Выбор сечения проводов, кабелей, расчёт защиты осветительной сети

Выбор сечения проводов и кабелей выбирается по трем условиям:

• 1. По механической прочности;
• 2. По току нагрева;
• 3. По допустимой потере напряжения.

Условием механической прочности заключается в том, что сечение жил с медными проводами должно быть не менее 1.5 мм², а сечение жил с алюминиевыми проводами не менее 2.5 мм².

Условие по току нагрева заключается в том, что допустимый ток проводов и кабелей должен быть больше чем расчетный ток протекающий по этому проводу или кабелю:

I_{доп.пров} I_расч (4).

Располагаемая потеря напряжения в осветительной сети, т. е. потеря напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду, определяется по формуле:

ДUр=105-Uмин-ДUт (5).

где 105-напряжение холостого хода на вторичной стороне трансформатора, %; Uминнаименьшее напряжение, допускаемая на зажимах источника света, % (принимается равным 95%); ДUтпотери напряжения в силовом трансформаторе, приведенные ко вторичному номинальному напряжению и зависящее от мощности трансформатора, его загрузки в и коэффициента мощности нагрузки, %.

Потери напряжения в трансформаторе можно определить по таблице 3.2 [1]:

ДUт=3,86.

Рассчитаем потерю напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду:

ДUр=105−95−3,86*cosц=6,989%.

Потери напряжения при заданном сечении проводов можно определить по выражению:

ДU=M/(CхS) (6).

где Ммомент нагрузки, кВт*м; Скоэффициент, зависящий от материала провода и напряжения сети определяющийся по табл. 3.4 [1], для медных проводов системы напряжения трехфазная с нулем (медь) С=72.4, С=44 — алюминий, для однофазная с нулем С=12.1(медь); Sсечение провода, мм².

Установленную мощность можно найти, просуммировав паспортные мощности всех ламп в группе:

Р_уст=P_ном (7).

Расчетная мощность находится в зависимости от типа ламп:

1. Лампы накаливания:

Р_расч= Р_уст (8).

2. Люминесцентные лампы:

Р_расч= Р_уст*К_пра (9).

где К_пра=1.2- электромагнитное ПРА;

cosц=0.85−0.86.

К_пра=1.05- электронное ЭПРА.

cosц=0.96−0.98.

Расчетный ток находится по выражению:

для однофазной системы напряжения;

для трехфазной системы напряжения.

Приведем пример расчета по выбору сечения кабелей, для одной группы, т.к. расчеты для всех других аналогичные:

Pуст_що1=20.48 кВт;

Pуст_що2=1.58 кВт;

ГР1:

В групповых линиях, предварительно выберем трёхжильный кабель ВВГ-3×2.5 мм², I_{доп.каб}=28 А.

Расчет установленной мощности:

Р_уст=P_ном=400*10=4000 Вт;

Расчет расчетной мощности:

Р_расч= Р_уст*К_пра=4000*1.1=4400 кВт;

Найдем расчетный ток:

А Зная масштаб на чертеже, можем измерить приблизительный размер длины кабеля:

L=42,4 м;

Рассчитаем момент нагрузки по выражению:

M=P_расч*L (10).

M=4400*42,4=186,56 Вт*м;

Расчет потери напряжения:

ДU_факт=186,56/(72,4*2,5)=1,03%.

Все остальные ГР рассчитываются аналогично, полученные значения сведем в таблицу 8.

Таблица 8.

Результаты расчетов.

• 1−5 группы — освещение цеха;
• 6 группа — кабинет;
• 7 группа — комната отдыха;
• 8 группа — санузел;
• 9 группа — склад комплектующих;
• 10 группа — КТП;
• 11 группа — инструментальное отделение;

Расчет потери напряжения на питающей линии:

P_сум=P_расч; I_сум=I_расч (11).

В питающей линии, предварительно выберем трехжильный кабель ВВГ-3×10, I_{доп.каб}=60 А.

Рассчитаем ДU_{доп ЩО1} L1 = 76 м, КТП до ЩО1.

ДU_{доп ЩО1} = 6,989 — 76*20,5/72,4*10=4,84%.

Полученное значение должно быть больше всех значений полученных для щитка ЩО1.

ДU_{факт.ГР1}=1,71- фактическая потеря напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду основного освещения:

1,71<4,83.

Кабель прошел проверку по потере напряжения.

Остальные проверки производим аналогично.

Рассчитаем ДU_{доп ЩО2} L1 = 12,8 м, КТП до ЩО2.

ДU_{доп ЩО2} = 6,989 — 12,8*1,58/44*2,5=6,32%.

Полученное значение должно быть больше всех значений полученных для щитка ЩО2.

ДU_{факт.ГР10}=0,34- фактическая потеря напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду основного освещения:

0,34<6,32.

Кабель прошел проверку по потери напряжения.

Остальные проверки производим аналогично.

Произведем проверку по току нагрева кабеля ВВГ-3×10 с I_{доп.каб}=60 А:

I_{доп.каб}=60 А > I_сум=41,7 А проверка условию удовлетворяет.

Произведем проверку по току нагрева кабеля ВВГ-3×2,5 с I_{доп.каб}=28 А:

I_{доп.каб}=28 А > I_сум=7,66 А проверка условию удовлетворяет.

Произведем проверку по току нагрева кабеля ВВГ-3×1.5 с I_ном=20 А:

I_{доп.каб}=20 А > I_расч=3,74 А проверка условию удовлетворяет.

Кабель проходит по механической прочности, т.к. сечение больше минимального.

Выбор выключателей для основного освещения Для питающих линий выбираем 3-х полюсные выключатели АЕ2046.

с Iном= 63А и током расцепителя 50 А и 20 А.

I_{ном.каб}=60 А > I_{ном.расц}=50 А;

I_сум=41,73 А < I_{ном.расц}=50 А;

I_{ном.каб}=28 А > I_{ном.расц}=20 А;

I_сум=7,66 А < I_{ном.расц}=20 А;

Для групповых линий № 1 — 5 выбираем 3-х полюсные выключатели АЕ2046 с Iном= 63А и током расцепителя 10 А.

I_{ном.каб}=20 А > I_{ном.расц}=10 А;

I=7,86 А < I_{ном.расц}=10 А;

Для групповых линий № 6−11 выбираем 1-о полюсные выключатели АЕ2044 с Iном= 63А и током расцепителя 10 А.

I_{ном.каб}=20 А > I_{ном.расц}=10 А;

I=3,74 А < I_{ном.расц}=10 А;

Проверки выполняются АВАРИЙНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Произведем расчет по потере напряжения от трансформатора до самой удаленной лампы аварийного освещения Расчет потери напряжения на питающей линии:

P_сум=P_расч; I_сум=I_расч (12).

В питающей линии, предварительно выберем трехжильный кабель ВВГ-3×6, I_{доп.каб}=45 А.

ДU_{доп ЩОа} L2 = 86,62 м, от КТП до ЩОа ДU_{доп ЩОа} = 6,989 -86,62*2/12,1*6=4,6%.

Полученное значение должно быть больше ДU_факт

ДU_факт.=1,33- фактическая потеря напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду основного освещения:

1,33<4,6.

Для других групп расчёт ведем аналогично.

Кабель прошел проверку по потери напряжения.

Произведем проверку по току нагрева кабеля ВВГ-3×6 с I_{доп.каб}=45 А:

I_{доп.каб}=45 А > I_сум=9,37 А проверка условию удовлетворяет.

Произведем проверку по току нагрева кабеля ВВГ-1×1.5 с I_ном=20 А:

I_{доп.каб}=20 А > I_расч=3,75 А.

I_{доп.каб}=20 А > I_расч=1,87 А проверка условию удовлетворяет.

Полученные результаты сводим в таблицу 9.

Таблица 9.

Результаты расчетов.

Выбор выключателей для аварийного освещения.