Dimensionarea Instalatiei Electrice de Actionare

Capitolul 3

Dimensionarea instalației electrice de acționare

În acest capitol am dimensionat cablurile și aparatele de protecție și acționare necesare funcționării și protecției motoarelor și rezistențelor.

Ca date de intrare avem următorii parametrii:

UN = 440 (V), 3 faze, curent alternativ;

1 compresor;

PN = 5,5 (KW); cos = 0,87; = 90,5; i = 6,1

1 motor pentru ventilatorul condensatorului;

PN = 0,80 (KW); cos = 0,87; =80; i = 5,8

2 motoare pentru ventilatoarele evaporatorului;

PN = 0,60 (KW); cos = 0,87; = 80; i = 5,4

3.1 Calculul curenților nominali

Pentru compresor:

IN =

INCP =

INCP =

INCP = 9,16 (A)

Pentru motorul condensatorului:

INC =

INC =

INC = 1,51 (A)

Pentru motorul evaporatorului:

INE =

INE =

INE = 1,13 (A)

Curentul nominal al reeferului:

INR = INCP + INC +2 INE

INR = 9,16 + 1,51 + 2

INR = 12,93 (A)

Curentul nominal al rezistențelor de încălzire și decongelare nu a fost luat în calcul deoarece rezistențele nu vor funcționa simultan cu celelalte motoare.

3.2 Alegerea secțiunii cablurilor

Temperatura mediului ambiant se consideră de 450 C. Se vor folosi cabluri din policlorură de vinil (PVC) + 600 C.

Talelul 3.1 Încărcarea admisibilă de lungă durată a cablurilor

Sursa: autor Dumitru Nanu, Instalații electrice navale, editura Centrul Tehnic-Editorial al Armatei, 2009, pag 222

Conform tabelului de mai sus, alegem secțiunea cablului pentru un conductor în funcție de încărcarea de lungă durată.

Pentru cablul de alimentare al reeferului avem:

INR = 12, 93 (A) S1 = 2,5 mm2 corespunzător unei încărcări de 17 (A)

Cablurilor cu 3 și 4 conductoare li se aplică un factor de corecție de 0,7.

INRcor = 17 (A)

INRcor = 11,9 (A)

Valoarea obținută INRcor < INR

11,9 (A) < 12,48 (A), deci alegem secțiunea imediat superioară.

Pentru S1 = 4 mm2 corespunde o încărcătură de 22 (A).

Aplicăm corecția pentru cablurile cu 3 și 4 conductoare:

INRcor = 22 (A)

INRcor = 15,4 (A)

Valoarea obținută satisface condiția.

Alegerea cablului pentru compresor

ICP = 8,6 (A) S2 = 1,5 mm2 corespunzător unei încărcări de 12 (A)

Aplicăm corecția pentru cablurile cu 3 și 4 conductoare:

ICPcor = 12 (A)

ICPcor = 8,4 (A)

Valoarea obținută este puțin mai mică decât curentul compresorului, deci alegem valoarea imediat superioară.

Pentru S1 = 2,5 mm2 corespunde o încărcătură de 17 (A).

Aplicăm corecția pentru cablurile cu 3 și 4 conductoare:

INRcor = 17 (A)

INRcor = 11,9 (A)

Pentru alimentarea motorului condensorului aleg un cablu de 1 mm2 corespunzător unei încărcări de 8 (A). Observăm că încărcarea suportată este mult mai mare decât curentul nominal al motorului condensorului.

Pentru alimentarea celor 2 motoare ale evaporatorului aleg același tip de cablu de 1 mm2.

Pentru alimentarea celor 6 segmente de rezistență de încălzire și de congelare calculez întâi Pn și In.

Pnr = 6 (W)

Pnr = 4500 (W)

Inr =

Inr =

Inr = 5,91 (A)

Corespunzător curentului obținut aleg din tabel același conductor de 1 mm2 cu o încărcare de 8 (A).

Aplicând corecția pentru cablurile cu 3 conductoare rezultă o încărcare de 5,6 (A), mai mică decât valoarea curentului evaporatoarelor.

Atunci, aleg un cablu de 1,5 mm2 căruia îi corespunde o încărcare de 8,4 (A) valoare corectată.

3.3 Calculul rezistențelor cablurilor

ISC =

unde:

U – tensiunea în gol între faze a transformatorului,

RT – rezistența totală,

XT – reactanța totală.

R =

= 22,5 mm

Pentru cablul de alimentare al reeferului, avem:

l = 10 m

R =

R = m

R = 56,25 m

Pentru cablul de alimentare al compresorului, avem:

R =

R = m

R = 9 m

Pentru cablul de alimentare al motorului condensorului, avem:

R =

R = 22,5 m

Pentru cablul de alimentare al rezistențelor, avem:

R =

R = m

R = 15 m

Pentru cablul de alimentare a celor două motoare ale evaporatorului, avem:

R =

R = 45 m

Reactanța are valori foarte mici și se poate neglija.

3.4 Calculul curenților de scurtcircuit

ISC =

tinde către zero, și atunci

ISC =

Pentru cablul de alimentare al reeferului, avem:

ISC =

ISC = (KA)

ISC = (KA)

ISC = 4,52 (KA)

Pentru cablul de alimentare al compresorului, avem:

ISC =

ISC = (KA)

ISC = (KA)

ISC = 28,25 (KA)

Pentru cablul de alimentare al motorului condensorului, avem:

ISC =

ISC = (KA)

ISC = (KA)

ISC = 11,3 (KA)

Pentru cablul de alimentare a celor două motoare ale evaporatorului, avem:

ISC =

ISC = (KA)

ISC = (KA)

ISC = 5,65 (KA)

Pentru cablul de alimentare al rezistențelor de decongelare și încălzire, avem:

ISC =

ISC = (KA)

ISC = (KA)

ISC = 16,95 (KA)

3.5 Alegerea aparatelor de protecție și comutație

Alegerea aparatelor pentru protecție și comutație se face în funcție de: felul curentului AC sau DC și valorilor tensiunii, frecvenței, curentului.

Aparatul trebuie să îndeplinească două condiții:

Una Userv

Ina Iserv unde,

Una și Ina – tensiunea și curentul nominal ale aparatului ales

Userv și Iserv – tensiunea și curentul la care trebuie să lucreze aparatul

3.5.1 Alegerea siguranțelor

Pentru alegerea siguranțelor avem următoarele formule de calcul:

IP =

INF

c – coeficient de pornire și poate lua următoarele valori:

Pentru porniri normale ia valoarea de 1,5

pentru porniri grele ia valori între 1,6 – 2

pentru porniri ușoare ia valoarea de 2,5

Pentru compresor:

IP = 6,2 (A)

IP = 53,32 (A)

INF =

INF = 21,32 (A)

Aleg siguranță de 25 (A).

Pentru motorul condensorului:

IP = 5,7 (A)

IP = 8,32 (A)

INF =

INF = 3,28 (A)

Aleg siguranță de 4 (A).

Pentru motoarele evaporatorului:

IP = 5,4 (A)

IP = 6,53 (A)

INF =

INF = 2,61 (A)

Aleg două siguranțe de 3 (A).

Pentru rezistențele de încălzire și decongelare:

Ic = 5,91 (A)

INF = Ic = 5,91 (A)

Aleg siguranță de 6 (A).

3.5.2 Alegarea contactoarelor

Pentru calcularea contactoarelor avem următoarele formule de calcul:

INC

K =

Pentru compresor:

K =

K= 0,4

INC

INC 133,3 (A)

Aleg INC 150 (A)

Pentru motorul condensorului:

= 5,7

INC IN

INC 1,46 (A)

Aleg INC = 2 (A)

Pentru motoarele evaporatorului:

= 5,4

INC IN

INC 1,21 (A)

Aleg două contactoare cu INC = 2 (A)

Pentru rezistențele de încălzire:

INC IN

INC 3,76 (A)

Aleg INC = 4 (A)

3.5.3 Alegerea releelor termice

Pentru compresor:

În urma calculelor anterioare am obținut curentul de calcul Ic = 6,2 (A).

Calculăm curentul de reglaj Irt:

Irt = Ic unde,

c – coeficient de siguranță și ia valori între 1,05 – 1,2

Aleg c = 1,2

Irt = 6,2

Irt = 7,44 (A)

Calculăm curentul de serviciu IS:

Is =

Is =

Is = 9,3 (A)

Pentru motorul condensorului:

Curentul de calcul obținut anterior are valoarea Ic = 1,46 (A).

Aleg c = 1,2 rezultă

Irt = 1,46

Irt = 1,75 (A)

Iar pentru curentul de serviciu obținem:

Is =

Is = 2,2 (A)

Pentru motorul evaporatorului:

Curentul de calcul obținut anterior are valoarea Ic = 1,21 (A).

Aleg c = 1,2 rezultă

Irt = 1,21

Irt = 1,45 (A)

Iar pentru curentul de serviciu obținem:

Is =

Is = 1,8 (A)

Pentru rezistențele de încălzire și decongelare:

Curentul de calcul obținut anterior are valoarea Ic = 5,91 (A).

În acest caz c = 1, rezultă

Irt = 5,91

Irt = 5,91 (A)

Iar pentru curentul de serviciu obținem:

Is =

Is = 7,4 (A)