Составление схемы сети освещения и методика расчета сети освещения для закрытых помещений

При составлении схемы сети освещения необходимо чтобы выполнялись требования: 1) Напряжение у каждого источника света должно находиться в регламентированных пределах (Снижение напряжения по отношению к номинальному U не должно превышать: 2.5% - у источников рабочего освещения для пром. и общ. зданий и прожекторного освещения; 5% - у ЛН жилых зданий и источников света аварийного освещения; 10% - для освещения, выполненного на U = 42-12 В); 2) Электрическая сеть должна быть построена таким образом, чтобы обеспечивался минимум расхода цветного металла; 3) Конструктивное исполнение эл. сети должно соответствовать характеристике окружающей среды; 4) Все решения принятые в проекте должны соответствовать требованиям по пажаро- и взрывобезопасности; 5) Защитные аппараты должны быть выбраны из условия защиты от токов КЗ и токов перегрузки; 6) Эл. сеть должна быть выполнена эстетично и не нарушать общего дизайна помещения; 7) Колебание напряжения не должно выходить за допустимые пределы (определяется по кривой допустимых размахов колебаний)

Источники питания. 1) Силовые тр-ры, питающие силовую и осветительную нагрузку с низшим U 400/230 В (напряжение сети 380/220 В) или для питания ОУ промышленных предприятий с низшим U 690/400 В (напряжение сети 660/380 В) при заземленной нейтрали при условии, что применяемые ОП и лампы предназначены для питания напряжением 380 В; 2) Самостоятельные осветительные тр-торы. Применяются в следующих случаях: 1) когда характер силовой нагрузки не позволяет обеспечивать требуемое качество напряжения у ламп (сварочные аппараты); 2) при большой плотности осветительной нагрузки, когда может быть экономически обоснована установка осветительных тр-ров.

Осветительные приборы рабочего освещения и ОП АО в производственных и общественных зданиях должны питаться от 2НИП. Допускается питание рабочего и АО от разных трансформаторов одной двухтр-рной п/с при питании трансформаторов от двух НИП. В ОЗ при отсутствии НИП АО допускается осуществлять от тр-ра, не используемого для питания рабочего освещения. Светильники ЭО в производственных зданиях с естественным освещением, а также ОП ЭО в общественных и жилых зданиях (независимо от наличия или отсутствия в них естественного освещения) должны быть присоединены к сети, не зависимой от сети рабочего освещения. В производственных зданиях без естественного освещения, где может одновременно находиться 100 и более человек, независимо от наличия или отсутствия АО должно предусматриваться ЭО по основным проходам, переключаемое при прекращении его питания на НИП (аккумуляторная батарея, двигатель-генераторная установка), не используемый о нормальном режиме для питания рабочего АЭО. Световые указатели эвакуационных или запасных выходов в зданиях любого назначения, снабженные автономными источниками питания, в нормальном режиме могут питаться от сетей любого вида освещения, не отключаемых во время функционирования здания. Сети внутреннего освещения разделяются на питающие и групповые. К питающим сетям относятся линии от ТП или других точек питания до групповых щитков, к групповой сети — линии от групповых щитков до ОП. В начале каждой питающей линии устанавливаются аппараты защиты и отключений. В начале групповой линии обязателен аппарат защиты, а отключающий аппарат может не устанавливаться при наличии таких аппаратов по длине линии или когда управление освещением осуществляется аппаратами, установленными в линиях питающей сети.

Построение питающей сети освещения. Каждая отходящая от ГРЩ или ВРУ линия рабочего освещения питает один иди несколько групповых щитков. Почти в любом здании могут быть выделены планировочные зоны различного назначения. Целесообразно каждую из зон питать раздельными линиями. Для крупных зон могут устанавливаться собственные щитовые помещения со вторичными распределительными щитами, играющими роль ГРЩ рабочего освещения зоны. От них к групповом щиткам прокладываются пи-тающие линии. На вводах в зоны, к надежности питания которых предъявляются повышенные требования (конференц-залы, столовые), могут устанавливаться ВРУ. В отдельных случаях, если это целесообразно, на ВРУ зон могут устанавливаться устройства АВР.

Питающие линии АЭО также могут выполняться раздельными по зонам. При большом числе маломощных питающих линий АЭО их можно присоединять ко вторичным распределительным щитам, устанавливаемым для этой цели в главном щитовом помещении здания. Число щитков, присоединяемых к каждой питающей линии в здании, не ограничивается. При построении питающей сети зданий для определения оптимального числа питающих линий и числа групповых щитков, присоединенных к каждой из них, следует выполнять технико-экономические сопоставления вариантов. Число групповых щитков в каждой зоне определяется в зависимости от площади зоны и ее нагрузки. Отдельные группы помещений одного назначения внутри зоны по условиям эксплуатации целесообразно питать от собственных групповых щитков. Питание ОП АЭО в помещениях различного назначения, а также с естественным светом и без него от общих щитков, по разными групповыми линиями вполне допустимо.Среди светильников рабочего освещения выделяют светильники аварийн-ого освещения, эти светильники имеют особую маркировку питаются от щи-тов аварийного освещения и участвуют в создании общего светового потока.

При трехфазной системе с пулевым проводом и при питании ОП фазным U групповые линии могут быть: двухпроводными (однофазными) (рис.9.21,а, б), трех проводными (двухфазными) (рис- 9.21.в) и четырехпроводными (тр-ехфазными) (рис.9.21.г, д). При трехфазной системе напряжения 380/220 В при питании ОП линейным напряжением 380 В групповые линии могут быть трехпроводными (две фазы и нуль) (рис. 9.22,а) и четырехпроводными (три фазы и нуль) (рис. 9.22,6). В трехфазных сетях без нейтрали, а также в трехфазных сетях с нулевым проводом при питании ОП линейным U и при отсутствии необходимости заземления или зануления ОП применяются дву-хпроводные (двухфазные) (рис. 9.23, а) и трехпроводные (трехфазные) (рис. 9.23,б) групповые линии, для защиты которых рекомендуются двух- и трех-полюсные автоматы.

При компоновке групповых линий необходимо руководствоваться следующими общими указаниями: на каждую фазу групповой лини должно включаться не более 20 ЛН, ламп типа ДРЛ, МГЛ, НЛВД или 50 ЛЛ. К групповым линиям освещения лестниц, поэтажных коридоров, холлов, вестибюлей, технических подполий и чердаков жилых и общественных зданий допускается присоединять на фазу до 60 ЛН и ЛЛ мощностью до 65 Вт. Аппараты защиты в нулевых проводах устанавливать запрещается, за исключением взрывоопасных зон класса В-1 (рис. 9.23,6). Автоматы для трехфазных четырех проводных линий могут быть однополюсные и трехполюсные. Последние применяются: при необходимости одновременного отключения всех ОП, питаемых группой; когда к трехфазной групповой линии присоединен трехфазный конденсатор для повышения коэффициента мощности; для линий, питающих трехфазные понижающие трансформаторы. Трехфазные группов-ые линии используются в больших производственных помещениях, освещаемых ОП с РЛВД, а также при большом количестве ОП с ЛЛ. В ОЗ распрос-транение получили трехфазные чстырехпроводные линии, которые используются для питания освещения не только помещений большой площади (вестибюли, фойе, залы), но и групп небольших однотипных помещений. В ка-ждом таком помещении ОП подключаются к одной фазе сети с чередованием фаз А—В—С, С—В—А. В этом случае при числе помещений не менее 10 сеть может рассчитываться как трехфазная, несмотря на возможность отключения ОП в каждом помещении, поскольку вероятность одновременного выключения ОП во всех помещениях, присоединенных к одной фазе, невелика. Одно- и двухфазные линии используются для питания небольших производственных и вспомогательных помещений, коридоров, лестниц, небольших ОЗ, а также в сетях АЭО. Использование двух- и трехфазных групповых линий обязательно, если иными способами не удастся обеспечить необходимое снижение коэффициента пульсации в ОУ с РЛ (например, при применении РЛВД или при выполнении освещения одноламповыми ОП с ЛЛ с однотипными ПРА).

РАСЧЕТ СЕТИ ПО ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Располагаемая (допустимая) потеря напряжения в осветительной сети, т. е. потеря напряжения на участке от источника питания (обычно шин низшего напряжения ТП) до последней лампы, в % номинального напряжения, подс-читывается по формуле

где 105 — U_ХХ на вторичной стороне тр-тора, %; U_MIN— наименьшее U, до-пускаемое у ИС, % (принимается равным 95%); DU_Т — потери в тр-торе, пр-иведенные к вторичному номинальному напряжению и зависящие от мощн-ости тр-тора, его загрузки b и коэффициента мощности нагрузки, %, (справ-очные данные).

Сечение провода S, мм², при заданном значении потери напряжения DU, %, или потерю напряжения при заданном значении сечения можно определ-ить по формулам (9.8)

где М — момент нагрузки, кВт*м, равный произведению нагрузки, кВт, на длину участка линии l, м (расчет М иллюстрирует рис. 9.36); С-коэффицие-нт, зависящий от материала провода и напряжения сети, числа фаз (определ-яется по таблице в справочнике). Рис.9.36. Характерные примеры определения моментов в осветите-льных сетях: а – M = РL; б – М = P₁L₁+ P₂(L₁+L₁₂)+ P₃(L₁+L₂+L₃)= L₁(P₁+ P₂+ P₃)+ L₂(P₂+ P₃)+L₃(P₃); в – М = nP(L₀+L(n-1)/2) = nPL_ПР, где L_ПР – приведенная длина до центра нагрузки. При расчете коэффициента С приняты следующие значения уд-ельного электрического сопротив-ления проводов для средней эксп-луатационной температуры нагре-ва жил + 35⁰С: медных-20*10^-9 Ом*м, алюминиевых — 33*10^-9 Ом*м. Для нахождения значений коэффициента С для алюминиев-ых проводов соответствующие зн-ачения коэффициента следует ум-ножить на 0,85. В таблицах приведены значения моментов нагрузок для проводов, и для распределительных шинопроводов. Моменты рассчитаны для DU=1%. Для определения потери напряжении в линии следует разделить фактическ-ое значение момента нагрузки на значение, приведенное в таблицах. Для оп-ределения потери напряжения в сетях с РЛ значения DU, выбранные но таб-лице, следует умножить на коэффициент Кр, учитывающий реактивную сос-тавляющую потери напряжения и приведенный в таблице. Формулы (9.8) предназначены для сетей с симметричным распределени-ем нагрузок по фазам. Можно считать, что это условие выполняется при пр-имерном равенстве моментов, рассчитанных для каждой из фаз. Как симметричные могут рассматриваться: 1) линии питающей сети; 2) гру-пповые трехфазные четырех проводные линии с чередованием фаз, к котор-ым последовательно подключаются одинаковые ОП или их группы (устано-вленные в одном помещении или его части общей мощностью не более 1,2 кВт) по схеме А—В—С, С—В—А... Если число ответвлений от каждой фа-зы не менее трех, то может быть допущена и схема А—В—С, А—В—С...; 3) групповые двухфазные трехпроводные линии с чередованием фаз в ответвл-ениях А—В—В, А... при числе ответвлений для каждой из фаз более двух; 4) групповые линии, питающие сложные многоламповые ОП с равномерной загрузкой всех фаз в каждой точке ответвления. Для несимметричных линий потеря напряжения, %, в любой фазе трехф-азных четырехпроводных линий определяется по формуле

где М_Ф1-момент нагрузки одной из фаз, кВт*м; М_Ф2 и М_Ф3 - моменты нагруз-ки двух других фаз, кВт*м; S_Ф1 и S₀ -сечения фазы и нулевого провода, мм². Первый член формулы представляет собой потерю напряжения в фазном пр-оводе, второй — в нулевом. Моменты, указанные в скобках, учитываются только до последнего ответвления к нагрузке той фазы, в которой рассчиты-вается потеря напряжения (фазы 1), коэффициент С принимается как для дв-ухпроводной линии. На практике используют метод расчета сети, обеспечивающий наимень-ший расход проводникового материала. Сеть, удовлетворяющую такому условию, в ряде случаев можно считать наиболее экономичной. Расчет сети на наименьший расход проводникового материала ведется но формуле (9.10)

где S — сечение участка, мм²; SМ — сумма моментов данного и всех после-дующих (по направлению потока энергии) участков с тем же числом прово-дов в линии, что и на данном участке, кВт*м; S ат — сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и имеющих иное число проводов линии, чем этот участок, кВт*м. Перед суммированием все моменты умнож-аются на коэффициент приведения моментов a, зависящий от числа провод-ов на участке и ответвлении; DU — расчетные потери напряжения, %, допус-каемые от начала данного участка до конца сети. Формула (9.10) последовательно применяется ко всем участкам сети, на-чиная от участка, ближайшего к источнику питания. По выбранному сечен-ию данного участка определяются потеря напряжения в нем. Последующие участки рассчитываются по разности между расчетной потерей напряжения и потерями до начала данного участка. Сечения проводов, полученные при расчете на потерю напряжения, округляются до стандартных значений.