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:

Е_н.о = Е_н · 0,05 (2.35)

Произведу расчет аварийного освещения станочного отделения. Рассчитываю нормируемую наименьшую рабочую освещенность (2.35):

Е_н.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 Р_л= 150 Вт и номинальным световым потоком Ф_л= 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:

P_лин = k_с · Р_л· k_пра· N_R (2.36)

где Р_л– установленная мощность ламп, кВт;

k_с– коэффициент спроса осветительной нагрузки, о.е. [2, с. 150];

k_пра – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре [2, с. 151];

N_R – число светильников в ряду.

Далее находится суммарная мощность всех линий, присоединенных к одному щитку освещения, по формуле:

Р_щ = Р_лин1 + Р_лин2 + ... + Р_лин.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):

Р_лин1 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт

Р_лин2 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт

Р_лин3 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт

Р_лин4 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 Вт

Р_лин5 = 0,95·175·1,1·7 = 1,3 кВт

Определяю мощность на щитке освещения по формуле (2.37):

Р_щ1 = 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:

tgφ_що1 = 1,85

Определяю расчетную реактивную мощность осветительной нагрузки по (2.38):

Q_р.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 U_ф – 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 I_Н.А = 25 А, I_Н.Р = 10 А, кратностью тока отсечки – 3 и током срабатывания электромагнитного расцепителя I_СРэ =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 I_доп = 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):

I_Н.Р ≥ 17,9 А

I_СРэ ≥ 1,3 · 17,9 = 23,27 А

Выбираю автоматический выключатель типа ВА47-29-3 с номинальными токами I_Н.А= 50 А, I_Н.Р = 25 А, кратностью тока отсечки – 3 и током срабатывания электромагнитного расцепителя I_СРэ = 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 I_доп= 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, мм^2	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 I_ном, 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 Q_к.р - расчётная мощность КУ, кВар;

а - коэффициент учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается равным а = 0,9;

P_м - максимальная расчетная активная нагрузка, кВт;

tgφ и tgφ_к - соответственно коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ_к = 0.92-0.95

Задавших cosφ_к из этого промежутка, определяют tgφ_к.

Значения cosφ_к и P_м 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 cosφ_ф по выражению:

(2.44)

где Q_к.ст – стандартное значение мощности выбранного КУ, кВар.

По tgφ_ф определяют cosφ_ф:

(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 S_т.р, кВА, можно определить по формуле:

(2.49)

где S_м(вн) – расчетная полная мощность объекта на стороне ВН с учетом компенсации, кВА;

N_т – число трансформаторов, шт;

β_т – 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):

Q_к.р = 0.9·429,81·(1,18-0,33) =328,8 кВар