Схемы электрических сетей гражданских зданий должны быть просты и экономичны. Их строят исходя из требований, предъявляемых к надежности электроснабжения электроприемников зданий.
Вводно-распределительные устройства (ВРУ) для внутренней установки в жилых и общественных зданиях предназначены для приема, распределения и учета электроэнергии в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью.
Как правило, в здании нужно устанавливать одно общее ВРУ или главный распределительный щит (ГРЩ). В качестве примера на рис. 12.9 показаны общий вид и принципиальная электрическая схема главного распределительного щита ввода и учета типа ГЩВУ-П.
Увеличение числа ВРУ (ГРЩ) допускается при питании их от отдельно стоящей ТП и токовой нагрузке на каждом из вводов в нормальном и аварийном режимах более 400…630 А (в зависимости от номинального тока коммутационных и защитных аппаратов отходящих от ТП линий). В других случаях увеличение числа ВРУ (ГРЩ) допускается только при соответствующем технико-экономическом обосновании.
|
|
В жилых домах ВРУ следует размещать в средних секциях. В общественных зданиях ГРЩ или общее ВРУ нужно располагать у основного абонента независимо от числа предприятий, учреждений и организаций, размещенных в зда нии. У абонентов, расположенных в здании, целесообразно устанавливать самостоятельные ВРУ, питающиеся от общего ВРУ или ГРЩ здания.
0Р26
Ввод 1 Ввод 2
К фоторезистору
□ □ о | А о | |
о | ||
Рис. 12.9. Принципиальная электрическая схема (а) и общий вид (б) главного распределительного щита ввода и учета ГЩВУ-П: 05 — врубной выключатель ВР32-35В-71240 . 0Р1 — автоматический выключатель АЕ-2046М . 0Р2— 0Р26— автоматические выключатели АЕ-1031-2УЗ . 01— 05— пакетные выключатели ПВП-14-27 . КМ1— КМЗ — магнитные пускатели ПМЛ-210004 . РШ — РС/9— предохранители ПН2-100(250) . Р1Л0 — предохранитель ППТ-10 . К1 — реле РПК-1-О31 . КТ — программное реле времени 2РВМ . ФР — фотореле ФР-2 . ТА1— ТАЗ — трансформаторы тока . Р11, Р12 — счетчики активной энергии
На ВРУ в зданиях высотой три этажа и более, а также на вводах питания лифтов нужно устанавливать помехоподавляющие конденсаторы емкостью до 0,5 мФ на каждую фазу.
Размещать ВРУ и ГРЩ, следует в специально выделенных запирающихся помещениях (электрощитовых), двери из которых должны открываться наружу. Устраивать электрощитовые на лестничных клетках не разрешается. Можно размещать электрощитовые в сухих подвалах при условии, что эти помещения отделены противопожарными перегородками I типа.
В районах, подверженных затоплению, ВРУ и ГРЩ нужно устанавливать выше возможного уровня затопления.
|
|
Разрешается размещать ВРУ и ГРЩ не в специальных помещениях при соблюдении следующих требований:
степень защиты ВРУ должна быть не ниже 1Р30 .
ВРУ и ГРЩ должны быть расположены в удобных и доступных для обслуживания местах (в отапливаемых тамбурах, вестибюлях, коридорах и т.п.) .
аппараты защиты и управления должны находиться в металлическом шкафу или нише стены с запирающимися дверцами. Рукоятки аппаратов управления должны быть съемными или запираться на замки (вывод рукояток наружу не допускается).
Нельзя располагать ВРУ, ГРЩ и электрощитовые непосредственно под уборными, ванными комнатами, душевыми, кухня-! ми пищеблоков, моечными и другими помещениями, связанными с использованием воды.
Прокладка через электрощитовые трубопроводов систем водоснабжения, отопления (за исключением трубопроводов отопления щитовой), а также вентиляционных и других коробов разрешается как исключение, если они не имеют в пределах щитовых помещений ответвлений, а также люков, задвижек, фланцев, вентилей. При этом холодные трубопроводы должны иметь защиту от отпотевания, а горячие — тепловую несгораемую изоляцию.
Прокладка через электрощитовые газопроводов и трубопроводов с горючими жидкостями не допускается.
Все электрощитовые должны быть оборудованы естественной вентиляцией и электрическим освещением. В них должна поддерживаться температура не ниже 5 °С.
В жилых домах высотой четыре этажа и более число питающих линий обычно не превышает двух, а токовая нагрузка каждой питающей линии отходящей от ВРУ, не должна превышать 250 А. Число стояков в таких домах и схемы их подключения к питающим линиям и ВРУ выбирают, при разработке проекта электроснабжения с учетом следующих рекомендаций:
в домах с плитами на газообразном и твердом топливе при числе этажей до 10, а также с электрическими плитами при числе этажей до пяти следует применять один стояк на секцию. Число стояков может быть увеличено по конструктивным соображениям или в случае соответствующего технико-экономического обоснования .
в домах с электрическими плитами при числе этажей более пяти до 17 следует применять один стояк на секцию с подключением к нему на каждом этаже до четырех квартир или два стояка с подключением к одному из них 40 % квартир, расположенных на верхних этажах, а к другому — 60 % квартир, расположенных на нижних этажах .
в домах высотой более 17 этажей следует применять два стояка на секцию с подключением на каждом этаже до четырех квартир. В жилых зданиях, имеющих незадымляемые лестничные клетки, питание противопожарных устройств, эвакуационного и аварийного освещения следует выполнять от самостоятельного щита или отдельной панели по линиям, присоединенным к внешним питающим линиям до вводных аппаратов коммутационных ВРУ с устройствами автоматического включения резерва (АВР).
Линии питания квартир
Линии питания лифтов и аварийного освещения
-Станция
__Г___ ^л аварийного
переключения
Вводное 3 устройство г—-1 ■■
Т2
Кх> .{
Рис. 12.10. Схемы электроснабжения:
а — зданий высотой 17 этажей и более с электроприемниками первой категорЛ-(лифты, пожарные насосы, сети дежурного освещения) . 6 — крупных магай нов, столовых, ресторанов
В зданиях высотой 17 этажей и более к указанному ВРУ с ус м ройством АВР следует подключать и лифты (рис. 12.10, а). Если ь панелях противопожарных устройств имеются свободные места дх, размещения дополнительных коммутационных аппаратов защ/, ты, то возможна их установка на этих местах для линий общед^,, мовых сетей (например, рабочего освещения). Питание этих л! ний нужно осуществлять от распределительных панелей ВРУ. ^
|
|
В общественных зданиях независимо от категории надежнос^-их электроснабжения электроприемники противопожарных ус* ройетв и охранной сигнализации должны питаться от разных вв< .71 дов, а при одном вводе — двумя линиями от этого ввода (рис. 12.К- б). Питающие линии указанных устройств необходимо подюш, чать после вводных коммутационых аппаратов к распределител/, ным панелям ВРУ или ГРЩ с устройством АВР. При этом отключение остальных потребителей не должно быть связано с отюго чением электроприемников противопожарных устройств. е
Электродвигатели пожарных насосов должны иметь местнс/ _ (непосредственно у электродвигателей) и дистанционное вклк чение со шкафов пожарных кранов. ,.
Управление системами дымоудаления и подпора воздуха до.)._ жно быть автоматическим и дублироваться дистанционным уг равлением. ,.
Питание сетей эвакуационного и аварийного освещения должно быть независимым от питания сетей рабочего освещения и вьу подняться при двух вводах в здание от разных вводов, а при одно/ вводе — по самостоятельным линиям, начиная от ВРУ или ГР11Л-
На вводах распределительных пунктов и щитков, присоединенных к одной питающей линии, аппа
Рис. 12.11. Схема питания групповых щитков сети освещения:
/ — распределительный щит подстанции . 2 —- питающая линия . 3 — групповой щиток . 4 — групповая сеть . 5 — светильник
ется не устанавливать при числе распределительных пунктов до пяти, а групповых щитков — до трех включительно. Исключение составляют силовые распределительные пункты горячих цехов предприятий общественного питания, на вводах которых установка аппаратов управления обязательна во всех случаях.
Электроэнергию к силовым распределительным щитам, пунктам и групповым щиткам сети электрического освещения подводят, как правило, по магистральной схеме.
Для присоединения мощных электродвигателей, групп электроприемников общего технологического назначения (например, встроенных пищеблоков, помещений вычислительных центров и т.п.), потребителей I категории по надежности электроснабжения целесообразнее применять радиальные схемы.
|
|
Питание сетей рабочего освещения помещений, в которых длительно могут находиться 600 человек и более (конференц-залы, актовые залы и т. п.), рекомендуется осуществлять от разных вводов, при этом к каждому вводу должно быть подключено около 50% светильников (рис. 12.11).
Допустимая потеря напряжения в сети
(12.10)
где Цхл — номинальное напряжение при холостом ходе трансформатора . 11т—т — допускаемое минимальное напряжение у наиболее
удаленных ламп . ДУТ — потеря напряжения в трансформаторе, приведенная ко вторичному напряжению.
Все значения в формуле (12.10) выражают в процентах.
Потерю напряжения А^/т, зависящую от мощности трансформатора, его загрузки и коэффициента мощности питаемых элект-ро^риемников, с достаточной точностью можно определить по формуле
г/р> .тф), (12.11)
где (3 — коэффициент загрузки трансформатора . (7ал. и С/рТ — активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора . со8ф — коэффициент мощности на зажимах вторичной обработки трансформатора. Значения 11аг и 1!р1 определяют по формулам
О,. =^100 . (12.12)
(12.13)
кВт . Рн — номинальная напряжение короткого
где Рк — потери короткого замыкания, мощность трансформатора, кВА . 11К замыкания, %.
Значения Рк и 11К приводятся в каталогах на трансформаторы.
Пример 12.1. Мощность трансформатора Рн = 400 кВ- А . сок < .р = = 0,95 . Р = 0,9. Определить потерю напряжения в сети освещения гражданского здания.
Решение. Для трансформатора заданной мощности по каталогу находим: Рк= 5,5 кВт и Лк — 4,5 %.
Отсюда
А1/Т= 0,9(1,38-0,95 + 4,28-0,31) = 2,4%.
Принимая < .УХХ= 105 %, находим ДЯД= 105 — 97,5 — 2,4 = 5,1%.
Допустимые потери напряжения в сети освещения для наиболее распространенных мощностей трансформаторов приведены в [13]. Эти потери рассчитаны для Цт[п = 97,5 % и при иных значениях должны быть соответственно изменены.
В общем виде потери напряжения в сети определяют по формулам:
в сетях без индуктивной нагрузки
Д1/= № . (12.14)
в сетях с индуктивной нагрузкой
(12.15)
раты управления допуск/
где / — расчетный ток линии, A . R — активное сопротивление линии, Ом . X — индуктивное сопротивление линии, Ом . coscp — коэффициент мощности нагрузки.
Активное сопротивление R, Ом, проводов и кабелей из цветных металлов (меди, алюминия) определяют по одной из следующих формул:
pL-106.
R
L-106
(12.16)
(12.17)
где р — удельное сопротивление проводника, Омм . у — удельная проводимость проводника, См/м . L — длина линии, м . F ~ площадь сечения проводника, мм2.
Значения р и у с учетом средней эксплуатационной температуры осветительных проводников 35 °С могут быть приняты:
для алюминиевых проводников
р = 33 • Ю-9 Ом • м . у = 30,5 • 106 См/м . для медных проводников
р — 20 • Ю-9 Ом • м . у = 50 • 106 См/м.
Активные сопротивления проводников, а также средние значения индуктивных сопротивлений при различных площадях сечениях, проводников и способах прокладки указаны в табл. 12.11.
Размещать распределительные пункты: силовые ящики (рис. 12.12) и щитки (рис. 12.13) следует, как правило, на тех же этажах, где расположены присоединяемые к ним электроприемники, которые рекомендуется объединять в группы с учетом их технологического назначения.
На предприятиях общественного -питания и торговли от силовых распределительных сетей можно питать по магистральной схеме не более четырех электроприемников единичной мощностью до 3 кВт и не более двух мощностью до 5 кВт.
В учебно-производственных мастерских по магистральной схеме допускается питать до пяти силовых электроприемников станочного оборудования. При питании по магистральной схеме единичная мощность электроприемников не должна различаться более чем на 25 %.
Если в торговом зале имеется более двух кассовых аппаратов, их питание нужно осуществлять от двух линий. При этом число кассовых аппаратов, питаемых одной линией, не ограничивается.
Электроприемники холодильного и технологического оборудования совместно питать по магистральной схеме не допускается.
Таблица 12.11. Активное и проводников, Ом/км
индуктивное сопротивления
Площадь сечения | Активное сопротивление проводников г при температуре 35°С | Индуктивное сопротивление проводников (среднее значение) х | ||
проводника, мм2 | медных | алюминиевых | Кабели, провода в трубах и т. п. | Проводники при расстоянии между ними 15…40 см (провода на изоляторах, клицах и т. п.) |
1,5 | 13,3 | — | — | |
2,5 | 8,0 | 13,2 | — | — |
5,0 | 8,3 | 0,1 | 0,37 | |
3,3 | 5,5 | 0,09 | 0,36 | |
2,0 | 3,3 | 0,08 | 0,34 | |
1,25 | 2,06 | 0,08 | 0,33 | |
0,8 | 1,32 | 0,08 | 0,31 | |
0,57 | 0,95 | 0,075 | 0,3 | |
0,4 | 0,66 | 0,075 | 0,29 | |
0,28 | 0,47 | 0,07 | 0,28 | |
0,21 | 0,35 | 0,07 | 0,27 | |
0,167 | 0,276 | 0,07 | 0,26 | |
0,133 | 0,22 | 0,07 | 0,25 | |
0,108 | 0,179 | 0,07 | 0,25 | |
0,084 | 0,137 | 0,07 | 0,25 |
В лабораториях общеобразовательных школ, средних специальных учебных заведений и профессионально-технических училищ можно питать по магистральной схеме не более трех лабораторных щитков.
В кабинетах домоводства общеобразовательных школ, в пошивочных цехах ателье и комбинатов бытового обслуживания населения число присоединяемых к одной линии швейных машин, а также машин по ремонту и отделке обуви не ограничивается.
На чертежах электрооборудования здания сеть, идущую в трубах в полу, показывают по кратчайшей линии, над которой указывают способ и род прокладки, а также марку кабеля. Провода и кабели, прокладываемые в металлических трубах, обозначают бук-
300
21/пр-109
Рис. 12.12. Силовые ящики:
а — ЯБПВУ-1МУЗ . б — ЯБ1-243 . в — ЯБПВУ-4УЗ . г — ЯРП-20УЗ
вой Т, в пластмассовых трубах — П, в металлорукавах — Мр, на троссе — Тс.
При расчете сетей дистанционного управления электротехническим и светотехническим оборудованием учитывают следующие положения:
у катушек аппаратов (магнитных пускателей, контакторов, реле) должно быть обеспечено напряжение не менее 85 % номинального .
в момент пуска при питании переменным током понижается по сравнению с рабочим режимом со§(р и возрастает ток (в 10 — 15 раз), при питании постоянным током сила тока несколько уменьшается .
при определении площади сечения проводников сети управления учитывают сопротивления катушек, поскольку они вполне сопоставимы с сопротивлениями проводников.
При переменном токе площадь сечение проводников с малым индуктивным сопротивлением (провода в трубах, кабели и т. п.) определяют по формуле
(12.18)
где Ь — длина линии управления (в один конец), км . /„ — пусковой ток катушки управляющего аппарата, А . р — удельное сопротивление проводника, Омм . {/н — номинальное напряжение сети управления, В . срп — угол сдвига фаз между /п и 1}и.
Формула (12.18) может быть представлена в упрощенном виде:
Г=$1пЬ, (12.19)
где
2рЮ9
— СО8 ф,
Числовые значения коэффициента р приведены в табл. 12.12.
Для сетей переменного тока с большим индуктивным сопротивлением (провода на изоляторах, воздушные линии) потеря напряжения (в процентах)
30, (12.20)
где 7,к — полное сопротивление катушки, Ом, 7^ = 1/н/1п . Ъ — полное сопротивление цепи с учетом сопротивления проводников и катушки, Ом.
Полное сопротивление цепи
КК)2+(ХЛ+1^У, (12.21)
где Кл — активное сопротивление цепи (линии), ^л = 2рЬЮ9/Р . Як — активное сопротивление катушки, Як = ^со§фп . Хл — индуктивное сопротивление цепи (линии) . Хк — индуктивное сопротивление катушки, Хк = ^
Рис. 12.13. Щитки силовой распределительной сети, устанавливаемые на стене (й) и в нише (б)
Таблица 12.12. Коэффициент р, учитывающий материал проводников, номинальное напряжение сети и коэффициент мощности нагрузки
СО5 (0 | Значения р при медных жилах и напряжении сети, В | Значени, жилах и | р при алюминиевых напряжении сети, В | |||
1,57 | 0,91 | 0,52 | 2,6 | 1,51 | 0,86 | |
0,95 | 1,47 | 0,86 | 0,49 | 2,44 | 1,43 | 0,81 |
0,9 | 1,43 | 0,83 | 0,475 | 2,37 | 1,38 | 0,79 |
0,85 | 1,36 | 0,79 | 0,45 | 2,26 | 1,31 | 0,75 |
0,8 | 1,3 | 0,75 | 0,43 | 2,16 | 1,24 | 0,71 |
0,75 | 1,24 | 0,72 | 0,41 | 2,06 | 1,19 | 0,68 |
0,7 | Ы7 | 0,68 | 0,39 | 1,94 | 1,13 | 0,65 |
0,65 | 1,1 | 0,64 | 0,37 | 1,83 | 1,06 | 0,61 |
0,6 | 1,04 | 0,6 | 0,345 | 1,73 | 1,0 | 0,57 |
0,55 | 0,99 | 0,57 | 0,33 | 1,64 | 0,95 | 0,55 |
0,5 | 0,93 | 0,54 | 0,31 | 1,55 | 0,9 | 0,52 |
0,45 | 0,89 | 0,51 | 0,3 | 1,48 | 0,85 | 0,5 |
0,4 | 0,83 | 0,48 | 0,275 | 1,38 | 0,8 | 0,46 |
0,35 | 0,78 | 0,45 | 0,26 • | 1,29 | 0,75 | 0,43 |
0,3 | 0,72 | 0,415 | 0,24 | 1,19 | 0,69 | 0,4 |
0,25 | 0,665 | 0,385 | 0,22 | О | 0,64 | 0,365 |
0,2 | 0,62 | 0,335 | 0,205 | 1,03 | 0,59 | 0,34 |
При постоянном токе потерю напряжения (в процентах) в сетях дистанционного управления определяют по формуле
(12.22)
где /р — расчетный ток катушки, А. 308
Пример 12.2. Сеть управления, выполненная двужильным кабелем с медными жилами, питает катушку контактора. Данные контактора: Ун = 220 В . /п = 20 А . со8Фп = 0,3. Длина линии (в один конец) Ь = 1 км. Определить площадь сечения кабеля.
Решение. Искомую площадь сечения находим по формуле (12.18):
2-1-20-20-10М0-9 _ д ^
220(^/1,4 ~ 0,9542-0,3)
Принимаем ближайшую большую площадь сечения, равную
10 мм2. _
Пример 12.3. Условия такие же, как в примере 12.2, но линия воздушная.
Решение. Предполагаем, что Р > . 10 мм2 (полное сопротивление линии 2 несколько больше, чем в примере 12.2, за счет наличия индуктивного сопротивления линии Хл). При Р = 10 мм активное сопротивление линии
Р 10
Активное сопротивление катушки контактора
^
-0,3 = 3,3 Ом.
Индуктивное сопротивление линии (находим с использованием данных табл. 12.11)
Хл= 2×1 = 2-0,34-1 = 0,68 Ом. Индуктивное сопротивление катушки контактора
^
0,954 = 10,5 Ом.
Полное сопротивление линии определяем по формуле (12.21):
2 =,/(4Тз .3)2 +(0,68 + 10,5)2 = 13,35 Ом. Потерю напряжения находим по формуле (12.20):
= И-
13,35
Полученное значение несколько выше допустимой потери напряжения (15 %), поэтому принимаем ближайшую большую, чем 10 мм2, стандартную площадь сечения, т.е. Р= 16 мм.
