Світлотехніка та джерела світла (стр. 5 )

F - переріз проводу, мм2;

L - довжина відрізків лінії від джерела до місця навантаження, м.

У практичних розрахунках зручніше користуватись навантаженнями, які задані не струмами, а потужностями джерел світла. Якщо припустити, що напруга в точках прикладання навантаження Uі = Uhoм, то рівняння перетвориться в зручну, відому форму:

Виразивши навантаження в кіловатах і втрати напруги в %, знаходимо:

Часто позначають через , тоді

∆U% =

При заданій AU% можна визначити:

Для визначення втрати напруги або перерізу мережі за допустимою втратою необхідно знати коефіцієнти С, які залежать від матеріалу проводів, величини напруги та системи мережі. В табл. 15.7 наведено їхні значення.

При підрахунках розподілу допустимої втрати напруги між окремими ділянками мережі з величиною перерізу проводів, що зменшуються в напрямку від джерела живлення до електроприймача, можна розрахувати мережу по мінімуму витрат провідникового матеріалу.

Якщо мережа розгалужена і відгалуження мають інше число проводів, ніж ділянка, що розраховується, то в цьому випадку використовують формулу:

де ∆U% - допустима втрата напруги від початку ділянки, що розраховується, до її кінця;

F - переріз ділянки;

- сума моментів навантажень ділянок за напрямом потоку енергії з тим же числом проводів лінії;

- сума моментів усіх відгалужень;

- коефіцієнт приведення моментів мережі відгалуження з іншим числом проводів, до ділянки, що розраховується;

Мп - приведений момент.

Таблиця 15.7. Значення розрахункового коефіцієнта С

Напруга мережі	Система розподілу мережі	Значення С
Мідні жили	Алюмінієві жили
380/220	Трифазна з нулем	77	46
380/220	Двофазна з нулем	34	20
220	Однофазна двопровідна	12,8	7,7
220/127	Трифазна з нулем	25,6	15,5
220	Трифазна трипровідна	25,6	15,5
220/127	Двофазна з нульовим проводом	11,4	6,9
127	Однофазна двопровідна	4,3	2,6
36	Двопровідна	0,34	0,21
24	Те ж саме	0,153	0,092

Значення коефіцієнта слід вибирати з наступної таблиці 15.8:

Таблиця 15.8. Значення розрахункового коефіцієнта a

Лінія	Відгалуження
(Зф+N)	(Іф+N)	1,85
(3ф+N)	(2ф+N)	1,39
(2ф+N)	(Іф+N)	1,33
Трифазна без нуля	Двофазне	1,15

Мережа, розрахована за вказаною методикою, відповідає умові найменшої витрати провідникового матеріалу.

Переріз ділянки мережі вибирають за Mn а втрати напруги на ділянці - за фактичним моментом даної ділянки. Визначають переріз наступних ділянок мережі з розрахунку різниці між розрахунковими втратами до початку першої дільниці.

Приклад. Виконати розрахунок мережі, показаної на рис. 15.3, при напрузі мережі 380/220 В. Повна втрата напруги до віддалених ламп U= 5 %. Рисочками показано число проводів лінії з алюмінієвими жи­лами, довжина ліній у метрах, навантаження - в кВт.

Рис. 15.3. Схеми електричних мереж.

Мережа рис. 15.3а, з урахуванням того, що лінія з нерівномірним розподілом навантаження може бути представлена як лінія із зосередженим навантаженням, приєднаним у середині рівномірно розподіленої частини дільниці, матиме вигляд рис. 15.3 б.

Тоді для даної форми мережі переріз ділянки L при U = 5 % визначається за формулою:

Приймаємо найближче стандартне значення перерізу - 6 мм2. Визначаємо фактичну втрату напруги на дільниці L1 при прийнятому перерізі:

Залишкові розрахункові втрати напруги для решти дільниць мережі:

∆U=5-2,64 = 2,36 %.

Визначаємо переріз дільниці Z, (рис. 15.36)

приймаємо F2 = 10 мм2.

Фактична втрата напруги на дільниці L2 складає:

Допустима втрата напруги групової мережі складає:

Переріз групових ліній L6 і L7 визначається:

Приймаємо стандартне значення перерізу F7 = 2,5 мм2 і F6 = 4,0 мм2. Аналогічно визначаємо переріз ліній другого відгалуження від шафи 1 для ліній L3:

Приймаємо стандартний переріз F3 = 2,5 мм2, тоді фактична втрата напруги на дільниці L3 складає:

Допустима втрата напруги групових мереж:

Визначаємо переріз дільниць L4 I L5:

Приймаємо стандартний переріз для обох ліній 2,5 мм2.

Цей розрахунок справедливий для симетричних ліній, тобто ліній, що мають однакові моменти навантажень окремих фаз.

Несиметричні лінії розраховуються дещо інакше, тобто розглядається кожна фаза і враховується втрата напруги в нульовому проводі (чотирипровідна мережа). Втрата напруг в одній із фаз (наприклад А) визначається за формулою:

У цьому виразі перша складова - втрати напруги в фазному проводі, а друга складова - в нульовому проводі; значення С береться з таблиці для двопровідних ліній.

Приклад. На рис. 15.4 наведено схему чотирипровідної мережі з підключенням світильників за схемою ABC. Визначити переріз проводів цієї лінії при допустимій втраті напруги ∆U% = 2 %, переріз нульового провода прийняти 0.5.Fфази. .

Рис. 15.4. Схеми електричних мереж.

Визначимо моменти навантажень окремих фаз:

За цими даними можна зробити висновок, що мережа несиметрична. Для несиметричної мережі втрату напруги визначаємо для лінії з най­більшим моментом (фаза С) за формулою:

звідки

Переріз нульового провода можна прийняти від 4 до 6 мм2, приймаємо F0 = 4мм2.

Визначаємо переріз фазних проводів.

1. Для фази А:

Моменти навантажень окремих фаз беруться тільки до точки підключення останнього ЕП фази А, отже:

Ма = 2∙30+1∙36 = 96 кВт∙М; Мв = 2∙42+1∙24 = 108 кВт∙М; Мс =2∙54+1∙12= 120 кВт∙М.

При таких моментах навантаження втрата напруги в нульовому проводі:

Тобто в фазному проводі фази А допустима втрата напруги складає:

∆UA% = ∆UВ%-∆U0=2-(-0,3) =2,3%.

Тоді переріз фази А визначиться з першої складової рівняння, що розраховано відносно Fа

Приймаємо стандартний переріз FА = 4 мм2.

2. Для фази В:

МА = 96 кВт∙М; МВ = 120 кВт∙М; МС = 242+1-24 = 108 кВт∙М.

Втрата в фазному проводі фази В:

∆UВ% =2-0,3=1,7%.

Переріз провода фази В:

Приймаємо стандартний переріз FB = 6 мм2.

3. Для фази С:

Допустима втрата у проводі фази С:

∆UC% = 2-0,58 =1,42 %.

Переріз провода фази С, приймаємо стандартний переріз Fc= 10 мм2.

На рис. 15.5 подано дільницю цеху з нанесеною схемою освітлювальної мережі.

На рис. 15.6 та 15.7 показано, як конструктивно виконана освітлювальна мережа в цеху.

Рис. 15.5. Схема освітлювальної мережі цеху.

Рис. 15.6. Виконання освітлювальної мережі проводом на ізоляторах, що

кріпляться до ферми.

Рис. 15.7. Виконання освітлювальної мережі проводом на лотках: а) - лотки кріпляться до стін, б) - на полицях кабельних конструкцій.