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

Осветительные щитки предназначены для приема и распределения электроэнергии в осветительных установках, для управления освещением, а также для защиты групповых линий при длительных перегрузках и коротких замыканиях. Щитки выбираются с учетом условий окружающей среды, количества присоединяемых к ним линий, их расчетных токов и требуемых защитных аппаратов. На промышленных объектах в осветительных установках могут применяться осветительные щитки типа ЯОУ 8500, ОП, ОЩ, ОЩВ, УОЩВ, ЩО 8505, ЩРО 8505 и др.

Щитки освещения выбираются в зависимости от требуемого количества автоматических выключателей и расчетных токов присоединяемых линий. В щитке рабочего освещения требуется 12 автоматический выключатель (линия с1 – 3, с2 – 3, с3 – 3, с4 – 1, с5 – 1, с6 – 1). Принимаем щиток типа ЩРО 8505-1212 с однополюсными автоматическими выключателями типа ВА 61F29-1B и трехполюсными автоматическим выключателем на вводе ВА 61F29-1C ([1], табл. 8.23).

В щитке аварийного освещения требуются 2 выключателя (линия с7 – 1 и с8 – 1). Принимаем щиток ОП-3УХЛ4 с однофазными автоматическими выключателями АЕ1000 ([1], табл. 8.21).

Таблица 7.1 – Основные технические характеристики щитков

Обозначение на плане	Тип щитка	Тип выключателя	Номинальный ток выключателя, А	Количество выключателей на фидерах
				однополюсные	трехполюсные
ЩО	ЩО 8505-1212	ВА 61F29-1B	63	12	–
		ВА 61F29-3C	63	–	1
ЩАО	ОП-3УХЛ4	АЕ1000	10	3	–

В осветительных установках широко используются кабели марок ВВГ и АВВГ с медными и алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией

жил, в поливинилхлоридной оболочке без защитного покрова. Как и у кабелей, оболочка предохраняет изоляцию жил проводов от воздействия света, влаги, различных химических веществ и небольших механических воздействий. На напряжение 660 В выпускаются кабели марки ВВГ с площадью сечения жилы 1,5-50 мм² и АВВГ 2,5-50 мм². При напряжении 1000 В кабели имеют более широкую номенклатуру сечений – до 240 мм². Количество жил кабеля варьируется от одной до пяти. Отметим, что в осветительных установках следует применять кабели, у которых все жилы имеют одинаковую площадь поперечного сечения.

При проектировании выберем кабель марки АВВГ.

Способ прокладки проводов и кабелей сетей электрического освещения определяется условиями окружающей среды помещения, наличием соответствующих строительных конструкций.

В производственных зданиях применяются открытые электропроводки. Эти электропроводки прокладываются по поверхностям стен, потолков, фермам и другим строительным элементам зданий.

Открытые электропроводки осветительных сетей выполняются следующими способами:

1. непосредственно по строительным основаниям (с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы);

2. прокладка в лотках и в коробах;

3. тросовые проводки;

4. проводки в стальных и пластмассовых трубах.

В нашем случае способ проводки применялся: тросовая проводка, проводка в лотках.

9 Выбор сечения проводов, кабелей, расчёт защиты осветительной сети

Выбор сечения проводов и кабелей выбирается по трем условиям:

1. по механической прочности;

2. по току нагрева;

3. по допустимой потере напряжения.

Условием механической прочности заключается в том, что сечение жил с медными проводами должно быть не менее 1,5 мм², а сечение жил с алюминиевыми проводами не менее 2,5 мм².

Условие по току нагрева заключается в том, что допустимый ток проводов и кабелей должен быть больше чем расчетный ток протекающий по этому проводу или кабелю:

I_{доп.пров} I_расч (9.1)

Питание осветительных установок осуществляется от двухтрансформаторной подстанции с трансформаторами типа ТМ-630/10, имеющего следующие паспортные данные: U_к=5,5%, ΔP_кз=8 кВ. Трансформаторы работают с коэффициентом мощности нагрузки cosφ=0,95, коэффициент загрузки трансформаторов β_т=0,8.

Определим потерю напряжения в трансформаторе:

U_ka=ΔP_k*1000/S_т, (9.2)

U_ka=8*100/630= 1,27%

U_кр= (9.3)

U_кр==5,35%

ΔU_т=β_т*(U_ka*cosφ+U_кр*sinφ) (9.4)

ΔU_т=0,8*(1,27*0,95+5,35*0,31)=2,29%

Найдем допустимую потерю напряжения:

ΔU_доп=10 – ΔU_т (9.5)

ΔU_доп=10 – 2,29=7,71%

9.1 Расчет электрической сети рабочего освещения

Определяем расчетные нагрузки линий ЩО, приняв к_с=1:

P_pi=k_c· (9.1.1)

линия с1: P_p1=13*400*1,1=5,72 Вт

линия с2: _Pp2=15*400*1,1=6,60 кВ

линия с3: _Pp3=15*400*1,1=6,60 кВ

линия с4: P _p4=14*58*1,2=0,9744 кВ

линия с5: P _p5=8*72*1,2=0,6912 кВ

линия с6: P _p6=1,2*(8*36+12*18+4*18)= 0,6912 кВ

Для линии, питающей осветительный щиток ЩО расчетная нагрузка равна:

P_рпл=(9.1.2)

P_рпл=5,72+6,6+6,6+0,9744+0,6912+0,6912= 21,2768 кВ

Вычисляем собственные моменты линий ЩО:

М_i= P_pi*(l_i+l*((N_R-1)/2), (9.1.3)

где l_i - длина участка линии от осветительного щитка до первого

светильника;

l – расстояние между светильниками в одном ряду;

N_R – число светильников в одном ряду;

питающая линия П2: М_пл= 29,496* P_рпл= 627,58 кВ*м

линия с1: М₁=5,72*(20,894+3,375*(13-1)/2)= 235,34 кВ*м

линия с2: М₂=6,6*(10,133+3,375*(16-1)/2)= 233,94 кВ*м

линия с3: М₃=6,6*(15,418+3,375*(16-1)/2)= 268,82 кВ*м

Если линия состоит из нескольких участков (l₁, l₂..) с одинаковым сечением и различными нагрузками (P_p1,P_p2..), то суммарный момент нагрузки равен сумме моментов нагрузок отдельных участков.

линия с4: М₄=P_p3*l₁+P_p3/2*l₂,

М₄=0,9744*9,463+0,9744/2*3,17= 10,76 кВ*м,

линия с5: : М₅=P_p4*l₃+P_p4/2*l₄,

М₅=0,6912*5,32+0,6912/2*4= 5,06 кВ*м,

линия с6: М₆= (P_p5п+P_p6п)*l₅+ P_p6п*l₆+ P_p2п*l₇ ,

М₆=(12*18+4*18)*7,333+4*18*6,426+8*36*31,443= 11,63 кВ*м

Определяем приведенный момент нагрузки для питающей линии:

М_пр=, (9.1.4)

где - сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов линии, что и на данном участке;

- сумма приведенных моментов участков с другим числом проводов;

- коэффициент приведения моментов ([1], табл.12.12), α=1,85.

М_пр=627,58+235,34+233,94+268,13+10,76+5,06+11,63=1416,48 кВ*м

Площадь сечения жил кабеля питающей линии по допустимой потере напряжения:

,(9.1.5)

где М — момент нагрузки рассматриваемого участка сети, кВтм;

С — расчетный коэффициент, величина которого принимается по [1], табл.12.П.

F_пл=1416,478/(48*7,71)=3,77 мм²

Принимаем F_пл=4 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-5х4-0,66 с I_доп=27А.

Выполняем расчет питающей линии по допустимому нагреву. Для этого найдем средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузки:

, (9.1.6)

cosφ==

=0,856

Вычисляем расчетный ток линии:

I_рпл=, (9.1.7)

I_рпл==36,33 А

Т. к. 36,33>27 А, то выбранный кабель не проходит по нагреву расчетным током. Принимаем кабель со следующим большим значением АВВГ 5х10-0,66 с I_доп=42 А.

Определяем фактическую потерю напряжения в питающей линии:

ΔU_пл=M_пл/(С*F) , (9.1.8)

ΔU_пл=627,58/(48*10)=1,31%

Вычисляем оставшуюся величину допустимой потери напряжения, по которой рассчитываются групповые линии:

=ΔU_доп – ΔU_пл , (9.1.9)

=7,71 – 1,31=6,4 %

Определяем площадь сечения групповой линии с1:

F₁=235,34/(48*6,4)=0,766 мм²

Принимаем F₁=2,5 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-5х2,5-0,66 с I_доп=19 А. Находим расчетный ток линии:

I_р1==9,84 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 9,84 А < 19 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₁=235,34/(48*2,5)=1,96 % < 6,4 %

Определяем площадь сечения групповой линии с2:

F₂=233,94/(48*6,4)=0,761 мм²

Принимаем F₂=2,5 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-5х2,5-0,66 с I_доп=19 А. Находим расчетный ток линии:

I_р2==11,35 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 11,35 А<19 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₂=233,94/(48*2,5)=1,95 % < 6,4 %

Определяем площадь сечения групповой линии с3:

F₃=268,82/(48*6,4)=0,875 мм²

Принимаем F₃=2,5 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-5х2,5-0,66 с I_доп=19 А. Находим расчетный ток линии:

I_р3==11,35 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 11,35 А<19 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₃=268,82/(48*2,5)=2,24 % < 6,4 %

Определяем площадь сечения групповой линии с4:

F₄=10,76/(8*6,4)=0,21 мм²

Принимаем F₄=2,5 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-3х2,5-0,66 с I_доп=23 А. Находим расчетный ток линии:

I_р4==4,71 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 4,71 А<23 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₄=10,76/(8*2,5)=0,54 % < 6,4 %

Определяем площадь сечения групповой линии с5:

F₅=5,06/(8*6,4)=0,1 мм²

Принимаем F₅=2,5 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-3х2,5-0,66 с I_доп=23 А. Находим расчетный ток линии:

I_р5==3,27 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 3,27 А<23 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₅=5,06/(8*2,5)=0,25 % < 6,4 %

Определяем площадь сечения групповой линии с6:

F₆=11,63/(8*6,4)=0,227 мм²

Принимаем F₆=2,5 мм². Выбираем пятижильный кабель АВВГ-3х2,5-0,66 с I_доп=23 А. Находим расчетный ток линии:

I_р6==3 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 3<23 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₆=11,63/(8*2,5)=0,58 % < 6,4 %

9.2 Расчет электрической сети аварийного освещения

Аналогичный расчет проведем для линий ЩАО.

линия с7: P_p7=1*0,1*3=0,3 кВт,

линия с8: P_p8=1*0,1*3=0,3 кВт

Для линии, питающей щиток ЩАО расчетная нагрузка равна:

P_pao= 0,3+0,3=0,6 кВ

Определим моменты линий:

питающая линия П4: P_pплп4=29,496*0,6= 17,70 кВт

линия с7: М₇=0,3*(31,335+18,5*((3-1)/2)= 14,95 кВ*м

линия с8: М₈=0,3*(20,122+18,5*((3-1)/2)= 13,556 кВ*м

Определяем приведенный момент нагрузки для линии, питающей ЩАО:

М_прао= P_pao*l_тп-щао+М₇+М₈ (9.1.10)

где l_ТП-ЩАО – длина линии от ТП до ЩАО, l_ТП-ЩАО=29,456 м;

М_прао=0,6*29,456+14,95+13,556= 46,214 кВ*м

Площадь сечения жил кабеля линии ЩАО по допустимой потере напряжения:

F_ао=46,214/(8*7,71)=0,749 мм²

Принимаем F_лао=2,5 мм². Выбираем трехжильный кабель АВВГ-3х2,5-0,66 с I_доп=23 А.

Выполняем расчет питающей линии по допустимому нагреву.

Коэффициент мощности нагрузки:

Вычисляем расчетный ток линии:

I_рао==2,61 А

Т. к. 2,61<23 А, то выбранный кабель проходит по нагреву расчетным током.

Определяем фактическую потерю напряжения в питающей линии:

ΔU_плао=17,7/(8*2,5)=0,88 %

Вычисляем оставшуюся величину допустимой потери напряжения, по которой рассчитываются групповые линии ЩАО

=7,71 – 0,88=6,83 %

Определяем площадь сечения групповой линии с7:

F₇=14,95/(8*6,84)=0,274 мм²

Принимаем F₇=2,5 мм². Выбираем трехжильный кабель АВВГ-3х2,5-0,66 с I_доп=23 А. Находим расчетный ток линии:

I₇==1,304 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 1,304<23 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₆=14,95/(8*2,5)=0,75 % < 6,83 %

Определяем площадь сечения групповой линии с8:

F₈=13,556/(8*6,83)=0,278 мм²

Принимаем F₈=2,5 мм². Выбираем трехжильный кабель АВВГ-3х2,5-0,66 с I_доп=23 А. Находим расчетный ток линии:

I₈==1,304 А

Выбранное условие удовлетворяет условию нагрева, т. к. 1,304<23 А.

Фактическая потеря напряжения в линии:

ΔU₈=13,556/(8*2,5)= 0,68% < 6,83 %

Таблица 9.2.1 – Результаты расчетов

Линия	Pрасч, КВт	Iрасч, А	M, кВт*м	Марка провода	ΔUдоп, %	ΔUфакт, %	Способ прокладки
П2	21,2768	36,33	627,58	АВВГ 5х10	7,71	3,9	В лотках
c1	5,72	9,84	235,343	АВВГ 5х2,5	6,4	0,32	На тросе
c2	6,6	11,35	233,94	АВВГ 5х2,5	6,4	0,362	На тросе
c3	6,6	11,35	268,82	АВВГ 5х2,5	6,4	0,323	На тросе
c4	0,9744	4,71	10,76	АВВГ 3х2,5	6,4	0,385	В лотке
c5	0,6912	3,34	5,06	АВВГ 3х2,5	6,4	0,338	В лотке
c6	0,6912	3	11,63	АВВГ 5х2,5	6,4	0,082	В лотке
П4	0,6	2,61	17,7	АВВГ 3х2,5	7,71	1,788	В лотке
с7	0,3	1,304	14,95	АВВГ 3х2,5	6,83	0,495	В лотке
с8	0,3	1,304	13,556	АВВГ 3х2,5	6,83	0,453	В лотке

9.3 Выбор защитных аппаратов для осветительной сети

В выбранном щитке ЩО 8505-1212 применяются автоматические выключатели с комбинированным расцепителем типа ВА 61F29-3C (трехполюсные) на вводе и ВА 61F29-1В (однополюсные) на групповых линиях.

Выбор номинального тока расцепителя автомата, защищающего линию, питающую светильники с индукционными и люминесцентными лампами низкого давления, производится по условию

(9.3.1)

При этом в закрытых щитках рабочий ток групповой линии не должен превышать 0,9*I_номр, а для светильников с лампами типа ДРЛ рабочий групповой ток должен соответствовать условию :

I_номр>1,3*I_p (9.3.2)

питающая линия: I_рпл=36,33 А, I_номр=16А,

линия с1: I_p1=9,84А, I_номр=12,5 А,

линия с2: I_p2=11,34 А, I_номр=12,5А,

линия с3: I_p3=11,34 А, I_номр=12,5А,

линия с4: I_p4=4,71 А, I_номр=6,3А,

линия с5: I_p5=3,34А, I_номр=4А,

линия с6: I_p6=3 А, I_номр=4 А.

Выберем номинальный ток автоматов щитка аварийного освещения ОП-3УХЛ4:

питающая линия: I_рао=2,61 А, I_номр=3,2А,

линия с7: I_p7=1,304 А, I_номр=1,6А,

линия с8: I_p8=1,304 А, I_номр=1,6А,

Таблица 9.3.1 – Защитные аппараты для осветительной сети

Защищаемая линия	Расчетный ток линии, А	Количество автоматов, шт.	Тип автомата	Номинальный ток расцепителя, А	Кратность токовой отсечки	Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А
П2	36,33	1	ВА61F29-3C	50	5	250
П4	2,61	1	ВА61F29-1В	3,2	3	9,6
С1	9,84	3	ВА61F29-1В	12,5	3	37,5
С2	11,35	3	ВА61F29-1В	12,5	3	37,5
С3	11,35	3	ВА61F29-1В	12,5	3	37,5
С4	4,71	1	ВА61F29-1B	6,3	3	18,9
С5	3,34	1	ВА61F29-1B	4	3	12
С6	3,0	1	ВА61F29-1B	4	3	12
С7	1,304	1	AE1000	1,6	12	19,2
С8	1,304	1	AE1000	1,6	12	19,2

Заключение

Таким образом, в результате выполнения данной курсовой мы рассчитали рабочее освещение для вспомогательных помещений, а для основного помещения РМЦ еще и аварийное. Выбрали источники света для рабочего освещения в виде светильников типа РСП 05-400 с лампами ДРЛ, аварийного освещения – НСП 11-100 с лампами накаливания. Во вспомогательных помещениях были выбраны светильники с люминесцентными лампами.

Лампы накаливания аварийного освещения поместили на те же тросы, то дампы ДРЛ для основного освещения для экономии материалов.

Для обеспечения надежной защиты была выбрана современная система система заземления TN-S.

Расположение щитков выбиралось с точки зрения экономии материалов прокладку проводов.

Список используемой ИСТОЧНИКОВ

1. Электрическое освещение: учебник / В. Б. Козловская, В. Н. Радкевич, В. И. Сацукевич. – Минск: техноперспектива, 2011, – 543 с., [12] л. цв. ил.

2. Строительные норма Республики Беларусь, Мiнiстэрства архiтэктуры i будаунiцтва Pэспy6лiкi Беларусь, Минск,1988Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.М. Кнорринга. Л., “Энергия”, 1976.

3. Электрическое освещение: справочник / В. И. Козловская, В. Н. Радкевич, В. Н. Сацукевич. – Минск: Техноперспектива, 2007. – 255 с. + [8] л. цв. ил.

4. Электрическое освещение: практ. пособие по выполнению курсового и дипломного проектирования для студентов специальностей 1-43 01 03 «Электроснабжение» и 1-43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций» днев. и заоч. формы обучения / авт.-сост.: А. Г. Ус, В. Д. Елкин.- Гомель: ГГТУ им. П. О. Сухого, 2005.-111с.