Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения

Подождите немного. Документ загружается.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

0,8 — для административно-бытовых, инженерно-лабораторных

и других корпусов;

0,6 — для складских зданий, состоящих из многих отдельных

помещений.

Величина К

п а

принимается равной:

1.1 — для ламп типа ДРЛ, ДРИ;

1.2 — для люминесцентных ламп (ЛЛ) со стартерной схемой

пуска;

1.3 — для Л Л при бесстартерной схеме пуска.

Для ламп накаливания при расчете по формуле (7.7) принимается

Нагрев проводников обусловливается

током,

который опреде-

ляется по формулам:

для трехфазной сети (трехпроводной и четырехпроводной)

= Р

/(л/зи_со5

); (7.8)

для двухфазной сети

нулевым проводом (трехпроводной)

I = P/(2U ,,cos(p); (7.9)

р Р

ном. ф '

/? v

для однофазной сети (двухпроводной)

I = P/(U

cos(p), (7.10)

р р

ном. ф '

/5 v

где U . и U — соответственно номинальное фазное и линейное

ном.

ном

напряжение

сети;

cos ср —

коэффициент мощности активной нагрузки.

В случае неравномерной нагрузки фаз расчетная активная нагрузка

линии принимается равной утроенному значению нагрузки наиболее

загруженной фазы.

Для повышения coscp осветительных сетей до 0,9 — 0,95 обыч-

но используются конденсаторы, с помощью которых осуществля-

ется индивидуальная или групповая компенсация реактивной мощ-

ности. Пускорегулирующие аппараты (ПРА) газоразрядных ламп

могут быть компенсированными и некомпенсированными. Компен-

сированные ПРА, как правило, применяются для ЛЛ низкого дав-

ления. Светильники на две и более ЛЛ комплектуются ПРА, обес-

печивающими coscp не менее 0,9, а на одну ЛЛ — 0,85 [31].

Большинство светильников с газоразрядными лампами высокого

давления (типа ДРЛ, ДРИ и т.д.) имеют некомпенсированные ПРА

196

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

со средним значением coscp

0,5. Для светильников

лампами

накаливания

cos ф

= 1. Соответствующие коэффициенты мощности

будут иметь нагрузки осветительных линий.

Для участка сети, питающего групповые линии

разными величи-

нами cos ф, определяется средневзвешенное значение коэффициента

мощности по выражению

cos

ф =

cos ф,

/£

(7.11)

где cos ф. — коэффициент мощности нагрузки /-Й линии;

. —

расчетная мощность осветительной нагрузки

г'-й

линии; п — количе-

ство групповых линий.

При значительной мощности осветительных приборов

некомпен-

сированными ПРА может применяться групповая компенсация реак-

тивной мощности, целесообразность которой должна быть технико-

экономически обоснована.

Сечения проводников осветительной сети по нагреву выбираются

по таблицам длительно допустимых токов в зависимости от величин

/ по условию (7.1).

Величина допустимых потерь напряжения в сети электрического

освещения определяется в процентах по формуле

(7.12)

доп

т'

v 7

где

— потери

напряжения

трансформаторе, к которому подклю-

чены осветительные установки, %.

Потери напряжения в трансформаторе подсчитываются по выра-

жениям (4.27) и (4.28). Площадь сечения проводников в квадратных

миллиметрах осветительной сети по допустимой потере напряжения

определяется по формуле

F=M/(C-AU

(7.13)

где М

—

момент нагрузки рассматриваемого участка сети, кВт-м;

С — расчетный коэффициент, величина которого принимается по

табл.7.3.

Полученное значение сечения округляют

до

ближайшего большего

стандартного.

197

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Таблица 7.3

Значения коэффициентов С

для расчета сети по потере напряжения

Номинальное

напряжение сепи, В

380/220

220

380/220

220

Сиспема сепи и род

пока

Трехфазная с нулем

Трехфазная без нуля

Двухфазная с нулем

Двухпроводная

переменного или

постоянного пока

Значение

коэффициента для

проводников из

меди

алюминия

14,7

19,5

7,4

В общем случае для линии длиной L с сосредоточенной нагрузкой

(рис. 7.1, а) момент нагрузки

М = PL. (7.14}

Если группа светильников одинаковой мощности присоединяется к

групповой линии с равными интервалами / (рис. 7.1, б), то

рассредоточенная нагрузка линии заменяется суммарной сосредото-

ченной, приложенной в середине участка. Тогда значение L определя-

ется как

L = l,+l(N

-l)/2, (7.15)

где /, — длина участка линии от осветительного щитка до первого

светильника; N — число светильников в одном ряду.

Если линия состоит из нескольких участков с одинаковым сечени-

ем и различными нагрузками, то суммарный момент нагрузки равен

сумме моментов нагрузок отдельных участков. Например, для линии,

показанной на

рис.7.1,

в, суммарный момент нагрузки вычисляется по

выражению

М = (Р, + Р

+ Р

) /, + (Р

+ Р

) /

+ Р

(7.16)

или

198

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ИП

ип

\ i \ Т

р р

I \ I \

р р р

<-*у-

\ \ к \ h \

ип

ПЛ,

ип

С1

С2

tilt

'"■'

] J J \ J

сз

<-7^-

ощ

t t t

Рис. 7.1. Схемы осветительных сетей:

а — линия с сосредоточенной нагрузкой; б — групповая линия с

равномерно распределенной нагрузкой;

— линия с неравномерно

распределенной нагрузкой; г — разветвленная сеть: ОЩ — освети-

тельный щиток, ПЛ — питающая четырехпроводная линия, CI, C2,

G3 — групповые трех-, четырех- и двухпроводные линии

Т 0,4 кВ

-Q>

rui

-4W-

50 м

"~ 30 м| |^

=21ШТ

С2

3 м

СЗ

JJV,

= 12 шт

| J

ОЩ

25 м

T^F^-fl

Рис. 7.2. Схемы осветительной сети к примеру 7.5

М = Р, /, + Р

(/, + /

) +

+ 1

+ /

). (7.17)

Фактическая потеря напряжения в линии при известном сечении

AU=M/(CF). (7.18)

При расчете разветвленной осветительной сети (рис 7.1, г) по

199

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

условию минимума расхода цветного металла

сечение

проводников до

разветвления определяется по приведенному моменту нагрузки М

F= M /(CAU ). (7.19)

пр

доп

7 v

Приведенный момент рассчитывается

по

формуле

пр

= ЪМ + Ъа- т, (7.20)

где ЕМ

—

сумма моментов данного и всех последующих по направ-

лению тока участков с тем же числом проводов линии, что и на

данном участке; Ха

•

т — сумма приведенных моментов участков с

другим числом проводов; а

—

коэффициент приведения моментов,

который принимается по табл. 7.4.

Таблица 7.4

Значения коэффициента приведении моментов а

Линия

Трехфазная с нулем

Двухфазная с нулем

Трехфазная без нуля

Отетление

Однофазное

Двухфазное с нулем

Однофазное

Двухпроводное

Коэффициент

приведения |

моментов

ос

1,85 [

1,39 ;

1,33

1,15

По найденному по (7.19) сечению проводников и собственному

моменту нагрузки по формуле (7.18) вычисляется фактическая поте-

ря напряжения на питающем участке сети

АС/

. Последующие уча-

стки рассчитываются по оставшейся величине потери напряжения

АС/'

= АС/ - АС/ . (7.21)

доп доп пл

v 7

При раздельном расчете питающей и групповой сети

АС/

оп

распре-

деляется между ними приближенно исходя из ожидаемого соотноше-

ния моментов. При проектировании следует стремиться к равномер-

200

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ной загрузке и равенству моментов различных фаз. В трехфазных

сетях с нулевым проводом для получения приблизительного равен-

ства моментов следует присоединять светильники к фазам в порядке

А, В, С, С, В, А, ... , считая от конца линии.

Выбирая для осветительных сетей аппараты защиты, необходимо

отстраивать их от пусковых токов источников света. Для этого дол-

жны обеспечиваться отношения тока аппаратов защиты / и расчет-

ного тока защищаемых линий /

указанные в табл. 7.5.

Таблица 7.5

Минимальные кратности номинальных токов плавких

вставок предохранителей и комбинированных расцепителей

автоматических выключателей по отношению к /

Аппараты

защипы

Плавкие

предохранители

Автэмапические выключапели с

комбинированными расцепитлями

с у справками:

менее 50 А

50 А и более

Опиошение

для ламп

накаливания

1,0

1,4

ДРЛ

1,2

1,4

1,0

ЛЛ

1,0

Выбранные сечения проводников должны соответствовать их ап-

паратам защиты.

Пример 7.5. Выберите сечения алюминиевых проводников

осветительной сети напряжением

220/380

В,

схема которой показана

на

рис 7.2. Питающая линия длиной 50 м выполняется кабелем марки

АВВГ,

проложенным

открыто,

групповые линии CI, C2

и СЗ —

прово-

дами марки

АПВ,

проложенными на

тросе.

Двухпроводная линия О

питает светильники, в которых устанавливаются по две ЛЛ, четырех-

проводные линии

С2 —

светильники

лампами накаливания, а

СЗ —

лампами ДРЛ. Данные групповых линий приведены в табл. 7.6.

201

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Таблица 7.6

Параметры групповых линий

Параметры

линии

Np,

шт

Рном,

Вт

costy

С1

2x80

0,92

Линия

С2

1000

сз \

25 |

1000

0,5

Осветительная сеть питается от трансформатора ТМЗ-1000/10,

имеющего АР

- 10,8 кВт, U = 5,5 %, Р

= 0,85, cos

= 0,8. Условия

окружающей среды нормальные.

Решение. Определяем по (4.28) потерю напряжения в трансфор-

маторе

U =10,8-100/1000=1,08%;

к.а

' ' '

j5j^lM =5,4

= 0,85

•

(1,08

•

0,8 + 5,4

•

0,6) = 3,48 %.

Находим по формуле

(7.12)

допустимую потерю напряжения:

AU = 10 - 3,48 = 6,52%.

Определяем расчетные активные нагрузки линий по условию (7.7),

приняв

линия С1

линия С2

1-1,2

■ 21 •

(2х0,08) = 4,03 кВт;

р2

1-1-12

= 12 кВт;

линия СЗ Р= 1-1,1 10= 11 кВт.

рз '

Для питающей линии

Р =4,03+12+11

= 27,03

кВт.

р.п

Вычисляем собственные моменты линий по формуле (7.14):

линия С1 М=

4,03-[30

+ 3(21 - 1)/2] = 241,8 кВт-м;

линия С2 М= 12-[20 + 6(12 - 1)/2] = 636 кВт-м;

линия СЗ М= 11 [25 + 6(10 - 1)/2] = 572 кВт-м;

линия ПЛ М = 27,03

■

50 = 1351,5 кВт-м.

202

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

По формуле (7.20) определяем приведенный момент нагрузки для

питающей линии:

М = 1351,5 +

1,85-241,8

+ 636 + 572 = 3006,8 кВт-м.

пр ' '

Площадь сечения жил кабеля питающей линии выбираем по фор-

муле (7.19):

F= 3006,8 / (44-6,52) = 10,5 мм

Принимаем F = 16 мм

. Выбираем кабель АВВГ-Зх 16+1x10 с

/ = 60 А.

доп

Выполняем расчет питающей линии по допустимому нагреву. Для

этого найдем средневзвешенное значение коэффициента мощности

нагрузки по (7.11):

cos ф = [0,92

■

4,03 +

1 ■

12 + 0,5

•

11] / [4,03 +12+11] = 0,78.

Вычисляем по (7.8) расчетный ток линии:

27,0з1[4~3-

О,38-0,78).

Так как 60 > 52,7, то выбранное по допустимой потере напряжения

сечение жил кабеля проходит по нагреву расчетным током.

Определяем по выражению (7:18) фактическую потерю напряже-

ния в питающей линии:

= 1351,5 / (44 • 16) = 1,92 %.

Вычисляем оставшуюся величину допустимой потери напряжения,

по которой рассчитываются групповые линии:

АС/'

= 6,52 - 1,92 = 4,6%.

доп

Определяем площадь сечения проводников групповой линии

С1.

По

формуле (7.13):

F= 241,8/(7,4-4,6) = 7,1 мм

Принимаем провода АПВ-2(1х8) с I

оп

= 43 А.

Находим расчетный ток линии по (7.10):

= 4,03/(0,22-0,92) = 19,9 А.

Выбранное сечение удовлетворяет условию нагрева, так как

43 > 19,9.

Для групповой линии С2

F= 636/(44- 4,6) = 3,14 мм

203

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Принимаем провода АПВ-4(1х4) с /

доп

= 28 А.

Расчетный ток линии С2

= /2/(7з-0,38)=

18,3

А,

что меньше / . Следовательно, окончательно принимаем к проклад-

ке провода АПВ-4 (1x4).

Выполняем расчет линии СЗ.

По выражению (7.13):

F = 572 / (44

■

4,6) = 2,83 мм

По допустимой потере напряжения следует принять провода

АПВ-4 (1x3) с / = 22 А.

' доп

К линии

СЗ

подключается

светильников, что создает неодинако-

вую нагрузку

фаз:

двум фазам подключаются по три светильника, а

к третьей —

четыре.

Расчетная нагрузка наиболее загруженной фазы

Р =1-1,1

-4-1

= 4,4 кВт.

Тогда расчетная нагрузка линии

= з • Р

;

р р.н.ф'

Р = 3

•

4,4 = 13,2 кВт.

Расчетный ток линии СЗ

13,2/(4з-0,38-0,5)

= 40,2

А.

Для линии СЗ выбранное по (7.13) сечение проводов не удовлетво-

ряет условию (7.4). По нагреву требуется принять провода АПВ-4

(1x10) с / = 47 А.

' ДОП

7.3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕХОВОЙ СЕТИ

Электрические сети напряжением до 1 кВ, рассчитанные на на-

грев,

проверяются на потерю напряжения, за исключением силовых

сетей, питающихся от встроенных, пристроенных и внутрицеховых

ктп.

Потери напряжения в трансформаторах определяются по выраже-

ниям (4.27) и (4.28), а в линиях электропередачи — по (4.30).

питающем шинопроводе потеря напряжения не должна превы-

шать

1,5—1,8

%. Ее

величина при одинаковых значениях

cos (p

вычис-

ляется по выражению

204

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Swo^i^i,

AU=

—-&■

(г

0ш

■

cos ф + jfo. sintp), (7.22)

ном

где

/. — расчетный ток

длина z'-го участка шинопровода;

г и

0ш

— удельные активное

реактивное сопротивления шинопровода;

п — количество участков, на которых определяются потери напряже-

ния.

При разных значениях коэффициента мощности участков шинопро-

вода

у[3

100-

Гош

Ipi-

•

СО«Ф,-

+Х

0ш

•

Sin ф.

•

U,.

(7.23)

где cos

ф.

— коэффициент мощности нагрузки г'-го участка шинопро-

вода.

В распределительных шинопроводах с равномерной нагрузкой по-

теря напряжения

не

должна быть больше 2—2,5

[32].

При

ее

определении равномерно распределенная нагрузка заменяется сосре-

доточенной нагрузкой той же величины, приложенной

середине рас-

четного участка.

этом случае

431000,51-1

= Р

(

Гош

сощ

Х()ш

Пф

.),

(? 24)

ном

где

/ и /

—

расчетный ток

длина наиболее загруженного плеча

шинопровода.

При проектировании определяется величина напряжения на зажи-

мах наиболее удаленного от ТП электроприемника Е/ по выражению

~^AU

(7.25)

;=/

где Е/

ип

— напряжение на шинах до 1 кВ ТП;

A.U.

— потеря напряже-

ния на /-м участке сети;

— число участков на пути от шин вторич-

ного напряжения ТП до точки,

которой определяется

205