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 блока 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 380/220 В 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:
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
;
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 мот 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 однофазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r = 74 м.
Вычисляем требуемое количество групповых щитков по формуле:
Принимаем два щитка. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки.
Для определения места установки щитка рассчитываем координаты центра электрической нагрузки.
Где хц, уц-координаты центра эл нагрузок в координатных осях х, у
Рi-мощность i-ой элекрической нагрузки, кВт.
Хi, Уi - координаты электрической нагрузки, сведены в таблице 5.
Хц=192.51\5.28=36.5 м
Уц=48,31\5,28=9,1 м
Данные сводим в таблицу 5.
Таблица 5 - определение координат центра нагрузок
|
№ по плану и наименование помещения |
Размеры |
Хi, м |
Уi, м |
Р, кВт |
Рi*Хi |
Рi*Уi |
|
1 Отделение на 1840 голов поросят-отъемышей |
31*18*2,58 |
54 |
9 |
1,8 |
97,2 |
16,2 |
|
18*15*2,58 |
25 |
9 |
1 |
25 |
9 |
|
|
2 Отделение на 270 голов ремонтного молодняка |
18*11*2,58 |
12 |
9 |
0,6 |
7,2 |
5,4 |
|
3 Кормоприемное отделение |
6,8*3,5*2,58 |
1,5 |
14 |
0,16 |
0,24 |
2,24 |
|
4,2*3,5*2,58 |
1,5 |
2 |
0,08 |
0,12 |
0,16 |
|
|
4 Вентиляционная камера |
6,4*4,5*2,58 |
34,5 |
9 |
0,08 |
8,28 |
2,16 |
|
5 Вентиляционная камера с тепловым узлом |
7*4,5*2,58 |
2 |
7,5 |
0,16 |
0,32 |
1,2 |
|
6 Помещение для обслуживающего персонала |
4,5*4*2,58 |
35 |
16 |
0,04 |
1,4 |
0,64 |
|
7 Электрощитовая |
4,5*4*2,58 |
34,5 |
2 |
0,08 |
1,38 |
0,08 |
|
8 Уборная |
3,6*5*2,58 |
68 |
11,5 |
0,12 |
8,16 |
1,38 |
|
9 Инвентарная, вентиляторная |
3,2*5*2,58 |
68 |
8,5 |
0,08 |
5,44 |
0,68 |
|
10Тамбур |
5*5*2,58 |
68 |
18 |
0,16 |
10,88 |
2,88 |
|
6,2*5*2,58 |
68 |
3,5 |
0,16 |
10,88 |
0,56 |
|
|
4,5*2,5*2,58 |
38 |
2 |
0,08 |
3,04 |
0,16 |
|
|
4,5*2,5*2,58 |
38 |
16 |
0,08 |
3,04 |
1,28 |
|
|
11 коридор |
10*2*2,58 |
5,5 |
9 |
0,225 |
1,23 |
2,025 |
|
10*2*2,58 |
38 |
9 |
0,225 |
8,55 |
2,025 |
|
|
12 Кладовая |
3*2,6*2,58 |
5 |
2 |
0,015 |
0,075 |
0,03 |
|
3*2,6*2,58 |
5 |
14 |
0,015 |
0,075 |
0,21 |
|
|
|
|
|
|
55,28 |
192,51 |
548,31 |
