Электроснабжение цеха

При наличии и преобладании на проектируемом объекте электроприёмников I категории электроснабжения, электропитание предприятия выполнено не менее чем двумя линиями электропередач. (2.9) [8]

Учитывая наличие второго источника электропитания (Ново-Зиминская ТЭЦ), имеющего распределительные сети собственных нужд с первичным напряжением 110 кВ, расположенного в непосредственной близости от проектируемого объекта, то в целях экономии средств, электроснабжение предприятия выполнено двухступенчатой схемой питания с напряжением первой ступени U_ном110кВ; (5.4) (3.2) [8]

Учитывая наличие 60% электроприёмников I категории, выбираем радиальное питание цеховых двухтрансформаторных подстанций от разных секций ГПП отдельными линиями для каждого трансформатора с глубоким секционированием; 3.5 [8]

На всех ступенях системы электроснабжения применяем простейшие схемы электроснабжения с минимальным количеством аппаратуры: Блок-линия (10 кВ)- трансформатор ТП - шинопровод U_ном 0,4 кВ; 4.1 [8]

Месторасположение цеховых трансформаторных подстанций и распределительных устройств 0,4 кВ, из соображений безопасности, а так же во избежание возможности воздействия химически активных сред на их оборудование, определяем в отдельно выделенных специальных помещениях с вентиляцией; 2.9 [3] 7.9 [8]

Так, как нагрузка ТП определена исключительно электроприёмниками, то присоединение выводов трансформатора НН к шинам вводных панелей распределительного устройства 0,4 кВ предусматривается непосредственной стыковкой при помощи системы сборных шин; 2.8 [3]

Электропитание мощных электроприёмников цеха, ввиду наличия взрывоопасных и агрессивных сред в производственных помещениях и разбросанности потребителей, выполним радиальной схемой 2.14 [3]

2.6 Выбор сечений кабельных и воздушных линий

Выполним расчёт высоковольтных кабельных линий на участках РП ГПП - ТП на примере корпуса 100, результаты расчётов по остальным объектам сведём в таблицу 3.7: Выбор сечений проводников целесообразней производить по возможным наихудшим для него условиям, следовательно, определим расчётный ток в линии:

А;

где, S_р - значение полной расчётной мощности по корпусу 100 с учётом компенсации реактивной мощности;

N- количество трансформаторов на ТП;

U_н - напряжение сети;

Выбираем сечение проводника по экономической плотности тока;

мм²;

где, - расчётный ток в рассматриваемой линии;

- нормируемое значение экономической плотности тока, А / мм² ; (для кабелей с алюминиевой жилой и годовому использованию часов максимума нагрузки более 500 часов), принимаем равным 1,2; [ 1 ]

Исходя из расчётного значения сечения по экономической плотности тока, принимаем сечение ближайшее по значению в сторону уменьшения (что в данном случае допустимо), равное 35 мм² с длительно допустимым током 80 А; [ 1 ]

Выполним расчёт длительно допустимого тока в нормальном режиме и сопоставим полученный результат с величиной расчётного значения:

I^/_доп = k_{т *} К_{н *} I_доп ? I_расч ;

где, k_т - поправочный коэффициент на температуру воздушной среды при её расчётном значении 25? С и температуре нагрева токопроводящей жилы 60? С при фактической температуре окружающей среды 20? С, принимается равным k_т =1,07;

К_н - поправочный коэффициент на число рядом расположенных кабелей, так как прокладка электрокабеля выполняется открыто по установленным наружным кабельным металлоконструкциям, следовательно значение коэффициента К_н = 1;

I_доп - допустимый длительный ток предполагаемого сечения жилы электрокабеля с площадью поперечного сечения 35 мм² , для данного сечения допустимый длительный ток равен 80 А;

Подставив имеющиеся значения в данное выражение, получим:

I^/_доп = 1,07 _*1 _* 80 ? 43 А;

I^/_доп = 85,6 ? 43 А;

Из полученного значения видно, что предполагаемое сечение проводника в нормальном режиме по нагреву удовлетворяет требованиям.

Проверим намеченное сечение по нагреву в послеаварийном режиме с учётом перегрузки:

1,25 _* I^/_доп ? I _{расч. max};

где, 1,25 - допустимая на проводник перегрузка на время ликвидации по отношению к номинальной при длительности максимума шесть часов и коэффициенте предварительной загрузки 0,6;

1,25 _* 85,6 ? 86 А;

107 А ? 86 А;

что явно допустимо, так как:

I_{расч. max}= S^/_расч / (N-1 _* v3 _* U_ном);

где, N- число трансформаторов на подстанции цеха;

S^/_расч - полная расчётная мощность корпуса с учётом компенсации реактивной мощности;

А;

данное выражение доказывает, что требования условий в послеаварийном режиме соблюдены.

Определим допустимые потери напряжения в рассматриваемой линии, выполненной силовым электрокабелем с алюминиевой жилой, намеченного сечения.

Потери напряжения в линиях до 35 кВ определяют по формуле:

?U = v3 _* I_{расч.max *} ? ( r_{? *} cos? + x_{? *} sin? );

где, I_расч.max - расчётный максимальный ток линии в послеаварийном режиме;

? = 0,13 км; (длина кабельной линии на участке РП ГПП - ТП корпуса 100;

r_? и x_? - активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км; определяемое по справочным данным для сечения 35 мм²: r_? = 0,894 Ом/км; х_? =0,095 Ом/км; 2.63 [ 11 ]

cos? и sin? - соответствуют коэффициенту мощности в конце линии, соответственно принимаемые 0,89; и 0,45; тогда:

?U = v3 _* 86 _* 0,13 _* (0,894 _* 0,89 _* 0,095 _* 0,45) = 16,2 В;

что, соответствует 0,16% потерь от номинального значения напряжения, при регламентируемых 5% от номинального в сторону уменьшения. Следовательно намеченное сечение токопроводящей жилы в 35 мм² алюминиевого проводника соответствует установленным требованиям. Следовательно, для питания каждого трансформатора ТП-1 корпуса 100 цеха 25 принимаем высоковольтный электрокабель с алюминиевой жилой марки ААШв (3 35);

Результаты расчётов по цеху сведены в таблицу 2.7

Таблица 2.7

линия	Длина линии	Sp кВА	Iр, А	Sэк, мм2	Fэк, мм2/А	Iдоп А	I/доп А	Iр.max, А	1,25. I/доп, А	r? Ом/км	x? Ом/км	?U, %
РП-ТП-1	0,13	1496	43	36	35	80	85,6	86	107	0,894	0,095	0,16
РП-ТП-2	0,34	1389	40	33,4	35	80	85,6	80,2	107	0,894	0,095	0,39
РП-ТП-3	0,26	1302	37,6	31,3	35	80	85,6	75,1	107	0,894	0,095	0,28
РП-ТП-4	0,31	1381	39,8	33,1	35	80	85,6	79,5	107	0,894	0,095	0,35
РП-ТП-5	0,4	1318	38	31,7	35	80	85,6	76,1	107	0,894	0,095	0,44
РП-ТП-6	0,16	1402	40,4	33,7	35	80	85,6	80,9	107	0,894	0,095	0,18
РП-ТП-7	0,25	1491	43	35,8	35	80	85,6	86	107	0,894	0,095	0,31

Марка кабелей прокладываемых от ГПП до цеховых ТП принимается ААШв (335)

(алюминиевые жилы, алюминиевая оболочка, шланг из поливинилхлоридного пластиката)

Выбираем сечение проводов линий электропередач питающих ГПП.

А;

где, S_расч - полная расчетная мощность всего предприятия с учётом нагрузок цеха 25;

U_ном - напряжение источника системы, питающего ГПП;

n - число лини питающих двухтрансформаторную ГПП;

Выполним проверку сечения по экономической плотности тока:

мм ²; [1]

где, J_эк = 1,1; нормируемое значение экономической плотности тока А/ мм ²; [1]

Следовательно принимаем ближайшее сечение провода марки АС - 70 сечением 70 мм ² и длительно допустимым током нагрузки I_доп = 265 А;

Определим допустимый ток в нормальном режиме:

I_доп = 265 А ? I_расч = 84,6 А;

I_расч.max = 2 _* I_расч = 2 _* 84,6 = 169,2 А;

Найдём допустимый ток в аварийном режиме:

I_доп = 265 А ? I_расч.max = 169,2 А;

Выполним проверку по условиям корониронирования из условия предварительного выбора провода: АС - 70/11 - сталиалюминиевый провод, стальной сердечник, жилы алюминиевые. Фазы располагаем горизонтально, с расстоянием между фазами Д = 300см.

Определяем начальную критическую напряжённость:

кВ/см;

где, m = 0,82-коэффициент, учитывающий шероховатость провода для многопроволочных

проводов;

= 0,55 см. - радиус провода;

Определяем напряжённость вокруг провода:

кВ/см;

где, Д_ср = 1,26 Д = 1,26 _* 300 = 378 см, - среднегеометрическое расстояние между проводами фаз, см;

U - линейное напряжение, кВ ( U = 121 кВ, так как в сетях от источников питания поддерживается напряжение 1,1 U_ном );

Провода не будут коронировать, если наибольшая напряжённость поля у поверхности любого провода не более 0,9 Е_о. Таким образом, условие образования короны можно записать в виде:

Е < 0,9 Е_о;

0,9 Е_о = 0,9 _* 33 = 29,7 кВ / см;

таким образом, выполним проверку условия по напряжённости:

Е =27,45 < 29,7;

следовательно, данное условие выполняется и не противоречит регламентирующим требованиям.

Выполним проверку выбираемого провода по допустимым потерям напряжения:

допустимые потери напряжения ?U не должны превышать 5 %;

В;

где, Р_р - активная расчетная мощность с учётом потерь в трансформаторах, кВт;

Q_р - реактивная мощность с учётом потерь в трансформаторах, кВАР;

r - активное сопротивление линий, Ом;

х - индуктивное сопротивление линий, Ом;

n - количество параллельных линий;

сопротивление линий определяем исходя из их протяжённости путём произведения их длины на сопротивление (? = 3,7 км):

r = r_{о *} ? = 0,45 _* 3,7 = 1,7 Ом;

х = х_{о *} ? = 0,417 _* 3,7 = 1,54 Ом;

Имея полученные данные, выполним проверку потерь напряжения в рассматриваемых линиях на предмет процентного соответствия регламентируемым значениям:

;

следовательно, условие выполняется, так как 0,29 < 5 % ?U; - в допустимых пределах.

Аналогичную проверку для параллельных линий выполним исходя из условий послеаварийного режима, когда одна из линий находится в отключенном состоянии, а другая находится в работе и обеспечивает питанием всю имеющуюся нагрузку предприятия:

?U_авар. = 2 _* ?U = 2 _* 0,29 = 0,58 %;

таким образом, выполнив сравнение полученного значения, видно, что при послеаварийных режимах, выбранное сечение проводника удовлетворяет условие предельно допустимого снижения напряжения.

2.7 Расчёт токов короткого замыкания

Чтобы определить расчетный ток КЗ с целью выбора или проверки электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания, необходимо предварительно выбрать расчетные условия, отвечающие требованиям ПУЭ, в частности расчетную схему электроустановки.

Выбор этой схемы следует производить с учетом возможных электрических схем соответствующей электроустановки при продолжительных различных режимах ее работы, включая ремонтные и послеаварийные режимы, а также с учетом электрической удаленности различных источников энергии (генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей) от расчетной точки КЗ.

Составим расчётную схему питания цеховой трансформаторной подстанции ТП-1:

При расчете токов КЗ аналитическим методом следует предварительно по исходной расчетной схеме составить соответствующую схему замещения. При этом сопротивления всех элементов схемы и ЭДС источников энергии могут быть выражены, как в именованных, так и в относительных единицах. (3.2.1) [18]

Так, как известны фактические при принятых исходных условиях коэффициенты трансформации всех трансформаторов расчетной схемы, то составление схемы замещения произведем с учетом этих коэффициентов.

Наиболее удаленную от расчетной точки КЗ часть электроэнергетической системы, допускается представлять в виде одного источника энергии с неизменной по амплитуде ЭДС и результирующим эквивалентным индуктивным сопротивлением. ЭДС этого источника следует принимать равной среднему номинальному напряжению сети, связывающей удаленную и остальную части электроэнергетической системы, а его результирующее эквивалентное сопротивление Х_с определять, исходя из известного тока I_с от эквивалентируемой части системы при КЗ в какой-нибудь узловой точке указанной сети:



; (5.1) [18]

где, U_ср = 115 кВ; - среднее номинальное напряжение сети (3.2.5) [18]

При отсутствии данных о токе КЗ от удаленной части электроэнергетической системы минимально возможное значение результирующего эквивалентного сопротивления Х_с можно оценить, исходя из параметров выключателей, установленных на узловой подстанции, т.е. принимая ток КЗ от удаленной части системы I_с = 31,5 кА, равным номинальному току отключения этих выключателей. (5.1.2) [18]

Следовательно, за базисную величину принимаем сопротивление энергосистемы:

Ом;

При расчетах токов короткого замыкания допускается не учитывать влияние активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы на амплитуду периодической составляющей тока КЗ, если активная составляющая результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ не превышает 30 % от индуктивной составляющей результирующего эквивалентного сопротивления.

Далее определяем следующие параметры эквивалентных сопротивлений схемы замещения:

Воздушной линии электропередач ВЛ, U_ном = 110 кВ (провод марки АС-70/11), где длина линии ? = 6 км;

r_вл = r_{о *} ? = 0,43 _* 6 = 2,58 Ом;

х_вл = х_{о *} ? = 0,444 _* 6 = 2,66 Ом;

Сопротивления обмоток(Zт₁ вв; Zт₁ нн1; Zт₁ нн2) силового трансформатора ТРДН-25000/110, устанавливаемого на ГПП предприятия:

Ом;

;

при: ;

;

; тогда:

= 10,5 - 0,5 _* 0,5 _* 30 = 3%;

следовательно, сопротивление обмоток низшего напряжения трансформатора с учётом расчётного распределения мощностей, приходящихся на каждую из них, будет:

Ом;

Ом;

где, %; при: ;

Сопротивление кабельной линии КЛ-1 ААШв (3 х 35) , 10 кВ на участке РП - цеховая ТП:

r_? = 0.894 Ом/км; х_? = 0,095 Ом/км; при длине кабельной линии КЛ-1 ,корпус 100, ТП 1: ?= 0,13 км;

r _л2= 0,894 _* 0,13 = 0,116 Ом;

х_л2 = 0,095 _* 0,13 = 0,095 Ом;

Сопротивления силового трансформатора Т2 трансформаторной подстанции цеха, расположенной в корпусе 100, мощностью S_ном.т = 1000кВА, типа ТМ 1000/10 со ступенью низшего напряжения 0,4 кВ:

Ом;

Ом;

Определив сопротивления элементов схемы замещения, приступим к её преобразованию для каждой точки короткого замыкания, путём суммирования сопротивлений и приведения к соответствующим ступеням напряжений с учётом коэффициентов трансформации.

Данная исходная схема замещения не содержит замкнутых контуров и легко преобразуется в эквивалентную результирующую схему путем последовательного соединения элементов и путем замены нескольких источников, имеющих разные ЭДС и разные сопротивления, но присоединенных в одной точке, одним эквивалентным источником.

Для точки К-1:

Определим результирующее сопротивление ступеней схемы с напряжением 115 кВ

Ом;

так, как при расчетах токов короткого замыкания допускается не учитывать влияние активных сопротивлений различных элементов исходной расчетной схемы на амплитуду периодической составляющей тока КЗ, если активная составляющая результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ не превышает 30 % от индуктивной составляющей результирующего эквивалентного сопротивления, то на данном этапе расчёта учтём только активное сопротивление, но:

Ом;

определим значение полного сопротивления для точки К-1:

Ом;

определив приведённое значение полного сопротивления соответствующего участка, определим ток короткого замыкания для точки К-1:

кА;

Выполнив расчёт тока короткого замыкания, определим его ударное значение:

Способ расчета ударного тока КЗ зависит от требуемой точности расчета и конфигурации исходной расчетной схемы.

Если исходная расчетная схема является многоконтурной, то для получения высокой точности расчета ударного тока КЗ следует решить систему дифференциальных уравнений, составленных для мгновенных значений токов в узлах и падений напряжения в контурах расчетной схемы, и определить максимальное мгновенное значение тока в ветви, в которой находится расчетная точка КЗ. Но так, как в нашем случае данный расчёт в основном производится с целью проверки проводников и электрических аппаратов по условиям КЗ, то допустимо считать, что амплитуда периодической составляющей тока КЗ в момент наступления ударного тока равна амплитуде этой составляющей в начальный момент КЗ. Исключение составляют случаи, когда вблизи расчетной точки КЗ включены асинхронные электродвигатели

Если исходная расчетная схема содержит только последовательно включенные элементы, то ударный ток следует определять по формуле:

; (5.16) [18]

где, -действующее значение периодического тока короткого замыкания в начальный момент времени;

где K_уд -- ударный коэффициент. Коэффициент рекомендуется определять по формуле:

; (5.17) [18]

где Т_a -- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ; она определяется по формуле

, (5.11) [18]

где X_эк и R_эк - соответственно индуктивная и активная составляющие результирующего эквивалентного сопротивления расчетной схемы относительно точки КЗ;

_с - синхронная угловая частота напряжения сети.

с;

;

рассчитав значение ударного коэффициента, найдём ударный ток в точке К-1:

кА;

Определив соответствующие значения на высшей ступени напряжения, перейдём к следующему этапу расчётов.

Для точки К-2:

Предварительно найдём полное результирующее сопротивление элементов схемы высшей ступени напряжения, просуммировав имеющиеся значения:

Ом;

 Ом;

определив результирующее сопротивление ступени 115 кВ, приведём его с учётом коэффициента трансформации к ступени напряжением 10,5 кВ:

Ом;

Ом;

вычислим полное результирующее сопротивление для точки К-2:

Ом;

определив приведённое значение полного сопротивления соответствующего участка, определим ток короткого замыкания для точки К-1:

кА =I₈=I_по=I_п?;

Выполнив расчёт тока короткого замыкания, определим его ударное значение:

Если исходная расчетная схема содержит только последовательно включенные элементы, то ударный ток следует определять по формуле:

; (5.16) [18]

где, -действующее значение периодического тока короткого замыкания в начальный момент времени;

K_уд -- ударный коэффициент. В тех случаях, когда Х_эк/R_эк 5, ударный коэффициент допустимо определять по формуле:

; (5.20) [18]

где Т_a -- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, значение которой допустимо определить по графику зависимости x / r = 1,473 / 0,021 = 70; при данном соотношении Т_а= 0,2 с; (рис. 5-10) [10]

= 2;

рассчитав значение ударного коэффициента, найдём ударный ток в точке К-2:

кА;

Для точки К-3

Выполним расчёт тока короткого замыкания для ступени низшего напряжения с учётом коэффициента трансформации расщеплённой обмотки трансформатора на напряжение 6,3 кВ по аналогии с расчетом плеча на 10,5 кВ.

Результирующие сопротивления ступени высшего напряжения определим методом их сложения:

Ом;

Ом;

определив данные значения, приведём их к ступени низшего напряжения с учётом коэффициентов трансформации и сопротивления обмотки трансформатора на стороне приводимого напряжения 6,3 кВ:

Ом;

Ом;

полное приведённое расчётное сопротивление для точки К-3:

Ом;

кА =I₈=I_по=I_п?;

найдем ударный ток для заданной точки:

кА;

так, как исходная расчетная схема содержит только последовательно включенные элементы, то ударный ток допускается определять по формуле:

определив значения аварийных режимов в точке К-3, переходим к расчётов линии напряжением 10,5кВ, так, как рассматриваемый объект находится на стороне названного напряжения.

Для точки К-4

Определяем общее результирующее сопротивление, приведённое к ступени напряжения 10,5 кВ с учётом сопротивления кабельной линии идущей от шин РП до цеховой трансформаторной подстанции корпуса 100 ТП-1:

Ом;

Ом;

тогда полное результирующее сопротивление для точки К-4:

Ом;

выполнив данный расчет, вычислим ток короткого замыкания в точке К-4:

кА;

ударный ток короткого замыкания в точке К-4:

кА;

где, = 1,75 Ом;

при, соотношении х / r = 11,4; Т_а = 0,035 с;

Для точки К-5

Преобразуем схему замещения:

предварительно просуммируем результирующие сопротивления, приведённые к ступени напряжения 10,5 кВ с сопротивлением Т2 цеховой трансформаторной подстанции ТП-1;

Ом;

Ом;

приведём результирующие сопротивления напряжения 10,5 кВ к ступени низшего напряжения 0,4 кВ с учётом коэффициента трансформации для определения тока короткого замыкания:

Ом;

Ом;

полное сопротивление для точки К-5:

Ом;

ток короткого замыкания в точке К-5:

Ом;

где, = 1,55 Ом;

при, соотношении х / r = 5,4; Т_а = 0,022; Таким образом, выполнив расчёты для всех трёх точек короткого замыкания на участках линии РП - ТП-1, аналогичным образом произведём расчёты для остальных линий, питающих цеховые трансформаторные подстанции, результаты расчётов сведены в таблицу 2.8.

Таблица 2.8

Наименование линии	Точка КЗ	длина КЛ, км	Расчётный ток КЗ Iкз, кА	Ударный ток КЗ iуд, кА	Та, сек.	Куд	Сечение жил кабеля Sсеч, мм2
система - Т-1	К-1	6	12,26	21	0,03	1,2	70
РП - ТП-1	К-2	0,13	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		3,8	9,5	0,036	1,75
	К-5		22,4	49,1	0,022	1,55
РП - ТП-2	К-2	0,34	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		3,8	8,4	0,014	1,51
	К-5		22,4	48,1	0,016	1,52
РП - ТП-5	К-2	0,4	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		3,87	7,9	0,012	1,45
	К-5		22,1	46,88	0,014	1,5
РП - ТП-3	К-2	0,26	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		3,97	9,2	0,018	1,65
	К-5		22,2	47,4	0,014	1,5
РП - ТП-6	К-2	0,16	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		4	9,6	0,029	1,7
	К-5		22,4	48	0,016	1,52
РП - ТП-4	К-2	0,31	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		3,94	8,46	0,016	1,52
	К-5		22,5	48,3	0,016	1,52
РП - ТП-7	К-2	0,25	4,1	11,6	0,2	2	35
	К-4		3,98	9,2	0,018	1,65
	К-5		22,2	47,5	0,014	1,5

2.8 Выбор оборудования

Коммутационные аппараты должны быть способны включать и отключать соответствующие цепи в продолжительных и в аварийных кратковременных режимах, в том числе в режиме КЗ. Они могут также использоваться для работы в циклах АПВ, ОАПВ, АВР. Специфическими режимами являются режим включения на КЗ, режим несинхронного включения в условиях противофазы и режим включения при рассогласовании фаз. Во включенном положении коммутационные аппараты должны быть способны пропускать сквозной ток КЗ.

Выбор выключателей производится:

по напряжению установки U_уст ? U_ном ;

по длительному току I_норм ? I_ном ; I_max ? I_ном ;

по отключающей способности;

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения по условию:

I_п,? ? I_{отк,ном.}

Далее проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания:

i_а,? ? i_а,ном = v2 _* ?_{н *} I_{отк.ном.} / 100;

где, i_а,ном - номинальное допустимое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени ? ;

?_н - нормированное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе в %;

i_а,? - апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов ?;

? - наименьшее время от начала короткого замыкания до момента расхождения дугогасительных контактов:

? = t_з.min + t_с.в;

где, t_з.min = 0,1с - минимальное время действия релейной защиты;

t_с.в - собственное время отключения выключателя;

Если, условие I_п,? ? I_{отк,ном.} соблюдается, а i_а,? > i_а,ном , то допускается производить проверку по полному току короткого замыкания:

(v2 _* I_п,? + i_а,? ) ? v2 _* I_{отк,ном *} ( 1 + ?_н / 100 );

По включающей способности проверка производится по условию:

i_у ? i_вкл; I_п.о ? I_вкл;

где, i_у - ударный ток короткого замыкания в цепи выключателя ;

I_п.о - начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в цепи выключателя;

I_вкл - номинальный ток включения ;

i_вкл - наибольший пик тока включения (по справочным данным);

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по сквозным предельным токам короткого замыкания:

I_п.о ? I_дин ; i_у ? i_дин;

где, i_дин - действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания.

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока короткого замыкания:

В_к ? I ²_{тер *} t_тер ;

где, В_к - тепловой импульс тока короткого замыкания по расчёту;

I _тер - среднеквадратичное значение тока за время его прохождения (по каталогу);

t_тер - длительность протекания тока термической стойкости, с (по каталогу);

Выполним выбор выключателя для установки на стороне 110кВ:

Сторона 110 кВ ВМТ-110-25/630

Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ
Imax=Smax/v3*Uном=34468/v3*110=181 А	Iном = 630 А
Iп,? = 12,26 кА	Iотк.н = 25 кА
iа,? =v2*Iпо*е-?/Та =v2*12,26*е-0,045/0,03=3,86 кА	iа,ном =v2*?н* Iотк.н=v2*0,45*25=16 кА
v2* Iп,?+ iа,? = v2*12,26+3,86 = 21,19 кА	v2* Iотк.н*( ?н+1)= v2*25*(0,45+1)=51 кА
iу = 21 кА	iдин = 31,5 кА
Вк=I2по*(tотк+Та)=12,262*(0,035+0,2)=35,32 кА2/с	I2 тер *tтер = 252 * 3 = 1875 кА2 * с

Сторона 10 кВ РП ГПП ячейка ввода ВВТЭ-М-10-20/1600

Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Imax=Smax/v3*Uном = 20540/v3*10= 1185 А	Iном = 1600 А
Iп,? = 4,1 кА	Iотк.н = 20 кА
iа,? =v2*Iпо*е-?/Та =v2*4,1*е-0,14/0,2 = 2,88 кА	iа,ном =v2*0,15*20=4,24 кА
v2* Iп,?+ iа,? = v2*4,1+ 3,84=9,6 кА	v2* Iотк.н*( ?н+1)= v2*20*0,15=32,5
iу = 11,6 кА	iдин = 51 кА
Вк=4,12*(0,07+0,2)=4,62 кА2*с	I2 тер *tтер = 202 * 4 = 1600 кА2 * с

Сторона 10 кВ РП ГПП секционный выключатель ВК-10-630-20У2

Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Imax=10270/v3*10=593 А	Iном = 630 А
Iп,? = 4,1 кА	Iотк.н = 20 кА
iа,? =3,84 кА	iа,ном =4,24 кА
v2* Iп,?+ iа,? = 9,6 кА	v2* Iотк.н*( ?н+1) =32,5
iу = 11,6 кА	iдин = 51 кА
Вк=4,62 кА2*с	I2 тер *tтер = 202 * 4 = 1600 кА2 * с

Сторона 10кВ РП ГПП ячейка отходящей линии ТП-1 ВК-10-630-20У2

Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Imax = (2*0,7*1000)/v3*10 = 80,8 А	Iном = 630 А
Iп,? = 4,1 кА	Iотк.н = 20 кА
iа,? =v2*Iпо*е-?/Та =v2*4,1*е-0,08/0,2= 3,84 кА	iа,ном =v2*0,15*20=4,24 кА
v2* Iп,?+ iа,? = 9,6 кА	v2* Iотк.н*( ?н+1)= v2*20*0,15=32,5
iу = 11,6 кА	iдин = 51 кА
Вк=4,12*(0,07+0,2)=4,62 кА2*с	I2 тер *tтер = 202 * 4 = 1600 кА2 * с

Разъедининитель - это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным его значением.

Выбор разъединителей производится по:

напряжению установки U_уст ? U_ном ;

длительному току I_р ? I_ном ; I_max ? I_ном ;

конструкции и роду установки I_по ? I_пр,с; i_у ? i_пр,с ;

где, I_по ; I_пр,с ;- предельный сквозной ток (амплитуда и действующее значение);

на термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока короткого замыкания:

В_к ? I²_{тер *} t_тер;

где, В_к - расчётный тепловой импульс тока короткого замыкания;

I_тер - среднеквадратичное значение тока за время его прохождения по справочным данным;

t_тер - длительность прохождения тока термической стойкости по справочным данным;

Сторона 110 кВ РНДЗ-2 110/1000 У1

Uуст = 110 кВ	Uном = 110 кВ
Imax=Smax/v3*Uном=34468/v3*110=181 А	Iном = 1000 А
iу = 21 кА	iдин = 80 кА
Вк=I2по*(tотк+Та)=12,262*(0,035+0,2)=35,32 кА2/с	I2 тер *tтер = 252 * 3 = 3969 кА2 * с

Трансформаторы тока выбираются:

по напряжению: U_уст ? U_ном;

длительному току: I_р ? I_ном;

номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки трансформатора тока приводит к увеличению погрешностей.

по конструкции и классу точности;

по динамической устойчивости:

i_у ? k_{д *} v2 _* I_ном; (4-10) [19]

где, i_у - расчётный ударный ток короткого замыкания;

k_д - кратность динамической устойчивости по каталогу;

I_ном - номинальный первичный ток трансформатора тока;

Динамическая устойчивость шинных трансформаторов тока определяется устойчивостью самих шин распределительного устройства, вследствие этого такие трансформаторы по этому условию не проверяются.

по термической устойчивости:

В_к ? (k_{т *} I_ном)² _* t_т;

где, В_к - расчётное значение теплового импульса;

k_т - кратность термической устойчивости по каталогу;

t_т - время термической устойчивости по каталогу;

по вторичной нагрузке:

Z₂ ? Z_2ном ;

где, Z₂ - вторичная нагрузка трансформатора тока;

Z_2ном - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности;

Выбрав предполагаемые к установке средства измерения на стороне 10,5 кВ ГПП ячейки ввода РП, поместим сведения о принадлежащих им параметрам (таб. 4-25) [19] в таблицу 2.9

Таблица 2.9

прибор	Тип прибора	Нагрузка, ВА
		фаза А	фаза В	фаза С
Амперметр	Э-335	0,5	0,5	0,5
Ваттметр	Д-335	0,5	-	0,5
Варметр	Д-335	0,5	-	0,5
Счётчик активной мощности	САЗ-И674	2,5	-	2,5
Счётчик реактивной мощности	СР4-И676	2,5	2,5	2,5
ИТОГО:		6,5	3,0	6,5

Из таблицы 2.9 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С. Так, как индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, то приблизительно принимаем: z₂ = r₂; Вторичная нагрузка r₂ состоит из сопротивления приборов r_приб, соединительных проводов r_пр и переходного сопротивления контактов r_к;

r₂ = r_приб + r_пр + r_к;

где, сопротивление приборов определяется по выражению:

Ом;

где, S_приб - мощность, потребляемая приборами;

I₂ - вторичный номинальный ток прибора;

Сопротивление контактов при количестве приборов более трёх принимаем r_к = 0,1.При соединении трансформаторов тока в полную звезду, расчётную длину соединительных проводов принимаем равной ? = 40 метров.

Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие:

r_приб+ r_пр + r_к ? Z_2н;

r_пр= Z_2н - r_приб - r_к = 0,6 - 0,26 - 0,1 = 0,24 Ом;

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0,5 составляет Z_2н = 0,6; (для трансформатора тока типа ТЛМ-10)

Зная сопротивление проводов, найдём требуемое значение сечения алюминиевой токопроводящей жилы соединительного проводника при ? = 0,0283 Ом/м:

мм² ;

таким образом, окончательно принимаем кабель с алюминиевой жилой сечением 6 мм² для подключения измерительных приборов на стороне ввода шин РП 10 кВ ГПП.

Выполним проверку трансформатора тока на воздействие к прохождению длительных токов в нормальных режимах и токов короткого замыкания:

Трансформатор тока ТЛМ-10 ячейка ввода

Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Imax=Smax/v3*Uном = 20540/v3*10= 1185 А	Iном = 1500 А
Iп.,? = 4,1 кА	IДИН = 155 кА
Вк=4,12*(0,07+0,2)=4,62 кА2*с	(kt * Iн.)2 * tт = (65*1500)2 * 1 = 146,2 кА2*с

По аналогии с выбором трансформаторов тока на стороне ввода шин РП 10кВ ГПП выполним подбор с соответствующей проверкой проводников и самих трансформаторов тока для отходящей линии от РП 10 кВ до цеховой ТП:

Так, как на данном предприятии требуется технический учёт потребления электроэнергии каждой цеховой трансформаторной подстанцией в целях оптимизации контроля за её расходом и определением себестоимости выпускаемого продукта, выбираем такие же приборы учёта и контроля напряжения, как на вводе РП 10 кВ.

Намечаем к установке трансформатор тока ТОЛ-10 и выполняем выбор соединяющих проводников учитывая, что: схема соединения трансформаторов тока является неполная звезда, а длина проводников ? = 6 м;

Ом;

r_пр. Z_2н - r_приб. - r_к = 0,6 - 0,26 - 0,1 = 0,24 Ом;

так, как расчётное значение соединяющих проводников при соединении трансформаторов тока в неполную звезду, то расчётная длина проводников будет:

?_расч = v3 _* ? = v3 _* 6 = 10,39 м;

мм² ;

но, так, как ПУЭ регламентирует минимальные сечения проводников для использования во вторичных токовых цепях в зависимости от материала проводящей жилы:

алюминий- не менее 4мм²;

медь- не менее 2,5мм²;

следовательно, в качестве соединительного проводника используем контрольный кабель с алюминиевой жилой площадью поперечного сечения 4мм²;

Выполним проверку выбранного трансформатора тока:

ТОЛ - 10 отходящая линия РП 10 кВ

Uуст = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Imax = (2*0,7*1000)/v3*10 = 80,8 А	Iном = 100 А
Iп.,? = 4,1 кА	IДИН = 250 кА
Вк=4,12*(0,07+0,2)=4,62 кА2*с	(kt * Iн.)2 * tт = (120*100)2 * 1 = 144 кА2*с

Трансформаторы напряжения предназначены для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой из секции сборных шин.

Трансформаторы напряжения выбираются по:

по напряжению;

по конструкции и схеме соединения обмоток;

по классу точности;

по вторичной нагрузке:

S_2? ? S_н ;

где, S_н - номинальная мощность в выбранном классе точности;

при этом следует иметь ввиду, что для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, следует принимать суммарную мощность всех трёх фаз, а для соединённых по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора.

S_2? - нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, В^.А.

Для упрощения расчётов нагрузку приборов можно не разделять по фазам, тогда:

;

Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности, то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяют к нему.

Осуществим подбор необходимых приборов учёта и потребления электроэнергии и определим суммарную мощность этих приборов, результаты подбора приборов, а так же расчёта мощности занесём в таблицу 2.10.

Таблица 2.10

прибор	тип	Потребляемая мощность одной катушки, В.А	Число катушек	cos?	sin?	Число приборов	общая потребляемая мощность
							Р, Вт	Q, В.А
вольтметр	Э-335	2	1	1	0	2	12	-
счётчик активной мощности	САЗ-И674	3	2	0.38	0.925	8	36	87,5
счётчик реактивной мощности	СР4-И676	3	2	0,38	0,925	8	36	87,5
ваттметр	Д-335	1,5	2	1	0	2	18	-
варметр	Д-335	1,5	2	1	0	2	18	-
ИТОГО:							120	175

Исходя из параметров измерительных приборов, занесённых в таблицу 2.10, выполним расчёт нагрузки этих приборов:

В;

учитывая, что одновременно с измерениями необходимо производить контроль изоляции в сетях 10 кВ, то к установке принимаем трёхфазные трёхобмоточные пятистержневые трансформаторы напряжения типа НТМИ-10-66У3 с номинальной мощностью S=960 В^.А;

На основании произведённых расчётов и предварительного выбора трансформатора напряжения, выполним контрольную проверку на предмет соответствия полученных результатов номинальным параметрам:

НТМИ-10-66У3 сборные шины РП 10 кВ

Uуст = 10 кВ/100 В;	Uном = 10 кВ/100 В;
S2? = 212 В.А;	Sн. = 960 В.А;

На основании выполненных расчётов и сравнений параметров, окончательно выбираем трансформатор напряжения НТМИ-10-66У3;

2.9 Механический расчёт ЛЭП

Исходные данные для расчета:

напряжение ЛЭП: U_НОМ = 110 кВ;

сечение и марка провода: АС-70;

скоростной напор ветра: q = 50 кг/м² [ ];

ветровой район: III [ ];

район по гололеду: I [ ];

нормативная толщина стенки гололеда: 5 мм [ ];

сечение стали в проводе: 11,3 мм² [ ];

сечение алюминия в проводе: 68 мм² [ ];

общее сечение провода: 79,3 мм²;

диаметр провода: 11,4 мм [ ];

вес одного километра провода: 275 кг/км [ ];

длина пролета: 150 м

Определим погонные и приведенные нагрузки.

1. погонная нагрузка от собственного веса проводов:

где, j₁ = 3,47*10^-3 кгс/м мм² - приведенная нагрузка [ ]; S - общее сечение провода, мм².

2. погонная нагрузка на провод диаметром d = 11,4 мм, при толщине стенки гололеда с = 0,5 м

3. погонная нагрузка от массы провода с гололедом:

Приведенная нагрузка

4. погонная нагрузка от ветра на провод без гололеда при направлении ветра перпендикулярно к оси провода:

где, ?- коэффициент неравномерности скоростного напора [ ];

С_Х - коэффициент лобового сопротивления для проводов и тросов

диаметром до 20 мм менее, принимается С_Х = 1,2 [ ];

q - скоростной напор ветра, кгс/м кв;

d - диаметр провода, мм.

5. погонная нагрузка от ветра на провод с гололедом:



6. нагрузка от ветра и массы провода без гололеда:

7. нагрузка от ветра и массы провода с гололедом:

Определение критических пролетов.

1. режим низшей температуры при отсутствии внешних нагрузок:

Для сталеалюминевых проводов сечением 35 - 95 мм²:

где,?- допустимое напряжение при наибольшей нагрузке кг/мм²,

?=10,кг/мм² [ ];

j₁ - нагрузка на провод, приведенная к одному метру длины и одному

квадратному миллиметру сечения, кгс/м мм²;

?-температурный коэффициент линейного расширения провода, 1/градус,[ ],

Е - модуль упругости, кгс/мм², Е = 8,25*10³ кгс/мм² [ ];

t - среднегодовая температура, ⁰С, t = 0⁰С; t_{_} - низшая температура, ⁰С,

t_{_} =- 40⁰C;

2. режим наибольшей внешней нагрузки:

где, t - среднегодовая температура, ⁰С, t = - 5⁰С;

3. режим среднегодовой температуры при отсутствии внешних нагрузок:

где, t - среднегодовая температура, ⁰С, t = 0⁰С;

Полученное соотношение пролетов l_1K>l_2K>l_3K соответствует второму случаю [Крючков, стр. 56, табл. 1-7], в котором расчет ведется по пролету l_2K. Так как заданный пролет 150 м < 206 м, то необходимо использовать уравнение:

[Крючков, стр. 55], т. е. исходить из режима низшей температуры.

Режим 6 является исходным, для этого режима

где, ?_{_} - допустимое напряжение при низшей температуре, кгс/мм² [ ].

Вычисляем напряжение в проводе при всех сочетаниях расчетных климатических условий.

Режим I:

Провода и тросы покрыты гололедом, t = - 5 ⁰C, скоростной напор ветра 0,25q:

Режим II:

Провода и тросы покрыты гололедом, t = - 5 ⁰С, ветра нет (q=0).

Режим III:

Скоростной напор ветра q, t = - 5 ⁰С, гололеда нет.

Режим IV:

Среднегодовая температура t, ветра и гололеда нет.

Режим V:

t = + 15 ⁰С, ветра и гололеда нет.

Режим VI:

Низшая температура t_-, ветра и гололеда нет.

Этот режим является исходным, поэтому

Режим VII:

Температура t = t_MAX, ветер и гололед отсутствует.

Определим стрелы провеса соответственно для всех сочетаний расчетных климатических условий.

Режим I.

Режим II.

Режим III.

Режим IV.

Режим V.

Режим VI.

Режим VII.

Нормативное расстояние от проводов ВЛ - 110 кВ до земли: 7 м.

Выбираем опору типа П110 - 5 [Вяземский, стр. 273, табл. 15-4].

Активная высота опоры Н = 19 м.

Общая высота опоры - 25 м.

Максимальная высота провеса: l_MAX = 19 - (7+0.4) = 11.6 м.

где 0,4 - запас в габарите на возможные неточности в монтаже.

На всем протяжении линия защищается грозозащитным тросом, представляющим собой стальной оцинкованный канат сечением 50 мм².

Выбор типа изоляторов и арматуры для гирлянд ЛЭП - 110 кВ.

Поддерживающие гирлянды воспринимают нагрузку от веса провода и от собственного веса. Коэффициент запаса прочности при наибольшей нагрузке и при отсутствии веса и гололеда

где, Р - электромеханическая разрушающая нагрузка изолятора [ ];

Р₁, Р₇ - единичные нагрузки от собственного веса провода и от веса

провода с гололедом при ветре, кгс/м;

l_ВЕС - весовой пролет (соответствующий расстоянию между низшими

точками кривых провисания провода в пролетах, примыкающих к

рассматриваемой опоре);

G_Г - вес гирлянды, кг, т. к. масса гирлянды для выбора типа изоляторов

неизвестна, в расчетах принимаем среднее значение для ВЛ - 110,

G_Г= 40 кг.

Выбираем поддерживающие гирлянды типа ПС6 - Б по 8 штук в гирлянде. Согласно [ ], арматуру с гарантированной прочностью 6000Н.

Тип изоляторов натяжных гирлянд, воспринимающих нагрузку от тяжести провода и собственного веса гирлянды.

где, ?_Г - допустимое напряжение в проводе при наибольшей нагрузке, кгс/мм²,

?_Г = 10,25 кгс/мм² [ ];

?_Э - допустимое напряжение при среднегодовой температуре, кгс/мм²,

?_Э=6,25 кгс/мм² [ ].

Выбираем изоляторы типа ПС60 - Б по 8 штук в гирлянде, арматуру с гарантированной прочностью 60000Н

2.10 Расчёт заземления ГПП

Согласно ПУЭ, заземляющие устройства электроустановок выше 1000В - сети с глухозаземленной нейтралью выполняются с учетом сопротивления R_З < 0,5 Ом или допустимого напряжения прикосновения. Сложный заземлитель заменяется расчетной квадратной моделью (рис.) при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников L_Г, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения.



Рис.3.3 К расчету сложных заземлителей (квадратная модель).

В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. Как правило, верхние слои имеют большое удельное сопротивление, а нижние увлажненные слои - меньшее сопротивление.

В расчетах многослойный грунт представляется двухслойным: верхний - толщиной h₁ c удельным сопротивлением ?₁, нижний с удельным сопротивлением ?₂.

Расчет производим в следующем порядке.

1. удельное сопротивление нижнего слоя грунта:

- для суглинка [ ].

2. климатическая зона - I [ ].

3. К_С =2 - коэффициент сезонности [ ].

4. h₁ = 2 м - толщина промерзания верхнего слоя грунта.

5. применяем стержневые электроды длиной 5 м и диаметром 12 мм при глубине заложения t = 0,7 м.

6. определяем удельное сопротивление верхнего слоя грунта:

7. длина вертикального заземлителя:

8. ток, стекающий с заземлителей подстанции:

где U_ЛИН - линейное напряжение, кВ; l - длина воздушной линии, км;

Естественных заземлителей нет.

9. для t_ПРИВ = 0,18 с, находим допустимое напряжение прикосновения:

[ ].

10. определяем коэффициент прикосновения



где, М = 0,62 - параметр зависящий от [ ];

где R_ЧЕЛ - сопротивление тела человека, Ом, R_ЧЕЛ = 1000 Ом;

?- коэффициент определяемый по сопротивлению тела у человека R_ЧЕЛ и сопротивлению растекания тока от ступеней R_СТУП,

L - длина горизонтальных заземлителей, м (по плану):

l_В - длина вертикального заземлителя, м, l_В = 5м,

а - расстояние между вертикальными заземлителями, м, а = 5м;

- сторона квадратной модели заземляющего устройства, м,

S - площадь заземляющего устройства, м²,

11. определяем потенциал на земле:

12. определяем сопротивление заземляющего устройства:



13. действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчетную квадратную модель со стороной (рисунок).

14. Число ячеек по стороне квадрата:

принимаем m = 3.

15. длина полос в расчетной модели:

16. длина сторон ячейки:

17. число вертикальных заземлителей по периметру контура при a/l = 1, тогда:

принимаем n_В = 34.

18. общая длина вертикальных заземлителей:



19. относительная глубина:

тогда

По [ ] для и

20. определяем тогда:

где [ ] - относительное эквивалентное удельное сопротивление для сеток с вертикальным заземлителем.

21. общее сопротивление сложного заземлителя:

Полученное сопротивление сложного заземлителя удовлетворяет требованиям ПУЭ, таким образом, расчет заземления произведен правильно.

2.11 Защита ГПП от коммутационных, атмосферных перенапряжений и прямых ударов молнии

Для молниезащиты ГПП устанавливаем ограничители перенапряжения нелинейные. Подход воздушной линии защищаем тросами.

Условия выбора ограничителей перенапряжения.

1.

2.

Выбираем средства защиты от перенапряжений типа ОПН - П - 110/88/10/2;

Ограничитель перенапряжения предназначен для защиты сетей с эффективно заземлённой нейтралью напряжением 110кВ переменного тока 50Гц от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Предназначен для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе.

1.

2.

Защита главной понизительной подстанции молниеотводами.

1. определяем высоту молниеотвода, исходя из условия

где, - высота молниеотвода, м;

h_X - высота опорных конструкций подстанций, м, принимаем h_X = 15 м;

D - расстояние между молниеотводами, м, D₁ = 56 м, D₂ = 53 м, отсюда

принимаем h = 35 м.

2. разность между высотами молниеотвода h и высотой h_X:

3. определяем радиус зоны защиты 2b_X двух одинаковых молниеприемников на высоте h_X для двух диагоналей четырехугольника:

4. определяем зону защиты на высоте h₀:

Зона защиты типа А - степень надежности 99,5% и выше.

2.12 Расчёт электрического освещения

электрический заземляющий релейный

При проектировании электрического освещения должны быть обеспечены: нормы освещенности и показатели качества освещения; бесперебойность действия освещения; удобство обслуживания осветительной установки и управления ею, а в необходимых случаях -- соответствие освещения требованиям технической эстетики. S = 180 * 48 = 8640 м². В помещении производственного объекта находятся технологическое оборудование, запорная арматура и пр. Разряд зрительной работы относится к с требуемой освещенностью Е=100 лк (СНиП) ( светотехничесикий справочник, стр. 286, таб. 12.44) Ориентировочно выбираем светильник с лампой ДРЛ- 700, тип РСП 08, и световым потоком Ф = 38500 Лм. Минимальная высота подвеса при разряде работы VI свыше 10,9 м (таблица 12.44 светотехнический справочник). Так как высота помещения 18 метров, то высота свеса светильника будет 2 метра с креплением на несущих фермах плит перекрытия зданий. Высота освещенной поверхности над полом 0,8 м (Г-0.8).

Высота расчетной поверхности равна

h = H - hc - hp = 18 - 2- 0.8 = 15.2 м;

Так, как в помещении необходимо аварийное освещение, выбираем светильники группы Г4 (светотехнический справочник), марки Гс или ГсУ с лампами накаливания, так как применение ламп ДРЛ для аварийного освещения недопустимо. Ориентировочно выбираем мощность ламп накаливания Р = 500 Вт со световым потоком Ф = 8300 Лм. С учетом требования освещенности от аварийного освещения, составляющего 5% от общего. Учитывая справочные данные таблиц удельной мощности общего равномерного освещения при Рп = 50%, Рс = 30%, Рр = 10%, К=1,3 %, Z = 1.15 - для рабочего и аварийного освещения.

Так как общая освещенность равно 100 Лк, то аварийное освещение равно 5 Лк. По таблице 5.25 Кнорринг определяем удельную мощность для аварийного освещения при h = 15,2 м; S = 8640 м². > 4000 кв.м. , то W =1,2 Вт/ м².

Аналогично определяем W для светильников с лампами ДРЛ при рабочем освещении для 100 Лк W = 4,9 Вт/ м². при К = 1,5.

Найдем общую мощность светильников:

Е w = S* w = 8640кв.м. * 4,9 Вт\кв.м. = 42336 Вт - рабочее освещение

Е w = S* w = 8640кв.м. * 1,2 Вт\кв.м. = 10368 Вт - аварийное освещение

Определяем количество светильников:

N = Е w / Рн = 42336 Вт / 700 Вт = 60 шт

N = Е w / Рн = 10368 Вт / 500 Вт = 20 шт

Учитывая требуемую освещенность и, зная определенное количество светильников, найдем количественное значение освещенности, приходящееся на рабочее освещение с лампами ДРЛ

Ераб = Еобщ - Еавар = 100 Лк - 5 Лк = 95 Лк.

Через требуемую освещенность, методом пропорции определяем количество светильников, приходящихся на рабочее и аварийное освещение

95 Лк - Х шт

100 Лк - 60 шт

Х = 95*0.6 = 57 шт - светильников ДРЛ - 700 РСП-08;

Общее количество светильников рабочего и аварийного освещения

N = N+ N = 57 + 20 = 77 шт;.

Определяем требуемое расстояние между светильниками РСП-08 с ДРЛ - 700.

S / N = 8640кв.м. / 57 шт = 151,5 кв.м. (12,3 х 12,3)

Количество рядов N = В/ S = 48м / 8640кв.м. / 57 шт = 4 ряда.

Учитывая размеры помещения А = 180 м , а В = 48 м, примем количество светильников РСП-08 равным 56 штук для равномерного распределения в помещении.