2.8.4 Светотехнический расчет сети аварийного освещения
Аварийное освещение должно составлять 5% от рабочего [6]. Поэтому при умножении нормируемой наименьшей освещенности рабочего освещения на 5%, получится минимальная нормируемая освещенность для аварийного освещения:
Ен.о = Ен · 0,05 (2.35)
Произведу расчет аварийного освещения станочного отделения. Рассчитываю нормируемую наименьшую рабочую освещенность (2.35):
Ен.о = 300 · 0,05 = 15 лк
Для аварийного освещения станочного отделения применяю 5 светильников. Также располагаем 1 светильник над выходом из цеха. Таким образом общее число светильников для аварийного освещения составляет 6 светильников. Рассчитываю световой поток одной лампы по формуле (2.33):
По найденной величине светового потока выбираю лампы накаливания Г220-230-150 мощностью Рл= 150 Вт и номинальным световым потоком Фл= 2090лм. Лампы аварийного освещения размещаю равномерно среди ламп рабочего освещения. Результаты расчёта свожу в таблицу 2.11.
Таблица 2.11 – Расчет освещенности и выбор ламп аварийного освещения
Наименование помещения |
Ен, лк |
i |
|
Тип КСС |
Тип светильника |
Фл.р, лм |
Тип лампы |
Рл, Вт |
Фл, лм |
Станочное отделение |
15 |
3,1 |
1,5 |
Г-1 |
НСП11-150 |
2089,2 |
Г220-230-150 |
150 |
2090 |
2.9 Электротехнический расчет осветительной сети и выбор электрооборудования
2.9.1 Определение электрических нагрузок осветительных установок
Электрические нагрузки освещения используют для выбора электрооборудования и расчета осветительных сетей. Они учитываются также в общих нагрузках электрифицируемого объекта.
Расчетная осветительная нагрузка определяется исходя из суммарной мощности ламп. Расчетная нагрузка в линии освещения вычисляется по формуле:
Pлин = kс · Рл· kпра· NR (2.36)
где Рл– установленная мощность ламп, кВт;
kс– коэффициент спроса осветительной нагрузки, о.е. [2, с. 150];
kпра – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре [2, с. 151];
NR – число светильников в ряду.
Далее находится суммарная мощность всех линий, присоединенных к одному щитку освещения, по формуле:
Рщ = Рлин1 + Рлин2 + ... + Рлин.n (2.37)
При необходимости расчетная реактивная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле (2.41):
(2.38)
где tgφ – среднее значение коэффициента реактивной мощности осветительной установки.
Например, произведу расчет нагрузки линий рабочего освещения, подключенных к щитку освещения ЩО1 по формуле (2.36):
Рлин1 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт
Рлин2 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт
Рлин3 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт
Рлин4 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 Вт
Рлин5 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт
Определяю мощность на щитке освещения по формуле (2.37):
Рщ1 = 1,3 ∙ 5 = 6,5 кВт
Для групповых линий осветительной сети рекомендуемое значение коэффициента мощности [4, с. 37]: cosφ = 0,9…0,95 – для люминесцентных ламп; cosφ = 0,5…0,6 – для ламп типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ. Следовательно:
tgφщо1 = 1,85
Определяю расчетную реактивную мощность осветительной нагрузки по (2.38):
Qр.осв = 6,5 ·1,85 = 12 кВар
Для щитка аварийного освещения расчет нагрузок произвожу аналогично. Результаты расчета свожу в таблицу 2.12.
2.9.2 Выбор сечений проводников и аппаратов защиты сети освещения
Нагрев проводников осветительной сети обусловливается током, который определяется по формулам:
- для трехфазной сети (четырех- и пятипроводной):
(2.39)
- для однофазной сети (двух- и трехпроводной):
(2.40)
где Uф – это фазное напряжение линии, В;
cos – коэффициент мощности активной нагрузки осветительных установок [4, с. 37].
Сечения проводников осветительной сети по нагреву выбираются по таблицам длительно допустимых токов в зависимости от расчетного тока лини по условиям (2.8) и (2.9):
Выбор автоматических выключателей для защиты линий освещения производиться по условиям (2.45) и (2.46) [3, с. 160] соответственно:
(2.41)
(2.42)
Например, произведу расчет токов и выбор сечений проводников и аппаратов защиты для первой линии рабочего освещения. Определяю расчетный ток по формуле (2.40):
Выбираю автоматический выключатель по условиям (2.41) и (2.42):
Выбираю автоматический типа ВА47-29-1 с номинальными токами IН.А = 25 А, IН.Р = 10 А, кратностью тока отсечки – 3 и током срабатывания электромагнитного расцепителя IСРэ =10 · 3 = 30 А.
Выбор сечения проводника произвожу по длительно допустимым токам исходя условий (2.8) и (2.9):
Выбираю провод марки АПВ 3×2,5 с алюминиевыми жилами сечением фазных жил 2,5 мм2 и допустимым током Iдоп = 24 А [2, с. 159]. Прокладку проводов линий освещения осуществляю открыто на тросах. Почему провод, а не кабель?
Произведу расчет токов и выбор сечений проводников и аппаратов защиты для линии, питающей щиток ЩО1. Определяю расчетный ток по формуле (2.40):
Выбираю автоматический выключатель по условиям (2.41) и (2.42):
IН.Р ≥ 17,9 А
IСРэ ≥ 1,3 · 17,9 = 23,27 А
Выбираю автоматический выключатель типа ВА47-29-3 с номинальными токами IН.А= 50 А, IН.Р = 25 А, кратностью тока отсечки – 3 и током срабатывания электромагнитного расцепителя IСРэ = 25·3 = 75 А.
Выбор сечения проводника произвожу по длительно допустимым токам по условиям (2.8) и (2.9):
Выбираю кабель марки АВВГ 4×4 с алюминиевыми жилами сечением фазных жил 3 мм2 и допустимым током Iдоп= 27 А [2, с. 159]. Прокладку питающего провода осуществляю открыто по конструкциям на скобах и кронштейнах.
Для остальных линий освещения цеха расчет и выбор произвожу аналогично. Результат расчета заношу в таблицу 2.12.
Таблица 2.12 – Электротехнический расчет осветительной сети
Номер линии |
Рр, кВт |
Qр, кВар |
Iр, A |
Тип АВ |
IН.Р, А |
IСРэ, А |
Iр/kп, А |
Iз·kз/kп , А |
Типкабеля, сечение, мм2 |
Iдоп, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
1,3 |
|
3,25 |
ВА47-29-1 |
10 |
30 |
3,46 |
10,6 |
АВВГ3×2,5 |
19 |
2 |
1,3 |
|
3,25 |
ВА47-29-1 |
10 |
30 |
3,46 |
10,6 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
3 |
1,3 |
|
3,25 |
ВА47-29-1 |
10 |
30 |
3,46 |
10,6 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
4 |
1,3 |
|
3,25 |
ВА47-29-1 |
10 |
30 |
3,46 |
10,6 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
5 |
1,3 |
|
3,25 |
ВА47-29-1 |
10 |
30 |
3,46 |
10,6 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
ЩО |
6,5 |
12,0 |
17,9 |
ВА47-29-3 |
25 |
75 |
20,95 |
26,6 |
АВВГ 4×4 |
27 |
1 |
0,2 |
|
1,65 |
ВА47-29-1 |
4 |
12 |
1,75 |
4,25 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
2 |
0,2 |
|
1,65 |
ВА47-29-1 |
4 |
12 |
1,75 |
4,25 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
3 |
0,2 |
|
1,65 |
ВА47-29-1 |
4 |
12 |
1,75 |
4,25 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
4 |
0,2 |
|
1,65 |
ВА47-29-1 |
4 |
12 |
1,75 |
4,25 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
5 |
0,3 |
|
2,47 |
ВА47-29-1 |
4 |
12 |
2,62 |
4,25 |
АВВГ 3×2,5 |
19 |
ЩАО |
1,1 |
1,37 |
9,1 |
ВА47-29-3 |
13 |
39 |
9,68 |
13,82 |
АВВГ 4×4 |
27 |
2.9.3 Выбор электрооборудования осветительной сети
Выбор электрооборудования сети рабочего и аварийного освещения заключается в выборе щитков освещения для подключения и защиты линий освещения.
Групповые осветительные щитки должны располагаться в помещениях с благоприятными условиями окружающей среды и удобных для обслуживания, по возможности ближе к центру питаемых от них нагрузок.
Так как управление освещением производится со щитков, то рекомендуется щитки размещать так, чтобы с места их установки были видны включаемые светильники.
Выбор щитков освещения осуществляется в зависимости от номинального тока Iном, А, приходящего на щиток, и количества присоединяемых к нему линий.
Данные выбранных щитков рабочего и аварийного освещения [12] свожу в таблицу 2.13.
Таблица 2.13 – Технические данные выбранных щитков освещения
Обозначение на плане |
Тип щитка |
Вводной автомат |
Автоматические выключатели в групповых линиях |
|||
Тип |
Iном, А |
Тип |
Iном, А |
Кол-во |
||
ЩО |
ЩО8505-1212 |
ВА47-29-3 |
50 |
ВА47-29-1 |
25 |
5 |
ЩАО |
ЩО8505-1604 |
ВА47-29-3 |
25 |
ВА47-29-1 |
25 |
5 |
2.10 Выбор и расчет мощности компенсирующего устройства и силового трансформатора
Компенсация реактивной мощности электроустановок потребителей может производится с помощью различных мероприятий без установки дополнительных источников реактивной мощности или при помощи компенсирующих устройств. Первый круг вопросов может решаться в условиях действующего предприятия, поэтому при проектировании рассматриваются только вопросы выбора мощности КУ и их размещения в сетях предприятия.
Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:
(2.43)
где Qк.р - расчётная мощность КУ, кВар;
а - коэффициент учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается равным а = 0,9;
Pм - максимальная расчетная активная нагрузка, кВт;
tgφ и tgφк - соответственно коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.
Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφк = 0.92-0.95
Задавших cosφк из этого промежутка, определяют tgφк.
Значения cosφк и Pм определяют по результату расчета электрических нагрузок силовых приемников (п. 2.6) и сети освещения (п. 2.10).
Задавшись типом КУ, зная расчётную реактивную мощность и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку близкую по мощности. Применяются комплектные конденсаторные установки (ККУ) или конденсаторы, предназначенные для этой цели.
После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение cosφф по выражению:
(2.44)
где Qк.ст – стандартное значение мощности выбранного КУ, кВар.
По tgφф определяют cosφф:
(2.45)
Расчетная мощность трансформатора определяется с учетом потерь в трансформаторе, определяемых по выражениям:
(2.46)
(2.47)
(2.48)
Выбор числа трансформаторов зависит от категории электроснабжения приемников, которые требуется запитать. Расчетную мощность трансформатора Sт.р, кВА, можно определить по формуле:
(2.49)
где Sм(вн) – расчетная полная мощность объекта на стороне ВН с учетом компенсации, кВА;
Nт – число трансформаторов, шт;
βт – коэффициент загрузки трансформатора, о.е. [3, с. 281].
Полученное значение мощности трансформатора округляем до ближайшего стандартного большего значения.
Произведу выбор и расчет мощности компенсирующего устройства для проектируемого цеха. Исходные данные по нагрузкам цеха представлены в таблице 2.14.
Таблица 2.14 – Исходные данные по нагрузкам
Параметр Нагрузка |
|
|
|
|
|
Всего по цеху |
0,66 |
1,33 |
101,71 |
99,67 |
142,42 |
Всего по ЩО
|
0,51 |
1,65 |
8,1 |
13,37 |
18,52 |
Доп. нагрузка |
0,78 |
0,8 |
320,0 |
256 |
369,92 |
Итого по НН без КУ |
0,82 |
0,7 |
429,81 |
298,64 |
523,37 |
Задаюсь значением коэффициента мощности: .
Из этого значения определяю .
Нахожу расчетную реактивную мощность КУ по (2.43):
Qк.р = 0.9·429,81·(1,18-0,33) =328,8 кВар