Расчет сечения проводов (кабелей) и выбор аппаратов защиты осветительной сети. Расчетная схема питания осветительной установки

9 РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ (КАБЕЛЕЙ) И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

Электрические сети напряжением до 1 кВ регламентируются ПУЭ по допустимому нагреву проводников и допустимой потере напряжения.

Осветительные сети рассчитываются по допустимой потере напряжения (с учетом минимума расхода проводникового материала) и проверяются по нагреву. Составим расчетную схему (рисунок 9.1) исходя из выбранной схемы питания.

Рисунок 9.1 – Расчетная схема питания осветительной установки

Полная мощность осветительной установки:

S_сум^осв  Р_сум^осв  jQ_сум^осв 15.6665 j9.445821кВА                          (9.1) где Р_сум^осв - активная мощность;

Q_сум^осв - реактивная мощность;

Исходя из данных о трансформаторе, для расчетов принимаем трансформатор ТМЗ

–250/10/0,4

Определим нагрузки на каждом из участков осветительной сети на примере участка ТП – ЩО1. Р

I_р3  ^р0                                                                 (9.4)

U_ф cos Р

I_р4  ^р0                                                                       (9.5)

2U_ф cos Р

I_р5  ^р0                                                                        (9.6)

3U_ф cos

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 Разраб.

Погребецкий

13.12.13

Расчет сечения проводов (кабелей) и выбор аппаратов

защиты осветительной сети

Лит.

Лист

Листов

 Провер.

Ус А.Г.

21

6         

 Реценз.

ГГТУ им. П.О. Сухого гр. ЗЭ-51

 Н. Контр.

 Утверд.

где     I_р2, I_р3, I_р3 – нагрузки соответственно на 3-х, 4-х, 5-х проводных участках сети, А.

U_ф – фазные напряжения.

ТПр ЩО1     SТПр0 ЩО1        18.3562  27.88 А

I                        

                                                                                                3 U_л            3 0.38

Результаты расчета нагрузок осветительной сети инструментального цеха по участкам сводим в таблицу 8.1.

Определим допустимую потерю напряжения

U_доп 105U_min U_т                                                 (9.7) где  U_min=95%U_н – минимальное отклонение напряжения трансформатора;

U_т _т U_акз%сosU_ркз%sin                              (9.8)

S_ф

_т   К_з                                                   (9.9)

Sном.т

U_а  _{ S}^ном^Ркз.т ^_100%                                         (9.10) 

где Р_кз – потери при кз трансформатора.

                                                                                               U_р%  U_кз² U_акз²                                              (9.11)

 где U_кз  5,5% [6, табл.П4];

_т    0,762

Uа   5.5 100 1,206%

 400

U_ркз  4,5² 1,375²  4.285%

U_т  0,931,3750,80774,2850,5893.38%

U_доп 105953.38  6.62%

Лист

22 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Допустимые потери напряжения сведены в таблицу 9.1.

Также сечения проводов и кабелей выбирают из условия момента нагрузки на участке осветительной сети. Приведем расчет на примере участка ТП – ЩО1.

М ^ТПЩО1  L₁₂ Р_р                                                  (9.12) где L₁₂ – длина участка, м;

Р_р – активная мощность, предаваемая по участку ТП – ЩО1, кВт;

Аналогично находим моменты на всех других участках.

Задавшись сечением на участке находим фактическую потерю напряжения:

                                                                                                 фL01 МпрТПЩО1                                                  (9.13)

U           L12

С S

где М _пр^ТПМЩ - приведенный момент на участке ТП – ЩО1, кВт.м;

С – строительный коэффициент [1, стр.348]; S ^L12- сечение проводника на участке, мм².

М_пр  М m_i                                                 (9.14) где  - коэффициент приведения.

Располагаемая  потеря напряжения на последующих участках U_доп^МЩ1:

UдопЩО1  Uдоп UфL01                                           (9.15)

Произведем расчет на примере участка ТП –ЩО1:

М_пр^ТПЩО1 54,83321,161,85(49,843,732537,45486,7)  526,185 кВт м

UфТПМЩ1   1.993%

U_доп^МЩ1  6,621,993 4.627%

Принимаем кабель АВВГ – 6 мм².     

I_д=32 А    U_доп^ЩО1  4,627%

Лист

23 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Произведем расчет на примере участка ЩО1 –N4:

М_пр^ЩО1N4 1,8287522  40,23 кВт·м

UфЩО1N4    0,365%  UдопЩО1  2,842%

Принимаем провод АВВГ – 2,5 мм² I_д=19 А        U_доп^ЩО1  2,842%

Результаты расчета сводим в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 – Результаты расчетных и справочных данных по участкам осветительной сети

Осветительная сеть должна быть во всех случаях защищена от токов короткого замыкания.

Защита от перегрузки требуется:

1.  Для сетей, выполненных открыто проложенными незащищенными изолированными проводами с горючей изоляцией;

2.  Для сетей жилых и общественных зданий, торговых помещений, служебно – бытовых помещений промышленных предприятий, пожароопасных помещений  и взрывоопасных помещений (включая наружные ).

Номинальные токи аппаратов защиты должны быть не менее расчетных токов защищаемых участков  или по возможности близкими  к ним и не должны отключать электроустановку при включении ламп.

Лист

24 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Аппараты защиты устанавливаются:

–  На линиях, отходящих от щитков, щитов и других распределительных устройств;

–  На вводах в здания при питании от отдельно стоящих подстанций и подстанций, не обслуживаемых персоналом потребителя (при ответвлениях к вводам в здания от воздушных линий, защищенных в точках ответвлений на величину тока до 20 А, аппараты защиты могут не применяется;

–  Со стороны высокого и низкого напряжения трансформаторов 12 – 36 кВ;

–  В местах, где происходит понижение сечения линии (здесь допускается аппараты защиты не устанавливать, если аппараты защиты предыдущего участка защищают участок со сниженным  сечением или если незащищенные участки линии или ответвления выполнены проводниками, сечение которых не ниже половины сечения защищенных участков).

Осуществляется защита осветительных сетей аппаратами защиты – плавкими предохранителями или автоматическими выключателями, которые отключают защищаемую электрическую сеть в ненормальных режимах.

Аппараты защиты, защищающие электрическую сеть от КЗ должны обеспечивать отключение аварийного участка с наименьшим временем с соблюдением требований селективности. Для обеспечения селективности защит участков электрической сети номинальные токи аппаратов защиты (ток плавких вставок предохранителей или токи уставок автоматических выключателей) каждого последующего по направлению к источнику питания следует принимать выше не менее чем на две ступени, чем предыдущего, если это не приводит к завышению сечения проводов. Разница не менее чем на одну ступень обязательна при всех случаях.

В качестве аппаратов защиты принимаем линейные выключатели ВА63-29 с тепловыми и комбинированными расцепителями. Затем из табл. 6–5 ( [3], стр.65 ) выбирается тепловой расцепитель.

I_п≥ I_з·К_з ,                                                           (9.1) где К_з – минимально допустимая кратность токов, принимается