Электротехнический расчет

Электротехнический расчет включает в себя: выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной установки; составление расчетной схемы; выбор марки, сечения и способа прокладки проводов; выбор защитной аппаратуры; разработку схемы управления осветительной установкой.

Выбор схемы электроснабжения, напряжения питания, составление расчетной схемы

Отдельные силовые трансформаторы, специально предназначенные для целей освещения, как правило, не применяются.

Используются системы напряжением 380/220 В или системы 660/380 В с нулевым проводом.

Если светильники стационарные общего или местного освещения, но находятся на высоте менее 2,5 м, ПУЭ ограничивает величину напряжения до 42 В.

При составлении расчетной схемы осветительной сети предельный ток группы не должен превышать 25 А. Если в группе имеются лампы накаливания мощностью более 500 Вт или газоразрядные лампы высокого давления мощностью более 125 Вт, то предельный ток группы может быть увеличен до 63 А (то же при U 42 В).

Число светильников в однофазной двухпроводной группе должно быть 20 шт. при длине сети 35 м. В двухфазной трехпроводной группе число светильников должно быть 40 шт. при длине сети 60 м. В трехфазной четырехпроводной группе число светильников может быть до 60 шт., длина сети - около 80 м.

Сечение проводов к светильникам выбирают, исходя из допустимой потери напряжения, и проверяют по нагреву и механической прочности. Для большинства сельскохозяйственных сетей допустимую потерю напряжения DU принимают равной 2,5% (0,2% потери на вводе в осветительном щите (ОЩ) и 2,3% в группе).

Сечение жилы провода по потере напряжения определяется следующим образом:

, (1.86)

где - мощность i-го светильника, кВт; - удаленность от осветительного щита i-го светильника, м; С - функция напряжения сети, материала жил и числа проводов; этот характерный коэффициент сети для алюминиевых: проводов при напряжении 380/220 В и четырехпроводной линии равен 46, при двухфазной линии с нулем - 20, для однофазной - 7,7; можно представить какΣМ_i -сумму моментов нагрузки в группе, кВт•м.

Моменты нагрузки рассчитывают от всех потребителей до осветительного щитка (см. рис. 2.24). Затем провода проверяют на механическую прочность по условию:

(1.87)

где - допустимое сечение по механической прочности, мм².

Провода на нагрев рассчитывают по условию:

(1.88)

где - расчетный ток однофазной группы, А; - длительно допустимый ток на провод, А.

После окончательного выбора сечения провода, пользуясь выражением (1.86), находят фактические потери напряжения DU в каждой группе, начиная с ввода.

При расчете сети с газоразрядными лампами, помимо их мощности, учитывают также потери в ПРА.

Для повышения коэффициента мощности в светильниках с люминесцентными лампами обязательно предусматривается индивидуальная компенсация, выполняемая заводами-изготовителями. В установках с другими разрядными лампами необходима групповая компенсация. Емкость конденсаторов, мкФ, может быть определена по выражению

, (1.89)

где Р - активная мощность с учетом потерь в ПРА, кВт; - угол сдвига фаз соответственно до и после компенсации; - частота тока в сети, Гц; U - напряжение на конденсаторе, кВ.

При групповой компенсации конденсаторы обычно включают по схеме "треугольник", что позволяет уменьшить их суммарную емкость. Разрядные резисторы подключают параллельно конденсаторам для снижения напряжения до 50 В за 1 мин после отключения установки. Удельная мощность резисторов не превышает 1 Вт/кВАр.

Выбор токов плавких вставок предохранителей и уставок автоматических выключателей

Во избежание ложных срабатываний защитных аппаратов из-за пусковых токов светильников при выборе номинальных токов плавких вставок и уставок тепловых и комбинированных расцепителей автоматических выключателей следует руководствоваться соотношениями:

для ламп накаливания (лн)

I_ПВ≥I_P; I_T≥I_P; I_K≥1,4I_P (для ламп 300 Вт и больше);

I_K≥I_P (для ламп меньше 300 Вт); (1.90)

для ламп ДРЛ, ДРИ, ДНаТ

I_ПВ≥1,2I_P; I_T≥1,4I_P; I_K≥I_P; (1.91)

для газоразрядных ламп низкого давления (лл и др.)

I_ПВ≥I_PК; I_T≥I_P; I_K≥I_P. (1.92)

В мероприятиях по защите обслуживающего персонала от поражения электрическим током должны быть указаны особенности монтажа проводки с патронами светильников, розетками и т.п.; правила замены ламп и чистки арматуры; правила периодического осмотра сетей и т.д.

Разработка схем управления

Управление освещением помещений с несколькими входами рекомендуется осуществлять со всех возможных входов по "коридорной" схеме (pис. 1.15).

На рис.1.49 показана схема включения лампы накаливания вместе с розеткой на плане. Монтажная схема с ответвительной коробкой показана на рис. 1.16. В целом способы и устройства управления освещением должны создавать благоприятные условия для экономии электрической энергии.

В сельскохозяйственном производстве используется местное (ручное) и автоматическое управление. Местное управление осуществляется при помощи выключателей, переключателей и автоматов. Автоматическое управление может быть в функции времени, естественной освещенности или напряжения питающей сети. В животноводческих и птицеводческих помещениях наиболее распространено управление в функции времени. Для этих целей используются программные реле управления светом УПУС и ПРУС, многоцелевой аппарат типа МКП-2-12 и реле времени 2РВМ. Устройство и технические данные этих приборов приведены в [7, 9 и др.].

В широких помещениях с окнами целесообразно управлять рядами светильников в функции естественной освещенности. Для этого следует использовать фотоэлектрические автоматы типа ФР-2, АО, ФРМ-62А и др. Технические характеристики этих автоматов приведены в [7, 9 и др.].

Выбор щита управления

Для приема и распределения электрической энергии и защиты отходящих линий в осветительных сетях применяются вводно-распределительные устройства и вводные щиты. Осветительные вводно-распределительные устройства классифицируются

- по назначению (совмещенные, этажные, квартирные); способу установки (навесные, стоячие т.д.);

- виду защиты от воздействия окружающей среды (защищенные с уплотнением, взрывозащищенные);

- схемам электрических соединений: для четырех, трех- или двухпроводных отходящих линий с вводными аппаратами или без них;

- типам защиты на отходящих линиях: с автоматическими выключателями или предохранителями.

В каждом конкретном случае в зависимости от окружающей среды, назначения, количества групп, схем соединений, аппаратов защиты выбирают то или иное вводно-распределительное устройство. Характеристика вводно-распределительных устройств и щитков приводится в [3; 6].

Контрольные вопросы

1. Из каких частей состоит расчет осветительных установок?

2. Что включает в себя светотехнический расчет?

3. Как выбирается нормированная освещенность и коэффициент запаса в различных местах, участках, помещениях?

4. Как обозначается степень защиты световых приборов?

5. Как определяется защитный угол осветительной арматуры?

6. Что характеризуют кривые силы света светильников (КСС)?

7. Как осуществляется выбор светильников?

8. Перечислите три основных метода определения мощности источников света.

9. Особенности расчета освещенности точки, лежащей на наклонной и вертикальной поверхностях.

10. Что включает в себя электротехнический расчет светотехнических установок?

11. Дайте пример расчетной схемы осветительной сети.

Расскажите о схемах управления осветительными установками.