Розрахунок електричних навантажень силової мережі

Утворення кожного підприємства починається з його проектування. Не просте сумування встановлених (номінальних) потужностей підприємств, а визначення розрахункових значень електричних навантажень є першим і основним етапом проектування. Розрахункова максимальна потужність, що споживається електроспоживачами магазину завжди менша суми номінальних потужностей цих електроспоживачів.

В магазині присутнє стаціонарне електрообладнання яке приєднується до розеток, тому визначаємо навантаження розеток в магазині.

Визначаємо потужність для силової мережі розеток:

де: (Л8. стор.32)

Рсил. Роз – потужність силової мережі. кВт.

Рзаг. – загальна потужність магазину. Рзаг = 5кВт.

Росв. – потужність мережі освітлення. кВт.

Визначаємо потужність:

де: Рзаг= 0.1172кВт це потужність мережі освітлення магазину, визначається, як сума всіх потужностей груп освітлювальної мережі Рзаг=Ргр4+ Ргр5+ Ргр6+ Ргр7

З цієї формули Рзаг =0.222+0.574+0.156+0.220=0.1172 кВт

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

На генеральному плані силової мережі вказуються всі розетки мережі магазину, групи живлення розеток, проводи та кабелі живлення, розподільча шафа та заземлення зображене на Аркуші А1 та рис. 2.1.1

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ    

рис. 2.1.1

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.2. Розрахунок електричних навантажень освітлювальної мережі.

В магазині необхідно визначити необхідну кількість світильників та їх сумарну потужність, яку вони будуть споживати з мережі живлення. Для внутрішнього освітлення можна використати світильники з люмінесцентними лампами.

Основні вихідні дані на проектування:

Приміщення: - Довжина - а, ширина – b;

- Коефіцієнти відображення стелі, стін та підлоги.

Світильники: - Коефіцієнт використання світильника;

- Розрахункова висота

Лампи: - Тип лампи;

- Потужність.

Норми: - Нормуюча освітленість.

Допоміжні матеріали: - таблиця коефіцієнтів використання, додаток 2;

- таблиця коефіцієнтів відображення, додаток 3;

- таблиця рівнів освітлення, додаток 4;

- таблиця рівня світлового потоку, додаток 5.

Наприклад, визначаємо кількість світильників для торгівельного залу (промислового).

Визначаємо площу приміщення:

S = а ∙ b; де (Л7. стор. 12)

S – площа приміщення.

а – ширина приміщення.

B – довжина приміщення.

З генплану визначаємо розміри та площу приміщення, так як приміщення не має прямокутної форми, то його площа визначається як сума площ усіх частин.

Визначаємо індекс приміщення:

; де (Л7. стор. 12)

φ – індекс приміщення.

S – площа приміщення.

h - висота приміщення.

a - ширина приміщення.

в – довжина приміщення.

Визначаємо кількість світильників, необхідних для освітлення приміщення

де: (Л7. стор. 13)

Е - нормуюча освітленість горизонтальної площини, лк, додаток 4 (Л7)

S – площа приміщення, м²;

К_з – коефіцієнт запасу освітленості, додаток 6 (Л7)

u – коефіцієнт використання освітлювальної установки, додаток 2 (Л7)

Ф_л – світловий потік однієї лампи, додаток 5 (Л7)

n – число ламп в одному світильнику.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

З додатку вибираємо значення норми освітленості. Для залу вибираємо значення Е=300 лк. Вибираємо коефіцієнт запасу освітленості, який складає К_з =1. Коефіцієнт використання освітлювальної установки u=57.

Вибираємо світильники типу PRB/R 4×18 (4х18Вт)

Світловий потік однієї лампи складає Ф_л=1150 лм.

Визначаємо кількість світильників

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

.

Кількість світильників складає 2 штук.

Результати всіх інших обчислень зводимо в табл. 2.2.1

Табл.2.2.1

Назва Приміщення	Площа S (м^2)	Індекс приміщення φ	Нормуюча освіт-ленність Е, лк	Коефіцієнт Використання, u	Коефіцієнт Запасу, Кз	Тип Світильника	Розрахунок. потік Фл	Кількість n
Торгівельна зала (промислова)	24.39	0.2			1.5	PRB/R 4х18
Торгівельна зала (продовольча)	43.3	1.25			1.5	PRB/R 4х18
Кімната для персоналу	6.4	0.6			1.5	ЛПО11У-18-212 1х18
Санвузол	2.4	0.3			1.5	НПБ1801
Температурний тамбур	3.3	0.4			1.5	НПБ1801
Приміщення для підготовки товарів	6.4	0.5			1.5	ЛПО-01-1820 1×36
Приміщення для котла	4.3	0.4			1.5	ЛПО11У-18-212
Приміщення для зберігання склотари	7.3	0.5			1.5	ЛПО11У-18-212

Для зовнішнього освітлення вибираємо світильник НПБ1801 потужністю 60Вт.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

Потужність реклами становить 100Вт.

Визначаємо потужність освітлення торгівельного залу:

Потужність одного світильника PRB/R 4×18: Р_св.=4·18=72Вт.

Отже, потужність торгівельного залу (промислового) буде складати:

Р_сум.св.= 2·72 = 144Вт. (Л7. стор. 14)

Приєднуємо світильники, які вибрані для освітлення приміщень, групових мереж електропостачання таким чином в магазині будуть присутні чотири групи освітлювальних мереж група Ргр4, Ргр5, Ргр6, Ргр7, В групу 4 будуть входити світильників, що встановлені у приміщення залу (промислового), 2 світильники освітлення санвузла та кімнати персоналу, тому розрахункова потужність цієї групи світильників буде складати:

Р_{сум. св.гр.4} = 4∙0.18·2+0.18+0.60= 0.222 кВт

В групу 5 будуть входити світильники, що встановлені в торгівельному залі(продовольчому),та приміщення для підготовки товарів тому розрахункова потужність цієї групи світильників буде складати:

Р_{сум.св.гр.5} = 4·0.18·5+0.18+0.60+0.100+0.36 =0.574 кВт.

В групі 6 будуть входити світильники, що встановленні в приміщенні для котла, приміщення для зберігання склотари та зовнішнє освітлення, тому розрахункова потужність цієї групи світильників буде складати:

Рсум.св.гр.6=0.18+0.18+0.60+0.60=0.156кВт

І в групу 7 будуть входити світильники температурного тамбуру та зовнішнє освітлення, розрахункова потужність даної групи буде складати: Рсум.св.гр.7=0.60+0.60+0.100=0.220кВт

Визначаємо струми в групових лініях освітлення:

І _гр.= Р _{сум.св.гр.}/ U _ном.ф ∙ сos φ_о; де: (Л7. стор. 14)

Р _{сум.св.гр.} – сумарна потужність світильників у групі, кВт.

U _ном.ф - напруга живлення кВ

сos φ – для люмінесцентних світильників сos φ = 0.95

І_{гр. 4} = 0,222 / 0,22∙0,95 =1.06 А;

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ    

Аналогічним методом обраховуємо всі інші струми груп.

Дані розрахунку обчислень освітлення приміщень зводимо в табл. 2.2.1.

Табл.2.2.1

Групові Мережі	Тип світильників	Сумарна потужність, КВт	Напруга мережі, кВ	cos φо	Струм навантаження Ігр., А
Група 4	1ЛПО11У-18-212 1х18, 1НПБ1801 2PRB/R 4×18	0,222	0,22	0,95	1.06
Група 5	1ЛПО-01- 1х36 5PRB/R 4×18	0.574	0,22	0,95	2.7
Група 6	2ЛПО11У-18-212 1×18 2НПБ1801	0.156	0.22	0.95	0.7
Група 7	2НПБ1801 Реклама Р/0.1	0.220	0.22	0.95	1.05

План електропостачання освітлювальної мережі приміщень магазину виконана на Аркуші А1 2.2.1.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.3. План зовнішнього електропостачання.

План зовнішнього електропостачання зображено на малюнку 2.3.1

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.4.Компенсація реактивної потужності.

При підключенні до електричної мережі активно-індуктивного навантаження струм навантаження буде відставати від напруги на кут зсуву φ. Косинус цього кута (соs φ) називається коефіцієнтом потужності. Електроспоживачі з таким навантаженням споживають, як активну - Р, так і реактивну потужність – Q.

Реактивна потужність визначається:

Q = Р ∙ tg φ;

Активна енергія, що споживається електроприймачем, перетворюється в інші види енергії: механічну, теплову, енергію стиснутого повітря, газів і тому подібне. Певний процент активної енергії витрачається на втрати. Реактивна потужність Q не зв’язана з корисною роботою електроспоживачів і витрачається на утворення електромагнітних полів в електродвигунах, трансформаторах, лініях. Проходження в електричних мережах реактивних струмів викликають додаткові втрати активної потужності в лініях, трансформаторах, генераторах електростанцій, проте додаткові втрати напруги потребують збільшення номінальної потужності та числа трансформаторів та знижують пропускну здатність всієї енергосистеми.

В магазині відсутні споживачі для яких треба здійснювати компенсацію реактивної потужності. Мережа освітлення має в своєму складі люмінесцентні світильники cosφ=0.95 що задовольняє умови, при яких компенсація реактивної потужності не треба.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.5.Однолінійна принципова схема електропостачання.

Складається однолінійна схема електропостачання магазину, на якій вказуються всі шафи та їх тип, лінії електропостачання електроспожива-чів, їх довжина і назва, апарати захисту, їх тип, номінальний струм теплового розчіплювала, апарат обліку електроенергії, апарат захисту від атмосферної перенапруги, потужність електроприймачів та розподільчих шаф, номінальні струми електронавантажень споживачів та шаф.

Однолінійна принципова схема електропостачання магазину виконана Аркуші А1.та рис. 2.5.1.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.6.Вибір кабельно-провідникової продукції та захисних апаратів

Відомо, що провідники електричної мережі при проходженні по них струму згідно закону Джоуля-Ленца нагріваються. Надто висока температура нагрівання провідника може привести до передчасного зносу ізоляції, погіршенню контактних з’єднань і пожежної небезпеки. А тому встановлюються межі допустимих значень температур нагрівання провідників в залежності від марки та матеріалу ізоляції провідника в різних режимах. В довідниковій літературі приводяться значення допустимих температур нагрівання провідників, згідно з якими встановлюються значення допустимих струмів нагрівання І_доп.

Для мережі розеток згідно ПУЕ вибираємо провід з мідними жилами з перерізом жили 2.5мм². Вибираємо провід ПВС-3 х 2.5мм². Для освітлювальної мережі згідно ПУЕ вибираємо 3-х жильний провід з мідними жилами з перерізом 1.5мм². Вибираємо провід ПВС-3х1.5мм².

Для мережі освітлення номінальний струм визначається:

(Л7.стор.8)

Вибираємо автоматичний вимикач серії СВ1-63/1 з Іном.=63А, Іт.р.=10А

І_т.р = 10А ≥ 1,15∙5.6 = 6.44А;

З додатку 13 вибираємо кабель живлення: з двох умов:

1). І_д. ≥ І_ном.;

2). І_д. ≥ К_зах ∙І_т.р;

Перевіряємо умови:

1). 10А ≥ 6.44 А;

2). 10А ≥ 1∙ 6.44А.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

Результати всіх інших обчислень зводимо в табл.2.6.2.

Табл.2. 6.2.

№	Назва електро- споживача	Р, кВт	Іном., А	І пуск., А	Тип захисно- го апарату	Іт.р. А	Імитспр, А	Тип проводу або ка-белю та переріз	Ід., А
	Гр.1	0.220	0.96	-	RCBO-02 2-25/30			ПВС-3х2.5мм^2
	Гр.2	0.760	3.3	-	RCBO-02 2-25/30			ПВС-3х2.5мм^2
	Гр.3	0.150	0.65	-	RCBO-01 2-16/30			ПВС-3х2.5мм^2
	Гр.4	0.222	1.06	-	СВ1-63/1/63/10			ПВС-3х1.5мм^2
	Гр.5	0.574	2.7	-	СВ1-63/1/63/10			ПВС-3х1.5мм^2
	Гр.6	0.156	0.7	-	СВ1-63/1/63/32			ПВС-3х1.5мм^2
	Гр.7	0.178	0.85	-	СВ1-63/1/63/10			ПВС-3х1.5мм^2
	магазин				СВ1-63/3/63/32			AsxSn-4х25мм^2

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.7.Розрахунок струмів однофазного короткого замикання.

В мережах до 1кВ з глухо заземленою нейтраллю повинно бути виконано занулення - металевий зв'язок захищаємих частин електроустановки з джерелом живлення. При пошкодженні ізоляції в установці з глухо заземленою нейтраллю виникає струм однофазного короткого замикання:

(Л7. стор.27)

де: U_ф – фазна напруга мережі;

– повний опір петлі фаза - нульовий провідник;

Z_т - повний опір трансформатора при замиканні на корпус.

Визначаємо опір петлі фаза-нуль, для найдальшої точки мережі. Найдальшою точкою буде найдальша розетка торгівельного залу (продовольчого), що заживлена проводом ПВС-3х2.5мм² довжиною 30м. і захищається автоматичним вимикачем RCBO-0.2 з Іт.р.=25А.

Визначаємо опір петлі фаза-нуль.

Z_n = Z_оп∙L; (Л7. стор. 27.)

де: Z_оп – повний питомий опір кабелю (з додатку 20) Z_оп=17.38Ом/км

L – довжина кабельної лінії.

Z_n = 17.38∙0,030 = 0,524Ом;

Z_т = 0.104;

І_к = 220/0.524 = 419.8А;

Перевіряємо умову надійного спрацювання автоматичного вимикача відгалудження до мережі розеток:

І_к.з. ≥ 3∙І_т.р.;

419.8≥ 3∙25 = 75А.

Умова виконується.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.8. Розрахунок заземлюючого пристрою.

Захисним зануленням в електроустановках до 1000В називається навмисне з’єднання частин електроустановки, що нормально не знаходяться під напругою, з глухо заземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах трифазного струму або з глухо заземленою середньою точкою джерела в мережах постійного струму.

При пошкодженні ізоляції (замиканні фази на корпус) утворюється однофазне коротке замикання. Струм короткого замикання, що протікає по петлі фаза-нуль, повинен привести до миттєвого відключення пошкодженої ділянки. Задача занулення полягає в утворенні найменшого опору на шляху проходження струму однофазного короткого замикання та створенню надійного відключення автоматичних вимикачів або запобіжників або пускачів.

Заземлюючий пристрій складається із заземлювачів та заземлювальних провідників. В якості заземлювачів використовують в першу чергу природні заземлювачі: прокладені в землі стальні водопровідні труби, труби артезіанських скважин, стальна броня і свинцеві оболонки силових кабелів, що прокладені в землі, металеві конструкції будівель та споруд, що мають надійний контакт в землі, різного роду трубопроводи, що прокладені в землі. Забороняється використовувати в якості природних заземлювачів трубопроводи горючих рідин, газів, алюмінієві провідники та кабелі, що прокладені в

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

блоках, тунелях, каналах.

Опір розтікання струму з цих заземлювачів визначається шляхом замірів.

Якщо опір природних заземлювачів недостатній, то застосовують штучні заземлювачі.

Штучні заземлювачі можуть бути з чорної сталі без покриття або з покриттям, нержавіючої сталі і міді. Матеріал, який використовується для заземлювачів і заземлювальних провідників, повинен бути електро-хімічно сумісним з матеріалом з’єднувальних та контактних елементів.

Приймаємо, в місці спорудження пристрою заземлення чорнозем, виміряний питомий опір в вересні місяці був 0,64∙10⁴ Ом∙см; Розрахунковий питомий опір:

ρ = ρ_вим. ∙ ψ₂; (Л7. стор. 36)

З таблиці 2.8.2 приймаємо ρ₂ = 1,32;

ρ = 0,64∙10⁴ ∙1,32 = 0.84∙10⁴ Ом∙см;

В якості заземлювачів приймаємо пруткові заземлювачі перерізом 16мм згідно таблиці 2.8.1. Визначаємо опір одного заземлювача:

R_о.пр. = 0,00227∙ρ;

R_о.пр. = 0,00227∙0.84∙10⁴ = 19.06 Ом;

Приймаємо розміщення заземлювачів в ряд з відстанню між ними 2,5 м і довжиною заземлювача 2,5 м, тобто а/l = 1, тоді з додатку 24 η = 0,68;

Визначаємо кількість заземлювачів, приймаючи, що опір заземлення має бути 4 Ом, так як мережа живлення 380В:

n = 19.06 / 0,68 ∙4 = 7 шт.

Перевірка:

R= R_о.пр/ n· η=19.06/7·0.68=4.01Ом Rз=4Ом тому кількість заземлювачів не достатньо збільшуєм кількість заземлювачів до n=8шт.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

2.9. Схема обліку електроенергії.

Розрахунковим обліком електроенергії називається облік виробленої, а також відпущеної споживачам електроенергії для грошового розрахунку за неї. Лічильники, що встановлені для розрахункового обліку, називаються розрахунковими лічильниками. Технічним (контрольним) обліком електроенергії називається облік для контролю витраченої електроенергії всередині електростанції, підстанції, підприємств, в будівлях, квартирах, тощо. Лічильники, що встановлені для технічного обліку, називаються лічильниками технічного обліку.

Лічильники для розрахунку електрозабезпечувальної організації зі споживачами електроенергії рекомендується встановлювати на межі поділу мережі (за балансовою приналежністю) електрозабезпечувальної організації та споживача. Для підприємств, що розраховуються з електрозабезпечувальною організацією за максимумом заявленої потужності, слід передбачити встановлення лічильника з показчиком максимуму навантаження за наявності одного пункту обліку, за наявності двох або більше пунктів обліку – застосування автоматизованої системи обліку електроенергії. Лічильник електроенергії слід встановлювати на межі поділу основного споживача і стороннього споживача (субабонента), якщо від лінії або трансформаторів споживачів живиться ще сторонній споживач, що перебуває на самостійному балансі. Для споживачів кожної тарифікаційної групи слід установити окремі розрахункові лічильники.

Для вибору лічильника визначаємо струм магазину із принципової однолінійної схеми:

де: (Л7. стор. 35)

Р_ном - номінальна активна потужність електроспоживача;

U_ном - номінальна лінійна напруга мережі;

сos φ– номінальний коефіцієнт потужності навантаження;

З додатків 26, 27, 28 вибираємо лічильник трифазний для обліку активної

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

енергії типу НІК 2303 АП1. Вмикання пряме, номінальна робоча напруга 3х220/380В, номінальний струм 5-10А.

Схема обліку електроенергії магазину зображена на малюнку 2.9.1

Малюнок 2.9.1.

Змн.

Лист

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ    

Розроб.

Сторожишин А    

Перевір.

Буркова Р.Л.

Реценз.

Н. Контр.

Затверд.

  Література  

Літ.

Аркушів

Група 319

2.10. Література

1. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. "Справочник энергетика промышленных

предприятий" Издательство "Техника" Киев, 1979г.

2. Коновалова Л.Л., Л.Д.Рожкова "Электроснабжение промышленных предпри-

ятий и установок" Издательство "Энергоатомиздат", 1989г.

3. Коннов А.А. "Электрооборудование жилых зданий", Издательский дом

"Додэка-ХХІ ", 2005г.

4. Конюхова Е.А. "Электроснабжение обьектов", Издательство "Академия",

2001г.

5. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю., "Электроснабжение промышленных предпри-

ятий" Издательство "Высшая школа", 1979г.

6. Липкин Б.Ю. "Электроснабжение промышленных предприятий и установок"

Издательство "Высшая школа", 1990г.

7. Методичні рекомендації до курсового проектування з предмету «Електропос-

тачання промислових підприємств і цивільних будівель ” за спеціальністю

5.090609 „Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цвіль-

них споруд ” для студентів ІІІ курсу денного і ІV курсу заочного відділень

та для дипломного проектування для студентів ІV курсу денного і V курсу

заочного відділень.

8. Пожежна безпека.Нормативні акти, протипожежні вимоги в галузі проект-

тування та будівництва». Пожежінформтехніка, 2001р.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

НВПЕТ 565.000.236.ПЗ  

9. Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних устано-

вок, Укрархбудінформ, Київ, 2001р.

10. Правила улаштування електроустановок, видавництво "Індустрія", 2006р.

11. Рожкова Л.Д., Козулин В.С., Электроборудование станций и подстанций,

Издательство "Энергоатомиздат", 1987г.

12. "Справочник снабженца. Электроустановочное оборудование, светильники,

лампы. " Издательство "Торговый дом металлов", 2006г.

13. "Справочник снабженца. Кабели, провода, шнуры, заводы-изготовители",

Издательство "Торговый дом металлов", 2005г.

14. Федоров А.А., Каменева В.В., "Основы электроснабжения промышленных

предприятий", Издательство "Энергоатомиздат", 1984г.

15. Шаповалов И.Ф. "Справочник по расчету электрических сетей" Издательст-

во "Будівельник", Киев,1974г.

2.11. Зміст.

Дата добавления: 2015-08-31