"Методические указания для выполнения дипломного проекта специальности 08.02.09"

Автор: Просочкина Наталья АлександровнаДолжность: преподаватель спецдисциплин Учебное заведение: Байкнурский электрорадиотехнический техникум Населённый пункт: г.Байконур Наименование материала: Методические указания Тема: "Методические указания для выполнения дипломного проекта специальности 08.02.09" Раздел: среднее профессиональное

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Байконурский электрорадиотехнический техникум имени М.И.Неделина» Методические рекомендации по выполнению дипломного проекта специальности 08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» Г.Байконур 2016 г 1 РАЗДЕЛ 1. 1.1 ОРГАНИЗАЦИЯ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 1. Дипломное проектирование – завершающий этап обучения в техникуме. Его цель – систематизация, расширение и углубление теоретических знаний сту- дентов, ознакомление их с новейшими достижениями в области проектирования, конструирования, монтажа и эксплуатации устройств, систем, агрегатов. 2. В ходе дипломного проектирования, студенты приобретают опыт само- стоятельного решения задач в данной отрасли, а также совершенствуют навыки пользования нормативной, справочной и учебной литературой. 3. Темы дипломных проектов должны соответствовать современному уров- ню требований, предъявляемых при проектировании, монтаже и эксплуатации, на- ладке устройств, объему теоретических знаний и практических навыков, получен- ных студентами за время обучения в техникуме, и включает в себя основные во- просы, с которыми студенты могут встретиться в своей практической деятельно- сти после окончания техникума. Необходимо, чтобы тематика дипломного проек- тирования была по возможности максимально приближена к реальным нуждам производства. Однако в ней, в достаточной мере, должна быть учтена и специфика учебного процесса 4. Основные разделы дипломной записки и их примерный объем в процентах : ВВЕДЕНИЕ - 0,5 % 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ - 5 % 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ -25 % 3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ - 25% 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ - 10 % 5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ - 3 % 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 0,5 % 7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 8. ПРИЛОЖЕНИЯ 2 9. ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯ 0,5 % 10. РЕЦЕНЗИЯ – 0,5 % РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1. В зависимости от задания в общей части должны быть рассмотрены и раскрыты следующие вопросы: - характеристика потребителей и определение категории электроснабжения для цеха, гражданского или административного здания; - знать определения продолжительного, повторно-кратковременного и крат- ковременного режимов электроприемников (ЭП); -дать характеристику ЭП: - выделить ЭП (крановое и сварочное оборудование), работающее в повторно- кратковременном режиме; - выделить ЭП (вспомогательные механизмы металлорежущих станков, электрические приводы заслонок, задвижек), работающие в кратковременном ре- жиме; - охарактеризовать все оставшееся электрооборудование, работающее в про- должительном режиме; - должны быть определены номинальные напряжения ЭП и выбраны стан- дартные напряжения; 1.2. Для светотехнического расчета должны быть рассмотрены следующие во- просы: - выбор системы освещения; - выбор источников света; - выбор осветительного оборудования; - методы светотехнического расчета; - выбор коэффициентов минимальной освещенности, коэффициента запаса, высоты подвеса светильников. 3 - рассматриваются различные категории надежности электроснабжения и определяется категория надежности электроснабжения цеха рассматриваемого объекта. При анализе необходимо ответить на следующие вопросы: - допускается ли и, на сколько перерыв в электроснабжении; - к чему приводит перерыв в электроснабжении (есть ли вероятность пожа- ра, взрыва, гибели людей, нанесения значительного ущерба народному хозяйству; будет ли простой технологического оборудования, транспорта, рабочих, поврежде- ние оборудования, массовый брак продукции); - сделать вывод о категории надежности электроснабжения. 1.3.Анализ и выбор схемы электроснабжения Необходимо рассмотреть несколько вариантов схем электроснабжения (ра- диальная, магистральная, смешенная), описать их достоинства, недостатки и вы- брать схему электроснабжения руководствуясь следующим: Для цеха, гражданского здания: -в зависимости от категории электроснабжения и условий окружающей сре- ды (если помещение пожаро-, взрывоопасное, или I категории, то магистральные и смешанные схемы не применяются). Данное условие является определяющим. -в зависимости от единичных мощностей ЭП (если ЭП более 70 кВт, то та- кой ЭП записывается по радиальной схеме) -в зависимости от расположения ЭП по площади цеха, здания (при равно- мерном расположении и большом количестве ЭП применяется магистральная схе- ма, при неравномерном расположении радиальная). Для завода, объекта: - в зависимости от категории надежности электроснабжения и технологиче- ского процесса (если объект, завод взрыво-пожароопасен и I категории, то ра- диальная схема электроснабжения). Данное условие является определяющим. - в зависимости от расположения цехов по площади цеха (при неравномер- ном расположении и при больших расстояниях между цехами, объектами (более 4 100 м) , применяется радиальная схема, с питанием каждого цеха от собственной КТП; при малых расстояниях (до 100 м) между цехами или объектами рекоменду- ется применять магистральную схему с двусторонним питанием для потребителей II категории или с односторонним питанием для потребителей III категории; - в зависимости от мощностей цехов (если мощность цеха до 2000 кВт при- меняется одна КТП с питание по радиальной или магистральной схеме; если бо- лее 2000 кВт то рекомендуется применять в цехе или на объекте нескольких КТП); - при выборе схемы электроснабжения необходимо обратить внимание на возможную длину КЛ до 1 кв; длина КЛ не должна быть больше 50 м. II РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 2.1. Расчетная нагрузка определяется для смены с наибольшим потреблением энергии данной группы ЭП- электроприемников, цехом или предприятием в целом для характерных суток. Обычно наиболее загруженной сменой является смена, в которой используется наибольшее число агрегатов. Применяются следующие ме- тоды определения расчетных нагрузок: - при наличии данных расхода об удельных расходах электроэнергии на еди- ницу продукции в натуральном выражении Э УД и выпускаемой за год продук- ции - если известны номинальные данные всех ЭП агрегатов (дневная) загрузка предприятия и их размещение на плане цехов, то расчет ведется методом упоря- дочных диаграмм.Этот метод применяется при расчете электрических нагрузок в сетях до 1 кВ; - метод коэффициента спроса применяется при расчете максимальных нагру- зок промышленного предприятия на высшем напряжении схемы электроснабже- ния, для расчета осветительных сетей цехов предприятия, гражданского здания, для расчета электрических нагрузок жилых и общественных зданий. При определении электрических нагрузок до 1 кВ по трансформатору в це- лом производят расчеты с добавлением осветительных нагрузок, а также с учетом 5 мощности конденсаторов до1 кВ и потерь мощности силовых трансформаторов. Мощность силовых трансформаторов предварительно выбирается по Р СМ.. 2.2. Расчет силовой сети включает в себя следующее: - расчет сечения проводников по допустимому нагреву электрическим током; - выбор защитной аппаратуры – автоматических выключателей, предохрани- телей, магнитных пускателей от токов перегрузки и токов короткого замыка- ния; - проверка соответствия выбранного аппарата защиты сечению проводника; - проверка на потерю напряжения до самого удаленного электроприемника; - выбор устройств, для регулирования напряжения на питающем конце линии. - проверка на выполнение селективности; - выбор марки проводов и кабелей ( знать расшифровку) В этом пункте подробно показывается весь выбор и расчет для одного удален - ного электроприемника или группы ЭП, данные расчетов для других ЭП сводятся в таблицу 2.3. Выбор числа и мощности трансформатора на цеховой подстанции 2.3.1 Построение картограммы нагрузок Для построения рациональной системы электроснабжения предприятия очень важное значение имеет правильное расположение главных понизительных подстанций. Подстанции рекомендуется как можно ближе приближать к центрам электрических нагрузок (ЦЭН), которые предполагается подключить к данной подстанции. При расположении подстанций в ЦЭН обеспечиваются наилучшие технико-экономические показатели системы электроснабжения по уменьшению потерь электроэнергии и напряжения в распределительных сетях и снижению сто- имости электрической сети, вследствие экономии проводникового материала токо- ведущих частей. Для определения наиболее выгодного расположения ГПП и цеховых ТП со- ставляют картограмму нагрузок, которая представляет собой очертания цехов, зда- ний и сооружений и их полные расчётные нагрузки, выраженные в виде кругов 6 определённого диаметра с центром нагрузки цеха, здания или сооружения, распо- ложенные на генеральном плане предприятия. Картограмма нагрузок позволяет максимально сократить протяжённость распределительных электрических сетей и определить наиболее выгодное месторасположение подстанции. Выбор места расположения подстанции также зависит от неблагоприятных условий окружающей среды, которые вредно воздействуют на изоляцию элек- трооборудования; от наличия в месте установки подстанции значительного коли- чества подземных коммуникаций; от технологического процесса производства связанного с взрывами и уносом промышленных выбросов; от динамического раз- вития нагрузок; Радиус полной расчётной нагрузки цеха, здания или сооружения определяется по формуле: Ri = √ Si / (π*m) где: Ri – радиус круга нагрузки данного цеха, здания или сооружения, мм; Si - полная мощность данного цеха, здания или сооружения, кВА или МВА; π =3,14 m – масштаб, для определения площади круга, кВА/мм² или МВА/мм² 2.3.2. Выбор количества трансформаторов на подстанции Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции предприятий является основным вопросом рационального проектирования систе- мы электроснабжения предприятия. Количество трансформаторов определяется категорией электроснабжения предприятия или объекта. Для потребителей 1 категории должны применяться двухтрансформаторные подстанции и дополнительно дизельные электростанции, обеспечивающие без- перебойное электроснабжение потребителей при наличии устройств аварийного включения резервного питания (АВР). Для потребителей 2 категории рекомендуется применять двухтрансформа- торные подстанции или однотрансформаторные подстанции, но при наличии цен- 7 трализованного складского резерва на предприятии электрических сетей или свя- зей по вторичному напряжению подстанции. Для потребителей 3 категории рекомендуется применять однотрансформа- торные подстанции. Для ГПП, УРП, ПГВ должны устанавливаться не менее 2 трансформаторов, которые обеспечивают надёжное питание потребителей всех категорий. Двухтрансформаторные подстанции также целесообразно применять при неравномерности суточных и годовых графиков нагрузки предприятия для воз- можности отключения одного трансформатора в период минимальных нагрузок, а также при раздельной работе трансформаторов на подстанции для уменьшения то- ков короткого замыкания. 2.3.3.Выбор марки и мощности трансформаторов на подстанции Выбор мощности трансформаторов на подстанции производится исходя из следу- ющих параметров: - максимальной полной расчетной нагрузки предприятия или объекта электро- снабжения (Sp); - характерного суточного графика нагрузки предприятия или объекта, который определяется в зависимости от отрасли промышленности; - количество трансформаторов на подстанции, определяемое в зависимости от категории электроснабжения (nтр); - количество часов максимальной нагрузки, определяемое по фактическому графику нагрузки предприятия или объекта (tмах); - средней полной нагрузки предприятия, которая определяется по фактичес- кому графику нагрузки предприятия или объекта (Sср); - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформаторов на подстанции, определяемый в зависимости от категории электроснабжения предприятия и коли- чества трансформаторов на подстанции (βрек); При выборе мощности и марок силовых трансформаторов рекомендуется: - применять однотипные трансформаторы с одинаковыми параметрами; 8 - на двухтрансформаторных подстанциях мощность трансформатора должна выбираться с таким расчётом, чтобы при выходе в ремонт одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести нагрузку потребителей 1 и 2 кате- гории, а потребители 3 категории в это время отключаются; - трансформаторы мощностью 1000 кВА и более необходимо применять в производственных цехах с высокой плотностью нагрузок (05-0,7 кВА/м²) и при наличии электроприёмников с частыми пиками нагрузки и электроприёмников большой мощности; - трансформаторы допускают послеаварийную перегрузку при выходе из строя одного из трансформаторов двухтрансформаторной подстанции не более 140% не более 6 часов в сутки и не более 5 суток. - трансформаторы ГПП, ПГВ, УРП рекомендуется выбирать с напряжением вы- сокой стороны не менее Uвн = 35 кВ и с системой регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), марки ТМН; -трансформаторы цеховых ТП или КТП предприятия или объекта рекоменду- ется выбирать с напряжением высокой стороны не менее Uвн = 6-10 кВ и с систе- мой регулирования напряжения путём переключения без возбуждения ПБВ, мар- ки ТМ; 2.4. Методические указания по выбору мощности трансформаторов Выбор трансформаторов на подстанции может производиться следующими методами: - с учётом характерного суточного графика нагрузки; - упрощенного способа выбора трансформатора; 2.4.1. Выбор трансформаторов с учётом характерного суточного графика на- грузки должен производится, в основном для выбора трансформаторов основной подстанции предприятия или объекта (ГПП, ПГВ, УРП, ТП) или каждого объекта, если они питаются от одной ГПП, но имеют различные графики нагрузок и отно- сятся к различным отраслям промышленности. Исходные данные для расчета: 9 - максимальная активная нагрузка предприятия - ∑Рр, кВт; - максимальная реактивная нагрузка предприятия - ∑Qр, кВАр; - максимальная полная нагрузка предприятия - ∑Sр, кВА; - отрасль промышленности предприятия; В зависимости от отрасли промышленности определяется характерный суточ- ный график нагрузки предприятия, определенный в процентах в течении 24 часов; - определяется фактический суточный график нагрузок, который пересчитывает- ся на основании максимальных активных и реактивных нагрузок предприятия по формулам: Рi = (P%\100)* ∑Рр Qi = (Q%\100)* ∑Qр 2 2 Qi Pi Si   где: P% , Q% - активная и реактивная мощность, определённая по характерному суточному графику нагрузки на промежутке времени ti , в %; ∑Рр - максимальная активная нагрузка предприятия , кВт; ∑Qр- максимальная реактивная нагрузка предприятия, кВАр; Рi , Qi, Si – активная, реактивная и полная нагрузка предприятия на проме- жутке времени ti, кВт, кВАр, кВА; ti– промежуток времени на котором активная и реактивная нагрузка суточно- го графика нагрузки не изменяется, час Расчёт фактического графика производится в виде таблице Ti , час P% , % Рi, кВт Q%, % Qi , кВАр Si, кВА - определяется средняя полная нагрузка по фактическому графику предприятия по формуле: Sср = (Si* ti )/24 - затем средняя нагрузка вычерчивается на фактическом графике нагрузки в виде прямой линии. - определяется коэффициент заполнения графика нагрузки по формуле: α = Sср / ∑Sр 10 - определяется количество часов максимальной нагрузки по фактическому графи- ку нагрузки tмах, час. - определяется коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов Кα по справочной литературе в зависимости от коэффициента заполнения графика α и количества часов максимальной нагрузки tмах . - определяется расчётная номинальная мощность трансформатора по формуле: Sтр.расч. = ∑Sр / (nтр* Кα ) где: Sтр.расч – расчётная номинальная мощность трансформатора, кВА; ∑Sр - максимальная полная нагрузка предприятия, кВА; n тр - количество трансформаторов на подстанции, шт Кα – коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов; - предварительно выбираются стандартные мощности трансформаторов из стандартного ряда мощностей трансформаторов. Стандартный ряд мощностей трансформаторов: 10 кВА; 16 кВА; 25 кВА; 40 кВА; 63 кВА; 100 кВА; 160 кВА; 250 кВА; 400 кВА; 630 кВА и так далее с увеличением мощности в 10 раз. - рекомендуется в зависимости от расчётной номинальной мощности транс- форматора Sтр.расч предварительно выбирать мощность трансформатора стан- дартной мощности Sтр.ном меньше чем Sтр.расч, а затем больше чем Sтр.расч. - проверка работы предварительно выбранной мощности трансформатора в послеаварийном режиме при выводе одного трансформатора в ремонт для двух- трансформаторных подстанций. При проверке работы трансформатора двух- трансформаторной подстанции в послеаварийном режиме должно выполняться условие: 1,4*Sтр. ном. ≥ 0,75*∑Sр где: 1,4 – коэффициент, учитывающий максимально возможную перегрузку транс- форматора в послеаварийном режиме двухтрансформаторной подстанции; Sтр. ном – предварительно выбранная номинальная мощность трансформа- тора выбранная из стандартного ряда, кВА; ∑Sр - максимальная полная нагрузка предприятия, кВА; 11 0,75 – коэффициент, учитывающий отключение неответственных потреби- телей в период послеаварийной перегрузки. Если предварительно выбранная мощность трансформатора не проходит по данному условию, то рекомендуется выбрать трансформатор большей стандарт- ной мощности и произвести проверку повторно. Проверка фактического коэффициента загрузки трансформатора в нормаль- ном режиме работы. Стандартную мощность трансформатора, проверенную по условию работы в послеаварийном режиме необходимо дополнительно проверить при работе в нормальном режиме по формуле: βфакт = ∑Sр /(nтр* Sтр. ном) где: βфакт – фактический коэффициент загрузки трансформатора, который зави- сит от количества трансформаторов на подстанции, категории электроснабжения потребителей, а также от характера нагрузки; - если предварительно выбранная мощность трансформатора не проходит по данному условию, то рекомендуется выбрать трансформатор большей стандарт- ной мощности и произвести проверку повторно. Фактические коэффициенты загрузки βфакт и рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов на подстанциях βреком , принимаются согласно та- блицы. После проведённых проверок принимается окончательная мощность и мар- ка трансформатора и составляется таблица каталожных параметров выбранного трансформа тора Тип, мар- ка Мощность Sном , кВА Напряжение на сторо- нах, U, кВ Потери трансформато- ра, кВт Uкз, % Iхх, % ВН НН Рхх Ркз 2.4.2.Выбор трансформаторов по упрощенному способу допускается произ- водить в основном для ТП и КТП цехов предприятий или объектов, при условии, что трансформатор основной подстанции предприятия или завода выбирался с учётом характерного суточного графика нагрузки. 1. Определяется расчётная номинальная мощность трансформатора по формуле: Sтр.расч. = ∑Sр / (nтр* βреком ) 12 где: Sтр.расч – расчётная номинальная мощность трансформатора, кВА; ∑Sр - максимальная полная нагрузка предприятия, кВА; n тр - количество трансформаторов на подстанции, шт βреком – Рекомендуемыйкоэффициент загрузки трансформаторов; 2. Предварительно выбираются стандартные мощности трансформаторов из стандартного ряда мощностей трансформаторов. 3. Рекомендуется в зависимости от расчётной номинальной мощности трансфор- матора Sтр.расч предварительно выбирать мощность трансформатора стандартной мощностиSтр.номменьше чем Sтр.расч, а затем больше чем Sтр.расч. 4. Проверка работы предварительно выбранной мощности трансформатора в послеаварийном режиме при выводе одного трансформатора в ремонт для двух- трансформаторных подстанций. При проверке работы трансформатора двух- трансформаторной подстанции в послеаварийном режиме должно выполняться условие: 1,4*Sтр. ном. ≥ 0,75*∑Sр где: 1,4 – коэффициент, учитывающий максимально возможную перегрузку транс- форматора в послеаварийном режиме двухтрансформаторной подстанции; Sтр. ном – предварительно выбранная номинальная мощность трансформа- тора выбранная из стандартного ряда, кВА; ∑Sр - максимальная полная нагрузка предприятия, кВА; 0,75 – коэффициент, учитывающий отключение неответственных потреби- телей в период послеаварийной перегрузки. 5. Если предварительно выбранная мощность трансформатора не проходит по данному условию, то рекомендуется выбрать трансформатор большей стандарт- ной мощности и произвести проверку повторно. 6. Проверка фактического коэффициента загрузки трансформатора в нормаль- ном режиме работы. Стандартную мощность трансформатора необходимо допол- нительно проверить при работе в нормальном режиме по формуле: βфакт = ∑Sр /(nтр* Sтр. ном) 13 где: βфакт – фактический коэффициент загрузки трансформатора, который зави- сит от количества трансформаторов на подстанции, категории электроснабжения потребителей, а также от характера нагрузки; 7. Фактические коэффициенты загрузки βфакт и рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов на подстанцияхβреком принимаются по справочной литературе. 8. После проведённых проверок принимается окончательная мощность и марка трансформатора и составляется таблица каталожных параметров выбранного трансформа тора Тип, мар- ка Мощность Sном , кВА Напряжение на сторо- нах, U, кВ Потери трансформатора, кВт Uкз, % Iхх, % ВН НН Рхх Ркз 2.5 Рекомендации по выбору напряжения трансформаторов При выборе трансформаторов необходимо предусматривать как будут вы- полняться питающие сети. При выборе мощности трансформаторов рекомендует- ся: - для распределительных сетей заводов и предприятий выбираются напряже- ние UВН = 6 кВ, если территория завода не более 6-8 км по наибольшей диагона- ли, при этом, электрические сети выполняются кабельными линиями; - для сельского района электрических сетей с большой территорией выбир напряжение U ВН = 10 кВ, если территория района более 10км по наибольшей диа- гонали, при этом, электрические сети выполняются воздушными линиями элек- тропередач; - питающие сети заводов, предприятий и объектов напряжением U ВН = 35 кВ и выше, выполняются только воздушными линиями электропередач; - для цеховых ТП выбираются трансформаторы с напряжением высокой сторо ны U ВН = 6 – 10 кВ при мощности трансформатора от 250 до 1600 кВА; 14 - для ТП малой мощности, но удалённых на достаточное расстояние от ГПП выбирается напряжение U ВН = 35 кВ с напряжением на стороне низкого напряже- ния U НН = 0,4 кВ, при мощности трансформаторов 1000-1600 кВА - для ГПП выбираются трансформаторы с напряжением высокой стороны U ВН = 35 кВ, при мощности трансформатора от 2500 до 10000 кВА; - для ГПП выбираются трансформаторы с напряжением высокой стороны U ВН = 110 кВ, при мощности трансформатора от 6300 до 25000 кВА; - для ГПП выбираются трансформаторы с напряжением высокой стороны U ВН = 220 кВ, при мощности трансформатора от 10000 до 63000 кВА; - в зависимости от расчётных мощностей необходимо предварительно произве- сти выбор трансформаторов по упрощенному расчёту и определить мощности трансформаторов, для того чтобы определить какой трансформатор необходимо выбирать на ГПП двухобмоточный или трёхобмоточный трансформаторы. 2.6. Компенсация реактивной мощности После выбора трансформаторов необходимо произвести выбор компенсирую- щих устройств, проверку возможности установки трансформатора наименьшей мощности, произвести выбор питающих сетей по экономической плотности тока, произвести расчёт токов короткого замыкания, произвести выбор и проверку ком- мутационной аппаратуры. 2.6.1 Требования к параметрам качества электроэнергии Обеспечение качества электроэнергии на зажимах электроприёмников и потре- бителей электроэнергии – одна из наиболее сложных задач, решаемых в процессе проектирования систем электроснабжения. Основными показателями качества электроэнергии являются: - отклонение напряжения, которые оцениваются в процентах к номинальному напряжению и допускаются: - на зажимах светильников от -2,5 до +5 %; 15 - на зажимах электродвигателей от -5,0 до +10 %; - на зажимах других электроприёмников от – 5,0 до + 5,0 %; 2.6.2 Реактивная мощность и коэффициент мощности электрической сети Электроприёмники, подключённые к электрической сети, потребляют как ак- тивную, так и реактивную мощность, которые вырабатываются синхронными ге- нераторами и передаются через электрические сети. 1. Активная мощность, потребляемая электроприёмниками, преобразуется в механическую энергию электрическими машинами, в световую энергию источни- ками света, в тепловую энергию нагревательными приборами, также в другие виды энергии и определённый процент активной энергии расходуется на потери. 2. Реактивная мощность не связана с полезной работой электроприёмников и расходуется на создание электромагнитных полей в трансформаторах и электро- двигателях и линиях. Из курса ТОЭ известно, что реактивная мощность может иметь индуктивный и ёмкостной характер. Так как электроприёмниками в основ- ном являются асинхронные электродвигатели, то индуктивную реактивную мощ- ность принято называть нагрузочной или потребляемой, а ёмкостную реактивную мощность генерируемой, потому что синхронные генераторы в основном работа- ют с опережающим по фазе током. Прохождение в электрических сетях реактивной мощности вызывает в сетях следующие недостатки: - увеличивается полный ток за счет реактивной составляющей тока проходя- щей по электрическим сетям; 2 2 Ið Ià I   (А) - увеличивается полная мощность, за cчёт увеличения полного тока; ( S = √3 * I * Uном ) (кВА) - увеличиваются активные потери мощности в элементах системы электроснаб- жения, за счёт увеличения величины полного тока; (ΔР = I²* R = (S²*R) / Uном² ) (Вт) - увеличиваются потери напряжения в электрических сетях, за счёт увеличе - ния величины полного тока (%); 16 (ΔU% = √3*100*I*l*(ro*cosφ + xo *sinφ)/ Uном сети) - снижается пропускная способность системы электроснабжения, которая тре- бует увеличения сечения токоведущих частей, числа и номинальной мощности трансформаторов; - уменьшается коэффициент мощности электрических сетей, за счёт увеличе- ния полной мощности и тока; cosφ = P/S = 2 2 / Q P P  Наиболее оптимальными коэффициентами мощности электрической сети яв- ляются cos φ = 0,92 ÷ 0,95. Определение реактивной мощности – Qэс в кВАр, которую, может выдать энергосистема при данной активной расчётной мощности определяется по фор- муле: Qэс = Рр * tg φэс ( кВар) Если энергосистема может выдать всю необходимую реактивную , то есть если выполняется условие Qэс ≥ Qр , расчёт компенсирующих устройств не производиться. Если энергосистема не может выдать всю необходимую реактивную, то есть если выполняется условие Qэс ≤ Qр , то расчёт компенсирующих устройств дол- жен производиться обязательно. Определение пропускной мощности - Qпр в кВАр, которую может пропустить трансформаторы при нормальном режиме работы, когда трансформаторы работа- ют раздельно с фактическим коэффициентом загрузки трансформатора по форму- ле: 2 2 ) * * ( Ðð S n Qïð ÍÎÌ ÔÀÊ ÒÐ    ( кВар) Определение пропускной мощности - Q´пр в кВАр, которую может пропу- стить один трансформатор при работе в послеаварийном режиме работы, когда один из трансформаторов работает и несёт полную нагрузку, а другой выведен в ремонт или с ним произошла авария по формуле 2 2 ) 4 , 1 ( Pp S Q НОМ ПР   (кВар) 17 Определение места установки компенсирующих устройств определяется в за- висимости от следующих параметров: Определяется возможность пропуска реактивной мощности через трансформа- торы и место установки компенсирующих устройств путём сравнения: Qпр ≥ Qр; и Q´пр ≥ Qр; Если данные условия выполняются, то установка компенсирующих устройств возможна на любой стороне трансформатора, при выполнении второго условия по напряжению стороны (компенсирующие устройства выпускаются на напряжения 0,38-0,4кВ; 6-6,3 кВ;10-10,5 кВ). Если данные условия не выполняются, то установка компенсирующих устройств возможна только на низкой стороне, потому что трансформатор при прохождении через него реактивной мощности будет перегружаться при данной расчётной активной мощности. После предварительного определения места расположения установки компенсирующих устройств необходимо проверить возможность подключения компенсирующих устройств к данному классу напряжения, потому что компенси- рующие устройства выпускаются на напряжения от 0,38 до 11 кВ. Компенсирую- щие устройства на напряжение U = 35 кВ и выше не выпускаются. Определение потерь реактивной мощности в силовых трансформаторах - ΔQтр, которые определяются по параметрам силовых трансформаторов по фор- мулам: ΔQтр = ((Uкз* βфакт² /100) + (іхх / 100)) * Sном ( кВар) Определение необходимой расчётной мощности компенсирующих устройств на любой стороне силового трансформатора подстанции: Для одной цеховой трансформаторной подстанции или ГПП завода: Q КУ расч = Qр - Qэс – (nтр*ΔQтр) ( кВар) Для распределительного пункта объекта, от которого питаются цеховые ТП различных отраслей промышленности: Q КУ расч = Qр - Qэс – ∑(nтр*ΔQтр) ( кВар) 18 Определение реактивной мощности компенсирующих устройств, подключён- ных к каждой секции шин двухтрансформаторной подстанции: Q´ КУ расч = QКУ расч / 2 ( кВар) Выбор компенсирующих устройств по напряжению и мощности по справоч- ной литературе. Рекомендуется выбирать количество и мощность установлен- ных компенсирующих устройств таким образом, чтобы их суммарная мощ- ность, как можно ближе подходила к расчётной реактивной мощности, опре- делённой на каждую секцию шин. Q´ КУ уст ≈ Q´ КУ расч. ( кВар) Определяется общая установленная реактивная мощность компенсирующих устройств Q КУ уст = Q´ КУ уст *2 Определяется погрешность, обусловленная неточностью выбора мощности компенсирующих устройств с расчётной мощностью компенсирующих устройств, которая не должна превышать ΔQКУ ≤ ± 5% ΔQ КУ = ((Q КУ расч - Q КУ уст)/ Q КУ расч)*100 ( кВар) Определяется полная расчётная мощность объекта, завода или цеха с учётом установки компенсирующих устройств  Sp 2 2 ) ( ÊÓÓÑÒ Q Qp Pp   (кВА) Проверяется возможность установки трансформатора меньшей стандартной мощности: При работе трансформатора в послеаварийном режиме: 1,4*S´тр. ном. ≥ 0,75*S´р где: S´тр. ном – ближайшая меньшая стандартная номинальная мощность транс- форматора, по сравнению с ранее выбранной мощностью трансформатора, опре- деленная в расчёте трансформаторов, в кВА; S´р - максимальная полная расчётная нагрузка объекта, завода или цеха , кВА; - при работе в нормальном режиме: 19 βфакт = S´р /(nтр* S´тр. ном) где: βфакт – фактический коэффициент загрузки трансформатора, который зави- сит от количества трансформаторов на подстанции, категории электроснабжения потребителей, а также от характера нагрузки; фактические коэффициенты загрузки βфакт и рекомендуемые коэффициенты загрузки трансформаторов на подстанцияхβреком , принимаются согласно спра- вочной литературе. Если трансформатор меньшей стандартной мощности не подходит по следу- ющим условиям, то рекомендуется окончательно определить трансформатор, ра- нее выбранный в расчёте трансформаторов. После окончательного выбора компенсирующих устройств и мощности транс- форматора необходимо проанализировать возможные схемы трансформаторных подстанций, а также определить компоновку трансформаторной подстанции, за- тем определить конструктивное выполнение электрических сетей и только после выполнения этих пунктов можно приступать к расчёту электрических сетей. 2.7. Выбор и проверка сечений жил кабелей и проводов Внутрицеховые электрические сети напряжением до 1000 В делятся на два вида сетей: - питающие сети – это электрические сети от источников питания (РУНН 0,4кВ ТП, КТП или ВРУ-0,4кВ) до пунктов распределительных (ПР-11-24), шка- фов распределительных (ШР-11), распределительным шинопроводам (ШРА) и отдельным крупным электроприёмникам. В некоторых случаях питающая сеть выполняется в виде одной питающей магистрали в виде магистрального шинопро- вода (ШМА). - распределительные сети – это электрические сети к которым непосредств но подключаются различные электроприёмники цеха, то есть электрические сети от пунктов распределительных (ПР-11-24), шкафов распределительных (ШР-11), распределительным шинопроводов (ШРА) до электроприёмников. 20 Электрические сети могут выполняться шинопроводами и изолированными проводами и кабелями. Длительно допустимым током называется ток, при котором устанавливается длительная допустимая температура нагрева проводника, при нормальных услови- ях прокладки и температуры окружающей среды. Длительно допустимый ток за- висит от следующих параметров: Длительно допустимые токи, определенные в справочной литературе приня- ты для нормальных условий прокладки проводов и кабелей. Нормальными условиями прокладки проводов и кабелей являются:  температура земли +15 ºС;  температура воздуха + 25 ºС;  в траншее уложен только 1 кабель;  в металлической трубе или металлорукаве проложен только 1 кабель; При нормальных условиях прокладки проводов и кабелей должно соблюдаться условие: Iд ≥ Iр. узл. или Iд ≥ Iном ЭП где Iдоп - длительно допустимый ток кабеля или провода при нормальных усло- виях прокладки, (А) определяемый по справочной литературе; Iр.узл - расчётный ток узла, определяется из расчета нагрузок,(А); Iном ЭП - номинальный ток электроприёмника(А), определяемый по форму- лам в зависимости от исходных данных. Если условия прокладки отличаются от нормальных то, необходимо учиты- вать коэффициенты: Кт - коэффициент, который учитывает фактическую температуру окружаю- щей среды, которая отличается от нормальной температуры в среде и определяет- ся в зависимости от изоляции кабеля, длительно допустимой температуры нагрева изоляции и температуры окружающей среды; Кп - коэффициент, который учитывает количество кабелей лежащих рядом в одной траншее и расстояние между ними. 21 При условиях прокладки, отличных от нормальных условий, условие для выбора сечения кабеля по нагреву допустимым током принимает вид: Iдоп · Кт · Кп = I'доп ≥ Iр. узл. (для узла или потребителя) Iдоп · Кт · Кп = I'доп ≥ Iном ЭП (для электроприёмников) Iдоп - длительно допустимый ток кабеля или провода при нормальных усло- виях прокладки; I'доп – длительно допустимый ток кабеля или провода при условиях прокладки, отличных от нормальных. 2. 8 Выбор сечений жил проводов и кабелей по нагреву допустимым током 1.Выбор марки кабеля или провода и количества жил Для электрических сетей до 1000 В (0,22-0,38-0,66 кВ) рекомендуется приме- нять кабели и провода с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией (АВВБШв, АВВГ, АНРГ, АПРТО, АПВ, АПР), а для электрических сетей выше 1000 В (6,0;10,0 кВ) рекомендуется применять кабели с бумажной изоляцией желательно в алюминиевых оболочках (ААБ, ААГ, АГ, АБ). Для воздушных линий электропередач рекомендуется выбирать неизолиро- ванные алюминиевые провода со стальной проволокой внутри марки АС. Кабели в основном выбираются для питающих силовых и осветительных се- тей (питающие шкафы и пункты распределительные или щитки освещения) напряжением до и выше 1000 В, а также для распределительных сетей при больших токах более 50А. Для прокладки электропроводок в зданиях и сооружениях напряжением 0,4 кВ рекомендуется применение небронированных кабелей и проводов, которые прокладываются в трубах или металлорукавах, для облегчения затягивания прово- дов и кабелей в трубы или металлорукава. Для прокладки кабельных линий распределительных сетей заводов, объектов и предприятий напряжением 0,4-10 кВ рекомендуется применение кабелей с бронёй и защитным покровом для защиты кабелей от механических повреждений 22 при земляных работах и коррозии в агрессивной среде и при расстоянии между ними в свету не менее 100 мм. Для силовых электроустановок до 1000 В рекомендуется применение четырёхжильных кабелей с уменьшенным сечением нулевой жилы кабеля, кото- рое должно быть не менее половины сечения фазной жилы (АВВБШв 3х95+1х50). Д л я осветительных электроустановок рекомендуется применение четырёхжильных кабелей с одинаковыми жилами (ВВГ 4х25). Для питающих силовых сетей промышленных предприятий, а также для рас- пределительных силовых сетей объектов, заводов, предприятий рекомендуется применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами, кроме электрических сетей, проложенных в помещениях с химически активными средами и взрыво- опасных помещений. Для осветительных сетей рекомендуется применение прово- дов и кабелей с медными жилами. Для осветительных электрических сетей жилых домов и групповых линий общественных зданий рекомендуется применение проводов и кабелей с медными жилами сечением не менее F= 2,5 мм² (по условиям монтажа, так как провода меньшего сечения могут сломаться при выпрямлении или прокладке). Шинопроводы закрытые до 1000 В применяются при магистральных схемах в цехах и выбираются по нагреву допустимым током. 2. Определяются условия прокладки кабеля: Определяется место расположения, температура окружающей среды, количе- ство кабелей лежащих рядом в траншее и расстояние между ними, в трубах или без них и другие условия, при которых будет эксплуатироваться кабель или про- вод согласно выбранному конструктивному исполнению электрических сетей. 3 Определяется коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды (Кт) Определяется длительная температура жил кабелей и проводов в зависимо- сти от вида изоляции. 23 В зависимости от места расположения (в земле или в воздухе), длительной температуры жил кабелей и проводов (вид изоляции) и фактической температуры окружающей среды определяется поправочный коэффициент на температуру сре- ды для допустимых токовых нагрузок кабелей и проводов (Кт) 4. Определяется коэффициент, учитывающий количество рядом лежащих ка- белей (Кп): Определяется количество кабелей лежащих в одной траншее и расстояние между ними в соответствии с конструктивным исполнением электрических сетей. В зависимости от расстояния между кабелями и количества кабелей рядом лежащих в траншее определяется поправочный коэффициент на число рядом ле- жащих кабелей в земле (в трубах и без труб) для допустимых токовых нагрузок кабелей и проводов (Кп) по пункту 6.3. 5. Выбирается сечение кабеля по допустимому току по условиям: Iдоп · Кт · Кп = I'доп ≥ Iр. узл. (для узла или потребителя) Iдоп · Кт · Кп = I'доп ≥ Iном ЭП (для электроприёмников) Iдоп - длительно допустимый ток кабеля или провода при нормальных усло- виях прокладки, подбирается ближайший больший длительно допустимый ток по таблицам. Iр.узл - расчётный ток узла, определяется из расчета нагрузок; Iном ЭП - номинальный ток электроприёмника. Производится подбор сечения по длительно допустимым токам, затем произ- водят пересчет допустимого тока кабеля или провода при условиях прокладки кабелей, отличных от нормальных и сравнивается с номинальным током электро- приёмника или расчётным током узла. Если расчётный ток узла или электроприёмника больше максимального дли- тельно допустимого тока необходимо расчетный ток узла или электроприёмника разделить на 2 или 3 и затем по полученному току подобрать сечение, но количе- ство кабелей увеличивается в 2 или 3 раза. Необходимо произвести подробный расчет для одного электроприёмника, а затем все расчеты свести в общую таблицу 24 Таблица № ЭП, узла Iном ЭП, Iр узл , А Кт Кп Iдоп, А Марка сечение кабеля или прово- да 2.9 Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономической плотности тока Выбор сечения жил проводов и кабелей питающих и распределительных высоковольтных электрических сетей заводов, предприятий и объектов рекомен- дуется производить по экономической плотности тока. Экономическая плотность тока определяется на основании стоимости строительной части линии, стоимости потерь электроэнергии в зависимости от исполнения линии электропередач, экономии цветных металлов, региона, в кото- ром будут прокладываться линия электропередач и других факторов. С увеличе- нием сечения жил линии повышаются капитальные затраты на её строительство, а с уменьшением сечения жил линии увеличиваются потери электроэнергии и их стоимость. На основе анализа всех факторов, влияющих на величину экономиче- ского сечения в ПУЭ определены экономические плотности тока в А/мм² приве- денные, которые определяются по справочной литературе. Экономическое сечение определяется по формуле: Fэк = Iм /Jэк где: Iм – максимальный ток протекающий по линии электропередач, А; Jэк – экономическая плотность тока, определяемая по справочной литературе и выше приведенной таблицы в зависимости от какой предполагается проложить ка- бель или провод ВЛЭП и часов использования максимальной нагрузки Тм, А/ мм²; Fэк - экономическое сечение для линии электропередач, мм²; 2.10 Выбор сечений жил кабелей и проводов для трансформаторов подстанций 25 Для выбора сечений жил проводов и кабелей для трансформаторов подстан- ции необходимо произвести выбор трансформаторов с учётом суточного графика нагрузок и определить продолжительность использования максимума нагрузок по фактическому графику нагрузок, час/ год, по формуле: Тм = tм* 365 где: Тм – продолжительность использования максимума нагрузки, определяется из исходных данных или из фактического графика нагрузок определённого, при вы- боре мощности трансформатора, час/ год, по формуле: tм – число часов в фактическом суточном графике нагрузки, когда нагрузка превышает среднюю, час; 365 – число дней в стандартном году, дней; Затем в зависимости от Тм (час) и типа токоведущих частей определяется экономическая плотность тока Jэк (А/ мм²) по выше приведённой таблице. Реко- мендуется для трансформаторов цеховых подстанций с напряжением Uвн =6-10 кВ выбирать кабели с алюминиевыми жилами и с бумажной изоляцией, а для ГПП с напряжением Uвн = 35 кВ и выше неизолированные провода для ВЛЭП. После этого определяется максимальный ток, протекающий по питающей линии с учетом максимальной перегрузки трансформаторов по формуле: Iм = (1,4*Sном. ТР ) /(√3*Uном ) где:1,4 – максимально допустимая перегрузка силового трансформатора в послеа- варийном режиме, когда один из трансформаторов двухтрансформаторной подстанции выведен в ремонт; Sном. тр – номинальная мощность силового трансформатора, определённого в расчёте по выбору трансформаторов, кВА; Uном - номинальное напряжение силового трансформатора с той стороны для которого выбирается кабель, провод или вводная шина; пределяется сечение жилы кабеля или провода для ВЛЭП по формуле: Fэк = Iм /Jэк Принимается ближайшее стандартное сечение кабеля или провода в мм². Рекомендуется : 26 - по экономической плотности тока не выбираются: - сечения жил проводов и кабелей напряжением до 1000 В при числе часов ис- пользования максимума нагрузки до 4000 час; - осветительные сети зданий и сооружений до 1000 В; - сборные шины распределительных устройств и подстанций. Необходимо произвести подробный расчет для одного потребителя электро- энергии, а затем все расчеты свести в общую таблицу: Таблица № объекта Sном.тр кВА Uном кВ Iм, А tм, час (по гра- фику) Тм, час Jэк А/мм² Fэк, мм² Сечение кабеля или провода F марка n* Fф, мм² 2.11 Проверка сечения жил кабелей и проводов на соответствие с токами сраба- тывания защитных аппаратов напряжением до 1000 В Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать: - силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений; - силовые сети, когда по условиям технологического процесса могут возникать длительные перегрузки; - электрические сети напряжением до 1000 В во взрывоопасных помещениях и наружных установок. Согласно ПУЭ предельное допустимое соотношение между током срабаты- вания защитного аппарата Iз и длительно допустимым током по нагреву Iдоп для проводников силовых и осветительных сетей до 1000 В равно: Iдоп · Кт · Кп = I′доп ≥ Кз · Iз где: I'доп – длительно допустимый ток кабеля или провода при условиях прокладки, отличных от нормальных. Кт – поправочный коэффициент на температуру среды в зависимости от вида изоляции кабеля и температуры окружающей среды; Кп – поправочный коэффициент на число рядом лежащих кабелей в земле в зависимости от количества кабелей и расстояния между ними; 27 Iдоп – длительно допустимый ток кабеля или провода при нормальных усло- виях прокладки, определяемый по справочной литературе; Iз – ток срабатывания защитного аппарата напряжением до 1000 В (ток тепло- вого и комбинированного расцепителя для автоматического выключателя или плавкой вставки предохранителя для сетей с защитой от перегрузки или ток элек- тромагнитного расцепителя для сетей с защитой только от КЗ) Кз – коэффициент защиты, определяемый по справочной литературе. Электрические сети до 1000 В в основном выполняются с защитой от пере- грузок, кроме сетей питания мостовых кранов, сварочных аппаратов, лифтов, кон- вейров которые работают с перегрузкой во время пуска. Необходимо произвести подробный расчет для одного электроприёмника или узла цеха, а затем все расчеты свести в общую таблицу: Таблица № ЭП Узла Iном ЭП , Iр узл , А Ориентировоч- ное сечение, F´ Кз Iз ( Iтр, АВ ) Iпв ПР ), А Кз*Iз, А Предварительное сечение, F´´ Fф, мм² Iдоп´, А I доп´, А Марка n* Fф, мм² n* Fn, мм² 2.11 Проверка сечения жил кабелей и проводов по допустимой потере напряже- ния Согласно ПУЭ допустимое отклонение напряжения у наиболее удаленного силового электроприёмника или потребителя электроэнергии должно быть не бо- лее 105% и не ниже 95% номинального напряжения электрической сети. Для се- тей электрического освещения промышленных и общественных зданий допус- каются отклонения напряжения не более 105% и не ниже 97,5% номинального напряжения электрической сети. Номинальное напряжение вторичных обмоток силовых трансформаторов со- гласно ПУЭ должно быть выше номинального напряжения электрической сети не менее +5% для компенсации потерь напряжения в электрических сетях. По потере напряжения проверяются все кабели и провода силовых и освети- тельных сетей напряжением до 1000 В и высоковольтные кабельные и воздушные линии электропередач. 28 Потерей напряжения называется алгебраическая разность между напряже- нием источника питания и напряжением в месте подключения электроприёмника или потребителя электроэнергии отнесенная к номинальному напряжению сети. ΔU% = [(Uип – Uэп)/ Uном сети]*100% где: ΔU% - потеря напряжения в %; Uип -напряжение источника питания, В; Uэп - напряжение в месте подключения электроприёмника или потребителя электроэнергии, В; Uном сети – номинальное напряжение электрической сети, В; - Отклонением напряжения у электроприёмника или потребителя электро- энергии называется алгебраическая разность между фактическим напряжением сети и номинальным напряжением сети, отнесенная к номинальному напряжению сети. ±V% = [(Uфакт – Uном сети)/ Uном сети]*100% где:±V% - отклонение напряжения у электроприёмника или потребителя электро- энергии, %; Uфакт – фактическое напряжение на зажимах электроприёмника или потре- бителя электроэнергии, В; Uном сети – номинальное напряжение электрической сети, В или кВ; Падением напряжения называется геометрическая разность векторов напря- жений переменного тока в начале и в конце рассматриваемого участка электриче- ской сети. Uнач - Uкон = I*(r + jx) = I*z где: U-нач - вектор напряжения в начале рассматриваемого участка, В; U-кон - вектор напряжения в конце рассматриваемого участка, В; I – ток протекающий по линии, А; Для двухпроводной линии однофазного переменного тока ΔU% = 200*I*l*(ro*cosφ + xo *sinφ)/ Uном сети Для трёхфазной линии переменного тока ΔU% = √3*100*I*l*(ro*cosφ + xo *sinφ)/ Uном сети 29 где:ΔU% - потеря напряжения в %; I – ток, протекающий по рассматриваемой линии, А; l – длина рассматриваемой линии, км или м; ro, xo – удельные активные и индуктивные сопротивления рассматриваемой ли- нии, определяемые в зависимости от предварительно выбранного сечения жилы провода и кабеля по справочной литературе, Ом/ км или мОм/ м; cosφ, sinφ – параметры, характеризующие нагрузку, протекающую по рассматриваемой линии, определяются из пункта расчета электрических нагрузок; Uном сети – номинальное напряжение электрической сети, В; - если определяется потеря напряжения на нескольких участках, то необходимо потери напряжения этих участков сложить и сумму потерь сравнить с допусти- мой потерей напряжения, которая должна быть не более ΔU%=5%. - если же потери напряжения превышают величину ΔU%= 5%, то необходимо увеличить сечение жилы кабеля или провода на участке, имеющем наибольшую потерю напряжения Если же предварительно принято несколько параллельно работающих кабе- лей для прохождения большого тока, то необходимо при определении потерь напряжения удельные активные и индуктивные сопротивления разделить на коли- чество параллельно работающих кабелей. Необходимо произвести подробный расчет для одного электроприёмника или узла цеха, а затем все расчеты свести в общую таблицу: Таблица № ЭП узла, объек- та Uном В Iном эп, Iр узл , А Се- че- ние F´´, мм² Ro Ом км Xo Ом/ км L, км Cosφ Sinφ ΔU % Окончательное сечение Fо кон, мм² марка кабеля n* Fф, мм² n*Fnм м² В сетях до 1000 В с глухозаземлёной нейтралью допускается наибольшая потеря напряжения не более 5%. В сетях выше 1000 В с изолированной, компенси- 30 рованной (6-10-35 кВ) и эффективно-заземлёной нейтралью (110 кВ и выше) до- пускается наибольшая потеря напряжения не более 8% из-за наличия в силовых трансформаторах переключателя на стороне ВН с системой регулирования напря- жения типа ПБВ (переключение без возбуждения), РПН (регулирования под на- грузкой) Определение располагаемой потери напряжения от шин трансформаторной подстанции до наиболее удаленного потребителя электроэнергии (здания и соору- жения) силовой сети. В зависимости от мощности питающего трансформатора (Sном), коэффици- ента загрузки трансформатора βтр и коэффициента мощности нагрузки трансфор- матора (cosφ) можно определить наибольшие располагаемые потери напряжения от шин трансформаторной подстанции до наиболее удаленного электроприёмника цеха или потребителя электроэнергии (здания, сооружения) силовой сети, при условии что на вторичных обмотках силового трансформатора напряжение в ре- жиме холостого хода составляет U = 400 В, что составляет 105% от номинального напряжения U = 380 В, а у наиболее удаленного электроприёмника или потреби- теля электроэнергии напряжение составляет не ниже U = 361 В что составляет 95% от номинального напряжения U = 380 В или U = 209 В что составляет 95% от номинального напряжения U = 220 В. Для определения располагаемой потери напряжения до потребителей элек- троэнергии (зданий, сооружений) рекомендуется учитывать потерю напряжения внутри здания около Uзд%=2,0%, поэтому при определении располагаемой поте- ри до потребителей необходимо определять по формуле: Uрасп % = Uсправ % - Uзд % где:Uсправ % - наибольшая располагаемая потери напряжения от шин трансфор- маторной подстанции до наиболее удаленного электроприёмника силовой сети, определенная по справочной литературе или ниже приведённой таблице; 31 Uзд % = 2,0 % -предполагаемая потеря напряжения силовой и осветительной сети внутри здания сооружения от водно-распределительного устройства (ВРУ) до наиболее удаленного электроприёмника; Uрасп % - наибольшая располагаемая потери напряжения от шин трансфор- маторной подстанции до наиболее удаленного водно-распределительного устрой- ства (ВРУ) здания или сооружения; Наибольшие располагаемые потери напряжения от шин трансформаторной подстанции до наиболее удаленного электроприёмника цеха или потребителя электроэнергии силовой сети. После выбора сечений проводов и кабелей производится расчет токов ко- роткого замыкания, чтобы выбрать коммутационную аппаратуру напряжением выше 1000В и проверить предварительно выбранные защитные аппараты напря- жением до 1000В, а также кабелей на термическую стойкость токам КЗ Для прово- дов воздушных линий электропередач необходимо ещё провести механический расчёт, чтобы определить критический пролет при наиболее сложных климатиче- ских условиях, который должен быть больше чем рекомендуемый пролет для дан- ного класса напряжения. 2.13 Выбор защитной аппаратуры В сетях и установках напряжением до 1000 В возможны ненормальные ре- жимы работы электроустановок, связанные с незначительным или черезмерным увеличением тока в цепи: - перегрузка – режим работы электроустановки с нагрузкой превышающей номинальную мощность, при котором в электрической цепи возникает ток, превы- шающий номинальный ток на 5-50%; - короткое замыкание – преднамеренное или случайное соединение двух то- чек электрической цепи непосредственно или через малое сопротивление, при ко- тором в электрической цепи возникает значительный ток, превышающий номи- нальный ток в 10-100 раз. 32 Для защиты внутрицеховых электрических сетей напряжением до 1000 В применяются следующие защитные аппараты: 1. Предохранитель – коммутационный электрический аппарат, предназна- ченный для отключения защищаемой цепи посредством плавления и по- следующего разрушения, специально предусмотренных для этого токове- дущих частей (плавкая вставка), под действием проходящего по ним тока, превышающего его калиброванные значения. 2. Автоматический выключатель - коммутационный электрический аппа- рат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством срабатывания расцепителей, под действием проходящего по ним тока, превышающего его стандартные значения и воздействующих на отклю- чающий валик, который отключает автоматический выключатель. 3. Тепловые реле магнитных пускателей– коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посред- ством срабатывания и размыкания цепи управления магнитного пускате- ля или контактора. Автоматические выключатели применяются в низковольтных комплектных распределительных устройствах типа пунктов распределительных, в щитках освещения, в вводно-распределительных устройствах , в закрытых распредели- тельных шинопроводах напряжением до 1000 В). Тепловые реле, применяемые в электрических сетях напряжением до 1000 В классифицируются по маркам. 2.14.1 Расчет номинальных токов электроприёмников Н оминальные токи электроприёмников определяются по формулам: Iном ЭП = Рном \(√3 *Uном*соs φ*η) или Iном ЭП = Sном \(√3 *Uном) где: Рном, Sном – номинальная активная или полная мощность электроприёмника определяется из исходных данных расчета нагрузок, кВт или кВА; Uном– номинальное напряжение сети, кВ; 33 cоsφ – коэффициент мощности электроприёмника, определяется из расчёта электрических нагрузок; η – коэффициент полезного действия электроприёмника, принимается равным 0,9; Iр узл – расчётный ток узла, определяется из расчёта электрических нагрузок, А 2.14.2 Расчет пусковых токов электроприёмников Пусковые токи электроприёмников определяются по формулам: Iпуск ЭП = Кпуск* Iном ЭП где:Iном ЭП = номинальный ток электроприёмника, А Кпуск = кратность пускового тока электроприёмника, которую рекомендуется принимать равной: 7,5 - для конвейеров, кранов, лифтов, дробилок, мельниц, дробилок и т.д; 6 - для сварочных аппаратов; 5 - для металлорежущих станков, вентиляторов, насосов и т.д; 3 - для газоразрядных ламп высокого давления ДРЛ, ДРИ, ДНАО, ДКсТ; 2 - для печей сопротивления, нагревательных элементов и т.д; 2 - для ламп накаливания и люминесцентных ламп. 2.14.3 Расчет пикового тока узла Пиковый ток узла определяется по формуле: Iпик узл = Iр узл + Iпуск макс – Ки* Iном ЭП где:Iр узл – расчётный ток узла, определяемый из расчёта электрических нагру- зок.А Iпуск макс– максимальный пусковой ток электроприёмника в узле, А; Ки – коэффициент использования электроприёмника, имеющего максималь- ный пусковой ток в узле; 34

Iном ЭП– номинальный ток электроприёмника, имеющего максимальный пус- ковой ток в узле, А; 2.14.4 Условия выбора защитной аппаратуры Низковольтные предохранители выбираются по следующим условиям: - По типу и назначению предохранителя: Предохранители рекомендуется применять для электроприёмников, имею- щие незначительные пусковые токи или малые кратности пускового тока (печи со- противления, освещение), а также для защиты питающих линий жилых, админи- стративных и гражданских зданий. Предохранители с рубильниками также применяются на подстанциях с по- требителями 2 категории в виде защитных аппаратов в панелях ЩО-70. При выборе токов плавких вставок предохранителей и рубильников, необ- ходимо, соблюдать условия селективности (избирательности срабатывания) по номинальным токам рубильников и токам плавких вставок предохранителей: - рекомендуется, чтобы вводные номинальные токи рубильников и токи плавких вставок предохранителей узлов или зданий должны быть больше, чем токи плав- ких вставок предохранителей наибольшего электроприёмника в узле или наибо- лее загруженной питающей линии здания. - рекомендуется, чтобы номинальные токи рубильников и токи плавких вставок предохранителей отходящих линий на подстанции, которые защищают данный узел или здание, должны быть больше, чем вводные номинальные токи рубиль- ников и токи плавких вставок предохранителей узла или здания. - рекомендуется, чтобы номинальный ток секционного рубильника на подстан- ции должен быть больше, чем номинальные токи рубильников и токи плавких вставок предохранителей отходящих линий на подстанции. - рекомендуется, чтобы вводные номинальные токи рубильников и токи ввод- ных плавких вставок предохранителей должны быть больше, чем номинальный ток секционного рубильника. - По напряжению: 35 Uном ≥ Uсети - По номинальному току предохранителя: Iном пр ≥ Iном ЭП или Iном пр ≥ Iр узл где: Iном пр– номинальный ток предохранителя(15,60, 100,250,400,600,1000), А Iном ЭП - номинальный ток электроприёмника,А; Iр узл – расчетный ток узла, А; - По току плавкой вставки: Iп в ≥ Iном ЭП или Iп в ≥ Iр узл Iп в ≥ Iпуск ЭП / α или Iп в ≥ Iпик узл / α где: Iпуск ЭП - пусковой ток электроприёмника, который определяется по номи- нальному току и кратности пускового тока электроприёмника; α –коэффициент, учитывающий условия и длительность пуска и принимаю- щий значения для одиночных электроприёмников: 2,5 – для лёгких пусков, с длительностью до 2,5 секунд, а также для редких пусков (насосы, вентиляторы, металлорежущие станки и т.д.), а также для жилых, гражданских и административных зданий; 1,6 – для тяжёлых пусков с длительностью более 2,5 секунд, а также для ча- стых пусков и с частыми реверсами (краны, лифты, дробилки, мельницы, дробил- ки, конвейеры и т. д); Для узлов αпринимается равный значению для электроприёмника имеющего, максимальный пусковой ток в узле. Для предохранителей выбирается ближайшая большая стандартная уставка плавкой вставки, которая не может быть больше номинального тока патрона предохранителя. Для одного электроприёмника производится подробный расчет выбора предохранителя и плавкой вставки а, затем все остальные расчеты сводят- ся в таблицу. Если к узлу подключен электроприёмник, у которого токи предохранителя и плавкой вставки совпадают или больше чем токи предохранителя и плавкой встав- ки, защищающего весь узел, то необходимо по условию селективности увеличить токи предохранителя и плавкой вставки, защищающего весь узел. 36 Выбранные токи заполняются в таблицу Таблица № эп, узл. Ip/Iном, А Iпик/Iпуск, А Iпик/α Α Iпуск/α , А Предохранитель Марка Iпр, А Iп.в., А Автоматические выключатели рекомендуется применять для электроприём- ников со значительными пусковыми токами или с большой кратностью пускового тока (кран-балки, лифты, конвейеры и т.д.), а также для защиты питающих линий производственных цехов и зданий. Автоматические выключатели также применяются в виде защитных аппара- тов на подстанциях с потребителями 1 и 2 категории. При выборе автоматических выключателей, необходимо, соблюдать условия селективности (избирательности срабатывания) по токам срабатывания и выдержке времени в зоне перегрузок и КЗ: - рекомендуется, чтобы токи срабатывания вводных автоматических выклю- чателей узлов должны быть больше, чем токи срабатывания автоматических вы- ключателей наибольшего электроприёмника в узле, при этом автоматические вы- ключатели должны быть неселективными (без выдержки времени); - рекомендуется, чтобы токи срабатывания автоматических выключателей отходящей линии на подстанции, которые защищают данный узел, должны быть больше, чем вводной автоматический выключатель узла. При этом автоматиче- ские выключатели на подстанции могут быть неселективными (без выдержки времени) для подстанций с потребителями 2 категории или селективными (с вы- держкой времени) для подстанций с потребителями 1 категории; - рекомендуется, чтобы ток срабатывания секционного автоматического выклю- чателя на подстанции должен быть больше, чем токи срабатывания автоматиче- ских выключателей отходящих линий на подстанции, а также иметь большую вы- держку времени. При этом автоматический выключатель на подстанции должен быть селективным (с регулируемой выдержкой времени) для подстанций с потре- бителями 1 и 2 категории; 37 - рекомендуется, чтобы токи срабатывания вводных автоматических выключа- телей должны быть больше, чем ток срабатывания секционного автоматического выключателя на подстанции, а также иметь большую выдержку времени. При этом автоматические выключатели на подстанции должны быть только селектив- ными (с регулируемой выдержкой времени) для подстанций с потребителями 1 и 2 категории; Автоматические выключатели выпускаются с различными видами расцепи- телей и выбираются по : - напряжению: Uном ≥ Uсети; - номинальному току автоматического выключателя: Iном АВ ≥ Iном ЭП или Iном АВ ≥ Iр узл где: Iном АВ– номинальный ток автоматического выключателя, (16, 25, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1500, 2000, 2500, 4000), А Iном ЭП - номинальный ток электроприёмника(А), определяемый по формуле аналогично как для предохранителей. Iр узл – расчетный ток узла определяемый из расчёта электрических нагрузок, А; - току теплового расцепителя: Iт.р. ≥ Кт*Iном ЭП или Iт.р. ≥ Кт *Iр узл где: Кт = коэффициент надежности срабатывания теплового или комбинированно- го пулупроводникового расцепителя, который определяется в зависимости от типа расцепителя и от того какие линии они защищают: 1,1 – для защиты узлов и групп силовых электроприёмников; 1,15- для защиты одиночных силовых электроприёмников, с нерегулируемы- ми тепловыми расцепителями; 1,25 – для защиты одиночных электроприёмников, с регулируемыми комби- нированными полупроводниковыми расцепителями; 38

1,3 – для защиты осветительных сетей с ртутными лампами высокого давле- ния типа ДРЛ, ДРИ, ДНАО, ДКсТ с нерегулируемыми тепловыми расцепителями; 1,0 – для защиты осветительных сетей с лампами накаливания и люминес- центными лампами низкого давления с нерегулируемыми тепловыми расцепите- лями - току электромагнитного расцепителя: Iп в ≥ Кэ* Iпуск ЭП или Iп в ≥ Кэ* Iпик узл где:IпускЭП - пусковой ток электроприёмника который определяется по номи- нальному току и кратности пускового тока электроприёмника по формуле анало- гичной как для предохранителей, А; Iпик узл – пиковый ток узла, определяемый по формуле аналогичной как для предохранителей, А; Кэ = коэффициент надежности срабатывания электромагнитного расцепителя, который определяется в зависимости от типа расцепителя и того, какие линии они защищают: 1,2 – для защиты одиночных электроприёмников с регулируемыми комбини- рованными полупроводниковыми или нерегулируемыми электромагнитными рас- цепителями; 1,25 - для защиты узлов и групп силовых электроприёмников с регулируемы- ми комбинированными полупроводниковыми расцепителями; 1,5 - для защиты узлов и групп силовых электроприёмников и узлов с нерегу- лируемыми электромагнитными расцепителями; 1,3 – для защиты осветительных сетей с ртутными лампами высокого давления типа ДРЛ, ДРИ, ДНАО, ДКсТ с нерегулируемыми электромагнитными расцепите- лями; 1,0 - для защиты осветительных сетей с лампами накаливания и люминесцент- ными лампами низкого давления с нерегулируемыми электромагнитными расце- пителями. Для автоматических выключателей выбирается ближайшая большая стан- дартная уставка расцепителя. 39 Для одного электроприёмника производится подробный расчет выбора авто- матического выключателя, тепловых, электромагнитных и комбинированных по лупроводниковых расцепителей а, затем все остальные расчеты сводятся в табли- цу: № эп Ip/Iном, А Iпик/Iпуск, А Кт*Ip/Кт*Iно м,А Кэ*Iпик/ Кэ*Iпуск, А Автоматический выключатель Марка Iном, А Iт.р., А Iу.э., А Если к узлу подключен электроприёмник, у которого токи срабатывания автома- тического выключателя совпадают или больше чем у автоматического выключате- ля, защищающего весь узел, то необходимо по условию селективности увеличить токи срабатывания автоматического выключателя, защищающего весь узел. Тепловые реле выбираются по следующим условиям: - по типу и назначению теплового реле; - по напряжению; Uном ≥ Uсети - по номинальному току теплового реле; Iном ТР ≥ Iном.ЭП где:Iном ТР– номинальный ток теплового реле, А Iном ЭП - номинальный ток электроприёмника(А), определяемый по формуле аналогично как для предохранителей. - по току нагревателя теплового реле; Iнагрев ≥ Кт *Iном ЭП где: Iнагрев – ток нагревательного элемента теплового реле, который не может быть больше номинального тока теплового реле, А Кт - коэффициент надежности срабатывания теплового реле: 1,1 – для защиты одиночных электроприводов; Для тепловых реле выбирается ближайшая большая стандартная уставка реле. Для одного электроприёмника производится подробный расчет выбора теплового реле, тепловых нагревателей а, затем все остальные расчеты сводятся в таблицу Таблица № эп Iном, А Кт*Iном, А Тепловое реле 40 После выбора защитного аппарата в соответствии с выбранным низковольт- ным распределительным устройством и определения токов срабатывания тепло- вых, электромагнитных, комбинированных расцепителей автоматических выклю- чателей или плавких вставок предохранителей, необходимо: 1. Произвести выбор марки и сечения жил проводов и кабелей по нагреву до- пустимым током с учётом температуры окружающей среды и количества ка- белей на одной трассе (ориентировочное сечение жилы кабеля или прово- да); 2. Произвести проверку сечений жил проводов и кабелей на соответствие с то- ками срабатывания защитных аппаратов напряжением до 1000В (предвари- тельное сечение жилы кабеля и провода); 3. Произвести проверку сечения жил проводов и кабелей для наиболее удален- ного электроприёмника по допустимой потере напряжения (окончательное сечение жилы кабеля или провода). 2.15 Расчет осветительной сети 2.15.1 Основные показатели электрического освещения Источники электрического света преобразуют электрическую энергию в энергию лучистую, мощность которой характеризуется лучистым потоком. Часть лучистого потока, воспринимаемая зрением как свет называется световым пото- ком, за единицу которого принят люмен. Каждая электрическая лампа создает определенный световой поток, завися- щий не только от ее мощности, но и от экономичности. Поэтому между световым потоком и мощностью не существует прямой пропорциональности. В общем слу- чае можно считать , что световой поток, испускаемый светящимся телом, распре- деляется в пространстве неравномерно. Об интенсивности свечения источника света в заданном направлении судят по так называемой пространственной плотно- 41 сти светового потока, создаваемой источником внутри единичного телесного угла, измеряемого в стерадианах. Величина телесного угла определяется отношением площади поверхности, ограниченной телесным углом на сфере произвольного радиуса, к квадрату этого радиуса: 2 r S   Отношение светового потока F к заключающему его телесному углу называ- ется силой света:   F J За единицу силы света принята кандела ( 1свеча = 1,005 кд) Световой поток, падающий на какую либо поверхность, освещает ее. Об ин- тенсивности освещения поверхности судят по плотности распределения по ней светового потока, называемой освещенностью. Освещенность Е определяется от- ношением светового потока, упавшего на поверхность, к ее площади S F Е  За единицу освещенности принят люкс. Люксу соответствует плотность све- тового потока, равная 1 лм/м 2 Зрительное ощущение определяется не только величиной освещенности, но и отражательной способностью освещаемой поверхности. Световое ощущение оце- нивается яркостью поверхности кд/м 2 , которая характеризуется отношением силы света элемента поверхности в данном направлении к площади проекции этой по- верхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению   cos * S J В где α- угол между направлением светового потока в данной точке и пер- пендикуляром, опущенным на освещаемую поверхность в этой точке. Световой поток F , падая на какое либо тело, в общем случае частично им поглощается F α , частично им отражается Fρ и частично проходит через тело Fτ . 42 С учетом этого световой поток, падающий на освещаемое тело, может быть представлено как сумма F= F α + Fρ + Fτ . = 1 Для оценки световых свойств тел пользуются коэффициентами отражения, пропускания и поглощения. Коэффициент отражения определяется отношением отраженного потока Fρ ко всему световому потоку F F    Коэффициент пропускания определяется отношением потока, прошедшего через тело, ко всему световому потоку F F    Коэффициент поглощения определяется отношением поглощенного телом потока ко всему потоку 2.15.2 Выбор системы освещения Требования к освещению предъявляются в зависимости от характера произ- водственного предприятия и характера выполняемой на нем работы. С учетом этого могут быть применены: общее равномерное освещение, об- щее локализованное освещение и комбинированное освещение. Системой общего равномерного освещения называется система, когда световой поток излучаемой осветительной установки распределяется без учёта размещения обо- рудования Общее освещение предназначено для создания равномерного освещения с равномерным распределением освещенности по всей поверхности освещаемого помещения. Такое освещение обеспечивается светильниками одинаковой мощности, равномерно распределенными по всей площади на одной высоте. 43 Достоинством также является то, что в сравнении с другими системами осве- щения оно обеспечивается при меньших первоначальных затратах на оборудова- ние осветительной установки и в большинстве случаев допускает возможность применения ламп большой мощности, обладающих повышенной световой отда- чей, по сравнению с лампами малой мощности, обычно устанавливаемых в све- тильниках местного освещения. Системой общего локализованного освещения (ОЛО) называется система, когда световой поток излучаемой осветительной установки распределяется с учётом размещения оборудования. ОЛО предназначено для освещения помещений при необходимости получения неравномерного распределения освещенности. Это достигается применением не одинаковых по мощности светильников, неравномерно распределенных и подве- шенных на разных высотах. Системой комбинированного освещения называется система, когда к светово- му потоку излучаемой общей осветительной установки добавляется световой по- ток излучаемой местной осветительной установки освещающее непосредственно рабочее место. Комбинированное освещение целесообразно использовать в поме- щениях при наличии определенных рабочих мест ограниченной площади. 2.15.3 Выбор освещённости Электрическое освещением должно создавать благоприятные условия для зре- ния, обеспечивая наибольшую надежность, экономичность и безопасность рабо- ты. Качество освещения рабочей поверхности нормируется величиной освещен- ности.за, Нормы СНиП основаны на шкале освещённости: 0.2 – 0.3 -0.5-тся ве1.0-2.0-3.0-5.0-10-20-30-50-75-100-150-200-300-400-500-600- 750-1000-1250-1500-2000-2500-3000-4000-5000-6000-7500 44 Данные нормы устанавливают наименьшую освещённость, имея в виду, что она должна иметь место в наихудших точках освещаемой поверхности перед оче- редной чисткой светильников. В процессе эксплуатации и в зависимости от производственной среды помеще- ния снижается освещённость, что приводит к более напряжённой зрительной ра- боте. Коэффициент запаса учитывает снижение освещённости в процессе эксплуа- тации вследствие запыления и загрязнения осветительных приборов, уменьшение коэффициентов отражения стен и потолка и снижение светового потока. Для газо- разрядных ламп К 3 =2,0 – 1,5 для ламп накаливания К 3 = 1,7 – 1,3. Значение номи- нальной освещенности приведено в приложении 2. Требуемая для заданных условий работы освещенность зависит от контраста между деталью и фоном, на котором в процессе работы рассматриваются детали, от наименьшего размера различимой детали и расстояния от нее до глаза, от отно- сительной длительности зрительного напряжения и степени подвижности рабочей поверхности. При выборе освещенности в ряде случаев приходится учитывать и условия светового комфорта, независимо от характера выполняемых работ. 2.15.4 Выбор источников электрического света Электрические источники света, применяемые в настоящее время, можноразде- лить на две группы: лампы накаливания и люминесцентные лампы. Лампы накали- вания относятся к тепловым источникам электрического света, основанным на принципе излучения. На работу ламп накаливания значительное влияние оказывает изменение напряжения питающей сети. С увеличением напряжения происходит возрастание светового потока и увеличение световой отдачи лампы при резком снижение срока ее службы. Так при увеличении напряжения на 5% в сравнении с номинальным значением срок службы ламп накаливания уменьшается вдвое. 45 Снижение же напряжения приводит к значительному уменьшению экономич- ности и ухудшению освещения. Люминесцентные лампы представляют собой вакуумную стеклянную трубку с находящимися в ней парами ртути при низком давлении. В качестве вспомогатель- ного вещества в трубке используется газ аргон. Внутренняя поверхность лампы по- крыта слоем кристаллического вещества (люминофора). Спектральный состав из- лучаемого лампой света зависит от состава применяемого в лампе люминофора. При включении лампы происходит накал электродов, в результате чего последние испускают электроны. В зависимости от применяемого в качестве люминофора вещества возможно менять спектральный состав излучаемого лампой света. Эта особенность люминесцентных ламп сделала их пригодными не только для освещения бытовых и производственных помещений, но и для оборудования рекламного освещения зданий и других объектов. Люминесцентные лампы обладают малой тепловой инерцией при питании от сети переменного тока, в результате чего световой поток, испускаемый лампой, пульсирует. Недостатком являются относительно малая мощность при довольно больших размерах и зависимость параметров ламп от температуры окружающей среды. 2.15.5 Выбор светильников Светораспределение светильника является основной характеристикой, опре- деляющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях. Распределение светового потока светильника в нижней и в верхней полу- сфере окружающего пространства и форма кривой силы света являются основны- ми показателями для выбора светильника для освещения помещений различной высоты и с разными отражающими свойствами поверхностей, ограничивающих заданное помещение. 46 Для освещения помещений, стены и потолка, которые имеют невысокие от- ражающие свойства (например, производственные помещения с большим процен- том остекления стен ) целесообразно применение светильников прямого света типа. В таких условиях светильники, излучая световой поток вниз, на рабочие по - верхности гарантирует минимальные потери и максимальное использование све- тового потока. Однако применение светильников прямого света вызывает неравно- мерное распределение яркости в поле зрения, возникновение резких падающих те- ней от посторонних предметов в связи с незначительной ролью отражённых стен и потолков. Поэтому светильники прямого света получили широкое применение при освещении территории. При освещении производственных помещений, стены и потолки которых обладают достаточно высокими отражающими свойствами, целесообразно при- менение светильников преимущественно прямого света с подсветкой потолков, что даёт благоприятное распределение яркости в поле зрения. Светильники рассеянного света типа не экономичны в производственных помещениях с низкими коэффициентами отражения стен и потолков, поэтому они получили применение для освещения вспомогательных помещений и произ- водственных помещений со световой отделкой стен и потолков. Светильники отражённого света, применение которых связано с наибольши- ми потерями светового потока источников света используются исключительно в установках архитектурного освещения, в которых предъявляются требования к распределению яркости в поле зрения. Люминесцентные лампы обладают лучшими светотехническими характери- стиками в сравнении с лампами накаливания. Они позволяют создать освещение, незначительно отличающееся по качеству от дневного света, что особенно важно, когда необходима правильная светопередача. Широкое применение люминесцентное освещение получило для архи- тектурно-художественного оформления. Во многих случаях применение люми- несцентного освещения диктуется производственно-гигиеническими условиями. 47 Это относится, главным образом, к помещениям с точными и напряженными для глаза работами. Существует два способа размещения светильников общего освещения: равно- мерное и локализованное. При проектировании локализованного способа размещения вопрос выбора места размещения и расположения светильника должен решаться в каждом кон- кретном случае индивидуально на основе подробного знакомства с характером производственного процесса и конструктивными особенностями оборудования цеха. При проектировании равномерного освещения следует руководствоваться рядом общих положений, которые должны являться отправными при решении это- го вопроса. Размещение светильников в плане и в разрезе помещения определяется сле- дующими размерами L a kn b H aaaaa Н – высота помещения а – длина помещения задаётся заданием на проектирование 48 в – ширина помещения h c - расстояние между светильниками потолком называемое также свесом, колеб- лется в пределах 0.3 – 1.5 м, при этом низший предел относится к низким помеще- ниям, а брать hс более 1.5 м нецелесообразно. Выбирая hс для светильников рас- сеянного и преимущественно прямого света, необходимо учитывать равномер- ность освещения потолка, т.к. при малых hс потолок освещается неравномерно. В этом случае рекомендуется принимать h c =0.2+0.25Н о или h c >=0.2L. Н о – высота потолка над рабочей поверхностью Н о =H-h p h p – высота рабочей поверхности над полом (в основном задаётся в нормах) h п – высота подвеса светильника над полом h=H-h c h – расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности и выражается формулой: h=H-(h c +h p ) =h c -h p L, L a , L b – расстояние между соседними светильниками или рядами люминесцент- ных ламп (если по длине и ширине помещения расстояния различны, то они обозначаются l, l a , l b – расстояние от крайних светильников, рядов люминесцентных ламп и крайнего светильника ряда люминесцентных ламп от стены (если по длине и ши- рине помещения расстояния различны, то они обозначаются l a и l b ). Рекомендуется применять значение l = (0.3+0.5)L в зависимости от наличия в близи рабочих мест. Светильники с лампами накаливания и ДРЛ располагаются по вершинам квадратных, прямоугольных или треугольных полей, также для данных светильни- ков применимо расположение рядами и в шахматном порядке. В узких помещениях допустимо однорядное расположение. При прямо- угольных полях рекомендуется L a / L b < = 1.5 причём увеличение L в одном направлении следует компенсировать увеличением в другом. 49 Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется устанавливать рядами преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами. 2.15.6 Выбор метода расчета осветительной сети Расчёт осветительной установки может быть произведён несколькими мето- дами: 1. Метод удельной мощности 2. Метод коэффициента использования светового потока 3. Точечный метод Наиболее приближенным и простым методом расчёта осветительной уста- новки является метод удельной мощности. Он применяется при расчёте общего равномерного освещения незаграмождённых помещений, длина которых не более чем в 2.5 раза превышают ширину. Более точным методом расчёта осветительной установки является метод ко- эффициента использования светового потока, который предназначен для расчёта общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. При расчёте по этому методу учитывается, как прямой, так и отражённый свет. Самым точным методом расчёта осветительной установки является точеч- ный метод, который предназначен для расчёта освещения, как угодно расположен- ных поверхностей при любом расположении освещённости. Затенение, если они имеют место, могут быть учтены, но отражённая составляющая освещённости учитывается приближённо. По этому методу рассчитываются: общее локализован- ное освещение, комбинированное освещение и общее равномерное освещение при наличии существенных теней. Для выполнения ДП, чаще всего применяется ме- тод коэффициента использования светового потока. 2.15.7 Метод коэффициента использования для расчета осветительной сети Для расчета необходимо заполнить таблицу 50 Наименование помещения Длина помещения, м Ширина помещения, м Высота помещения, м Освещен- ность Е, лм h Р ,м Данный метод предназначен для более точного расчёта осветительной уста- новки с учётом прямого и отражённого света общего равномерного освещения производственных, административных общественных, вспомогательно–бытовых помещений других помещений с различной длиной, шириной и высотой помеще- ния. Световой поток, падающий на рабочую поверхность S представляет собой сумму потоков F=F n +F от гд е F n – световой поток, непосредственно падающий на поверхность от светильника F от – световой поток, падающий на поверхность в результате отражения от стен и потолка Обозначим световой поток одной лампы F л , а число светильников через n. Коэффициент использования светового по тока падающего на рабочую поверхность к суммарному световому потоку источ- ников света, т.е. показывает степень использования светового использования ламп. л от n л и nF F F nF F К    откуда F=nF л *К и Средняя освещённость S K F n S F Е и л ср * *   ( лк) Наименьшая освещённость по нормам можно определить Z Е Е ср мин  или Z S К F n E и л мин * * *  где Z – коэффициент минимальной освещённости. 51 F n F n F от F n F от Так как фактическая освещённость обычно меньше наименьшей из-за за- грязнённости ламп и светильников, поэтому для учёта данного фактора в формулу вводится коэффициент запаса (К З ), который обратно пропорционален минималь- ной освещённости. 3 * * * * K Z S K F n Е и л мин  ( лк) Исходя из этой формулы, мы можем определить световой поток одной лампы и мин л K n K Z S E F * * * * 3  (лм) Определяются величины входящие в данную формулу. Е мин – минимальная освещённость, определяется по нормам освещённости; S= a*b – площадь помещения; а – длина помещения; b – ширина помещения; n – количество светильников с лампами накаливания и ДРЛ или количество рядов с люминесцентными лампами; Z – коэффициент минимальной освещенности характеризующий неравномер- ность освещения, который в наибольшей степени зависит от наивыгоднейшего от- носительного расстояния между светильниками. При выборе рекомендуемых расстояний можно принимать равным 1.15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1.1 для люминесцентных ламп при расположении све- тильников в виде светящих линий. К 3 – коэффициент запаса, который зависит от типа ламп и окружающей среды в помещении принимается по нормам освещённости или таблицам значений коэф- фициента запаса. К и – коэффициент использования светового потока, который зависит от типа све- тильника, т.к. он учитывает к.п.д. светильника, от коэффициентов отражения по- толка п, стен с, пола или рабочей поверхности п и индекса помещения. i – индекс помещения – это коэффициент, который зависит от величины площади, формы помещения и высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью. 1) Для прямоугольных помещений он определяется по формуле 2 * ) ( ) ( * p h S b a h S b a h b a i      52 где а – длина помещения b – ширина помещения h – расчётная высота светильника над рабочеё поверхностью S – площадь помещения Р – периметр помещения 2) Для помещений практически неограниченной длины h b i  3) Для помещений непрямоугольной формы, например с выступами 2 * p h S i  где Р – периметр помещения 4) Для круглых помещений радиусом h R ПR h ПR L h S i    2 2 * 2 * 2 Последовательность расчёта методом коэффициента использования светово- го потока: 1 В зависимости от наименования помещения и выполняемых в них работ, и среды выбираем источник света; 2 В зависимости от наименования помещения и среды выбираем тип светиль- ника; 3 Определяем расчётную высоту подвеса светильника над рабочей поверхно- стью; 4 В зависимости от типа светильника и расчётной высоты определяем наивы- годнейшее относительное расстояние между светильниками с ЛН и ДРЛ или рядами люминесцентных ламп и размещаем светильники на плане; 5 Определяем количество светильников с лампами накаливания и ДРЛ или ря- дов с люминесцентными лампами n; 6 В зависимости от наименования помещения и разряда зрительной рабjты определяем по нормам освещённости минимальную освещённость Е мин и ко- эффициент запаса К 3 ; 53 7 В зависимости от формы помещения и расчётной высоты определяем ин- декс помещения I; 8 В зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка, стен, пола, а также индекса помещения определяем по таблицам коэффици- ент использования светового потока К и ; 9 Определить площадь помещения S; 10 Определить световой поток одной лампы накаливания или ДРЛ, или ряда люминесцентных ламп и мин л ряда K n K Z S Е F F * * * * 3   (лм) 11 По таблицам выбираем ближайшую стандартную лампу, поток которой не должен отличаться от рассчитанного потока лампы больше чем на 10% в сторону меньшего потока и 20% в сторону большего потока. При невозмож- ности выбора с таким приближением корректируется количество светильни- ков, и их расположение на плане. 12 При расчёте люминесцентного освещения необходимо определить количе- ство светильников в одном ряду. Для этого необходимо выбрать тип и мощ- ность лампы и определить по таблицам их поток, после чего необходимо определить количество светильников ном ряда F F N  где F ном – световой поток ламп в одном светильника . Если невозможно выбрать лампы, тогда определяется количество светильников по формуле: л и мин F m n K K Z S E N * * * * * * 3  (шт) где n – количество рядов люминесцентных ламп m - количество рядов люминесцентных ламп в одном светильнике F л – световой поток одной люминесцентной лампы. 54 13 Определяем суммарную длину N светильников в ряду, для чего по таблицам определяем длину одного светильника и умножаем на количество светиль- ников. N A А n *  где А – длина одного светильника 14 Сопоставляем длину помещения а с суммарной длиной N светильников. Если А n =a, то необходимо устройство непрерывного ряда светильников. Если А n > a, то необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников. Если А n < a, то принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами между светильниками. Рекомендует, чтобы разрывы между све- тильниками не превышали половины расчётной высоты. 15 Определяется фактическая освещённость для ламп накаливания и ДРЛ: 3 * * * * K Z S K F n Е и ном факт  (лк) где: n- количество ламп; 16 Определяется фактическая освещенность для люминесцентных ламп% 3 * * * * * * K Z S K F m N n Е и ном факт  (Лм) где: n- количество рядов; N- количество светильников в ряду; m- количество ламп в светильнике. 17 Определяем отклонение освещённости : ΔЕ = (Е факт – Е min) / Е min) ( %) Отклонение не должно быть более чем 10% в сторону уменьшения и 20% в сторону увеличения. После светотехнического расчета необходимо заполнить таблицу: 55 Наименование Помещения Площадь помещения, м 2 Тип светильников и их количество, шт. Мощность лампы, кВт Общая мощность всех светильников, кВт Число штепсельных розеток, шт. Общая мощность розеток, кВт Общая мощность помещения, кВт 2.16 Расчёт и выбор сечений осветительной сети по допустимой потере напряжения При проектировании сетей электрического освещения следует руководство- ваться следующими основными положениями: от щита низкого напряжения подстанции прокладывается самостоятельная 4-х проводная питающая сеть до вводно-распределительного устройства, расположенного в здании. От вводно-рас- пределительного устройства через распределительную сеть питаются щитки и силовой пункт, к которым подключаются отдельные группы светильников и силовое электрооборудование через групповую сеть. В качестве групповых щитков применяются осветительные щитки. Группо- вые щитки устанавливаются в местах, удобных для обслуживания, при этом ради- ус действия щитков с однофазными линиями находится в пределах 20-30м, с 3-х фазными линиями – 60-80 м. Предельная нагрузка на групповые линии – 20 А, при числе светильников не более 20. Расчёт сети электрического освещения сводится к выбору сечения и марки проводов и кабелей с проверкой на допустимую потерю напряжения и проверкой по нагреву допустимым током. Рассчитывается сеть электрического освещения до самого удалённого участка. Последовательность выполнения расчета 1. Составляется расчетная схема. 56 2. Определяем момент приведения по формуле: М ПРИВ = ΣРn *l n + α m Pn ٰ *l n , Где Рn – мощность трехфазной линии, кВт; Ln – длина участка трехфазной линии;