Расчет сечения кабеля для двигателей LT и HT

Как рассчитать размер кабеля для двигателей LT и HT?

Выбор правильного размера кабеля для двигателя является важным параметром для промышленности, будь то во время установки и ввода в эксплуатацию или во время работы. Это очень важный аспект безопасности, минимизации затрат и уменьшения нежелательных потерь. Кабель меньшего размера может сгореть во время работы двигателя, что приведет к риску для жизни людей, оборудования, инфраструктуры, производственным потерям и затратам на замену.

Принимая во внимание, что провод большего размера повлечет за собой ненужные расходы не только на кабели большой длины, но и на используемые вместе с ними материалы для концевой заделки кабеля, т. е. произойдет в будущем) и негабаритных кабельных лотков. Стоимость работ по прокладке кабеля большего размера также будет выше по сравнению с соответствующим кабелем меньшего размера. Принимая во внимание все эти жизненно важные моменты, важно сделать правильный расчет сечения кабеля для нашего двигателя. .

• Обязательно к прочтению:Как рассчитать сечение кабеля для различных нагрузок и домашней проводки (примеры для США и ЕС)

• Публикация по теме:Подключение кабелей среднего и высокого напряжения к оборудованию и соединениям

Прежде чем мы углубимся в детали, давайте проясним основное различие между двигателями LT и HT.

В чем разница между двигателями LT и HT?

Ну, поскольку слова LT (низкое напряжение, т.е. низкое напряжение) и HT (высокое напряжение, т.е. высокое напряжение) или низкий крутящий момент и высокий крутящий момент соответственно описывают всю историю.

также зависит от наличия питающего напряжения, т.е. в США и ЕС,

Линейки LT Motors =230В – 415В

Моторный модельный ряд HT =3,3 кВ, 6,6 кВ – 11 кВ

при этом помните, что двигатели LT нужно более актуальное чем моторы HT.

в других регионах они классифицировали LT Motor до 1 кВ и HT Motor свыше 1 кВ.

Теперь нам нужно обсудить основную тему:как рассчитать сечение кабеля для двигателей?

• Публикация по теме:Защита кабельных фидеров — типы неисправностей, причины и дифференциальная защита

Расчет сечения кабеля низковольтного двигателя мощностью 125 кВт

Мощность двигателя =125 кВт

Pf =0,8, эффективность =94 %

Напряжение системы, В₁ =415

Длина кабеля =200 м

Ток нагрузки =P / (1,732 x V x Pf x Eff)       —>     (P =√3 x Vx I CosΦ =для трехфазных цепей)

                     =125 000 / (1,732 x 415 x 0,8 x 0,94)

                       ~ 230 А

Это кабель с током полной нагрузки, необходимый для идеального состояния. Но на практике необходимо учитывать несколько факторов снижения номинальных характеристик.

Номинальный ток, указанный для кабелей, определен для температуры окружающей среды 40 ° C. Если температура окружающей среды выше, допустимая токовая нагрузка кабеля снижается.

Предположим, что наш кабель проложен по воздуху в кабельном лотке,

• Вы также можете прочитать:Что такое шаговый двигатель:конструкция, типы и режимы работы

Температура воздуха в градусах		20°	25°	30°	35°	40°	45°	50°	55°
	Обычный ПВХ	1,32	1,25	1,16	1,09	1,00	0,90	0,80	0,80
Факторы снижения рейтинга	HR PVC	1,22	1,17	1,12	1,06	1,00	0,94	0,87	0,80
	XLPE	1,20	1,16	1.11	1,06	1,00	0,95	0,88	0,82

Факторы рейтинга, связанные с изменением температуры окружающего воздуха

Поправочный коэффициент температуры, K₁ когда кабель находится в воздухе =0,88 (для 50*температуры окружающей среды и кабеля из сшитого полиэтилена)

Группировка кабелей также снижает допустимую нагрузку кабеля по току. Если несколько кабелей сгруппированы вместе, они все будут нагреваться. Тепло не сможет должным образом рассеиваться, поэтому оно будет нагревать сам кабель и тех, кто соприкасается с ним. Это еще больше поднимет температуру. Следовательно, мы должны снизить допустимую нагрузку кабеля по току в соответствии с коэффициентом группировки.

Давайте рассмотрим наихудший сценарий, т. е. 3 параллельных лотка с 9 кабелями, каждый из которых соприкасается друг с другом.

Нет. стоек	Нет. кабелей на стойку					Нет. кабелей на стойку
	1	2	3	6	9	1	2	3	6	9
1	1,00	0,98	0,96	0,93	0,92	1,00	0,84	0,80	0,75	0,73
2	1,00	0,95	0,93	0,90	0,89	1,00	0,80	0,76	0,71	0,69
3	1,00	0,94	0,92	0,89	0,88	1,00	0,78	0,74	0,70	0,68
6	1,00	0,93	0,90	0,87	0,86	1,00	0,76	0,72	0,65	0,66

Таблица:коэффициент группировки кабелей (коэффициент количества лотков), K2 =0,68 (для 3 лотков по 9 кабелей в каждом)

Общий коэффициент снижения =К₁ х К₂

                                            =  0,88 × 0,68 =0,5984

Выберем 1,1 кВ, 3 жилы, 240 кв.мм, алюминий, сшитый полиэтилен, бронированный кабель для одиночной прокладки

Нажмите, чтобы увеличить таблицу

Технические данные для 1,1 кВ, 3-жильных, алюминиевых/медных проводников, с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированных кабелей

Текущая пропускная способность армированного алюминиевого кабеля из сшитого полиэтилена площадью 240 кв. мм в воздухе составляет 402 А

Суммарный ток снижения номинальных характеристик кабеля площадью 240 кв. мм =402 × 0,5984 = 240,55 А

Сопротивление = 0,162 Ом/км и
Реактивное сопротивление = 0,072 Ом/км

• Вы также можете прочитать:Бесщеточный двигатель постоянного тока:конструкция, принцип работы и применение

Расчетное падение напряжения в алюминиевых кабелях из ПВХ/XLPE для системы переменного тока
	(падение напряжения – вольт/км/ампер)
Номинальная площадь проводника (кв. мм)	ПВХ Кабель		Кабель из сшитого полиэтилена
	Однофазный	Три этапа	Однофазный	Три системы
1,5	43,44	37,62	46,34	40,13
2.5	29.04	25,15	30,98	26,83
4	17,78	15,40	18,98	16,44
6	11.06	9,58	11,80	10,22
10	7.40	6.41	7,88	6,82
16	4,58	3,97	4.90	4.24
25	2,89	2,50	3.08	2,67
35	2.10	1.80	2.23	1,94
50	1,55	1.30	1,65	1,44
70	1.10	0,94	1,15	1.00
95	0,79	0,68	0,83	0,70
120	0,63	0,55	0,66	0,56
150	0,52	0,46	0,55	0,48
185	0,42	0,37	0,44	0,40
240	0,34	0,30	0,35	0,30
300	0,28	0,26	0,30	0,26
400	0,24	0,22	0,24	0,22
500	0,23	0,20	0,23	0,20
630	0,20	0,18	0,21	0,18
800	0,19	–	0,20	–
1000	0,18	–	0,18	–

Падение напряжения, В₂ =0,3 Вольт/км/А    (согласно брошюре Havell)

                          =0,3 x 230 x (200/1000)

                           =13 В

Напряжение на клеммах двигателя, В₂ =415 -13 =402 В

% Drop =(V₂ – В₁ ) / (V₁ )

             =(415 – 402) x 100 / (415)

             =3,13 %

Чтобы выбрать кабель сечением 240 кв. мм, необходимо проверить условие выбора кабеля

1. Снижение номинального тока кабеля (240,55 А) выше, чем ток полной нагрузки нагрузки (230 А) = ОК
2. Падение напряжения на кабеле (3,13%) меньше заданного падения напряжения (10%) = ОК
3. Нагрузка на короткое замыкание кабеля (22,56 КА) выше, чем на короткое замыкание системы в этой точке ( X КА) = ОК

Запись по теме:Серводвигатель — типы, конструкция, работа, управление и применение

Кабель площадью 240 кв. мм удовлетворяет всем трем условиям. поэтому рекомендуется использовать 3-жильный кабель площадью 240 кв. мм.

• Вы также можете прочитать:Что такое двигательная эффективность и как ее повысить?

Расчет размера кабеля для двигателя HT мощностью 350 кВт

В случае кабеля системы низкого напряжения можно выбрать исходя из его пропускной способности по току и падения напряжения, но в случае кабеля системы среднего/высокого напряжения способность к короткому замыканию является важным/решающим фактором фактор. Таким образом, в случае двигателя HT одной мощности короткого замыкания кабеля достаточно для определения размера кабеля, так как остальные два параметра будут автоматически следовать.

Рассмотрите следующий пример:

Мощность двигателя, кВт =350

Pf =0,8, эффективность =94 %

Напряжение системы, В₁ =6,6 кВ

Длина кабеля =200 м

Ток нагрузки =P / (1,732 x V x Pf x Eff)

                     =350 000 / (1,732 x 6600 x 0,8 x 0,94)

                      =41 A

Предполагаемый уровень короткого замыкания/уровень отказа для H.T. система, я_ш (для продолжительности t=1сек) =26,2 КА

С алюминиевой жилой, кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена =

=278,72 кв.мм

Следовательно, ближайший больший размер 300 кв. мм требуется.

Из приведенной ниже таблицы также видно, что мощность короткого замыкания кабеля сечением 300 кв. мм составляет 28 кА, что превышает наш уровень неисправности.

• Вы также можете прочитать: Трехфазный двигатель, звезда, треугольник, автоматический пускатель с таймером

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

(6,6 кВ без заземления / 11 кВ с заземлением)

Технические данные для 6,6 кВ, 3-жильных, алюминиевых/медных проводников, с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированных кабелей

Мы видим, что это также автоматически удовлетворяет двум другим условиям.

Давайте выберем 6,6 кВ, 3 жилы, 300 кв.мм, алюминий, сшитый полиэтилен, бронированный кабель для одной прокладки

Поправочный коэффициент температуры, K₁ когда кабель находится в воздухе =0,88 (для 50*температуры окружающей среды и кабеля из сшитого полиэтилена)

Коэффициент группировки кабелей (коэффициент количества лотков), K₂ =0,68 (для 3 лотков по 9 кабелей в каждом)

Общий коэффициент снижения =К₁ х К₂ =0,88 х 0,68 =0,5984

Текущая пропускная способность армированного алюминиевого кабеля из сшитого полиэтилена площадью 300 кв. мм в воздухе составляет 450 А

Суммарный ток снижения номинальных характеристик кабеля площадью 300 кв. мм =450 × 0,5984 = 269,28 А

Сопротивление   = 0,130 Ом/км и

Реактивное сопротивление    = 0,0999 Ом/км

Падение напряжения =0,26 Вольт/км/А    (согласно брошюре Havell)

                      =0,26 x 200 x 41 / 1000

                      =2,132 В

Напряжение на клеммах двигателя, В₂ =6600 – 2,132 =6597,868 В

% Drop          =(V₁ – В₂ ) / (V₁ )

                     =(6600 – 6597,8) x 100 / (6600)

                      =0,032 %

Чтобы выбрать кабель сечением 300 кв. мм, необходимо проверить условие выбора кабеля

1. Ухудшение номинальных характеристик кабеля (269,28 Усилитель ) выше, чем ток полной нагрузки нагрузки (41 А ) = ОК
2. Падение напряжения на кабеле (0,032% ) меньше заданного падения напряжения (5% ) = ОК
3. Нагрузка на короткое замыкание кабеля (28,20 кА ) выше, чем мощность короткого замыкания системы в этой точке (26,2 КА ) = ОК

Кабель площадью 300 кв. мм удовлетворяет всем трем условиям , поэтому рекомендуется использовать 3-жильный кабель сечением 300 кв. мм.

Вы также можете прочитать:

• Схемы питания и управления трехфазным двигателем
• Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)
• Как определить размер заземляющего проводника, заземляющего провода и заземляющих электродов?