3. Расчёт электрических сетей осветительных установок
3.1 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети
В общем случае выбор напряжения электрической сети осветительной установки определяется степенью опасности поражения людей и животных электрическим током в рассматриваемом помещении.
В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В допускают для всех светильников общего назначения независимо от высоты их установки.
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при установке светильников с лампами накаливания на высоте более 2,5 м над полом или обслуживающей площадкой так же допускают напряжение 220 В. При высоте подвеса меньше 2,5 м должны применять светильники, конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений, либо напряжение должно быть не выше 42 В. Разрешается установка светильников с люминесцентными лампами на высоте менее 2,5 при условии, что их контактные части будут недоступны для случайных прикосновений.
Светильники местного стационарного освещения с лампами накаливания в помещениях без повышенной опасности должны питаться напряжением 220 В, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 42 В. Для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных также должно применяться напряжение не выше 42 В. При этом применяют трансформаторы типа ОСОВ-0.25 и ТСЗИ.
В случаях, если опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленными поверхностями, питание переносных светильников должно быть не выше 12 В.
Наиболее часто для питания электрического освещения в сельскохозяйственном производстве применяют систему трехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Источники света при этом подключают, как правило, на фазное напряжение. Газоразрядные лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДКсТ и др.), рассчитанные на напряжение 380 В, допускается подключать на линейное напряжение 380 В системы 380/220 В.
Осветительные и облучательные сети, прокладываемые от источников питания до потребителей, состоят из групповых и пи тающих линий. Групповые линии прокладывают от групповых щитков до светильников или облучателей и штепсельных розеток. К питающим линиям относят участки сети от источника питания до групповых щитков.
Питающие линии обычно выполняют пятипроводными (трёхфазными), а групповые - трех - и четырёхпроводными в зависимости от нагрузки и длинны.
Питающие линии могут быть магистральными, радиальными или радиально-магистральными. Наиболее широкое распространение на сельскохозяйственных предприятиях нашли радиально-магистральные схемы.
Схемы питания осветительной или облучательной установки выбирают по следующим условиям: надёжность электроснабжения, экономичность (минимальные капитальные и эксплуатационные затраты), удобство в управлении и простота эксплуатации.
Радиальные сети по сравнению с магистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режима при неисправности в питающих сетях, но большую общую протяжённость. Необходимость применения радиальной сети может быть также вызвана условиями взаимной планировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трасса магистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.
Применение чисто магистральной сети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвления линии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить как магистральные, так и радиальные групповые линии.
При планировке сети возможны различные варианты её выполнения, даже в пределах одной радиально магистральной системы. Когда применение одного варианта не очевидно, тогда необходимо прибегать к технико-экономическому сопоставлению вариантов.
Помещения относится к помещениям без повышенной опасности. ПУЭ в этом случае допускает применение напряжения 220В. При этом конструкция светильника должна исключать доступ к лампе без специальных приспособлений (для светильников с лампами накаливания) и случайное прикосновение к контактным частям (для светильников с люминесцентными лампами).
3.2 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети
Количество групповых щитков осветительной установки определяют, исходя из размеров здания и рекомендуемой протяжённости групповых линий. Принимают длину четырехпроводных трехфазных групповых линий напряжением 380/220В равной 80 м, напряжением - 220/127 В - 60 м и, соответственно, двухпроводных однофазных - равной 35 м и 25 м. Однофазные групповые линии целесообразно применять в небольших конторах, а также в средних помещениях при установке в них светильников с лампами накаливания мощностью до 200 Вт и с люминесцентными лампами. Применение трехфазных групповых линий экономично в больших помещениях (птичниках, коровниках и т.д.), освещаемых как лампами накаливания, так и газоразрядными лампами.
Ориентировочное количество групповых щитков можно определить по формуле:
(3.1)
где nщ - рекомендуемое количество групповых щитков, шт.;
А, В - длина и ширина здания, м;
r - рекомендуемая протяженность групповой линии, м.
Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки, координаты которого
; (3.2)
где хц, уц - координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;
Рi - мощность i-й электрической нагрузки, кВт;
хi, уi - координаты i-й электрической нагрузки в координатных осях х, у;
При выборе мест установки групповых осветительных щитков учитывают также и то, что групповые щитки, предназначенные для управления источниками оптического излучения, устанавливают в местах, удобных для обслуживания: проходах, коридорax и на лестничных клетках. Щитки, имеющие отключающие аппараты, устанавливают на доступной для обслуживания высоте (1,8...2,0 м от пола).
При компоновке внутренних сетей светильники объединяют в группы так, чтобы на одну фазу группы приходилось не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРН, ДНаТ и розеток или 50 люминесцентных ламп.
Осветительные щитки выбирают в зависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а также по условиям среды, в которых они будут работать. В зависимости от условий среды в помещениях применяют групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением. Щитки защищенные с уплотнением предназначены для установки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды. Большое значение имеет также выбор трассы сети, которая должна быть не только кратчайшей, но и наиболее удобной для монтажа и обслуживания. Прокладка сети по геометрически кратчайшим трассам практически невозможна или нецелесообразна по причинам конструктивного и технологического характера.
Трассу открытой проводки, как по конструктивным, так и по эстетическим соображениям намечают параллельно и перпендикулярно основным плоскостям помещений.
Только при скрытой проводке на горизонтальных плоскостях можно применять прямолинейную трассировку между фиксированными точками сети.
Выбранные трассы питающих и групповых линий, места установки групповых щитков, светильников, выключателей и розеток наносят на план помещения согласно условным обозначениям, принятым в ГОСТ 21.608 - 84 и ГОСТ 2.754 - 72.
В соответствии с результатами светотехнического расчёта вычерчиваем план здания (формат А1). Наносим на него в виде условных обозначений светильники (ряды светильников). Принимаем щиток с трехфазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r = 80 м.
Вычисляем требуемое количество групповых щитков по формуле (3.1):
Принимаем один щиток. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки. Исходя из количества светильников и мощности ламп, в каждом помещении определяем установленную мощность по формуле
Рi = Ni ·nci ·Pлi (3.3)
Р1=19·1·0,036=0,684 кВт, Р7 =2·1·0,1=0,2 кВт,
Р2=11·1·0,036=0,396 кВт, Р8=2·1·0,04=0,08 кВт,
Р3=17·1·0,036=0,612 кВт, Р9 =1·1·0,04=0,04 кВт,
Р4 (1) =1·1·0,075=0,075 кВт, Р10=2·2·0,036=0,144 кВт,
Р4 (2) =1·2·0,06=0,06 кВт, Р11 = 1·1·0,1=0,1 кВт,
Р4 (3) = 1·1·0,06=0,06 кВт, Р12 = 2·2·0,036=0,144 кВт,
Р5 =2·1·0,04=0,08 кВт, Р13= 1·1·0,06=0,06 кВт
Р6 =2·1·0,036=0,072 кВт, Р14 =8·1·0,036=0,288 кВт,
Приняв, что нагрузка каждого помещения сосредоточена в центре, и построив оси координат, определим координаты центров всех помещений, считая левый нижний угол началом координат. Данные сводим в таблицу 5.
Таблица 5 - определение координат центра нагрузок
|
№ по плану и наименование помещения |
Руст, кВт |
Х, м |
У, м |
|
|
1 Помещение для опоросов |
0,684 |
31,7 |
13,5 |
|
|
2 Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок |
0,396 |
59,3 |
9 |
|
|
3 Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков |
0,612 |
32,6 |
4,5 |
|
|
4 Тамбур |
0,075 0,06 0,06 |
50,3 71,1 71,1 |
1,6 13,3 4,7 |
|
|
5 Инвентарная |
0,08 |
68,9 |
9 |
|
|
6 Помещение теплового узла |
0,072 |
68,9 |
16,2 |
|
|
7 Электрощитовая |
0,2 |
70,2 |
1,6 |
|
|
8 Машинное отделение с навозосборником |
0,08 |
9,5 |
16,2 |
|
|
9 Приточная венткамера |
0,04 |
10,9 |
1,6 |
|
|
10 Вспомогательное помещение |
0,144 |
8,6 |
9 |
|
|
11 Площадка для взвешивания |
0,1 |
11,3 |
9,4 |
|
|
12 Служебное помещение |
0,144 |
3,6 |
1,6 |
|
|
13 Санузел |
0,06 |
7,7 |
1,6 |
|
|
14 Коридор |
0,288 |
3,4 |
10,8 |
|
