Система электроснабжения предприятия

 

 

2.5 Расчет и выбор питающего кабеля КТП

 

Кабельные линии больших  сечений предназначаются для  питания крупных электроприемников, распределительных щитов, шкафов и шинопроводов.

Сечение кабельной линии  выбираем по методу экономического сечения  и плотности тока. Для данного проекта выбираем кабель на напряжение 10 кВ, при односменной работе с максимальным периодом включения Т_мах = 1000÷3000 часов и принимаем экономическую плотность тока j_ЭK = 1,6 А/мм²

 

2.5.1 Определяем номинальный  расчетный ток питающего кабеля по формуле [30]:

                          I_НОМ.Р = S_{НОМ тр-ра} / √3U_НОМ                                          (30)

где: I_hom.p - номинальный расчетный ток питающего кабеля;

         S_{hom тр-ра} - номинальная полная мощность трансформатора;

        U_hom - номинальное напряжение трансформатора.

I_НОМ.Р = 400 / 10,2 = 39,2 А

2.5.2 Определяем экономическое сечение кабеля по формуле [31]:

                                               S_ЭК = I_НОМ / j_ЭК                                               (31)

где: S_ЭК - экономическое сечение жилы кабеля;

       j_ЭК - экономическая плотность тока;

S_ЭК = 39,2 / 1,6 = 24,5 кB·A

По таблице 3.192 [3] принимаем  ближайшее стандартное сечение кабеля S=35 мм² с доступным током I_доп = 75 А.

 

2.5.3 Производим проверку выбранного сечения по условию допустимого нагрева по формуле [32]:

                                                       I_доп ≥ I_{hom. р}                                                                                           (32)

75 ≥ 39,2

Выбираем кабель марки АСБУ с жилами 3x35 мм².

 

2.5.4 Рассчитываем кабель на потерю напряжения по формуле (29) на один километр длины. Для этого по таблице П 2.1 [9] выбираем удельное активное сопротивление r₀ = 1,98 Ом/км и по таблице П 2.3 [9] выбираем индуктивное сопротивление х₀ = 0,11 Ом/км для кабеля с алюминиевыми жилами.

 

∆U = √3·39,2·1(1,98·0,73+0,11·0,68) = 103,21

Потери напряжения кабеля в процентах составляют ∆U % = 1,03% < 5%, что соответствует требованию ПУЭ.

Для данного КТП выбираем два кабеля марки АСБУ (3х35) по таблице 3.29 [3].

 

2.6 Расчет освещения  рабочей зоны

 

Существуют несколько  методов расчетов освещения: точечный, по удельной мощности, по условной мощности и специальные методы.

В данном проекте расчет рабочего освещения производится по методу коэффициента использования.

 

2.6.1 Определяем показатель  помещения по формуле [33]:

                                          i = AB / H (A + B)                                    (33)

где: i - показатель помещения;

       А  - длина помещения;

       В - ширина помещения;

       Н - высота от рабочей поверхности до светильника.

i = 54·102 / 7·(54+102) = 5,04

Для освещения рабочей  зоны выбираем лампы ДРЛ-400 и по формуле [7] определяем параметры: коэффициент  использования - U = 0,8; световой поток - Ф_л = 23·10³ Лм; коэффициент запаса К_зап = 1,5.

Для данного цеха принимаем  коэффициент минимальной освещенности по формуле [1] - Z= 1,15.

 

 

2.6.2 Определяем необходимое количество светильников по формуле:

                          N_св = Е_норм · S · К_зал · Z / Ф_л · U                           (34)

где: N_св - количество светильников;

Е_норм - нормируемая освещенность помещения Е_норм = 300 Лк;

S - площадь помещения

N_св = 300·(54·102) ·1,5·1,15 / 23000·0.8 = 154.9 = 155 (шт)

 

2.6.3 Расстановку светильников по площади цеха производим следующим образом :

 

 

Рисунок 1. Расстановка  светильников.

 

2.6.4 Для определения  размещения светильников в цеху  составляем уравнение и решаем:

L_A / L_B = 1

(n_A+1) (n_B+1) = N_CB

L_A · n_A + 2 · 0.5 · L_A = A

L_B · n_B + 2 · 0.5 · L_B = B

 

где: L_А - расстояние между светильниками по длине помещения;

       L_В - расстояние между светильниками по ширине помещения;

       n_А - количество расстояний между светильниками по длине помещения;

       n_В - количество расстояний между светильниками по ширине

               помещения.

Упростим систему уравнения:

L_A = L_B

(n_A+1) (n_B+1) = N_CB

L_A (n_A + 1) = A

L_B (n_B + 1) = B

 

Перемножаем уравнения  три и четыре:

L_A·L_B(n_A+1)(n_B+1)=AB

Упрощаем дальше:

L_A·L_B·N_cb=AB

 

Допустим, что L_A=L_B, тогда:

L_A=L_B = √АВ/N_св

L_A=L_B = √102·54/155= 5,96 = 6 м

 

2.6.5 Определяем количество  светильников по длине, по формуле  [36]:

                                              N_A = A / L_A                                                  (36)

где: N_А - количество светильников по длине помещения.

N_А = 102 / 6 = 17 (шт)

 

2.6.6 Определяем количество светильников по ширине помещения:

N_В = В / L_В

где: N_B - количество светильников по ширине помещения.

N_B = 54 / 6 = 9 (шт)

2.6.7 Определяем фактическое количество светильников по формуле [37]:

                           N_факт = N_A·N_b                                                         (37)

где: N_факт - фактическое количество светильников

N_факт =17·9=153 (шт).

 

2.6.8 Определяем фактическую освещенность помещения по формуле [38]

                                     Е_ФАКТ = (Е_НОМ · N_ФАКТ) / N_СВ                                     (38)

где: Е_ФАКТ - фактическая освещенность помещения.

Е_ФАКТ = (300 · 153) / 155 =  296,1 Лк

Согласно ПУЭ увеличение освещенности допускается до 20%, а уменьшение до 10% от нормируемой освещенности. Так как в данном расчете Е_ФАКТ ~ Е_норм приходим к выводу, что расчет произведен, верно, и соответствует ПУЭ.

 

2.6.9 Определяем расстояние  между светильниками и стеной  по длине помещения, по формуле  [39]:

  l_A = L_A / 2                                                (39)

где: l_A - расстояние между стеной и крайним светильником по длине.

l_A = 6 / 2 = 3 м

 

2.6.10 Определяем расстояние  между светильниками и стеной  о ширине помещения.

l_B = L_B / 2

где: l_B - расстояние между стеной и крайним светильником по ширине

  помещения.

l_B = 6 / 2 = 3 м

2.6.11 Уточняем расстояние  между светильниками по формуле  [8]:

n_A·L_A·2·0,5·L_A = А

n_А = N_A - 1

n_А = 17-1 = 16

16·16+2·0,5·6 = 262

L_A = A / N_A

6 = 262 / 17 = 15,4

16 = 16

n_B·L_B·2·0,5·L_B = В

n_B = N_B - 1

n_B = 9-1 = 8

6·9+2·0,5·6 = 54

6 = 54 / 6 = 9

9 = 9

 

2.6.12 Проверяем удовлетворяют  ли расстояния между светильниками  основному требованию [40]:

                                                LA / LB ≤ 1,5                                         (40)

6 / 6 < 1,5

1 < 1,5

Данные расчета и  параметры вносим в таблицу 6.

Таблица 6 – данные лампы

Тип лампы	Тип светильника	NCB	i	LА м	LB м	Ф световой поток
ДРЛ - 400	ГСП-15-40- 10193	155	5,04	6	6	23-103

2.6 Выбор схемы питания  типов осветительных щитов, марки проводов и

      кабелей

Для питания групповых  сетей рабочего освещения, выбираем один щит рабочего освещения типа ПР8501-054УХЛ4 с вводным автоматическим выключателем ВА51-25-100 по таблице 4.1 [2].

Для данной схемы освещения  выбираем однофазную трехпроводную сеть.

Для питания светильников выбираем провод марки АВВГ 2x2,5 по таблице 3.6 [10] со способом прокладки в трубах и на тросах.

Схема питания групповой  сети рабочего освещения приводится на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2.

Схема питания групповой сети рабочего освещения.

 

2.8 Расчет и выбор  сечений питающей и распределительной

      сети освещения с проверкой на потерю напряжения.

 

2.8.1 Определяем расчетную  мощность группы светильников  для выбора сечения кабеля по формуле [41]:

                                           Р_р = 1,11ΣР_ном                                            (41)

где: Р_р - расчетная мощность группы светильников;

       Р_ном - номинальная мощность одной лампы.

Р_р = 1,1·2,8 = 3,08 кВт

2.8.2 Определяем расчетный  ток нагрузки по формуле [8]:

                                         I_p = P_p / (√3·U_ф·cosφ)                                       (42)

где: I_p - расчетный ток нагрузки;

       U_ф - фазное напряжение;

       cosφ - коэффициент мощности лампы, cosφ = 0,9 из [8].

I_p = 3,08 / √3 · 0,22 · 0,9 = 9,15 А

Из таблицы 26 [7] выбираем кабель марки АВВГ сечением S=2,5 мм² с допустимым током I_доп = 18 А.

 

2.8.3 Проверяем выбранное  сечение кабеля по коэффициенту  защиты по формуле [43]:

                                            К₃ = I_ДОП / I_P > 1                                      (43)

где К₃ - коэффициент защиты;

      I_ДОП - допустимый ток;

      I_P - расчетный ток.

К₃ = 18 / 9,15 = 1,96 > 1

2.8.4 Определяем момент  нагрузки группы по формуле  [44]:

                                             М = l_ПРИВ · ΣР_НОМ                                   (44)

где: М - момент нагрузки группы;

       l_ПРИВ - приведенная длина.

                                             l_ПРИВ = l_о + (l / 2)                                     (45)

где: l_о - расстояние от автомата до первого светильника;

       l - длина группы.

l_ПРИВ = 17 + (53 / 2) = 43,5

М = 43,5·2,8= 121,8

 

2.8.5 По таблице 3.14 [9] принимаем ∆U = 1 % как для трехфазной линии 380 / 220 В.

Остальные расчетные  данные распределительной сети заносим в таблицу 7.

Таблица 7 - Данные распределительной  сети освещения

№ группы	Рр группы кВт	Iр А	Iдоп А	Марка, число жил, сечение  кабеля мм2	Длина в группе 1 м	Расстояние до первой лампы 1 м	∆U %
1	2	3	4	5	6	7	8
1	3,08	9,15	18	АВВГ 2 х 2,5	113	17	1
2	3,08	9,15	18	АВВГ 2 х 2.5	107	11	0,8
3	3,08	9,15	18	АВВГ 2 х 2,5	107	11	0,8