К распределительному электрическому щиту постоянного тока присоединены три параллельные группы электроприемников, имеющие соответственно сопротивления R1, R2, R3. Ток в первой группе равен I1, длина магистрального провода l, сечение – S.
Данные для каждого варианта задания представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
№ варианта Сопротивление группы электроприемников, Ом Ток первой группы
I1, A
Длина магистрали
l, м
Сечение
S, мм2
R1 R2 R3
2 10 20 110 22 120 16
Составить электрическую схему питания.
Определить
− ток в магистральном проводе;
− действительную потерю напряжения в магистральном проводе;
− напряжение в начале магистрального провода.
Выбрать предохранитель для защиты сети от перегрузок.
Магистраль выполнена открыто двухжильным кабелем с медными жилами.
Решение
Электрическая схема питания показана на рисунке 1.
Рис. 1. Параллельное соединение трёх групп электроприемников
По закону Ома определим напряжение на сопротивлении R1
U1 = I1ꞏR1 = 22ꞏ10 = 220 В.
Так как группы электроприемников подключены параллельно, то
U1 = U2 = U3 = U = 220 В.
Находим токи I2, I3 по закону Ома:
I2=U2R2=220 20 =11 А;
I3=U3R3=220 110 =2 А.
Определим ток в магистральном проводе:
I = I1 + I2 + I3 = 22+11+2 = 35 А.
Находим действительную потерю напряжения в магистральном проводе:
∆UЛ=200IрасчlγSUном, %
где l – длина провода линии, м;
γ – удельная проводимость материала провода, м/Омꞏмм2 (для меди γ = 53 м/Омꞏмм2);
S – сечение провода, мм2;
Uном – номинальное напряжение линии, В.
Тогда ∆UЛ=200∙35 А∙120 м53мОм∙мм2∙16 мм2∙220 В=4,5%.
Согласно ПУЭ, в линиях, питающих потребителей, в подводящих проводах к зажимам электродвигателей допускается потеря напряжения до 5% от номинального напряжения сети ∆U≤0,05Uном
. Как видно из расчетов, указанное соотношение выполняется.
Для двухжильного кабеля с медными жилами сечением S=16мм2 по таблице Приложения 2 R0медь = 1,125 Ом/км. Определим сопротивление магистрального провода:
Rмедь = R0медьꞏl = 1,125 ꞏ0,12 = 0,135 Ом.
Определим падение напряжения на магистральном проводе:
Uмедь = Iꞏ Rмедь = 35 ꞏ0,135 = 4,725 В.
Напряжение в начале магистрального провода:
Uн = U + Uмедь = 220 + 4,725 = 224,725 В.
Выбираем предохранитель для защиты сети от перегрузок.
Для защиты проводов (жил кабелей) электрической линии от перегрузок и токов короткого замыкания применяют предохранители с плавкими вставками.
Выбор предохранителя производится по току плавкой вставки согласно условию:
Iп.вст≥Iрасч,
где Iп.вст – ток плавкой вставки предохранителя, А.
Это условие означает, что предохранитель не должен перегорать при номинальном режиме работы сети