55
точки, в которых нужно рассчитать токи короткого замыкания. Ток
короткого замыкания при проектировании системы электроснабжения
коттеджа необходимо определять только в шкафу ЩР-1.
Рисунок 2.4. Расчетная схема электрической сети
56
На основании расчетной схемы необходимо составить
электрическую схему замещения (рисунок 2.5). Схема замещения - это
схема, которая соответствует по своим параметрам расчетной схеме
электрической сети, и все электромагнитные связи в которой заменены
электрическими.
Рисунок 2.5. Электрическая схема замещения электрической сети
57
После составления электрической схемы замещения сети следует
произвести расчет ее параметров. Согласно [3] токи КЗ в
электроустановках напряжением до 1 кВ рассчитываются в именованных
единицах. Необходимо определить сопротивления элементов схемы
замещения.
Сопротивления трансформаторов ТМГ-1000/10/0,4 равны:
R
т
= 1,9 мОм; Х
т
= 8,6 мОм [3].
Сопротивления автоматического выключателя ВА50-45Про 1600 А
составляют:
R
ВА50-45Про
= 0,14 мОм; X
ВА50-45Про
= 0,08 мОм [3].
Сопротивления автоматического выключателя ВА57-31 80 А равны:
R
ВА57-31
= 3,5 мОм; X
ВА57-31
= 2 мОм [3].
Сопротивления воздушной линии от ТП до коттеджа определяется
по формуле:
(2.13)
(2.14)
Суммарное активное сопротивление сети до ВРУ коттеджа
определяется по выражению:
(2.15)
Суммарное индуктивное сопротивление сети до ВРУ коттеджа
определяется по выражению:
(2.16)
Ток трехфазного короткого замыкания в ЩР-1 коттеджа
определяется по формуле [3]:
58
(2.17)
2.6. Выбор проводников системы электроснабжения коттеджа
Распределительная сеть коттеджа выполнена кабелем марки ВВГ и
проводами марки ППВ, проложенными в пластиковых трубах, за
подвесным и натяжным потолком с креплением к строительным
конструкциям скобами, а также по потолку и стенам в штрабах в ПВХ
трубе. Спуски к розеткам и выключателям выполняются в штрабах стен
вертикально. Режим работы нейтрали распределительной сети
глухозаземленная.
Сечение кабеля выбирается по длительно допустимому току по
условию нагрева.
I
р
I
д
, (2.18)
где I
р
– расчетный ток линии;
I
д
– длительно допустимый ток кабеля.
Например, для питания бытовых розеток кухни с рабочим током I
р
=
13,7 А следует применить кабель ВВГ – 5х4 с длительным допустимым
током I
д
= 36 А [5].
I
р
= 13,7 А I
д
= 36 А – верно.
Выбранные по допустимому длительному току и согласованные с
током защитных аппаратов, сечения проводников электрической сети
коттеджа следует проверить на потерю напряжения. Потери напряжения в
распределительной сети коттеджа можно рассчитать методом момента
нагрузки по мощности [16]:
(2.19)
где Р – активная мощность передаваемая по линии, кВ;
59
l – длина линии, м;
F – сечение проводника, мм
2
;
С – коэффициент определяемых уровнем напряжения и системой сети,
родом тока и материалом жил провода или кабеля. Для сети 380/220 В при
системе сети три фазы и нулевой провод и использовании кабеля с
медными жилами С = 77 кВт ∙ м / мм
2
, для сети 220 В при системе сети
одна фаза и нулевой провод и использовании кабеля с медными жилами С
= 12 кВт ∙ м / мм
2
.
Для бытовых розеток кухни:
следовательно, выбранный кабель проходит проверку на потерю
напряжения.
Аналогично выбираются и проверяются остальные кабели коттеджа.
Результаты расчета представлены в таблице 2.1.
60
Таблица 2.1
Выбор кабелей системы электроснабжения коттеджа
Потребитель
U
ном
, В
P
ном
, кВт
I, А
Кабель
I
д.
, А
l, м
ΔU, %
1
2
3
4
6
7
8
9
ЩР-2
Розеточная сеть кухни
220
4
19,14
ППВ-3х2,5
27
30
4,0
Стиральная машина
220
2,5
12,96
ППВ-3х2,5
27
14
1,2
Розеточная сеть гостиной
220
2
9,1
ППВ-3х2,5
27
40
2,7
Розеточная сеть жилой комнаты
220
1,2
5,45
ППВ-3х2,5
27
30
1,2
Освещение жилой комнаты
220
0,72
3,3
ППВ-3х2,5
27
15
0,4
Освещение коридора, тамбура-прихожей, гардероба, входа
220
0,368
1,7
ППВ-3х2,5
27
9
0,1
Освещение кухни
220
0,72
3,3
ППВ-3х2,5
27
20
0,5
Освещение гостиной, санузла, вент. санузла
220
1,68
7,6
ППВ-3х2,5
27
20
1,1
ЩР-3
Розеточная сеть жилой комнаты
220
1,2
5,45
ППВ-3х2,5
27
25
1,0
Розеточная сеть жилой комнаты
220
2,5
12,96
ППВ-3х2,5
27
30
2,5
Розеточная сеть жилой комнаты
220
1,2
5,45
ППВ-3х2,5
27
25
1,0
Освещение жилой комнаты 3 и гардероба
220
0,916
4,2
ППВ-3х2,5
27
15
0,5
Освещение жилой комнаты 4, балкон
220
1,26
5,7
ППВ-3х2,5
27
25
1,1
Освещение коридора
220
0,294
1,3
ППВ-3х2,5
27
20
0,2
Освещение жилой комнаты 5, балкон
220
0,78
3,5
ППВ-3х2,5
27
40
1,0
Освещение санузла, вентилятор санузла
220
0,18
0,8
ППВ-3х2,5
27
20
0,1
Итого
380
8,33
12,8
ВВГ-5х6
50
8
0,34
ЩР-1
Каменка
380
9
13,7
ВВГ-5х4
36
15
0,5
Электрозадвижка
380
0,2
0,4
ВВГ-5х1,5
19
15
0,01
Бытовой газовый котел
220
0,2
0,9
ППВ-3х2,5
27
20
0,1
Розеточная меть спортзала
220
1,2
5,45
ППВ-3х2,5
27
35
1,4
61
Продолжение таблицы 2.5
1
2
3
4
6
7
8
9
Розеточная сеть комнаты отдыха
220
2,5
11,4
ППВ-3х2,5
27
35
2,9
Розеточная сеть холла, гараж
220
1,5
6,8
ППВ-3х2,5
27
35
1,8
Освещение сауны
220
0,24
1,1
ПВС-3х2,5
27
20
0,2
Освещение лестничных клеток
220
0,225
1,0
ПВС-5х1,5
19
40
0,9
Освещение холла, спортзала, кладовой
220
0,444
2,1
ППВ-3х2,5
27
40
0,6
Освещение бассейна, комнаты отдыха, душевой
220
0,907
4,1
ППВ-3х2,5
27
35
1,1
Освещение топочной, запасного выхода
220
0,096
0,4
ППВ-3х2,5
27
35
0,1
Освещение гаража, въезда в гараж
220
0,264
1,3
ППВ-3х2,5
27
35
0,3
ЩР-2
380
10,6
16,4
ВВГ-5х6
50
10
0,2
ЩР-3
380
6,7
10,3
ВВГ-5х6
50
8
0,34
ИТОГО
380
34,0
52,0
ВВГ-5х10
66
10
0,07
62
2.7. Выбор автоматических выключателей и УЗО системы
электроснабжения коттеджа
Автоматические выключатели предназначены для автоматического
отключения электрических цепей при КЗ или ненормальных режимах
(перегрузках, снижении или исчезновении напряжения), а также для
нечастого включения и отключения токов нагрузки. Отключение
выключателя при КЗ и перегрузках выполняется встроенным в
выключатель автоматическим устройством – расцепителем. Автомат
может иметь комбинированный расцепитель (электромагнитный и
тепловой), полупроводниковый максимальный расцепитель или только
электромагнитный расцепитель, отключающий ток КЗ.
Автоматические выключатели напряжением до 1 кВ выбираются по
следующим условиям [15]:
1. по номинальному напряжению
U
ном
≥ U
ном.уст.
; (2.20)
2. по номинальному току теплового расцепителя
I
т.р.
≥ k
т.р.
· I
ном.потр.
, (2.21)
где k
т.р.
– коэффициент теплового расцепителя, для группы
электроприемников k
т.р.
= 1,1
3. по номинальному току автоматического выключателя
I
ном.АВ
≥ I
P
, (2.25)
где I
р
– расчетный ток электроприемника (щита), А.
4. по электродинамической стойкости автоматического
выключателя
I
ном.откл
≥ I
К
, (2.28)
где I
ном.откл
– номинальный ток отключения автоматического выключателя;
I
К
– ток трехфазного короткого замыкания.
63
Для защиты человека от поражения электрическим током при его
прикосновении к токоведущим частям, оказавшимся под напряжением
применяется УЗО [22]. Выбор УЗО осуществляется по тем же
параметрам, что и выбор автоматических выключателей. В коттедже
УЗО принимаются на ток утечки равный 30 мА. В рассматриваемом
коттедже применяются автоматические выключатели и УЗО производства
компании IEK [35].
Так для каменки, номинальным напряжением 380 В и номинальным
током 13,7 А принимается к установке устройство защитного освещения
АД-14 [35], производства фирмы «IEK» с номинальным напряжением U
ном.
= 240 В и номинальным током теплового расцепителя
I
т.р.
≥ 1,1 · 13,7 = 15,1 А.
Номинальный ток теплового расцепителя принимается равным 16 А,
I
т.р.
= 16 А ≥ 15,1 А – верно.
Номинальный ток УЗО АД-14 I
ном.АВ
= 63 А.
I
ном.АВ
= 63 А ≥ I
P
= 15,1 А – верно.
Номинальный ток отключения УЗО АД-14 I
ном.откл
= 4,5 кА
I
ном.откл
= 4,5 кА ≥ I
К
= 0,4 кА – верно.
Таким образом, выбранный аппарат защиты проходит все проверки и
окончательно принимается к установке. Аналогично выбираются
остальные автоматические выключатели и УЗО. Результаты расчетов
сведены в таблицу 2.2.
Схема подключения УЗО представлена на рисунке 2.6 [22].
64
Рисунок 2.6. Схема подключения УЗО [22]
Схемы щитов коттеджа приведены на рисунках 2.7 – 2.9.