Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрооборудование подстанций и осветительные сети предприятий, организаций и учреждений. Учебное пособие
.pdf
проектах необходимо предусматривать установку вблизи ТП или КТП
магистральных щитков с автоматическими выключателями или при
дистанционном управлении освещением – щитов станций управления
(ящики управления) с автоматическими выключателями и магнитными
пускателями, от которых получают питание групповые щитки (рис 1.5).
Если в больших производственных помещениях все светильники
должны включаться одновременно, то рекомендуется магистральная
схема включения силовыми распределительными шинопроводами на
токи 250, 400 и 600 А, а светильники включаются через автоматические выключатели, устанавливаемые на шинопроводах, что исключает применение групповых щитков (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Питание внутреннего освещения от магистрального шино-
провода: 1– КТП; 2 – магистральный шинопровод; 3 – автоматические
выключатели; 4 – магистральный щит; 5 – щит станции управления
или ящики управления; 6 – питающие линии; 7 – групповые щитки
При отсутствии встроенных или пристроенных трансформаторных подстанций осветительная сеть питается воздушными или кабельными линиями и в зависимости осветительной нагрузки предусматривается один или несколько вводов. На вводе каждой линии
в здание предусматривается установка вводно-распределительного
101
устройства (ВРУ). При небольшой нагрузке групповые линии присоединяются непосредственно к вводу, при значительной мощности
устанавливаются один или несколько групповых щитков, питаемые
одной линией. Если одной линии недостаточно, то на вводе устанавливается магистральный щиток.
При прожекторном освещении у каждой опоры устанавливаются
аппараты защиты и управления во вводном ящике, а на опоре – ящики с аппаратом защиты и отключения для каждой отдельной группы
прожекторов.
Для территорий промышленных предприятий и уличного освещения линии освещения рекомендуется выполнять трехфазными четырехпроводными с установкой на каждой линии аппарата защиты и
управления.
Рис. 1.7. Групповые линии трехфазной системы с нулевым проводом:
а, б – двухпроводная однофазная; в – трехпроводная двухфазная;
г, д – четырехпроводная трехфазная
В каждую фазу двойной линии может быть включено не более
20 ЛН, ДРЛ, НЛВД, МГЛ или 50 ЛЛ. В групповую линию освещения поэтажных коридоров, лестниц, холлов, вестибюлей, подвалов
102
и чердаков жилых и общественных зданий может быть включено не
более 60 светильников с ЛН или ЛЛ мощностью до 65 Вт на фазу.
В нулевых проводах запрещается устанавливать аппараты защиты,
исключение составляют взрывоопасные помещения класса B-1 (см.
рис. 1.7, б).
В трехфазных четырехпроводных группах можно устанавливать
однополюсные и трехполюсные автоматические выключатели.
Трехполюсные рекомендуется устанавливать в следующих случа-
ях: 1) если требуется одновременное отключение всех осветительных приборов, питаемых группой; 2) для присоединения трехфазного
конденсатора, повышающего коэффициент мощности, к трехфазной
групповой линии; 3) для коммутации линий, питающих трехфазные
понижающие трансформаторы.
При питании осветительных приборов линейным напряжением
в трехфазных сетях без нулевого провода и в сетях с нулевым проводом рекомендуются двухфазные двухпроводные групповые линии
(рис. 1.8, а) и трехпроводные трехфазные (рис. 1.8, б), для защиты которых рекомендуются двух- и трехполюсные автоматические выключатели.
Рис. 1.8. Питание осветительных приборов линейным напряжением
в трехфазных сетях: а – двухфазные двухпроводые линии;
б – трехфазные трехпроводные
Аппараты управления, в качестве которых рекомендуется использовать автоматические выключатели магистральных и групповых
щитков, должны устанавливаться:
• в трехфазных линиях малого напряжения – во всех проводах, в
двухфазных двухпроводных – в одном незаземленном проводе;
• в сетях с глухозаземленной нейтралью – во всех фазных прово-
дах, исключая однофазные двухпроводные групповые линии взры-
103
воопасных помещений классов В-I, в которых необходимо предусмотреть одновременное отключение фазного и нулевого проводов;
в двух – и трехфазных групповых линиях рекомендуются однополюсные аппараты управления; в групповых линиях со светильниками
типа ДРЛ, МГЛ и НЛВД с присоединенными трехфазными конденсаторами должны быть трехполюсные аппараты;
• в сетях с изолированной нейтралью или без нейтрали – во всех
незаземленных проводах линии, при этом аппаратура управления
должна обеспечивать их одновременное отключение; для помещений без повышенной опасности в двухпроводных линиях допускается
установка аппарата управления в одной фазе.
Для управления местным освещение используются встроенные
в осветительные приборы выключатели.
Для проходов и проездов, участков наружных работ, открытых
технологических установок, открытых складов, охранного и дежурного освещения управление осветительными приборами следует выполнять раздельным.
При проектировании компоновки электрической сети решается вопрос о размещении осветительных щитов, числе групп и количестве
проводов для участков осветительной сети.
Для питания групповых осветительных сетей групповые щитки
располагают в доступных, удобных местах, чтобы обеспечить рациональное построение сети с учетом размещения источников питания,
аппаратов управления и видимости управляемых светильников. Конструктивное исполнение щитков должно соответствовать условиям
окружающей среды, запрещается их установка во взрывоопасных и
пожароопасных помещениях.
Линии групповой сети должны быть защищены предохранителями
или автоматическими выключателями, при этом в начале каждой групповой линии сети аппараты защиты устанавливаются только на фазных
проводах, а во взрывоопасных помещениях и на нулевом проводе.
Светильники для рабочего освещения, освещения безопасности
или эвакуационного освещения допускается питать от разных фаз
трехфазного шинопровода при условии, что к шинопроводу проложены самостоятельные линии для тех же видов освещения.
Для управления светильниками местного освещения должны использоваться индивидуальные выключатели, а при напряжении до
50 В для управления светильниками допускается использовать штепсельные розетки.
104
При проектировании осветительной сети следует руководствовать-
ся следующими рекомендациями ПУЭ:
• предельный ток группы не должен превышать 25 А, однако он
может быть увеличен до 63 А, если к группе присоединены лампы на-
каливания мощностью 500 Вт и более, а также газоразрядные лампы
мощностью более 125 Вт;
• каждая однофазная группа должна содержать не более 20 ламп
накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ или розеток. Для таких групп рекомендуется до 100 люминесцентных ламп мощностью до 20 Вт, 75 люминесцентных ламп мощностью до 40 Вт и 60 ламп мощностью до
80 Вт;
• двухпроводная и трехпроводная группа должна быть длиной 35 и
60 м соответственно, а четырехпроводная – 80м;
• светильники дежурного и наружного освещения следует включить в отдельную группу.
В распределительных устройствах для линий, питающих сетей
рабочего освещения, а также линий освещения безопасности и эвакуационного освещения должны быть предусмотрены для каждой
линии самостоятельные аппараты защиты и управления. Однако для
нескольких линий одного вида освещения или установок допускается
устанавливать общий аппарат управления. Аппараты защиты и управления должны устанавливаться в местах присоединения осветительной сети к силовым распределительным пунктам или к линии питания электросиловых установок.
Для производственных зданий с большим числом помещений или
помещений большого размера освещение рекомендуется выполнять
трехфазными группами с однофазными ответвлениями в отдельные
помещения, а для небольших помещений предусматривать однофазные группы при малом количестве светильников относительно небольшой мощности.
В проекте должен быть представлен вычерченный в масштабе
план производственного (или иного) помещения, на котором отмечают размещение светильников, места установки розеток, силового
щита и щита освещения. Составляется расчетная схема, на которой
указываются все осветительные щиты и группы, длина и количество
проводов, мощность источников света и розеток, а также точки ответвлений.
Выбор защитной аппаратуры. Согласно ПУЭ и НТД все осветительные сети должны быть защищены от токов короткого замы-
105
кания, а для жилых и общественных зданий, пожаро- и взрывоопас-
расч
вст
I KI≥⋅
комб тепл кт расч
I I KI= = ⋅
1, 25 ; 1, 25 ; 1, 25
доп вст доп эм доп комб
IIIIII≥ ≥≥
1, 25 ; 1, 25
доп вст доп эм
IIII≥≥
ных помещений, торговых помещений, а также сетей, выполненных
открытым способом проводами с горючей изоляцией, должна быть
предусмотрена защита от перегрузки. Аппараты защиты необходимо устанавливать на отходящих от щитов линиях, на вводах в здание,
на высшей и низшей стороне понижающих трансформаторов. Осветительные сети защищают автоматическими воздушными выключателями или предохранителями. В курсовом проекте можно выбрать
только токи уставок автоматических выключателей и токи плавкой
вставки предохранителя.
Ток плавкой вставки предохранителя
,
где K – коэффициент, учитывающий пусковой ток ламп: для газоразрядных ламп низкого давления и ламп накаливания мощностью до
300 Вт K = 1, для других ламп K = 1,2, l
– расчетный ток нагрузки.
расч
Ток уставки комбинированного и теплового расцепителей опреде-
ляется по формуле
,
где K
ных ламп низкого давления K
– коэффициент, учитывающий пусковые токи: для газоразряд-
кт
= 1, для других ламп Kкт = 1,4.
кт
Выбранную стандартную вставку или уставку защиты следует согласовать с допустимым током нагрузки провода, затем проверить сечение проводов на соответствие расчетному току вставки или уставки
защитного аппарата:
Если сеть защищена только от токов КЗ (электромагнитный расцепитель), то допустимый ток будет равен
Управление освещением и выбор щита управления. Управление ос-
вещением должно выполняться с учетом следующих требований:
• для управления освещением небольших помещений выключатели устанавливаются у входа, как правило, со стороны дверной ручки;
для редко посещаемых помещений (кладовые, вентиляционные камеры и др.) – вне помещений;
106
.
.
• для участков с различной естественной освещенностью управле-
ние освещением должно быть раздельным;
• для помещений с несколькими входами рекомендуется управление освещением осуществлять со всех возможных входов по «коридорной» схеме.
Используется местное и автоматическое управление. Местное
управление осуществляется с помощью выключателей, переключателей и автоматических выключателей. Автоматическое управление
осуществляют в функции времени, естественной освещенности или
напряжения питающей сети (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Автоматический блок управления
освещением с ВРУ-1-29-63У
Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих
линий в осветительных сетях применяют ВРУ и вводные щиты.
Осветительные ВРУ классифицируются: по назначению (совмещенные, этажные, квартирные), способу установки (навесные, напольные и т.д.), виду защиты от воздействия окружающей среды
(защищенные, защищенные с уплотнением, взрывозащищенные),
схемам электрических соединений: для четырех-, трех- или двухпроводных отходящих линий с вводными аппаратами или без них, типам
защиты на отходящих линиях с автоматическими выключателями или
предохранителями. Схемы ВРУ представлены в [7].
107
1.10. Расчет токов короткого замыкания в сетях
напряжением до 1 кВ
Цель расчета: проверить выбранное электрооборудование по отключающей способности, электродинамической и электротермической стойкости, а также установить правильность выбранных уставок
защиты в защитных аппаратах электрической сети.
Внутренние электрические сети напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, с глухозаземленной нейтралью. Короткие замыкания могут быть металлические (трехфазные) или дуговые. Наиболее
вероятным видом КЗ являются дуговые, ток которых всегда меньше
тока металлического КЗ в этой же точке. Таким образом, для каждой
расчетной точки необходимо определять ток металлического КЗ и дугового КЗ. По току трехфазного КЗ проверяются аппараты на отключающую способность, а также термическую и динамическую стойкость. По току дугового однофазного КЗ в точке, находящейся в конце
защищаемого участка сети, производится проверка устойчивости срабатывания защитных аппаратов, уточняются уставки срабатывания
защиты и чувствительность ее срабатывания.
Особенностью расчета токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ является необходимость учета индуктивных сопротивлений всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы,
проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей, активное сопротивление короткозамкнутой цепи, контактов и контактных соединений, токоограничивающее
влияние электрической дуги, а также изменение активных сопротивлений проводников вследствие их нагрева при КЗ. Однако можно не
учитывать сопротивление энергосистемы при расчете токов металлического КЗ в силовых сборках, а также за кабелями, отходящими
от сборок и шин; сопротивление энергосистемы и асинхронных электродвигателей при расчете всех дуговых КЗ и влияние асинхронных
электродвигателей на ток КЗ, если их суммарный номинальный ток
не превышает 10% от значения периодической слагающей тока КЗ,
рассчитанного без учета электродвигателей.
Коэффициенты трансформации силовых трансформаторов принимаются исходя из шкалы средних номинальных напряжений тех ступеней, которые объединяются силовыми трансформаторами: 38,5; 37;
24; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,525; 0,4; 0,23 кВ.
Расчет токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ ведут в именованных
единицах [4]. Исходным для расчетов является принципиальная элек-
108
трическая схема сети, по которой составляют эквивалентную схему
2
3
10
ср нн
с
кз
U
x
S
−
= ⋅
2
6
10
кз ном нн
т
PU
rS= ⋅
2
2
24
100
10
кз ном нн
тр кз
ном тр ном тр
PU
xU
SS
=− ⋅⋅
замещения. Активные и индуктивные сопротивления всех элементов
схемы замещения выражаются в миллиОмах, мОм.
По результатам расчетов защитные аппараты должны проверяться на чувствительность к токам короткого замыкания и селективность
срабатывания. В зависимости от числа ступеней защит расчеты токов
КЗ выполняются для 3–4 точек линии от источника питания (трансформаторной подстанции) до нагрузки: шины распределительное
устройство низкого напряжения (РУНН) подстанции, шины силового
распределительного пункта (РП), шины щитовой станции управления (ЩСУ), нагрузка. Если чувствительность и селективность защитных аппаратов обеспечена, то считают, что аппараты и проводники
во всей сети выбраны правильно. В случае невыполнения указанных
требований заново выбирают защитные аппараты и проводники, не
рассчитывая токи КЗ для всех возможных точек низковольтной сети.
Сопротивление системы внешнего электроснабжения. Сопротивление системы внешнего электроснабжения хс включает в себя
сопротивления всех элементов от источника питания до подстанции
(силового трансформатора). Сопротивление хс, приведенное к стороне
низкого напряжения силового трансформатора, определяется по формуле
где U
– среднее номинальное напряжение сети, подключенное к
ср нн
обмотке низшего напряжения трансформатора, В; Sкз − мощность КЗ
у выводов обмотки ВН трансформатора, МВА.
Сопротивление силовых трансформаторов. Активное rтр и индуктивное xтр сопротивления трансформаторов, мОм, приведенные
к ступени их низшего напряжения трансформаторов, определяются
по формулам:
,
;
,
109
где Uкз − напряжение короткого замыкания трансформатора, %; Pкз −
потери короткого замыкания трансформатора, кВт; U
нальное напряжение обмотки низшего напряжения, кВ; S
ном нн
ном тр
− номи– но-
минальная мощность трансформатора, кВ·А.
При соединении обмоток силового трансформатора по схеме Y/Y0
активное и индуктивное сопротивление нулевой последовательности значительно превышает напряжение прямой последовательности,
а при соединении обмоток по схеме Δ / Y0 эти сопротивления равны
активному и индуктивному сопротивлению прямой последовательности соответственно. Значения сопротивлений прямой, обратной и
нулевой последовательности приведены в табл. 1.73.
Таблица 1.73
Значения сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательности
, % Сопротивление трансформаторов, мОм
U
Мощность
трансфома-
тора, кВ·А
160
250
400
630 5,5 3,1 13,6 30,3 96,2 2,9 13,7 2,9 13,7
1000
кз
Y / Y
0
R1 =R2X1=X2R
5,5
4,5−16,6−41,7−151−367
5,5
4,5
5,5
4,5
8,0
5,5
−
9,4−27,2−96,5−235
−
5,5−17,1−55,6−149
2,0−12,6−154
0
19,15960,6
Δ / Y
0
X0R1=R2X1=X2R0X
16,9−52,4−16,9−52,4
9,7−33,8−9,7−33,8
5,4
21,3
5,4
21,3
5,9
17,0
5,9
17,0
1,9−12,65−1,9−12,65
0
−
−
−
Сопротивления кабелей и шинопроводов при расчете токов КЗ
в сетях напряжением до 1 кВ учитывается сопротивлениями прямой
(обратной ) и нулевой последовательностей (табл. 1.74–1.81).
Таблица 1.74
Значения сопротивлений трехжильных кабелей в алюминиевой оболочке
Сечение
кабеля, мм
110
3 × 4
3×6
3×10
3×16
3×25
3×35
2
R
9,61
6,41
3,84
2,4
1,54
1,1
1
Сопротивление, мОм/м
X
1
0,092
0,087
0,082
0,078
0,062
0,061
R
0
10,95
7,69
5,04
3,52
2,63
2,07
X
0
0,579
0,523
0,461
0,406
0,359
0,298
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]