45
- освещение помещения лифта, мусоросборочной камеры третьего
подъезда – 0,24 кВт;
- освещение этажного коридора третьего подъезда – 0,36 кВт;
- освещение площадки мусоропровода в третьего подъезда и входа в
подъезд – 0,4 кВт;
- освещение помещения лифта, мусоросборочной камеры второго
подъезда – 0,24 кВт;
- освещение этажного коридора второго подъезда – 0,36 кВт;
- освещение площадки мусоропровода второго подъезда и входа в
подъезд – 0,4 кВт;
- освещение помещения лифта, мусоросборочной камеры второго
подъезда – 0,24 кВт;
- освещение этажного коридора второго подъезда – 0,36 кВт;
- освещение площадки мусоропровода второго подъезда и входа в
подъезд – 0,4 кВт.
Таким образом, суммарная установленная мощность аварийного
освещения составляет Р
уст.ЩА
= 3,0 кВт. Во всех светильниках аварийного
освещения устанавливаются лампы накаливания, поэтому для каждой
отдельной группы и для щита в целом cosφ = 1.
Так как аварийное освещение в темное время суток работает все время,
то коэффициент спроса аварийного освещения равен К
с
= 1.
Расчетная мощность аварийного освещения определяется по формуле:
Р
р.ЩА
= К
с
· Р
уст.ЩА
; (1.1)
Р
р.ЩА
= 1 · 3,0 = 3,0 кВт.
При расчете щита ЩА необходимо учесть, что все потребители
данного щита являются однофазными. После распределения по фазам
потребителей получаются следующие мощности: фаза А – 1,0 кВт; фаза В –
1,0 кВт, фаза С – 1,0 кВт. Таким образом, расчетная мощность щита ЩА
при распределении нагрузок по фазам составляет 1,0 кВт.
46
Рабочее освещение многоэтажного жилого здания включает в себя
следующее освещение:
- освещение правой части подвала первого подъезда – 0,85 кВт;
- освещение левой части подвала первого подъезда – 0,84 кВт;
- освещение правой части подвала второго подъезда – 0,84 кВт;
- освещение левой части подвала второго подъезда – 0,84 кВт;
- освещение правой части подвала третьего подъезда – 0,84 кВт;
- освещение левой части подвала третьего подъезда – 0,84 кВт;
- освещение мусоропровода первого подъезда – 0,84 кВт;
- освещение коридоров первого подъезда с первого по пятый этажи –
0,5 кВт;
- освещение коридоров первого подъезда с шестого по девятый этажи –
0,5 кВт;
- освещение мусоропровода второго подъезда – 0,84 кВт;
- освещение коридоров второго подъезда с первого по пятый этажи –
0,5 кВт;
- освещение коридоров второго подъезда с шестого по девятый этажи –
0,5 кВт;
- освещение мусоропровода третьего подъезда – 0,84 кВт;
- освещение коридоров третьего подъезда с первого по пятый этажи –
0,5 кВт;
- освещение коридоров третьего подъезда с шестого по девятый этажи
– 0,5 кВт;
Таким образом, суммарная установленная мощность рабочего
освещения составляет Р
уст.раб.осв
= 10,57 кВт.
Так как возможны режимы работы, когда все рабочее освещение
многоэтажного жилого здания будет включено в темное время суток, то
коэффициент спроса рабочего освещения равен К
с
= 1.
Также в данном разделе следует рассмотреть телевизионный
усилитель, домофон и кабели электроподогрева, так как они подключаются
47
от щита рабочего освещения. Суммарная установленная мощность данных
потребителей составляет 0,88 кВт. У данных потребителей коэффициент
спроса равен К
с
= 1.
Расчетная мощность щита рабочего освещения определяется по
формуле:
Р
р.ЩО
= К
.
· (Р
уст.раб.осв
+ Р
уст.доп
); (1.2)
Р
р.ЩО
= 1 · (10,57 + 0,88) = 11,45 кВт.
При расчете щита ЩО необходимо учесть, что все потребители
данного щита являются однофазными. После распределения по фазам
потребителей получаются следующие мощности: фаза А – 3,58 кВт; фаза В
– 3,57 кВт, фаза С – 4,3 кВт. Таким образом, расчетная мощность щита ЩО
при распределении нагрузок по фазам составляет 4,3 кВт.
Также к рабочему освещению необходимо отнести освещение
лифтовых шахт, мощность которого составляет 1,5 кВт. Данное освещение
подключается от щита ЩС1, поэтому будет учтено в дальнейших расчетах.
Расчет нагрузок жилых помещений многоэтажного жилого здания.
Расчетные нагрузки каждой группы определяются по формуле:
Р
Р
= Р
уст
· К
о
, (1.3)
где Р
уст
– установленная мощность потребителей каждой группы
электроприемников, кВт;
К
о
– коэффициент одновременности, для всех групп принимается К
о
= 0,5;
- для электроосвещения квартиры
Р
Р.осв
= 1,0 · 0,5 = 0,5 кВт;
- для розеток в комнатах
Р
Р.комн
= 2,9 · 0,5 = 1,45 кВт;
- для розеток на кухне
Р
Р.кух
= 5,0 · 0,5 = 2,5 кВт;
- для стиральной машины
Р
Р.с.у.
= 2,6 · 0,5 = 1,3 кВт;
48
- для электроплиты (учитывается, что одновременно работать могут не
все конфорки, либо не включается духовой шкаф)
Р
Р.э.пл.
= 8,5 · 0,5 = 4,25 кВт.
Расчетная мощность всей квартиры равна:
Р
р.кв.
= ΣР
Р.i
, (1.4)
Р
р.кв.
= 0,5 + 1,45 + 2,5 + 1,3 + 4,25 = 10,0 кВт.
Расчет нагрузок жилых помещений многоэтажного жилого здания.
Определение нагрузки жилых помещений необходимо выполнять для
нескольких уровней системы электроснабжения многоэтажного жилого
здания. Это необходимо в связи с тем, что коммутационно-защитная
аппаратура и кабельные линии выбираются отдельно для стояка и для ввода в
здание. От каждого стояка подключается по 3 квартиры на этаже. Всего
многоэтажное жилое здание состоит из девяти этажей. Таким образом, от
каждого стояка подключается 27 квартир. Тогда расчетная нагрузка на один
стояк, определяется по формуле:
Р
ст.
= Р
кв.уд
· n
кв
, (1.5)
где n
кв
– количество квартир на один стояк, n
кв
= 27 квартир;
Р
кв.уд
- удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников
квартир жилых зданий, для квартир с электрическими плитами, мощностью
8,5 кВт при 27 квартирах, подключенных от одного стояка Р
кв.уд
= 2,15
кВт/квартиру [18];
Р
ст.
= 2,15 · 27 = 58,05 кВт.
Общая нагрузка квартир, учитываемая при расчете общей нагрузки
многоэтажного жилого здания, определяется по формуле (2.5). При этом
удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир
принимается Р
кв.уд
= 1,413 кВт/квартиру при 162 квартирах в многоэтажном
жилом здании [18];
Р
кв.ж.д..
= 1,413 · 162 = 228,9 кВт.
49
Расчет нагрузок мест общего пользования многоэтажного жилого
здания.
Установленная мощность щита ЩППУ составляет 2,35 кВт. Однако
один пожарный насос и одна пожарная задвижка находятся в резерве, таким
образом, в расчете нагрузок они не учитываются. Так как при
возникновении пожара все рабочее оборудование, подключаемое от данного
щита должно работать на полную мощность, то коэффициент спроса К
с
= 1,
тогда расчетная мощность данного щита составляет
Р
р.ЩППУ
= 1 · (0,75 + 0,2 + 0,45) = 1,4 кВт.
Установленная мощность щита ЩС1 составляет 4,41 кВт.
Коэффициент использования электрооборудования щита ЩС1 К
и
= 0,7.
Расчетная мощность щита ЩС1 определяется по формуле
Р
р.ЩС1
= К
и
· Р
уст.ЩС1
; (1.6)
Р
р,ЩС1
= 0,7 · 4,41 = 3,1 кВт.
При расчете щита ЩС1 необходимо учесть, что все потребители
данного щита являются однофазными. После распределения по фазам
потребителей получаются следующие мощности: фаза А – 2,1 кВт; фаза В –
1,5 кВт, фаза С – 0,81 кВт. Перекос фаз достаточно большой однако по
другому распределить нагрузки не предоставляется возможным. Таким
образом, расчетная мощность щита ЩС1 при распределении нагрузок по
фазам составляет 2,1 кВт.
Так как согласно [18] удельные расчетные нагрузки квартир
учитывают нагрузку освещения общедомовых помещений (лестничных
клеток, подвалов, чердаков и т.д.), а также нагрузку слаботочных устройств
и мелкого силового оборудования (щита противопожарных устройств,
домофонов, телевизионного усилителя, учета тепла, зачистных устройств
мусоропроводов и т.п.), то для определения суммарной нагрузки
многоэтажного жилого здания необходимо определить только нагрузки от
лифтов и от щита ЩАИТП.
50
Таким образом, расчетная нагрузка мест общего пользования
многоэтажного жилого здания составляет
Р
с
= n
л
· k
с.л.
· Р
л
+ k
с. ЩАИТП.
· Р
уст.ЩАИТП
, (1.7)
где n
л
– число лифтов в многоэтажном жилом здании, n
л
= 3;
k
с.л.
– коэффициент спроса лифтов, k
с.л.
= 0,8;
k
с.н.
– коэффициент спроса щита ЩАИТП, данный коэффициент определяется
исходя из того, что от щита ЩАИТП подключены 3 насоса (насос отопления,
ГВС и ХВС), k
с.л.
= 0,9;
Р
л
- номинальная мощность одного лифта, кВт;
Р
н
– номинальная мощность щита ЩАИТП, кВт;
Р
с
= 3 · 0,8 · 5,5 + 0,9 · 3 = 15,9 кВт.
Расчетная нагрузка многоэтажного жилого здания определяется по
формуле [18]:
Р
р.ж.д.
= Р
кв.ж.д..
+ 0,9 · Р
с
, (1.8)
Р
р.ж.д.
= 228,9 + 0,9 · 15,9 = 243,2 кВт.
Расчетная мощность щита АВР определяется по формуле:
Р
р.АВР
= n
л
· k
с.л.
· Р
л
+ k
с. ЩАИТП.
· Р
уст.ЩАИТП
+ Р
р.ЩППУ
+ Р
р.ЩА
; (1.9)
Р
р.АВР
= 3 · 0,8 · 5,5 + 0,9 · 3 + 1,4 + 3,0 = 20,3 кВт.
2.4. Расчет питающей линии
В данном пункте также необходимо рассчитать аппарат защиты,
устанавливаемый в трансформаторной подстанции для защиты кабельной
линии от ТП до многоэтажного жилого здания.
Автоматический выключатель на отходящей линии в ТП выбирается по
следующим условиям:
а) по номинальному напряжению
U
ном
≥ U
ном.уст
; (2.1)
б) по номинальному току теплового расцепителя
I
т.р
≥ k
т.р
∙ I
р.max
; (2.2)
51
где k
т.р
- коэффициент теплового расцепителя, о.е.
I
т.р
≥ 1,15 ∙ 355,3 = 390,8 А.
в) по условию селективности от вводного коммутационного
аппарата ВРУ многоэтажного жилого здания.
I
т.р
≥ I
ПН2-400
; (2.3)
I
т.р
≥ 400 А.
г) по номинальному току автоматического выключателя
I
ном.ав.
≥ I
р
; (2.4)
где I
р
- расчетный ток линии, А.
I
ном.ав.
≥ 355,3 А.
Выбирается автоматический выключатель ВА51-39 с номинальным
током I
ном.ав.
= 630 А. Ток теплового расцепителя данного выключателя
принимается равным I
т.р
= 500 А.
Сечение питающих кабельных линий следует определять по
допустимому току кабеля в аварийном режиме работы и с учетом условия
отстройки от тока расцепителя автоматического выключателя и проверять по
потере напряжения.
Для линии с током в аварийном режиме равным I
р.ж.д.
= 355,3 А с
учетом того, что для защиты данной кабельной линии в ТП установлен
автоматический выключатель ВА51-39 с током теплового расцепителя I
т.р
=
500 А выбирается сдвоенный кабель 2хAВБбШВнг 4х150 с длительно
допустимым током I
д.доп.
= 566 А.
Допустимый ток кабеля необходимо скорректировать согласно условий
его прокладки:
????
(2.5)
где k
п
– поправочный коэффициент на количество параллельно
прокладываемых кабелей [17], в нашем случае k
п
= 0,9 при 2 кабелях в
траншее (вторые 2 кабеля прокладываются на расстоянии 500 мм от первой
пары и следовательно данный коэффициент необходимо применять для двух
кабелей, а не для четырех);
52
k
t
– поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, так как
нет точных данных о температуре окружающей среды, то данный
коэффициент принимаем равным 1,00.
????
Потеря напряжения в кабельной линии внешнего электроснабжения
многоэтажного жилого здания в послеаварийном режиме определяется по
выражению:
(2.6)
где Р
Р
– расчетная активная мощность кабельной линии, кВт;
Q
Р
– расчетная реактивная мощность кабельной линии, квар;
Q
Р
= Р
Р
· tgφ, (2.7)
tgφ = tg(arcos(cosφ)) = tg(arcos(0,98)) = 0,203,
Q
Р
= 228,9 · 0,203 = 46,5 квар;
r
0
- удельное активное сопротивление КЛ, r
0
= 0,083 Ом/км;
х
0
– удельное индуктивное сопротивление КЛ, х
0
= 0,04 Ом/км;
l – длина КЛ, l = 0,25 км.
Для рассчитываемой кабельной линии внешнего электроснабжения
многоэтажного жилого здания, выполненной кабелем 2хAВБбШВнг 4х150
потери напряжения составляют
Так как потери напряжения в кабельной линии внешнего
электроснабжения многоэтажного жилого здания меньше 5%, то данный
кабель проходит проверку.
2.5. Расчет тока КЗ
Расчет токов короткого замыкания следует начинать с составления
расчетной схемы электрической сети (рисунок 2.1). На расчетной схеме
необходимо указать все параметры, которые влияют на значение тока
53
короткого замыкания (средненоминальное значение ступени напряжения,
технические характеристики электрического оборудования) и расчетные
точки, в которых нужно рассчитать токи короткого замыкания. Ток
короткого замыкания при проектировании системы электроснабжения
многоэтажного жилого здания достаточно определять только в ВРУ.
Рисунок 2.1. Расчетная схема электрической сети
На основании расчетной схемы необходимо составить электрическую
схему замещения (рисунок 2.2). Схема замещения - это схема, которая
соответствует по своим параметрам расчетной схеме электрической сети, и
все электромагнитные связи в которой заменены электрическими.
Рисунок 2.2. Электрическая схема замещения электрической сети
54
После составления электрической схемы замещения сети следует
произвести расчет ее параметров. Согласно [2] токи КЗ в электроустановках
напряжением до 1 кВ рассчитываются в именованных единицах. Необходимо
определить сопротивления элементов схемы замещения.
Сопротивления трансформаторов ТМГ-1600/10/0,4 равны:
R
т
= 1,1 мОм; Х
т
= 5,4 мОм [2].
Сопротивления автоматического выключателя ВА55-43 2500 А
составляют:
R
ВА55-43
= 0,13 мОм; X
ВА55-43
= 0,07 мОм [2].
Сопротивления автоматического выключателя ВА57-31 80 А равны:
R
ВА51-39
= 0,65 мОм; X
ВА51-39
= 0,17 мОм [2].
Сопротивления кабельной линии от ТП4985 до многоэтажного жилого
здания определяется по формуле:
(2.8)
(2.9)
Суммарное активное сопротивление сети до ВРУ многоэтажного
жилого здания определяется по выражению:
(2.10)
Суммарное индуктивное сопротивление сети до ВРУ многоэтажного
жилого здания определяется по выражению:
(2.11)
Ток трехфазного короткого замыкания в щите ВРУ многоэтажного
жилого здания определяется по формуле [2]:
(2.12)