Принципы построения схем электроснабжения осветительных установок

Лекция 8.

Принципы построения схем электроснабжения осветительных установок.

Электрическая часть расчета осветительной установки включает в себя решение следующих основных вопросов:

1. Выбор схемы питания осветительной установки.

2. Выбор напряжения.

3. Определение мест расположения групповых щитков и трассы сети.

4. Определение мер защиты от поражения электрическим током.

5. Расчет электрической сети.

Расчет электрических осветительных сетей имеет целью определение сечений проводников, обеспечивающих:

• необходимые напряжения на источниках света;

• допустимые плотности тока, не вызывающие перегрева токоведущих жил проводов;

• необходимую механическую прочность сети.

Основным является расчет сети по величине расчетных потерь напряжения.

Расчеты выполняются в следующем порядке:

1. Определение расчетных нагрузок питающей и групповой линий.

Расчетная нагрузка осветительной установки равна:

(8.1)

где К_с – коэффициент спроса;

      К_ПРА – коэффициент, учитывающий потери в ПРА (для газоразрядных ламп);

     К_с = 1 – для мелких производственных зданий, для групповых сетей и для всех звеньев сети аварийного освещения;

   К_с = 0,95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов;

   К_с = 0,8 – для производственных зданий, состоящих из большого числа помещений;

К_ПРА = 1,05 – для ламп ДРЛ и ДРИ при Р_Н 400 Вт;

К_ПРА = 1,1 – для ламп ДРЛ и ДРИ при Р_Н ≤ 400 Вт;

К_ПРА = 1,2 – для ЛЛ в стартерных схемах включения;

К_ПРА = 1,3 ÷ 1,35 – для ЛЛ в бесстартерных схемах.

2. Выбор сечений проводников по механической прочности.

Наименьшие допустимые сечения проводников по механической прочности указаны в ПУЭ.

При тросовых проводках в зависимости от нагрузки стальные тросы следует принимать диаметром 1,95 ÷ 6,5 мм, катанку диаметром – 5,5 ÷ 8 мм.

3. Выбор сечения проводников по нагреву.

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока I, величина которого определяется по формулам:

- для трехфазной сети, с нулем и без нуля, при равномерной нагрузке фаз

(8.2)

- для двухфазной сети с нулем, при равномерной нагрузке фаз

(8.3)

- для двухпроводной сети

(8.4)

где Р – активная мощность нагрузки одной, двух или трех фаз, кВт;

cosφ – коэффициент мощности нагрузки;

U_л,U_ф,U_н – соответственно линейное, фазное, номинальное напряжение

сети, В.

Условие выбора сечений токопроводов при нормальных условиях площадки записывается так

Iд ≥ I (8.5)

где I_д – принимается для выбранного токопровода в зависимости от

условий прокладки;

Значения I_д для проводов с алюминиевыми жилами приведены в справочных данных.

По условию нагрева, т.е. по формуле (8.5), производится выбор сечений питающей и групповой линий.

4. Расчет осветительной сети по потере напряжения.

Допустимые потери напряжения в осветительной сети ∆U_д в зависимости от мощности трансформатора S_н, коэффициента загрузки трансформатора К_загр. и коэффициента мощности нагрузки cosφ.

Потеря напряжения на каждом участке осветительной сети может быть определена по формуле:

(8.6)

где: М – момент нагрузки;

        С – коэффициент, зависящий от напряжения и материала проводников;

       s – сечение проводника, мм², выбранное по условию нагрева в разделе 3.

Потери напряжения на всех участках сети (от шин низкого напряжения трансформатора до самого удаленного светильника) суммируются и сравниваются с величиной ∆U_д.

Значения коэффициента С приведены в справочных данных.

Рассчитываем момент нагрузки питающей сети, Вт

М_пит = Р_пит ∙ l_аб , (8.7)

где Р_пит – нагрузка питающей линии, определяемая по формуле (8.1).

Зная сечение питающей линии и М_пит, по справочным данным находим потерю напряжения в питающей линии ∆U_пит.

Аналогичные расчеты производим для групповой линии:

М_гр = Р _гр ∙ (l_гр + L_вг/2) (8.8)

L₁

а) М = Р · L₁

р

L₁ L₂ L₃

б) М = Р₁ L₁ +Р₂(L₁ + L₂) + P₃(L₁+ L₂ + L₃) = L₁ (P₁+P₂+P₃) + L₂ (P₁+P₂) + L₃ Р₃,

P1 P2 P3

L₀ L

в) М = Р_∑ (L₀+L/2)

P_∑

Рисунок 8.1 - Определение моментов нагрузки

По справочным данным находим ∆U_гр (в зависимости от М_гр и сечения групповой линии).

Условие проверки сети на потерю напряжения записывается так:

∆U_д ≥ ∆U_пит + ∆U_гр (8.9)

Значение ∆U_гр определяется для линии, наиболее удаленной от группового щитка.