Файл: Выбор системы и вида освещения.docx

11 Выбор сечения проводов и кабелей и расчет защиты осветительной сети
Питание осветительных установок осуществляется от трансформаторной КТП с трансформатором типа ТМГ10-400, имеющими следующие паспортные данные: мощность трансформатора n×S_нт = 2×400 кВА, потери короткого замыкания ΔP_к = 5,5 кВт, напряжение короткого замыкания U_к = 4,5 %.

Трансформаторы работают с коэффициентом мощности нагрузки cos φ_т = 0,86, коэффициент загрузки трансформаторов β_т = 0,88.

Линии С1, С2, С3, С4 – трехфазные, выполнены пятижильными кабелями и прокладываются на тросах под потолочными перекрытиями основного помещения. Линии С5, С6, С7, С8, С9 – однофазные, выполнены трехжильным кабелем, прокладываются скрыто, по стенам – под слоем штукатурки, по потолку – в пустотах строительных перекрытий. Линия П1 трехфазная, выполнена пятижильным кабелем, прокладывается открыто, в кабельном канале в КТП и в трубе в цеху. Питающие линии П2, П3 – трехфазные, выполнены пятижильными кабелями, прокладываются открыто, в коробе.

Для рабочего освещения приняты групповые щитки ЩО1: ПР41-4303-43У4 (3 однополюсных автоматических выключателя типа АЕ2044 и 5 трехполюсных типа АЕ2046) , а также ЩО2: ПР8501-002 (6 однополюсных автоматических выключателя типа ВА51-29). Для МЩО – пункт распределительный осветительный ПР8501-007 (4 трехполюсных автоматических выключателя типа ВА51-31).
11.1 Выбор сечения проводников линии, питающей МЩО

Рассчитаем допустимую потерю напряжения в сети электрического освещения, начиная от КТП и заканчивая зажимами наиболее удаленного светильника. Для этого предварительно вычисляем активную U_а и реактивную U_р составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора:

U_ka = × 100 % = × 100 = 1,375 %

U_kр = = = 4,245 %

Найдем значение sin φ_т:

cos φ_т = 0,86 => arccos 0,86 = 30,7° => sin 30,7° = 0,51.

Определим потери напряжения в трансформаторе:

ΔU_т = β_т × (U

---

_ka × cos φ_т + U_kр × sin φ_т) = 2,97 %

Тогда величина допустимой потери напряжения в сети электрического освещения:

ΔU_доп = U_х – U_л – ΔU_т = 105 – 95 – 2,97 = 7,036 %

где U_х – напряжение холостого хода на вторичной стороне трансформатора = 105 %;

U_л – минимально допустимое напряжение у наиболее удаленной лампы = 95 %.
Определим собственные моменты нагрузок соответствующих линий (рис. 4):

– линия, питающая МЩО (пятижильная):

М_П1 Р_рП1 × L_П1 = 12,35 × 3 = 37,049 кВт×м

– линия, питающая ЩО1 (пятижильная):

М_П2 Р_рП2 × L_П2 = 12,46 × 2 = 24,926 кВт×м

– линия, питающая ЩО2 (пятижильная):

М_П3 Р_рП3 × L_П3 = 0,54 × 82 = 43,997 кВт×м

– линия С1 (пятижильная):

– линия С2 (пятижильная):

– линия С3 (пятижильная):

М₃ = Р₁ × l₁ + Р₂ × (l₁ + l₂) + Р₃ × (l₁ + l₂+ l₃) + Р₄ × (l₁ + l₂+ l₃ + l₄) +

+ Р₅ × (l₁ + l₂+ l₃ + l₄ + l₅) + Р₆ × (l₁ + l₂+ l₃ + l₄ + l₅ + l₆ ) +

+ Р₇ × (l₁ + l₂+ l₃ + l₄ + l₅ + l₆ + l₇) = 0,4 × 24 + 0,4 × (24+ 8,3) +

+ 0,4 × (24 + 8,3 + 8,3) + 0,4 × (24 + 8,3 + 8,3 + 8,3) +

+ 0,4 × (24 + 8,3 + 8,3 + 8,3 + 8,3) + 0,4 × (24 + 8,3+ 8,3 + 8,3 + 8,3 + 8,3) + + 0,4 × (24 + 8,3+ 8,3 + 8,3 + 8,3 + 8,3 + 8,3) = 95,4

– линия С4 (пятижильная):

– линия С5 (трехжильная):

5 × (5 + 1,5 ) = 13,75 кВт×м

– линия С6 (трехжильная):

0,13 × 7 + × 1,5 = 1 кВт×м

– линия С7 (трехжильная):

---

0,324 × 18 + × 3,5 + × 6,5 = 7,452

– линия С8 (трехжильная):

0,194 × 23 + × 4 = 4,86 кВт×м

– линия С8 (трехжильная):

0,194 × 23 + × 4 = 4,86 кВт×м

– линия С9 (трехжильная):

0,342 × 17 + × 1,5 = 6,07 кВт×м
По [4, табл. 12.12] принимаем коэффициент приведения моментов равным α = 1,85.
Для выбора сечения проводников линии, питающей МЩО1, по допустимой потере напряжения определяем ее приведенный момент нагрузки:

М_прП1 = М_П1 + М_П2 + М_П3 + М₁ + М₂ + М₃ + М₄ + α × (m₅ + m₆ + m₇ + m₈ + + m₉) = 37,049 + 24,926 + 43,997 + 102,3 + 97,02 + 95,4 + 139,26 + 1,85 × × (13,75 + + 1 + 7,452 + 4,86 + 6,07) = 601,260 кВт×м
По [4, табл. 12.11] находим коэффициент C_П1 = 48. Далее определяем сечение жил питающего кабеля по формуле:


С учетом [4, табл. 12.6], выбираем подходящее стандартное сечение проводника 2,5 мм². Выбираем кабель АВВГ 5×2,5 и по [4, табл. 12.6] определяем для него при прокладке в воздухе допустимый длительный ток как для трехжильного кабеля с понижающим коэффициентом 0,9 на четвертую жилу:

I_{доп П1} = 0,9 × 19 = 17,1 А

Проверяем выбранный кабель по условию допустимого нагрева, принимая для нормальных условий прокладки K_п = 1.
Принимаем коэффициент мощности осветительной нагрузки для линий С1-С4 cos φ₁ = 0,5; для линий С5-С8 cos φ₂ = 0,92; для линии С9 cos φ₃ = 0,9.
Определим средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузки линии по выражению:

=
= = 0,54
Расчетный ток линии находим по формуле:

---

I_рП1 = = 33,41 А

Так как 33,41 А > 17,1 А, то выбранный по допустимой потере напряжения кабель не удовлетворяет условию нагрева. Выбираем кабель по [4, табл. 12.6] АВВГ 5×10 с I_{доп П1} = 0,9 × 42 = 37,8 А.

Производим расчет фактической потери напряжения в линии, питающей МЩО, по собственному моменту линии:

ΔU_П1 = = = 0,08 %

Таким образом, оставшаяся величина допустимых потерь напряжения:

ΔU’_доп = ΔU_доп – ΔU_П1 = 7,063 – 0,08 = 6,96 %
11.2 Выбор сечений проводников линии, питающей ЩО1

Определяем площадь сечения жилы кабеля линии, питающей ЩО1, по приведенному моменту ее нагрузки:

М_прП2 = М_П2 + М₁ + М₂ + М₃ + М₄ + α × (m₅ + m₆ + m₇) = 24,926 +

+ 102,3 + 97,02 + 95,4 + 139,26 + 1,85 × 13,75 + 1 + 7,452 = 500 кВт×м

По [4, табл. 12.11] находим коэффициент C_П2 = 48. Тогда сечение жилы кабеля линии, питающей ЩО1:


По [4, табл. 12.6], выбираем подходящее стандартное сечение проводника 2,5 мм². Кабель АВВГ 5×2,5 с допустимым током по нагреву как для трехжильного кабеля с понижающим коэффициентом 0,9 на четвертую жилу при прокладке в воздухе:

I_{доп П2} = 0,9 × 19 = 17,1 А
Проверим сечение жил кабеля по допустимому нагреву. Определим расчетный ток линии, предварительно вычислив средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузки линии по выражению:

=
= = 0,52
Расчетный ток линии находим по формуле:

I_рП2 = = 30,7 А

---

Так как 30,7 А > 17,1 А, то выбранный по допустимой потере напряжения кабель не удовлетворяет условию нагрева. Выбираем по [4, табл. 12.6] кабель АВВГ 5×10 с I_{доп П2} = 0,9 × 42 = 37,8 А.

Фактические потери напряжения в линии, питающей ЩО1:

ΔU_П2 = = = 1,04 %

Таким образом, оставшаяся величина допустимой потери напряжения:

ΔU’’_доп = ΔU’_доп – ΔU_П2 = 6,96 – 1,04 = 5,92 %
11.3 Выбор сечений проводников линии, питающей ЩО2

Определяем площадь сечения жилы кабеля линии, питающей ЩО2, по приведенному моменту ее нагрузки:

М_прП3 М_П3 × α × (m₈ + m₉) = 43,997 × 1,85 × (4,86 + 6,07) = 889,64 кВт×м
По [4, табл. 12.11] находим коэффициент C_П3 = 48. Тогда сечение жилы кабеля линии, питающей ЩО2:



По [4, табл. 12.6] выбираем сечение жилы кабеля 4 мм². Кабель АВВГ 5×4 с допустимым током по нагреву как для трехжильного кабеля с понижающим коэффициентом 0,9 на четвертую жилу при прокладке в воздухе:

I_{доп П3} = 0,9 × 27 = 24,3 А
Проверим сечение жил кабеля по допустимому нагреву. Определим расчетный ток линии, предварительно вычислив средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузки линии по выражению:

= = 0,91
Расчетный ток линии находим по формуле:

I_рП3 = = 0,86 А

Выбранный по допустимой потере напряжения кабель удовлетворяет условию нагрева (0,86 А < 24,3 А).

Фактические потери напряжения в линии, питающей ЩО2:

ΔU_П3 = = = 0,23 %

Тогда оставшаяся величина допустимых потерь напряжения:

ΔU’’’_доп = ΔU’_доп – ΔU_П3 = 6,96 – 0,23 = 6,73 %
11.4 Выбор сечений проводников групповых линий

Определяем по [4, табл. 12.11] сечение жил кабеля трехфазной групповой линии С1 с учетом коэффициента С

---