docחישוב עומסים למערכות שונות
download 
Report Transcription
חישוב עומסים למערכות שונות
חישוב עומסים למערכות שונות מכון שאיבת מים קיימים ארבעה מנועים לפי הפירוט הבא: הספק מנוע מס' :1 .150 HP הספק מנוע מס' 2 .50 HP הספק מנוע מס' :5 .150 HP הספק מנוע מס' 6 .100 HP .333 KW = 0.736 x 450 HP סה''כ הספקים הקיימים: במקום עומדים להתקנה ארבעה מנועים חדשים בעלי הספק משותף ) ( 360 HP בזרם 416Aוהם לפי פירוט הבא: הספק מנוע מס'' :3 .100 HP הספק מנוע מס'' :4 .125 HP הספק מנוע מס'' :7 .75 HP הספק מנוע מס'' :8 .60 HP סה''כ הספקים של המשאבות החדשות .360 HP עומס חדש. המכון לשאיבת מים מחובר לרשת חברת חשמל .33 KV החיבור הקיים במכון שאיבת מים ) .( 600 A X 3 השיא הביקוש לפי דוח .266 KW ולכן זרם מחושב הקים: P 266 = 415A _____________________ = 1.73 x 0.4 x 0.92 __________ √ 3 x U x cosφ מקדם הפיזור הקיים ולכן: 266 = 0.8 __________ 333 79 = k =I חישוב הספקים של מנועים ב KW מנוע מס' :3 מנוע מס' :4 מנוע מס' :7 מנוע מס' :8 KW 74 = 0.74 X 100 HP KW 92.5 = 0.74 X 125 HP KW 55.5 = 0.74 X 75 HP KW 44.4 = 0.74 X 60 HP סה''כ הספק של המנועים החדשים .266K W המקדם הספק משוער לכל מנועים שווה ל .tgφ = 0.7 ,cosφ =0.82 חישוב עומסים החדשים לפי הטבלה. תאור העומס הספק הקים מנועים קיימים תאורת פנים ותאורת חוץ משוער הספקים חדשים מנועים חדשים סה''כ יח' KW סה''כ מקדם פיזור העומס הספק מחשב COS φ tgφ Q KV AR 333 0.8 266 0.92 043 114 - 10 0.9 9 0.92 0.43 4 4 266 0.7 186 0.7 130 609 0.756 461 0.54 248 0.82 0.88 מהנתונים של הטבלה נמצא את הזרם – מהספק ומהחושב .461 KW P 461 = 723A _____________________ = 1.73 x 0.4 x 0.92 __________ =I 1.73 x U x cosφ הזמנת החיבור החשמל הקרוב ביותר הוא A 800 x 3עם אפשרות להגדלה בעתיד. החיבור המקסימלי למתח נמוך הוא A 910 x 3לתנאים רגילים )במקרים מיוחדים( חח''י מאשרת חיבור במתח נמוך עד .A 1820 x 3 80 חישוב מקדם הספק שיפור מקדם הספק נועד ל: -1מניעת איבודי הספק על ידי הקטנת הזרם. -2מניעת מפלי מתח גבוה בקווים. מהטבלה של ההספקים ,הספק הנקוב המחושב 461 KWומקדם הספק .tgφ = 0.54 ,cosφ = 0.88 בכדי לקבל את גודל הקבלים המשפרים את מקדם הספק ל 0.92אנו נשתמש בנוסחה הבאה. כאשר: = Qc P = )Qc = P(tgφ1 - tgφ2 גודל הקבל לשיפור מקדם הספק יח' .KVAR הספק היעיל של מנוע יח' .KW = tgφ1 טנגנס הזווית שצריך לשפר. = tgφ2 טנגנס הזווית המשופרת. לפי דרישת חברת החשמל – )ייצרן החשמל( cosφחייב להיות ,0.43 = tgφ 0.92ולכן הספק הראקטיבי הדרוש – .Qc = 461 ( 0.54 – 0.43 ) = 51 KVAR זה הספק הראקטיבי הכללי הדרוש אבל ,אנו לוקחים ומחשבים קבל לכל מנוע בנפרד, עם כניסת המנוע לפעולה )עבודה( יתחבר הקבל. חישוב הספקים הראקטיבים ב .KVARלכל המנועים ,ולכן: מנוע מס' 3: מנוע מס' 4: מנוע מס' 7: מנוע מס' 8: )Qc = tgφ* P(kw KVAR 52 = 0.7 X 74 KVAR 65 = 0.7 X 92.5 KVAR 39 = 0.7 X 55.5 KVAR 31 = 0.7 X 44.4 חישוב גודל הקבלים: אחרי שחשבתנו את גודל הספקים ב KVARבוחרים את גודל הקבלים הסטנדרטי למנועים כדלקמן: KVAR 50 מנוע מס' :3 מנוע מס' KVAR 60+5 :4 מנוע מס' :7 KVAR 40 מנוע מס' :8 KVAR 30 81 חישוב זרם של קבלים: Q __________ ולכן אנו נשתמש בנוסחה הבאה: =I 1.73 * U 50 זרם מנוע מס' 3 = 74 A זרם מנוע מס' 4 = 44 A זרם מנוע מס' 7 = 59 A זרם מנוע מס' 8 = 94.2 A __________ =I 1.73 x 0.4 65 __________ =I 1.73 x 0.4 40 __________ =I 1.73 x 0.4 30 __________ =I 1.73 x 0.4 חישוב זרם נקוב של קבלים: מקדם בטחון 1.43בא מ :הגנה בפני זרם קצר סעיף 46מפרק ה': התקנות קבלים לשיפור מקדם ההספק ,תקנות החשמל .מעגלים הסופיים. סעיף זה אומר ש :מוליכים במעגל זינה לקבל יוגנו בפני זרם קצר על ידי מבטח בעל זרם נקוב השווה לזרם נקוב של הקבל כפול 1.43לזרם הנקוב הגבוה יותר ,הקרוב ביותר מתך הסדרה התקנית של מבטחים. ולכן :זרם הנקוב של מגען ומבטח של מנוע מס' 3 A 106 = 1.43 x 74 זרם הנקוב של מגען ומבטח מנוע מס' 4 A 63 = 1.43 x 44 זרם הנקוב של מגען ומבטח מנוע מס' 7 A 84 = 1.43 x 59 זרם הנקוב של מגען ומבטח מנוע מס' 8 A 135 = 1.43 x 94.2 82 חישוב מפל מתח LxP __________ נחשב מפל מתח מופעי לפי הנוסחה הבאה: =e GxsxU עבור e -מפל מתח תלת – מופעי. Lאורך הקו הזינה. pהעומס בווטים. gמוליכות המוליכים. sרוחב חתך בממ''ר. Uמתח הרשת בוולטים. חישוב מפל מתח: 50 x 92000 = 4.04V __________ =e 57 x 50 x 400 מפל המתח המותר הוא 3%לפי תקנות החשמל ולכן: 400→100% 4.05 x 100 =1.013% ___________ = →X 400 כתוצאה מהחישוב ש __________ =I 4.05 →X 1.013 < 3% לפי תקנות החשמל מעגלים סופיים מצביעים שמפל המתח המרבי בין הדקי הצרכן לבין נקודת צריכה כלשהי במיתקן הצרכן לא יעלה על 3%מהמתח הנומינלי של הרשת. 83 חישוב זרם קצר מדויק )לפי מדריך מרילין זרן( 33 kv ________________________________________ L = 50m XLPE (3 x 50 x 1 x) + 1 x 50 M 84 חישבו את התנגדות של השנאי לפי הנוסחה הבאה: Wc x U2 __________ x 10-3 2 =R1 S עבור – Wcאיבודי נחושת. לפי הקטלוג .6.8 Kw = Wc 6800x400x400 10-3 = 2.75mΩ ___________________ x =R1 630x630 נחושת העכבה של השנאי ולכן: 400x400 = 15.2 mΩ U2 6 _____________ x 630 = _______ Usc x ________ 100 __________ 100 S מהעכבה שמצאנו נחושת את X1ולכן: X1 = √Z2 - R2 = √15.22 - 2.752 = 15 mΩ לשני שנאים במקביל: 2.75 /2 = 1.4 mΩ X1 = 15/2 = 7.5 mΩ = R1 כבל בין שני שנאים ומפסק ראשי זניח. לפי קטלוג K.Mמפסק שלנו .NZM – 12 X2 = 0.22 mΩ R2 = 0.075 mΩ פסי צבירה אורך משוער 2מטר. R3 = 2 x 0.0.7 = 0.074 mΩ מפסק NZM – 6 X3 = 2 x 0.16 = 0.32 mΩ X4 = 0.16 mΩ R4= 0.5 mΩ חישוב התנגדות כבל הזנה ( 4 x 50) XLPEולכן: L 50 = 0.0175 mΩ ____ 0.0175 x 50 = ____ ζ S = R5 X5 = 0.08 x L = 0.08 x 50 = mΩ R6 = 0.68 mΩ התנגדות המתנע חישוב זרם קצר בנקדה Ik1ולכן: X6 = 0.16 mΩ R∑1-2 = R1+ R2 = 1.4 + 0.075 = 1.47 mΩ X∑1-2 = X1+ X2 = 7.5 + 0.22 = 7.77 mΩ 85 = Z1 זרם קצר בנקודה שווה ל: U 400 = 29.2KA ______________________ 2 ___________________ = 2 1.73 x √1.47 + 7.77 1-2 2 +X 1-2 2 √3 x √R עם 2שנאים במקביל בעתיד פס צבירה שלנו לפחות .KA 30 חישוב זרם קצר בנקודה IK2ולכן: RΣ1-6 = RΣ1-2 + R3 + R4 + R5 + R6 1.47 + 0.074 + 0.5 + 17.5 + 0.68 = 20.22 mΩ XΣ1-6 = XΣ1-2 + X3 + X4 + X5 + X6 = 7.77 + 0.32 + 0.16 + 40.16 = 12.41 mΩ זרם קצר בנקודה Ik2ולכן: 400 = 9.75 ≈ 10kA ___________________________ 2 2 173 x √20.22 + 12.41 2 זרם קצר בנקודה 10 KA ≈ K 86 = Ik2 = Ik1 בחירת כבל הזנה למשאבות בחירת כבל למשאבה מס' :4לפי תקנה צמודה בתעלה. נתונים של משאבה הם :הספק נומינאלי 92.5 KW – 125 HP אורך הקו הזנה 50מטר. P 92.5 זרם עבודה = 145A _____________________ 1.73 x 0.4 x 0.92 ___________________ = √3 x U x COSø = Ib ניבחר כבל ( 50 x 1 ) 4 XPLEל °90מותקן בתעלה חפורה עבור כבלים ל 4משאבות החדשות עם מקדם להתקנה משותפת לפי חוק חשמל – מפרק מקדמי תיקון – סעיף .19 בחרנו כבלים חד גדיים ,המשמשים שני מעגלים תלת מופעים או יותר יקבלו ערכים של זרם המתמיד המרבי Izהמותר שבתוספת הראשונה במקדם שלהלן: אופן התקנה המעגלים שלנו ,4ונכח מקדם של מעגלים שהמרחק המזערי בין המעגלים שלהם 7ס''מ .ולכן אני לוקח מקדם ,K = 0.67כבלים צמודים. לפי סוג התקנת הטבלה שלנו .90.5 – Izזרם מתמיד ,ל 50ממ''ר – .179A עבור K = 0.67זרם מתמיד: Iz = 0.67 x 179 = 120A ולכן נעלה חתך רוחב הכבל ל 70ממ''ר בזרם A 220ולכן: Iz = 0.67 x 220 = 147A לפי חוק חשמל העמסת מוליכים ,עמוד ) (273סעיף 5אומר ש- מבטח המגן על מוליך בפני זרם העמסה יתר בלבד יתאים לכלים הבאים ולכן: Ib ≤ In ≤ Iz עבור – – Ibזרם העבודה הממושך במעגל. – Inהזרם הנומינלי של המבטח או זרם שאליו הוא כוונן. – Izהזרם המתמיד המרבי של המוליך. .A145 – Ib A160 = 1.1 x 145 – In עבור – 1.1מקדם בטחון. .A147 – Iz כלל 1לא מתקיים. 87 חישוב זרם קצר משוער זרם קצר משוער ,ז''א זרם מדויק .אבל נותן לנו אנדקציה על בחירת מפסקים וזרמי קצר בלוח הראשי עם דיוק מרבי. ולכן נכון לשנאי אחד ,שנתוניו הם: , U = 33 / 0.4 / 0.23 KV ∆ U = 6% , S = 630 KVA Sהספק מדומה ,נמדדת בKVA Uמתח השנאי נמדדת בV ∆ Uעכבת קצר חישוב זרם נומינאלי: 630 = 910 A S ______________ = 1.73 x 0.4 ____________ =Inom √3 x U ולכן נחשב זרם קצר לפי הנוסחה הבאה: 100 = 15.2 kA 100 _______ x Inom ________ =I ∆U 6 בעתיד עם הגדלת החיבור נבקש הגדלת החיבור בזרם נמוך 400/230וולט. אז ח''ח תחבר במקביל 2שנאים של 630 KVAוהתנגדות תהיה קטנה פי .2-ולכן זרם קצר יעלה פי 2עד .30 KA על מנת למנוע שינויים גדולים עתידיים נזמין פסי צבירה ללוח ראשי כבר עכשיו ל .30 KA סכימה חשמלית של שני שנאיים במקביל של ח''ח: 33 kv 630KVA 630KVA ∆U 6% ● ● KV פסי צבירה לKA K1 5 88 לכן נעלה חתך ל 95ממ''ר בזרם .A 265 ולכן .I z = 265 x 0.67 = 178A Ib ≤ In ≤ Iz .145 ≤ 160 ≤ 178 כלל 1מתקיים. נעשה ניסיון לבטל מקדם 0.67עם אותה חפירה עם כבלים יותר דקים עם מרחק בין שיטת הנחת הכבלים: אנו חופרים חפירה חדשה למשאבות חדשות מקבלי לתעלה הקיימת ומניחים בה 4כבלים של ( 50 x 1) 4מ''מ וקוטר של הכבל 50מ''מ ,ומרווח בין הכבלים 100מ''מ על מנת לבטל מקדם הפחתה .עבור חימום הדדי. רוחב התעלה יהיה אם ניקח 4כבלים ( 50 x 1) 4ממ''ר עם רווח בינהם – 2 dקוטר של הכבל 50מ''מ. 100 50 100 50 100 50 50 50 רוחב החפירה 500מ''מ לפי תקנון החשמל ,טבלה מס' 90.5שיטת התקנות י''ד – וש''ו שבתוספת השנייה מוליכים מנחושת בידוד 90 º Cבטמפרטורה אופפת של אדמה .30 º כבלים 2 dעבור – dקוטר הכבל. עבור חתך רוחב 50מ''מ בזרם .A 179 עבור K = 0 I b = 145 A כיול I n = 1.1 x 145 = 160 A I z = 179 A ולכן כלל 1מתקיים. כלל :2 לגבי מפסקים אוטומטיים משתמשים בכלל הבאI2 ≤ I z x 1.1 : כאשר – I2זרם בדיקה גבוה של המבטח. .I z = A197 = 179 x 1.1 עבור לפי הספרות מקצועית מבטח להגנה בפני זרם העמסת יתר בלבד. I2 = 1.15 I n 1.15 x 160 = 184A 184 ≤ 1.1 x I z 184 ≤ 197 כלל 2מתקיים. 89 כלל :3 מציאת זרם קצר בקו של משאבה מס' :4 L = 50m Zph = Zo = 50mm Zphלפי הספרות – עכבה )אימפדנס( של מוליכים מנחושת טבלה :12 Zph = 0.436 ≈ 0.44 ohm / km ולכן עכבה של הקו – )(50 0.44 x 50 = 0.022 _____________ = Zp`h 1000 Zph + Zo = 0.022 = 0.044 ohm נחשב את Ikזרם קצר לפי הספרות ולפי הנוסחה הבאה: 0.84 x U ____________________________ = Ik min )√3 x 1.5 x (Zo + Zph עבורZph = Rph : Zo = Rn = Uמתח נומינאלי של הרשת 400וולט. – 0.8מקדם ירידת המתח בעת הקצר הנובע ממפל המתח בשנאי ובקו המזין את המתקן. – 1.5מקדם עלית התנגדות המוליכים ב 50%בעת הקצר. – Zph = Rphהתנגדות המופע. – Zo = Rnהתנגדות מוליך האפס. 0.8 x 230 ________________ = 2.78 ≈ 2.8A )1.5 x (0.044 חישוב זרם חד פאזי: 184 = 2788 ≈ 2.8KA ________ 0.066 90 = Ik חישוב זמן זרם קצר כלל 5 MAX = 3שניות חתך מוליכי המעגל ומבטחו צריכים להתאים בניהם כך שבזרם קצר יתנתק המעגל על ידי מבטחו תוך מספר שניות שינתן בנוסחה הבאה ,אך לא יותר מאשר 5שניות: 2 ks _____ =t In כאשר = tמשך קיום הקצר בשניות ,שבו מגיע המוליך לטמפרטורה של 250 º Cלבידוד 90 º Cכאשר הטמפרטורה התחלתית היא .90 º C – Sחתך מוליך בממ''ר. – Ikזרם קצר החד פאזי הצפוי בנקודה המורחקת ביותר של מעגל 0.1 < t < 5 . – Kמקדם הניתן מטבלה )מס' .115 (2 ולכן: 2 = 6.3sec 140 x 50 ___________ =t 2788 המפסק הנבחר להגנת הקו הוא NZM – 6ל 200Aעם עמידת בזרם קצר .25 KA כיול תרמי בגבולות ) .A ( 140 – 200מכויל ל .160A כיול מגנטי נכייל במסגרת סלקטיביות בגבולות ).A ( 1000 – 1900 2 בנוסחה KxS _______ =t בתוקף 0.1 ≤ t ≤ 0.5 Ik וזמן שלנו 6.3שניות .שלא עונה לדרישות הכלל .3 אנו נבדוק לפי קטלוג עקומות I – tזמן ניתוק של המפסק בזרם קצר .A 2788 ניתוק המפסק מתבצע תוך 8מלי שניות. כלל 3מתקיים. 91
