S. 207].
Na základě všech výše uvedených skutečností přijímáme značkový kabel AVVGzng 3×35+1×25.
Pro správnou funkci elektromechanického zařízení, jako je asynchronní motor napájený třífázovou střídavou sítí, je důležité správně vypočítat průměr průřezu kabelu elektromotoru AIR na základě jeho výkonu.
Kabel, který není dostatečně silný, může přetížit napájecí systém, zkratovat vinutí motoru, poškodit izolaci vodičů a poškodit další připojená zařízení. To vás donutí v krátké době provádět neplánovanou údržbu a opravy motorů AIR nebo si koupit nový elektromotor s rotorem nakrátko.
Na druhou stranu silnější kabelová část pro motor ušetří velmi výkonná zařízení od poruch spojených s připojením k napájecí síti, což bude mít své opodstatnění při spuštění nové výrobní linky. Při modernizaci – výměně za stejný elektromotor nebo s vyšším výkonem se vyplatí provést kalkulaci a zvolit propojovací kabel s požadovaným počtem žil příslušného průměru. V tomto případě je nutné počítat se spotřebou všech zařízení napájených daným elektrickým vedením.
Výběr kabelu motoru
Opravit vyzvednout kabel pro 380voltový elektromotor stojí za to vzít v úvahu několik základních parametrů při výpočtu:
- Materiál jádra (měděný drát nebo hliník)
- Proudové zatížení kabelu v závislosti na příkonu
- Celková délka kabelu (parametr ovlivňující proudové ztráty)
Nejběžnějším způsobem v průmyslovém sektoru Ukrajiny je určení průřezu kabelu proudovým zatížením. Pro nalezení vodiče požadovaného průřezu pro AIR motor s 3fázovým vinutím pracujícím při napětí 380V použijeme vzorec:
Výpočet průřezu kabelu pro připojení elektromotoru
Pro názornost se podívejme na příklad: ve výrobě se používá řada elektromotorů a je potřeba spočítat průřez kabelů pro všechny elektromotory v dílně. Jaký kabel je tedy potřeba pro motor o výkonu 5,5 kW, 11 kW, 15 kW, 22 kW, 37 kW, 45 kW a 55 kilowattů, aby všechna zařízení byla napájena z jednoho zdroje 380V bez výpadků a jaký být celková spotřeba energie při současném provozu všech připojených AIR motorů.
Stanovení příkonu
Zjištění aktuální hodnoty
Znát materiál vinutí drátu a spotřebovaný proud, v našem případě ano 411 A (zaokrouhlete nahoru na nejbližší hodnotu v tabulce), Podle GOST 31996-2012 můžeme požadovaný průřez napájecího kabelu pro elektromotory určit z výpočtového vzorce v tabulkách níže.
Povolené proudové zatížení kabelu s měděnými vodiči
stůl
kabel s měděným vodičem.
* Izolace vyrobená z polyvinylchloridových plastových směsí
a polymerní kompozice, které neobsahují halogeny
Povolené proudové zatížení kabelu s hliníkovými vodiči
stůl
kabel s hliníkovým vodičem.
* Izolace vyrobená z polyvinylchloridových plastových směsí
a polymerní kompozice, které neobsahují halogeny
Zvolte průřez kabelu pro motor do 30 kW
| Elektrický motor | Výkon, kW | Aktuální síla, A. | Měděný drát | hliníkový drát | ||
| Průměr jádra, mm | Maximální proud, A | Průměr jádra, mm | Maximální proud, A | |||
| AIR71V2 | 1,1 | 2,55 | 1,12 | 14 | 1,59 | 14 |
| AIR80A4 | 2,75 | |||||
| AIR80V6 | 3,05 | |||||
| AIR90LB8 | 3 | |||||
| AIR80A2 | 1,5 | 3,3 | ||||
| AIR80V4 | 3,52 | |||||
| AIR90L6 | 4,1 | |||||
| AIR100L8 | 4 | |||||
| AIR80V2 | 2,2 | 4,6 | ||||
| AIR90L4 | 5 | |||||
| AIR100L6 | 5,6 | |||||
| AIR112MA8 | 6,16 | |||||
| AIR90L2 | 3 | 3,3 | ||||
| AIR100S4 | 6,8 | |||||
| AIR112MA6 | 4 | |||||
| AIR112MV8 | 7,8 | |||||
| AIR100S2 | 4 | 7,9 | ||||
| AIR100L4 | 8,5 | |||||
| AIR112MV6 | 9,1 | |||||
| AIR132S8 | 10,5 | |||||
| AIR100L2 | 5,5 | 10,7 | ||||
| AIR112M4 | 11,3 | |||||
| AIR132S6 | 12,3 | |||||
| AIR132M8 | 13,6 | |||||
| AIR112M2 | 7,5 | 14,7 | 1,38 | 15 | 1,78 | 16 |
| AIR132S4 | 15,1 | 1,59 | 19 | |||
| AIR132M6 | 16,5 | 2,26 | 21 | |||
| AIR160S8 | 18 | |||||
| AIR132M2 | 11 | 21,1 | 2,26 | 27 | 2,76 | 26 |
| AIR132M4 | 22,2 | |||||
| AIR160S6 | 23 | |||||
| AIR160M8 | 26 | 3,57 | 38 | |||
| AIR160S2 | 15 | 30 | 2,76 | 34 | ||
| AIR160S4 | 29 | |||||
| AIR160M6 | 31 | |||||
| AIR180M8 | 31,3 | |||||
| AIR160M2 | 18,5 | 35 | 3,57 | 50 | ||
| AIR160M4 | 35 | |||||
| AIR180M6 | 36,9 | |||||
| AIR200M8 | 39 | 4,51 | 55 | |||
| AIR180S2 | 22 | 41,5 | ||||
| AIR180S4 | 42,5 | |||||
| AIR200M6 | 44 | |||||
| AIR200L8 | 49,5 | |||||
| AIR180M2 | 30 | 55,4 | 4,51 | 80 | 5,64 | 65 |
| AIR180M4 | 57 | |||||
| AIR200L6 | 59,6 | |||||
| AIR225M8 | 62,2 | |||||
Jaký kabel zvolit pro motor
Pokud nemůžete nezávisle určit, který kabel je potřeba pro 30 kW motor, kontaktujte manažera Závod na elektromechanická zařízení na konzultaci. Pomůžeme vám vybrat kabel pro 380voltový elektromotor s rychlostmi 3000, 1500, 1000 a 750 za minutu, pracující z třífázové sítě s vinutími zapojenými do hvězdy nebo trojúhelníku.
Správná volba značky kabelu a výpočet průřezu napájecího vodiče pro motor typu AIR, 4A, MTN, MTF, MTKH, MKF – ať už běžící modely 3 kW, 7,5 kW, 18,5 kW nebo velké motory s výkon 30 kilowattů, 75 kW, 90 kW, 110 kW, 160 kW – zajistí nepřetržitý provoz podniku a minimalizuje náklady do budoucna.
