Электрическое освещение испытательного цеха

Осветительные сети выполняются проводами и кабелями с алюминиевыми и медными жилами.

Способы выполнения электрической  сети должны обеспечивать:

- надёжность, которая  должна достигаться соответствиям  условиям среды и механической  прочностью жил проводов и  кабелей, защитой от внешних механических повреждений;

- безопасность в отношении  пожара, взрыва, поражения электрическим  током;

- экономичность, удобство  эксплуатации;

- требования эстетики.

Так как на проектируемом  объекте нет взрывоопасных помещений  классов В-1 и В-1а и помещений со средой, агрессивных к алюминию, то целесообразно будет использование кабели с алюминиевыми жилами типа АВВГ.

Для сети электрического освещения производственных, административно-бытовых, общественных и жилых зданий применяются  открытые и скрытые электропроводки.

Так как в производственных зданиях применяют в основном открытые электропроводки, то в данном случае электропроводку будем выполнять на тросах, лотках и в коробах.

8. Выбор типа  щитков освещения, марки проводов  и кабелей и способов их  прокладки

 

9. Выбор сечения  проводов и кабелей и расчёт  защиты осветительной сети

Расчёт электрической  сети освещения выполняем одновременно с выбором марки  проводов и  кабелей и способом их прокладки.

Выбор сечения проводов и кабелей должен выполнятся по допустимому нагреву длительным током, по допустимой потере напряжения, по механической прочности. Выбранное сечение проводника должно быть согласовано с защищаемым аппаратом.

Порядок расчёта электрической сети.

1. Составляем расчётную  схему сети, на которой указываем длину каждого участка, количество проводов на участках в виде засечек, а также нагрузку последних участков сети.

2. Рассчитываем нагрузку  каждого участка сети:

,                         (9.1)

где К_с – коэффициент спроса освещения, характеризующий использование света по времени (0,6…1,0); Р_лн, Р_лл, Р_лв – номинальная мощность источников света, соответственно ламп накаливания, люминесцентных ламп и разрядных ламп высокого давления, кВт; n, m, k – количество источников света, соответственно ламп накаливания, люминесцентных ламп и разрядных ламп высокого давления; 1,08…1,3; 1,1 – коэффициенты, учитывающие потери в ПРА осветительных установок.

Для линии l₀ расчётная нагрузка равна:

 ^кВт

Расчётные токи осветительной  сети определяется по формуле:

для однофазных участков:

,                                                 (9.2)

для двухфазных участков:

,                                             (9.3)

 

 

для трёхфазных участков:

,                                            (9.4)

где cosφ – коэффициент мощности осветительной нагрузки, значение принимается как средневзвешенное значение по формуле:

,                    (9.5)

Коэффициент мощности принимаем:

1,0 – для ламп накаливания;

0,92 – для многоламповых  светильников с люминесцентными  лампами низкого давления;

0,5 – для светильников  с разрядными лампами высокого давления.

Для линии l₀ расчётный ток равен:

А

Находим расчётную мощность РП-0,4:

,                                             (9.6)

где S_нт – номинальная мощность трансформатора; β_т – коэффициент загрузки.

^кВА.

Находим расчётный ток  РП-0,4:

,                                                  (9.7)

А.

3. Определяем номинальный  ток защитного аппарата (номинальный ток расцепителя автоматического выключателя или номинальный ток плавкой вставки), установленного в начале каждой линии:

I_з = К_з∙I_р,                                                    (9.8)

 

где К_з – коэффициент запаса, учитывающий пусковые токи ламп (для автоматических выключателей К_з =1).

По расчётному значению выбирается ближайшее большое значение номинального тока расцепителя автомата. Расчёт номинальных токов защитных аппаратов выполняется с конца электрической сети. С точки зрения селективности номинальный ток предыдущего защитного аппарата должен быть не менее или на ступень выше номинального тока последующего.

Выбираем автоматический выключатель для линии l₁, от которой запитаны девять светильников с источниками света ДРЛ-400.

Расчётная мощность линии:

 ^кВт

Расчётный ток линии:

А

Номинальный ток защитного  аппарата:

I_з = 1∙5,5 = 5,5А.

I_з.доп = 16 А.

Так как выполняется  условие:

I_з.доп ≥ I_з,

выбираем трёхполюсный автоматический выключатель типа ВА51-25 А.

Аналогично осуществляется выбор автоматических выключателей для остальных линий, а также вводного автоматического выключателя в соответствии с общей нагрузкой. Типы выбранных автоматических выключателей сводим в таблицу 9.1.

4. При наличии в  качестве источника питания осветительной  установки РП-0,4 определяется сечение и выбирается марка кабеля, питающего его.

Расчёт выполняется  по допустимому нагреву:

,                                                          (9.9)

,                                                 (9.10)

где I_з.доп – длительно допустимый ток кабеля, А; К_п – коэффициент, учитывающий условие прокладки, К_п =1; К_з – кратности длительно допустимого тока проводника к току защитного аппарата.

С учётом выбранного автоматического  выключателя (для РП-0,4 кВ был выбран ВА51-35 А при К_з =1) произведём выбор кабеля до РП-0,4 кВ:

^А,

^А.

Выбираем кабель марки АВБбШв 4х185.

Аналогично выбираем кабель для последующих участков.

5. Определяем допустимую  потерю напряжения на участке  от ТП до самого удалённого  источника света осветительной  сети:

∆U_р = 105 – U_min – ∆U_т,                                          (9.11)

где 105 – напряжение холостого  хода на вторичной стороне трансформатора, %; U_min – наименьшее напряжение, допустимое на зажимах источника света, % (принимается 95%); U_т – потери напряжения в силовом трансформаторе, приведённые ко вторичному номинальному напряжению и зависящие от мощности трансформатора, его загрузки β и коэффициента мощности нагрузки, % (в данном случае U_т = 3,3%).

∆U_р = 105 – 95 – 4,1 = 5,9 %.

6. Так как в данном  цехе источником питания является  ТП то потери напряжения от ТП до РП-0,4 кВ незначительны, то ими можно пренебречь. Тогда допустимая потеря напряжения только для осветительной сети (∆U_доп):

∆U_доп = ∆U_р = 5,9 %.

7. Определяют моменты  нагрузки каждого участка осветительной  сети:

М = l∙Р_р.                                                   (9.12)

Для участков с неравномерной  нагрузкой момент:

М = Р₁∙L + P₂∙(L + L₁) + … + P_n∙(L + L₁ + … L_n-1).            (9.13)

Для участка с равномерной  нагрузкой момент:

М = Р_р∙(L + L_n∙(N_n – 1)/2),                                      (9.14)

где l – длина участка, м; L – длина участка до первой нагрузки в линии (с учётом высоты свеса светильников), м; L_n – длина участка между светильниками, м.

Определяем момент нагрузки для участка l₀ – l₈:

М₀ = 23,9∙4 = 93,16 кВт∙м.

Аналогично определяем моменты нагрузки М₁, М₂, М₃, М₄, М₅, М₆, М₇, М₈. И результат расчёта заносим в таблицу 9.1.

8. По допустимой потере  напряжения выбираем сечение  проводника на участке l₀:

,                                            (9.15)

где S₀ – рассчитываемое сечение на участке, мм²; с – коэффициент, зависящий от материала проводника и напряжения сети; М_пр.0 – приведённый момент нагрузки к участку l₀, кВт∙м.

М_пр.0= ΣМ + αΣm,                                    (9.16)

где ΣМ – сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводников в линии, что и на данном участке; Σm – сумма моментов, питаемых через данный участок линии с иным числом проводов; α – коэффициент приведения моментов.

Приведённый момент нагрузки равен:

М_пр.0= 93,16 + 49,84 + 32,04 + 71,2 + 92,56 + 135,3 + 156,6 + 1,85∙(24,9 + 33,4 +

+ 18,04) = 771,966 кВт∙м.

Определяем сечение  проводника:

 мм²

Ближайшее большее сечение  проводника, удовлетворяющее механической прочности и допустимому нагреву, 4 мм². В соответствии с проведёнными расчётами выбираем кабель АВВГ 4х4. Аналогичный расчёт проводим и для остальных линий. Выбранное сечение проверяется по нагреву расчётным током в соответствии с формулами (9.9) и (9.10).

Результаты расчётов сводим в таблицу 9.1.

9. Определяем фактическую  потерю напряжения на участке l₁:

,                                           (9.17)

где k_к – коэффициент, учитывающий реактивную составляющую напряжения от щитка освещения, k_к = 1; – стандартное сечение проводника выбранное для данного участка.

%

10. Располагаемые потери  напряжения для групповых участков:

∆U = U_р – ∆U_ф.0,                                             (9.18)

∆U = 5,9 – 0,08 = 5,82 %.

Для групп 1 – 9 производим выбор сечения проводников и  расчёт фактической потери напряжения на участках осветительной сети в  соответствии с формулами (9.15) и (9.17) и результаты расчётов сводим в таблицу 9.1.

Аналогичный расчёт осветительной установки производим для линии аварийного освещения, и расчёт сводим в таблицу 9.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 9.1. Выбор сечения  проводов и кабелей и расчёт защиты осветительной сети.

Щиток освещения (обозначение на схеме, тип)	Участок сети	Установленная мощность, кВт	Коэффициент спроса	Расчётная нагрузка		Защитный аппарат	Номинальный ток автомата / расцепителя	Момент нагрузки участка, кВт∙м	Приведённый момент нагрузки участка, кВт∙м	Сечение выбранное по потере напряжения, мм2	Сечение, проверенное  по допустимой нагрузке, мм2	Фактическая потеря напряжения, %	Окончательная марка кабеля и сечение
				Рр, кВт	Iр, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
РП-0,4 кВ	l0	21,8	0,9	19,6	61,9	ВА51-31		93,16	772	4	25	0,08	АВВГ 4х25
	l01	6,4		5,8	7,8	ВА51-31		24	44,4	2,5	4	0,14	АВВГ 4х4
ЩО ЩО8505	l1	3,6		3,5	10,8	ВА51-25		34, 4	168,8	2,5	2,5	1,6	АВВГ 4х2,5
	l2	3,2		2,9	8,8	ВА51-25		156,6	156,6	2,5	2,5	1,4	АВВГ 4х2,5
	l3	3,2		2,9	8,8	ВА51-25		135,3	135,3	2,5	2,5	1,9	АВВГ 4х2,5
	l4	3,2		2,9	8,8	ВА51-25		92,56	92,56	2,5	2,5	2,1	АВВГ 4х2,5
	l5	3,2		2,9	8,8	ВА51-25		71,2	71,2	2,5	2,5	2,5	АВВГ 4х2,5
	l6	3,2		2,9	8,8	ВА51-25		32,04	32,04	2,5	2,5	2,7	АВВГ 4х2,5
	l7	2,4		2,2	6,7	ВА51-29		24,9	24,9	2,5	2,5	2,5	АВВГ 2х2,5
	l8	0,5		0,45	2	ВА51-29		13,9	13,9	2,5	2,5	1,5	АВВГ 2х2,5