Так как управление освещением производственных участков производится, как правило, автоматическими выключателями в групповом щитке, то необходимо питать ИС каждого участка по отдельным групповым линиям с учетом рекомендаций ПУЭ.
Этапы проектирования электрической части ОУ:
3.2.1 Выбор напряжения и источника питания ОУ
3.2.2 Выбор схемы питания ОУ
3.2.3 Выбор магистральных и групповых щитков
3.2.4 Выбор способов прокладки и марок проводников осветительных линий
3.2.5 Выбор сечений линий осветительной сети
3.2.6 Защита осветительных линий
При проектировании внутрицехового электроснабжения этапы проектирования электрической части ОУ производятся одновременно с выбором силового электрооборудования и сечений силовых линий.
На выбор уровня напряжения для питания осветительных приборов влияют:
а) класс помещения по опасности поражения электрическим током;
б) класс электротехнического оборудования по способу защиты от поражения электрическим током (класс 0 – защита обеспечивается только основной изоляцией; класс I – защита обеспечивается основной изоляцией с использованием защитного заземления; класс II – защита обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции; класс III – использование безопасного сверхнизкого напряжения);
в) наличие устройства защитного отключения (УЗО);
г) высота установки светильников.
Согласно ПУЭ для питания осветительных приборов общего внутреннего освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220 В переменного или постоянного тока. В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В может применяться для всех стационарно установленных светильников вне зависимости от высоты их установки.
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при высоте установки светильников общего освещения над полом или площадкой обслуживания менее 2,5 м применение светильников класса защиты 0 запрещается, необходимо применять светильники класса защиты II или III. Допускается использование светильников класса защиты I, в этом случае цепь должна быть защищена УЗО с током срабатывания до 30 мА.
Для питания светильников общего освещения может использоваться напряжение 380 В при соблюдении определенных условий, но лампы, выпускаемые на Uн = 380 В имеют большую единичную мощность (более 2 кВт), поэтому для внутреннего освещения практически не используются.
Питание электрического освещения, как правило, производится от общих для осветительной и силовой нагрузки цеховых трансформаторов с напряжением на низкой стороне 400 / 230 В (напряжение сети 380 / 220 В).
При большой плотности осветительной нагрузки может быть экономически целесообразна установка самостоятельных осветительных трансформаторов. В некоторых случаях применение осветительных трансформаторов необходимо:
1) если в цехе не менее 30 % от установленной мощности составляют силовые электроприемники, работа которых вызывает резкие колебания напряжения в сети (сварочное оборудование, электродуговые печи), что не позволяет обеспечить требуемое качество напряжения у ламп;
2) если номинальное напряжение силовых электроприемников 660 В, следовательно, низкое напряжение цеховых трансформаторов 690 / 400 В, а для питания ИС внутреннего освещения требуется напряжение 220 В. В этом случае должен производиться технико-экономический обоснованный выбор осветительных трансформаторов от сети высокого напряжения 10 (6) кВ или от шин цеховых трансформаторов 0,69 кВ.
Мощность осветительного трансформатора выбирается по условию:
Sнт ≥ Sроу = , кВА (11)
где Sнт – номинальная мощность трансформатора (25, 40, 63, 100, 160, 250), кВА; Sроу – полная расчетная осветительная нагрузка цеха, кВА; Рроу – активная расчетная мощность ОУ цеха, определенная по формуле (10)
сosφср – средневзвешенный коэффициент мощности ИС
сosφср = ,(12)
где Рр1, Рр2… Ррi – расчетные нагрузки однотипных ламп, имеющих одинаковый Cosφ, кВт; сosφ1, сosφ2… сosφi – коэффициенты мощности ламп; сosφ для ЛН равен 1,0; для ЛЛ – 0,9; для разрядных ламп высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) – без компенсации реактивной мощности – 0,5, с компенсацией – 0,9.
На выбор схемы питания осветительных установок влияют следующие факторы:
1) мощность осветительной нагрузки;
2) вид аварийного освещения;
3) наличие трансформаторной подстанции в здании цеха;
4) наличие естественного освещения в помещениях цеха
При выборе схемы необходимо учесть требования и рекомендации ПУЭ по раздельности питания светильников рабочего освещения и светильников аварийного освещения:
1) Светильники рабочего освещения и светильники освещения безопасности в производственных и общественных зданиях и на открытых пространствах должны питаться от независимых источников.
2) Светильники и световые указатели эвакуационного освещения в производственных зданиях с естественным освещением и в общественных и жилых зданиях должны быть присоединены к сети, не связанной с сетью рабочего освещения, начиная от щита подстанции (распределительного пункта освещения) или, при наличии только одного ввода, начиная от вводного распределительного устройства.
3) Питание светильников и световых указателей эвакуационного освещения в производственных зданиях без естественного освещения следует выполнять аналогично питанию светильников освещения безопасности (пункт 1).
В производственных зданиях без естественного света в помещениях, где может одновременно находиться 20 человек и более, независимо от наличия освещения безопасности должно предусматриваться эвакуационное освещение по основным проходам и световые указатели «выход», автоматически переключаемые при прекращении их питания на третий независимый внешний или местный источник (аккумуляторная батарея, дизель-генераторная установка и т. п.), не используемый в нормальном режиме для питания рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения, или светильники эвакуационного освещения и указатели «выход» должны иметь автономный источник питания.
4) Применение для рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения общих групповых щитков не допускается.
Разрешается питание освещения безопасности и эвакуационного освещения от общих щитков.
5) Рабочее освещение, освещение безопасности и эвакуационное освещение допускается питать от общих линий с электросиловыми установками или от силовых распределительных пунктов.
6) Использование сетей, питающих силовые электроприемники, для питания освещения безопасности и эвакуационного освещения в производственных зданиях без естественного освещения не допускается. На рис. 2-8 приведены наиболее характерные схемы питания освещения производственных зданий.
В схемах, приведенных на рис. 2-6, используются магистральные щитки с целью увеличения осветительной нагрузки и возможности ее питания от шин РУНН КТП, где установлены мощные автоматические выключатели (минимальное значение номинального тока теплового расцепителя, как правило, составляет 100 А). Возможно непосредственное подключение групповых щитков к шинам КТП, если использовать либо последовательное включение с АВ в КТП автоматических выключателей, характеристики которых соответствуют пропускной способности питающей осветительной линии, либо применять в КТП АВ серии ВА 88, выбирая для подключения осветительной нагрузки АВ типа ВА 88-32, имеющий Iнтр = 16 А и высокую отключающую способность (40 кА).
Рис. 2. Схемы питания рабочего и аварийного освещения безопасности и эвакуационного от КТП: а – от двух однотрансформаторных КТП; б – от одной двухтрансформаторной КТП; 1 – КТП; 2 – магистральный щиток (пункт); 3 – групповой щиток рабочего освещения; 4 – групповой щиток аварийного освещения; 5 – линия питающей сети рабочего освещения; 6 – линия питающей сети аварийного освещения; 7 – питание рабочего освещения других участков здания или силовых потребителей
Рис. 3. Схема питания рабочего и эвакуационного освещения от однотрансформаторной КТП: 1 – КТП; 2 – магистральный щиток (пункт); 3 – групповой щиток рабочего освещения; 4 – групповой щиток эвакуационного освещения; 5 – линия питающей сети рабочего освещения; 6 – линия питающей сети эвакуационного освещения
Рис. 4. Схема питания рабочего и аварийного (безопасности и эвакуационного) освещения от двух магистральных шинопроводов: 1 – КТП; 2 – магистральный шинопровод; 3 – автоматический выключатель, устойчивый к току короткого замыкания; 4 – магистральный щиток (пункт); 5 – групповой щиток рабочего освещения; 6 – групповой щиток аварийного освещения; 7 – линия питающей сети рабочего освещения; 8 – линия питающей сети аварийного освещения; 9 – питание рабочего освещения других участков здания или силовых потребителей
Рис. 5. Схема перекрестного питания рабочего и аварийного (безопасности и эвакуационного) освещения: 1 – КТП; 2 – магистральный щиток; 3 – групповой щиток рабочего освещения; 4 – групповой щиток аварийного освещения; 5 – линия питающей сети рабочего освещения; 6 – линия питающей сети аварийного освещения
Рис. 6. Схема питания рабочего и эвакуационного освещения от одного магистрального шинопровода: 1 – КТП; 2 – магистральный шинопровод; 3 – автоматический выключатель, устойчивый к току короткого замыкания; 4 – магистральный щиток (пункт); 5 – групповой щиток рабочего освещения; 6 – групповой щиток эвакуационного освещения; 7 – линия питающей сети рабочего освещения; 8 – линия питающей сети эвакуационного освещения
Рис. 7. Схемы питания освещения безопасности и эвакуационного от силовой сети: а и б – ответвления от силовой сети; в – от силового распределительного пункта; 1– линия силовой питающей сети; 2 – силовой распределительный пункт; 3 – автоматический выключатель; 4 – линия к светильникам аварийного освещения; 5 – групповой щиток аварийного освещения; 6 – линия питающей сети аварийного освещения
Рис. 8. Схемы питания освещения от вводов в здания: а – питание светильников непосредственно от вводного устройства; б – питание от вводного устройства одного щитка; в – то же нескольких щитков рабочего или аварийного освещения; г – питание от вводно-распределительного устройства щитков рабочего и эвакуационного освещения; 1 – ввод в здание кабельной или воздушной линии; 2 – вводное устройство; 3 – вводно-распределительное устройство; 4 – групповой щиток рабочего или аварийного освещения; 5 – групповой щиток рабочего освещения; 6 – групповой щиток эвакуационного освещения; 7 – светильник рабочего или аварийного освещения
При использовании схем БТМ (блок «трансформатор – магистраль») возможны два варианта питания осветительной нагрузки: отпайкой до вводного автоматического выключателя (рис. 4) или от начала магистрального шинопровода с целью уменьшения потерь напряжения (рис. 6). С учетом рекомендаций ПУЭ для питания рабочего освещения при незначительной осветительной нагрузке возможно использование схем, представленных на рис. 7.
При отсутствии собственных КТП в здании цеха используются схемы питания освещения от вводов в здание, представленные на рис. 8.
В качестве магистральных и групповых щитков можно выбирать типовые щитки, которые комплектуются некоторыми типами АВ в определенном количестве, или корпуса для электрощитового электрооборудования (щиты распределительные), имеющие DIN-рейки для установки соответствующего количества автоматических выключателей любого типа из серии ВА.
Щиты распределительные подразделяются на встраиваемые (в нишу) и навесные (настенные)и имеют степень защиты IP30. В щитах можно разместить 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 или 72 модуля (однополюсных АВ). Вместо трех однополюсных АВ можно разместить в щите один трехполюсный автоматический выключатель.
Пример маркировки распределительного щита:
ЩРН – 18 М (3)
Щ – щит
Р – распределительный
Н (В) – навесной (встраиваемый в нишу)
18 – максимальное количество модулей, которые может разместить в щите данного типа
М – модернизированный
З – с замком
Типовые щитки выбирают по следующим условиям:
1) по степени защиты от воздействия окружающей среды;
2) по количеству отходящих линий;
3) по типу АВ в отходящих линиях (одно, двух, трех или четырехполюсные);
4) по номинальному току ввода.
Типовые щитки имеют либо коммутационные аппараты на вводе (автоматические или пакетные выключатели), либо зажимы для подключения питающей линии (глухое присоединение). По желанию заказчика некоторые типовые щитки могут комплектоваться УЗО (противопожарного назначения или для защиты от поражения электрическим током). При использовании УЗО для отходящих линий следует выбирать двухполюсные АВ для однофазных линий и четырехполюсные – для трехфазных. Данные по некоторым типам щитков приведены в прил. 17.
С целью уменьшения длины осветительных линий и обеспечения у наиболее удаленных ИС требуемые уровни напряжения следует размещать щитки в центре электрических нагрузок, в местах, удобных и доступных для обслуживания.
В производственных участках групповые линии следует прокладывать открыто по строительным конструкциям. Питающие и распределительные линии в случае совпадения трасс можно прокладывать совместно с силовыми линиями по специальным конструкциям (в кабельных каналах, на лотках, в коробах и т. д.) или открыто по строительным конструкциям. Во вспомогательных помещениях осветительные линии прокладывают скрыто (в каналах строительных конструкций, в трубах под слоем штукатурки) или открыто в мини-кабельных каналах (легранах). При этом совместная прокладка проводов и кабелей групповых линий рабочего освещения с групповыми линиями освещения безопасности и эвакуационного освещения не рекомендуется.
Для групповых линий следует применять кабели и провода с медными жилами. Питающие и распределительные линии, как правило, должны выполняться кабелями с алюминиевыми жилами, если их расчетное сечение равно 16 мм2 и более. Для осветительной сети следует выбирать небронированные кабели с пластмассовой изоляцией: поливинилхлоридной (ВВГ, АВВГ, ВВГнг-LS, АВВГнг-LS), из сшитого полиэтилена (АПвВГ, ПвВГ, АПвВГнг, ПвВГнг) или с резиновой изоляцией (ВРГ, АВРГ, НРГ, АНРГ). Для групповых линий вспомогательных помещений допускается использовать специальный плоский трехжильный провод с двойной изоляцией – ПУНП (жилы медные сечением 1,5 и 2,5 мм2).
Однофазные групповые линии должны быть трехпроводными, трехфазные – пятипроводными. Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.
Питающие и распределительные линии могут иметь как четырех, так и пятипроводное исполнение.
Сечения линий выбираются по допустимому нагреву от длительно протекающего тока нагрузки и проверяются по потере напряжения и на соответствие выбранному аппарату защиты.
3.2.5.1 Выбор сечений по допустимому нагреву
Условие выбора:
Iр ≤ Iq (13)
где Iр – рабочий (расчетный) ток линии, А; Iq – длительно допустимый ток для выбранной марки проводника, А.
Расчетный ток для однофазной групповой линии определяется по формуле:
Iр = , А (14)
где Рр – расчетная мощность групповой линии, кВт, определяемая по формуле (8); cosφср – средневзвешенный коэффициент мощности, определяемый по формуле (12).
В трехфазных групповых линиях ИС распределяются по фазам согласно следующим рекомендациям:
1) при однорядном расположении светильников
– для одиночных светильников: А – В – С – А – В – С
– для сдвоенных светильников: АВ – СА – ВС – АВ – СА – ВС
2) при двух и более рядах светильников:
– для одиночных светильников:
первый ряд (и все нечетные) А – В С – А – В – С
второй ряд (и все четные) В – С – А – В – С – А
– для сдвоенных светильников:
первый ряд (и все нечетные) АВ – СА – ВС – АВ – СА – ВС
второй ряд (и все четные) ВС – АВ – СА – ВС – АВ – СА
При выборе рекомендуемого способа фазировки не нужно рассчитывать коэффициент пульсаций освещенности (Кп). При выборе любого другого способа фазировки такой расчет необходим.
Затем определяется расчетная мощность каждой фазы по формуле (8).
Расчетный ток определяется по формулам:
– для линий с одинаковой нагрузкой фаз по формуле (14), в которой Рр – расчетная мощность одной фазы групповой линии, кВт;
– для линии с различной нагрузкой фаз
Iр = , А (15)
где Рр max – расчетная мощность максимально загруженной фазы, кВт.
При использовании однофазных групповых линий для выбора сечения питающей (распределительной) линии по допустимому нагреву необходимо:
а) распределить однофазные групповые линии по фазам питающей, обеспечивая минимальную неравномерность загрузки фаз (нагрузку фаз определить суммированием расчетных мощностей групповых линий, запитанных от фазы);
б) определить расчетный ток самой загруженной фазы питающей линии по формуле (15);
в) выбрать сечение питающей (распределительной) линии по условию (13).
При трехфазных групповых линиях для выбора сечения питающей линии определить нагрузку фаз по формулам:
РРА = Ргр.1А + Ргр.2А + … + Ргр.nА, кВт
РРВ = Ргр.1В + Ргр.2В + … + Ргр.nВ, кВт (16)
РРС = Ргр.1С + Ргр.2С + … + Ргр.nС, кВт
где Ргр.1А, Ргр.2А, Ргр.nА и т. д. – расчетные мощности соответствующих фаз групповых линий.
Далее выполнить пункты б) и в).
Для распределительных и питающих линий расчетную мощность необходимо определять с учетом коэффициента спроса:
Рр = Кс (Ру + Δ РПРА), кВт (17)
где Кс принимается равным 1 при питании по линии одного щитка; при большем числе щитков Кс = 0,9 ÷ 0,95.
По условию (13) выбираются сечения фазных проводников. Сечения нулевых проводников выбираются согласно ПУЭ.
Сечение нулевых рабочих проводников (N) трехфазных питающих, распределительных и групповых линий с газоразрядными лампами при одновременном отключении всех фазных проводов линии должно выбираться:
– для участков сети, по которым протекает ток от ламп с компенсированными пускорегулирующими аппаратами, равный фазному независимо от сечения;
– для участков сети, по которым протекает ток от ламп с некомпенсированными ПРА, равным фазному при сечении фазных проводников менее или равному 16 мм2 для медных и 25 мм2 для алюминиевых проводников, и не менее 50 % сечения фазных проводников при больших сечениях, но не менее 16 мм2 для медных и 25 мм2 для алюминиевых проводников.
Сечение нулевых защитных проводников (РЕ) должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм2, 16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2 и 50 % сечения фазных проводников при больших сечениях. Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не мене 2,5 мм2 – при наличии механической защиты и 4 мм2 – при ее отсутствии.
Сечение PEN-проводников (совмещены функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника) должно быть не менее сечения N-проводников и не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
