Электротехника / Рассчет сечения кабеля по нагрузке.  

Доброго Всем!

Не буду вдаватся в тонкости, есть вопрос:

Дано:
Двигатель насоса Р=160 кВт, треугольник, 400 в, косинус фи 0,86, исполнение взрывозащищенное.
Длинна кабельной линии - 300м.
Управляется частотным преобразователем или УПП.
Кабель марки ВВГнгLS 4х жильный
Потери на падение напряжения 5%.
Какое сечение  кабеля следует выбрать ?

Второй вариант:
Дано:
Двигатель насоса Р=200 кВт, треугольник, 400 в, косинус фи 0,86, исполнение взрывозащищенное.
Длинна кабельной линии - 150м.
Управляется частотным преобразователем или УПП.
Кабель марки ВВГнгLS 4х жильный
Потери на падение напряжения 5%.
Какое сечение  кабеля следует выбрать ?

Спрашиваю независимое мнение, пожалуйста если не затруднит.

Вообще в подробности надо бы вдаваться... Прокладка допустим в чем... По-первому вопросу: для воздуха 150 мм^2, а для земли - 95 мм^2.
Для второго вопроса: аналогично.

Я вообще не встречался, чтобы для двигателей впараллель пусть 2 кабеля. Посоветует может кто другой.

Ответ неверный . Номинальный ток для двигателя 160 кВт , в зависимости от частоты вращения при номинальной мощности , составляет   285...295 А . В соответствии с ПУЭ России , если не ошибаюсь п.7.3.97:
Проводники ответвлений к электродвигателям с короткозамкнутым ротором до 1 кВ должны быть во всех случаях (кроме находящихся во взрывоопасных зонах классов В-Iб и В-Iг) защищены от перегрузок, а сечения их должны допускать длительную нагрузку не менее 125% номинального тока электродвигателя.
При номинальном токе двигателя 295 А , 295 х 1,25 = 369 А . Необходимо проложить 2 кабеля сечением 95 мм² (медь) , допустимый ток для двух кабелей составит 440 А .
При номинальном токе двигателя 285 А , 285 х 1,25 = 357 А . Необходимо проложить 2 кабеля сечением 70 мм² (медь) , допустимый ток для двух кабелей составит 360 А .
Для двигателя 200 кВт расчет производится аналогично учитывая его номинальный ток .
Необходимо также учесть токи уставок аппаратов защиты которые могут повлиять на выбор кабелей в сторону увеличения их сечения .

I = P / √3 * U * CosF * η;
где
P - Мощность, Вт
U - Напряжение, В
CosF - Коэффициент мощности
η - КПД
Кабель поливинилхлорид - ВВГнгLS 4х - выбираем по таблицам в зависимости от способа прокладки.

Ссылки на таблицы
http://electro.narod.ru/tables/1.3.4.htm
http://electro.narod.ru/tables/1.3.6.htm

Looking вы забыли при расчетах токов учесть две "мелочи" - корень с трех и КПД двигателя . Двигатели трехфазные а вы сделали расчет для однофазного двигателя .
Я забыл в своем первом ответе указать что необходимо посчитать еще для таких длинных линий потери напаряжения .

Ух, ты точно)) Сплю ещё))
Ща попровлю))

Наши проектировщики заложили 185 и 240 мм2, то что 185 с огромным усилием влазиет в частотник это их не калышит (про барно молчу вобще), все мотивируют ПУЭ, но аргументированного ответа не дают. Может за бугром 240 мм2 влазиет в их барно, но наш кабель там стоит колом, развернуть его под клеммы, загадка. Меня интересут кроме выбора сечения кабеля по ПУЭ, рассчеты проектировщик обязан производить?

... по произведенным расчетам и расчитывается сечение.

а, действительно, как теперь подключить этот кабель к двигателю???

и еще вопрос 2х4х95?

соединительноконцевыми муфтами?

Подключу, выложу фото.

Не буду вдаватся в тонкости,
 Дано:
 Р=160 кВт, треугольник, 400 в
cos. fi= 0,86
Потери на длину линии ≈ 5%
Длинна кабельной линии - 300м
Способ прокладки – открытый
Управляется частотным преобразователем или УПП.
Кабель марки ВВГнгLS 4х жильный
Какое сечение  кабеля следует выбрать?

Расчеты показывают:
Iрасч. ≈ 283А
Iавар. ≈ 326А (на период ликвидации послеаварийного режима для кабелей
с поливинилхлоридной изоляцией допускается перегрузка до 15% номинальной,
на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч. в сутки
в течение 5 суток).
По длительному допустимому току нагрузки (при 326А) = 185мм2
По нагреву проводов при нормальных условиях эксплуатации (при 326А)  = 185мм2
По потерям на длину линии (при 283А)  = 185мм2
Потери составят (при норм. условиях эксплуатации-283А) ≈ 4,81%
Потери составят (послеаварийный режим-326А) ≈ 5,55%
Напряжение на нагрузке составит (при норм. условиях эксплуатации-283А) ≈ 361,73 В
Напряжение на нагрузке  (послеаварийный режим-326А) ≈ 361,73 В
Starik.

Staik , объясните , что такое послеаварийный режим для кабеля питающего отдельный двигатель , это что-то новыое в электроснабжении .
Вы никто необращаете внимания что двигатель во взрывозащищенном исполнении и следовательно он стоит в помещении со взрывоопасной зоной , кто  будет выкидывать деньги на взрывозащищенный двигатель для установки его в нормальном помещении . Для выбора кабелей для двигателей устанавливаемых в помещениях со взрывоопасными зонами действует п. 7.3.97 ПУЭ , 1,25Ін , о чем я писал в ответе №2 .

http://users.iptelecom.net.ua/~miroshko/wiresel.html - можно быстро проверить все способы прокладки, запасы, разные таблицы и источники (ПУЭ, ГОСТ).

cos(fi)= 0,86, КПД~=0.85 - в результате cos(fi) нужно ввести равным 0.73. Но, по большому счету, если задана мощность, то он сокращается при расчетах.

Сечения проектировщики заложили верно. А как подключать - думайте. Попробуйте больше распустить кабель или сформовать проводники заранее.

петухами продключайте или проходные шины типа солнышка

Роман ЗР.
Вы правы сударь! Я не обратил внимание на взрывозащищенное исполнение эл. двигателя и при расчетах применил п. 2.4.9 ПТЭЭП.
п. 7.3.97 ПУЭ гласит - Проводники ответвлений к электродвигателям с короткозамкнутым ротором до 1 кВ должны быть во всех случаях (кроме находящихся во взрывоопасных зонах классов В-Iб и В-Iг) защищены от перегрузок, а сечения их должны допускать длительную нагрузку не менее 125 % номинального тока электродвигателя.

Расчет будет выглядеть так:                 
Iном. ≈ 283А
Iрасч. ≈ 354А
По длительному допустимому току нагрузки = 140мм2
По нагреву проводов при нормальных условиях эксплуатации = 140мм2
По потерям на длину линии = 190мм2
Выбрать кабель – ВВГнг 4х95(х2)
Потери составят ≈ 3,97%
Напряжение на нагрузке составит ≈ 364,91 В
При потерях ≈ 4,1% - ВВГнг  4х185
И на старуху бывает проруха.

Благодарю за консультацию. Да кстати зона В-1г.

АLEX 61
Кстати, для таких мощных электродвигателей необходимо знать технологию, если в нормальном режиме работы насоса (полная нагрузка), cos.fi =0.86, то при малой нагрузке он может составить 0,40-0,20, при этом ток нагрузки увеличится в разы и возникнет необходимость в компенсации реактивной мощности.
Starik.

При компенсации реактивной мощности ток двигателя не изменится .

Роман ЗР.
Речь шла о кабельной линии. С уменьшением cos.fi , увеличится полная мощность
при одной и той же потребляемой из сети активной мощности.
Соответственно увеличивается нагрев проводящих проводов и старение изоляции.
Starik.

Просветите пожалуйста, т.е. если двигатель не загружен на номинальную мощность, то косинус фи падает ? Можно ссылку где мне темному посмотреть ?
По технологии точно не отвечу, известно коэффициент загружености 0,7.

При недогрузке электродвигателя потребляемая им активная мощность уменьшается пропорционально нагрузке. В то же время реактивная мощность изменяется меньше. Поэтому чем меньше нагрузка двигателя, тем с меньшим коэффициентом мощности он работает.
Двигатели, работающие в холостую, имеют «косинус фи», равный от 0,1 до 0,3 в зависимости от типа, мощности и скорости вращения.

Что то припоминаю из теории. На практике т.е. если двигатель не нагружен то нагрузка на кабель возрастает, тогда должны грется кабели на двигателях которые работают в холостую. Если непосредственно про компенсацию то чем ближе косинус фи приближается к единцице, "нагрузка" на кабель падает, реактивная энергия не расходуется в пустую (кабель не греется). Верно выразился, если что подправте.

При протекании переменного тока в обмотках, в конкретном случае в электродвигателе насоса, индуктируются реактивные э.д.с. , которые обуславливают сдвиг по фазе (φ) между напряжением и током. Этот сдвиг обычно увеличивается, а cos.fi уменьшается при малой нагрузке. Если cos.fi двигателя переменного тока при полной нагрузке составляет  ≈ 0,86, то при малой нагрузке он уменьшится - "Двигатели, работающие в холостую, имеют «косинус фи», равный от 0,1 до 0,3 в зависимости от типа, мощности и скорости вращения", цитата от Роман ЗР.
При   cos.fi ≈ 0,86
Рактивная  ≈ 160кВт
I расч.  ≈ 283А
Sполная  ≈ 186кВт
tg.fi (угол сдвига) ≈ 0,53
Рреактивная  ≈ 94кВАр

При   cos.fi = 0,4
Рактивная  ≈ 160кВт
I расч.  ≈ 608А
Sполная  ≈ 400кВт
tg.fi (угол сдвига) ≈ 1,12
Рреактивная  ≈ 331кВАр

Необходимо компенсировать "Рреактивная", либо до экономически обоснованных величин, либо до заданных параметров собственника эл. энергии.
Для того чтобы знать какую "Реактивная" компенсировать,  для таких мощных эл. двигателей, необходимо знать технологию рабочего процесса, т.е. характеристику изменения параметров нагрузки на эл. двигатель механизма.
Starik.

Роман ЗР.
Формулировка ответа не корректна.
При недогрузке электродвигателя потребляемая им активная мощность уменьшается пропорционально нагрузке. В то же время реактивная мощность изменяется меньше. Поэтому чем меньше нагрузка двигателя, тем с меньшим коэффициентом мощности он работает.
Двигатели, работающие в холостую, имеют «косинус фи», равный от 0,1 до 0,3 в зависимости от типа, мощности и скорости вращения.
Starik.

ПУЭ 5.3.29. Кабели и провода, присоединяемые к  электродвигателям, установленным  на  виброизолирующих основаниях,  на участке между подвижной 
и  неподвижной  частями  основания  должны иметь гибкие медные жилы. Насосы все вибрируют, поэтому следует использовать кабель КГ или провод ПВ3.
Из опыта подключения электродвигателей насосов до 250 кВт могу сказать, что эти гибкие провода очень просто подключаются к ПЧ.

grossfater.
Согласен.  ПУЭ – закон.
7.3.112. ПУЭ - Вводы кабелей в электрические машины и аппараты должны выполняться при помощи вводных устройств. Места вводов должны быть уплотнены.
Во взрывоопасных зонах классов В-Iа и В-IIа для машин большой мощности, не имеющих вводных муфт, допускается концевые заделки всех видов устанавливать в шкафах со степенью защиты IР54, расположенных в местах, доступных лишь для обслуживающего персонала, и изолированных от взрывоопасной зоны.
7.3.103. ПУЭ - Соединительные, ответвительные и проходные коробки для электропроводок должны:
а) во взрывоопасной зоне класса В-I - иметь уровень «взрывобезопасное электрооборудование» и соответствовать категории и группе взрывоопасной смеси...
     На нефтяном месторождении видел подключение аналогичных эл. двигателей через проходные коробки во взрывозащищенном исполнении, установленных на стене, с наружной стороны насосных блоков. От коробки к двигателю – КГ. Управление питанием – в НКУ за 300м.
Starik.

Про гибкие вставки, все верно. Но в данном случае проектом они не предусмотрены.

Кстати еще вопрос, не могу вспомнить где почитать требования к маркировке кабелей, т.е. кабели маркируются в начале и конце, при проходе через стену, где посмотреть поподробней ?

И опять ПУЭ:
2.3.23. Каждая кабельная линия должна иметь свой номер или наименование. Если кабельная линия состоит из нескольких параллельных кабелей, то каждый из них должен иметь тот же номер с добавлением букв А, Б, В и т.д. Открыто проложенные кабели, а также все кабельные муфты должны быть снабжены бирками с обозначением на бирках кабелей и концевых муфт марки, напряжения, сечения, номера или наименования линии; на бирках соединительных муфт - номера муфты и даты монтажа. Бирки должны быть стойкими к воздействию окружающей среды. На кабелях, проложенных в кабельных сооружениях, бирки должны располагаться по длине не реже чем через каждые 50 м.

Когда закончите монтаж и мы увидим фото???

сейчас тоже самое делаю (тепловой насос 358кВт, электроводонагреватели 228кВт сделал подключение кабелем КГ-4(3х120+35) от КТП в щит управления в бойлерной 120м)

Этот пункт(2.3.23) мне известен, я спрашиваю про правила которые определяют рассположение бирок на кабельной линии, через какое расстояние. требуется вешать бирки на поворотах контрольных кабелей, на подьемах.

ток нагрузки кабеля выбирается по номинальному коэф.мощн.
по расчетам у меня получилось 4х(3х120+35)...как выполнить подключение? наконечниками для оконцевания медных проводов  методом опрессовки ТА?
если возможно проверьте мой расчет:

TDM . На каком основании в расчетном токе взялся коэффициент 1,25 ? . Для электроводонагревателей cos = 1 (это ТЭНы) . Почему кабели выбираются по экономической плотности тока ?  В соответствии с ПУЭ ваши сети такой проверке не подлежат . Сечение всех кабелей завышено .

для ТЭНов разве 1? по-моему максимум 0,96...

Спасибо.

и у меня вопрос ко всем как подключить 4(3х95+35) к двигателю?

TDM.
Есть небольшие предложения.
ПТЭЭП. п. 2.4.9 – на период ликвидации аварии допускаются перегрузки по току для кабелей с изоляцией из резины на 18%.
ПУЭ. п. 7.1.45 - Трехфазные четырех - и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих (N) проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию, а при больших сечениях - не менее 50 % сечения фазных проводников.
Для нагревательного оборудования без использования электровентиляторов, применяется cos.fi = 0,95
Указанные сети не проверяются по экономической плотности тока.
Приблизительный расчет – в приложении.
Starik.

посмотрите, пожалуйста.

и вопрос о подключении нескольких кабелей к двигателю остался открытым?

Двигатели большой мощности имеют по несколько сальников для ввода кабелей , необходимо смотреть техническую информацию на двигатель . Чисто активная нагрузка , а ТЭНы относятся к ней , cos = 1 . Только для двигателей , устанавливаемых в помещениях со взрывоопасными зонами , выбор кабелей производится с коэффициентом 1,25 , но это не есть номинальный (расчетный) ток двигателя .

как это понимать?

Только для двигателей , устанавливаемых в помещениях со взрывоопасными зонами , выбор кабелей производится с коэффициентом 1,25 , но это не есть номинальный (расчетный) ток двигателя .
Для помещений без взрывоопасных зон , для выбора кабелей коэффициент 1,25 не применяется .

❗️❗️❗️БСЦ: Порядок приемки строительного объекта в эксплуатацию.
РУП «БЕЛСТРОЙЦЕНТР» приглашает 25 апреля на семинар: «Порядок приемки строительного объекта в эксплуатацию. Формы исполнительной технической документации.  Судебная практика и строительная экспертиза».