Расчет электрических нагрузок осветительной сети

Производственных помещений

В электрической части проекта осветительной установки решаются задачи питания электроэнергией выбранных светильников и защиты сетей освещения. При этом проектирование ведется в следующей последовательности:

- выбор питающего напряжения;

- выбор схемы питания осветительной установки;

- расчет электрических нагрузок осветительной сети;

- защита осветительных сетей;

- расчет осветительных сетей;

- управление освещением;

- электробезопасность осветительной установки.

Напряжение осветительных сетей

Согласно [7, 6.1.13] для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В переменного или постоянного тока. В осветительных сетях применяется, как правило, глухозаземленная нейтраль в виде системы TN и напряжением 380/220В. Данная система заземления имеет три варианта исполнения:

- TN-C –4-хпроводная от источника до потребителя;

- TN-S – 5-и проводная от источника до потребителя;

- TN-C-S – 4-хпроводная от источника до вводно-распределительного устройства (ВРУ) и 5-и проводная от ВРУ до потребителя.

При проектировании новых промышленных объектов всегда применяют систему TN-S. Систему TN-C-S применяют на уже действующих промышленных предприятиях. Система TN- C в проектах уже не закладывается, т.е. не применяется.

Допустимые отклонения напряжения у осветительных приборов не должны превышать  +5% для наиболее удаленных светильников от источника питания

[2, 5.2].

Схемы питания осветительной установки

На большинстве промышленных предприятий электроснабжение осветительных установок осуществляется от общих для силовых и осветительных нагрузок трансформаторов с вторичным напряжением 0,23/0,4кВ.

Недостатком такого электроснабжения является то, что при одно- и двухсменном режиме работы из-за незначительной осветительной нагрузки в ночное время приходится оставлять включенными достаточно мощные цеховые трансформаторы. Это приводит не только к нерациональному расходу электроэнергии, но и к ускоренному перегоранию ламп вследствии повышения вторичного напряжения при снижении нагрузки трансформатора.

При выборе схем электрических сетей необходимо обеспечивать требуемую бесперебойность работы осветительной установки с учетом категории электоприемников по надежности электроснабжения, предусматривая независимый источник питания для светильников аварийного освещения.

Рабочее освещение питается, как правило, самостоятельными линиями от шин РУ до 1 кВ ТП. Питающая осветительная сеть в большинстве случаев выполняется двухступенчатой (рисунок 3.1)

К первой ступени относятся линии, связывающие ТП с промежуточными распределительными щитками освещения (РЩО), а ко второй – линии от РЩО до групповых щитков (ЩО). Иногда РЩО называются также магистральными щитками. Их применение объясняется ограниченностью числа автоматических выключателей в РУ до 1 кВ ТП и их большими номинальными токами.

Рисунок3.1 Двухступенчатая схема питания рабочего и аварийного освещения от двух однотрансформаторных подстанций

В небольших цехах РЩО могут не устанавливаться, а питающая одноступенчатая сеть присоединяется непосредственно к групповым щиткам (рисунок3.2)

Рисунок3.2 Одноступенчатая схема питания рабочего и аварийного освещения от двух однотрансформаторных подстанций

Сети освещения разделяются на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии и электрооборудование от трансформаторных подстанций (ТП) или других точек питания до групповых щитков ( рисунки3.1; 3.2). К групповой сети относятся линии и электрооборудование от групповых щитков до светильников.

Согласно[7, 6.2.6] в начале каждой питающей линии устанавливаются аппараты защиты и аппараты включения (отключения). В начале групповой линии обязателен аппарат защиты, а отключающий (включающий) аппарат может не устанавливаться при наличии таких аппаратов по длине групповой линии или когда управление освещением осуществляется со стороны питающей линии.

Групповые сети выполняются, как правило, в виде магистральных одно-, двух- и трехфазных линий. Каждая линия имеет по всей длине одинаковое число проводников одного и того же сечения. Трехфазные групповые линии обязательны при подключении светильников с газоразрядными лампами высокого давления, с целью снижения пульсаций светового потока, причем «каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ…» [7, 6.2.10]. Возможен ряд вариантов распределения газоразрядных ламп между фазами L1,L2,L3 в трехфазной группе.

Наиболее часто на практике применяется распределение светильников по фазам так, как показано на рисунке3.3.

Рисунок3.3 Распределение ламп между фазами

Такое распределение обеспечивает в максимальной степени снижение пульсаций и относительно равномерную освещенность помещения при отключении одной или двух фаз линии.

Расчет электрических нагрузок осветительной сети

Расчет электрических нагрузок ведется с соблюдением «Норм технологического проектирования. Внутреннее освещение» [8, 3.79 – 3.105].

Расчетная нагрузка (Р_Р) определяется исходя из суммарной установленной мощности ламп, полученной в результате светотехнического расчета. В осветительных установках с разрядными лампами расчетная нагрузка определяется с учетом потерь энергии в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА).

                                   (3.1)

гдеК_С – коэффициент спроса осветительной нагрузки [8, 3.81]:

К_С = 0,95 – для питающих осветительных сетей;

К_С = 1,0 – для групповых осветительных сетей и эвакуационного освещения;

К_ПРА – коэффициент, учитывающий потери вПРА газоразрядных ламп

[8, 3.79]:

К_ПРА = 1,2 – для люминесцентных ламп;

К_ПРА = 1,1 – для ДРЛ, ДРИ мощностью до 250 Вт;

К_ПРА = 1,05 – для ДРЛ, ДРИ мощностью 400 Вт и более;

P_Нi– номинальная мощность одной лампы (i-й лампы);

n – количество ламп, питающихся по линии.

При необходимости расчетная реактивная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле:

                                            (3.2)

где tgφ – среднее значение коэффициента реактивной мощности осветительной сети.

Зная Q_pи P_p можно найти полную мощность расчетной нагрузки S_pи расчетный ток I_p :

                                         (3.3)

Расчетный ток для трехфазной сети (четырех- и пятипроводной):

                         (3.4)

Расчетный ток для однофазной сети (двух- и трехпроводной):

                                      (3.5)

Светильники на две и более люминесцентных ламп комплектуются ПРА, обеспечивающими cosφ не менее 0,9; а на одну – 0,85 [7]. Светильники с лампами ДРЛ, ДРИ при напряжении 220В имеют некомпенсированные ПРА со средним значением cosφ=0,5 [5, 12.2].

      3.4 Защита осветительных сетей

Все осветительные сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, а в некоторых случаях (жилые и общественные здания; взрыво- и пожароопасные зоны) также и от перегрузки [8, 3.91]. При выборе номинальных токов уставок аппаратов защиты (предохранители – I_н.пр ; автоматические выключатели – I_н.р.) следует обеспечивать селективность защиты, для чего рекомендуется, чтобы каждый ближайший к источнику питания аппарат защиты имел номинальный ток уставки на 1-2 ступени выше, чем предшествующий ему аппарат защиты со стороны потребителя. Данное указание не относится к вводным автоматам групповых щитков, которые не предназначены служить аппаратами защиты [8, 3.94].

Для отстройки аппаратов защиты от пусковых токов источников света должны обеспечиваться отношения тока аппарата защиты (I_н.пр; I_н.р) и расчетного тока защищаемой линии (I_р) (таблица В.5):

- номинальный ток плавкой вставки предохранителя:

I_н.пр=K_п ∙I_р ,                                                      (3.6)

- номинальный ток расцепителя автомата:

I_н.р=K_п∙I_р ,                                                (3.7)

гдеK_п – коэффициент (таблица B.5).

Технические характеристики автоматов серии BA 47(таблица B.4).

3.5 Расчет осветительных сетей

Расчет электрической сети освещения заключается в определении сечения проводов и кабелей, и согласования этих сечений с токами защитных аппаратов. Рассчитанное сечение жил, проводов и кабелей должно удовлетворять условиям механической прочности, допустимому нагреву и обуславливать потерю напряжения, не превышающую допустимых значений.

Действующие в настоящее время нормативные документы (ПУЭ; СНиП; ГОСТ), разработанные на основе международного стандарта МЭК 364 «Электрические установки зданий», содержат ряд обязательных требований к выбору сечений нулевых рабочих (N), совмещенных нулевых рабочих и защитных (PEN) и защитных (PE) проводников. Правильный выбор этих проводников обеспечивает электрическую и пожарную безопасность электроустановок.

Для однофазных, а также трехфазных сетей при питании по ним однофазных нагрузок сечение нулевого рабочего N – проводника во всех случаях должно быть равно сечению фазных проводников, если те имеют сечение до 16 мм² по меди или 25 мм² по алюминию. При больших сечениях фазных проводников он может иметь сечение, составляющее не менее 50% сечения фазных проводников.

Сечение PEN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Сечение PE проводников должно ровняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм² и 50% сечения фазных проводников – при больших сечениях.

Сечение PEпроводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм² при наличии механической защиты и 4 мм² – при ее отсутствии.

Для однофазных линий групповой сети (сети до светильников, штепсельных розеток и других стационарных однофазных электроприемников) не допускается объединение N и PE – проводников с целью образования PEN-проводника. Такие линии всегда необходимо выполнять трехпроводными: фазным проводником L, нулевым рабочим N, и защитным PE.

Кроме того, в однофазных линиях групповой сети не допускается:

- объединять как нулевые рабочие проводники N, так и защитные PE различных групповых линий;

- подключать нулевой рабочий проводник N и защитный PE на щитках под общий контактный зажим (на таких щитках должны быть выполнены отдельные шинки:N – изолированная и PE – неизолированная).

 

Сечение защитного PE – проводника должно равняться:

- сечению фазных проводников при сечении до 16 мм²;

- 16 мм² при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм²;

- не менее 50% сечения фазных проводников при больших сечениях проводников.

Для разрядных ламп в трехфазных пятипроводных питающих и групповых линиях сечение нулевых рабочих проводников следует выбирать в соответствии с требованиями 7.1.45 [7].

При этом допустимую токовую нагрузку на провода, проложенные в трубах, следует принимать как для четырех проводов, проложенных в одной трубе [10].

Согласно [7, 2.1.14] в силовых и осветительных сетях сечения фазных проводников должны быть не менее 1,5 мм² – для медных, и 2,5 мм² – для алюминиевых проводников.

Выбор сечения проводов по нагреву производится из условия I_доп≥ I_р с соответствующими поправками, указанными [7, 1.3].

 

---

Дата добавления: 2019-08-30; просмотров: 871; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

123456Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!