Схемы питания рабочего и аварийного освещения. Автоматизация управления освещением

Напряжение осветительных сетей

Выбор напряжения для питания осветительной установки определяется общими решениями, принятыми для электроснаб­жения объекта, а для отдельных частей этой установки — также требованиями электробезопасности.

В данное время для производственных, общественных и жилых зданий, а также для открытых пространств наиболее распространенным является питание напряжением 380/220 В (номинал транс­форматоров 400/231 В) при заземленной нейтрали. Иные напря­жения, а также системы с изолированной нейтралью применяются в специальных случаях, здесь не рассматриваемых.

До 1938 г. с этой системой конкурировала система 220/127 В. Ее реальными преимуществами являются несколько большая световая отдача ламп накалива­ния и меньшая опасность поражения электрическим током, хотя с точки зрения нормативных требований в последнем отношении оба системы равноценны. Ре­шающим недостатком системы 220/127 В являются значительно более тяжелые сети и увеличенный объем распределительных устройств. При решении вопроса в пользу системы 380/220 В учитывался прежде всего экономический эффект от питания силовой и осветительной нагрузки от общих трансформаторов при напряжении 380/220 В.

Номинальное напряжение подавляющего большинства источ­ников света, применяемых для основного, т. е. общего, освещения составляет 220 В, соответствуя фазному напряжению системы 380/220 В. Это напряжение допускается, однако, с некоторыми ограничениями, обусловленными требованиями электробезопас­ности.

Для общего освещения это напряжение, без ограничения вы­соты установки светильников, допускается для светильников с люминесцентными лампами — во всех помещениях, а для све­тильников с лампами всех других типов — в помещениях без повышенной опасности.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для ламп накаливания, а также для ламп типов ДРЛ, ДРИ и ДНаТ напряжение 220 В допускается при высоте установки не менее 2.5 м (до нижних точек светильников), а при меньшей высоте — в случае применения светильников, в которых для доступа к лампе необходимо применение инструмента.

Последнее требование в прежних редакциях ПУЭ формулировалось несколько иначе и сводилось к необходимости применения светильников, стекла или сетки которых снимаются с помощью специальных приспособлений. Соответственно некоторые светильники имели такую конструкцию, что стекла могли сниматься только с помощью торцевого ключа. В данное время признано достаточным, если для снятия стекла необходимо применение отвертки, плоскогубцев и т. п.

Приведенное ограничение высоты не распространяется на светильники, устанавливаемые в электропомещениях или же об­служиваемые с кранов или площадок, посещаемых только квали­фицированным персоналом.

При установке светильников с лампами накаливания в поме­щениях с повышенной опасностью или особо опасных на высоте менее 2,5 м, если доступ к лампе возможен без применения ин­струмента, для питания светильников должно применяться на­пряжение не выше 42 В.

Необходимо пояснить, что напряжение 42 В установлено рекомендациями Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) как предельно допустимый уровень безопасного напря­жения. В сложившейся в СССР практике для питания светиль­ников применяется напряжение 36 В, что не выходит за пределы допустимого по рекомендациям МЭК.

Указанное выше нормативное ограничение конструкции светильников не дает полной гарантии безопасности, так как практически не исключено, вопреки всем запрещениям, обслуживание не отключенных светильников, а также эксплуатация светильников без стекол и сеток. Поэтому в особо опасных условиях, например в загроможденных оборудованием особосырых помещениях, а также при установке на высоте менее 1,8 м, должно применяться исключительно напряжение не выше 42 В. Такое же напряжение применяется, в частности, для кабельных туннелей.

Относительно смягченные требования для люминесцентных светильников обу­словлены тем, что патроны для люминесцентных ламп должны иметь, и фактически имеют, недоступные для случайных прикосновений контактные части. Кроме того, нельзя не учитывать фактическую невозможность питания люминесцентных ламп напряжением не свыше 42 В, равно как в ряде случаев, даже по соображениям электробезопасности, нельзя отказываться от применения этих ламп.

Если в светильники вводятся провода двух или трех фаз (что происходит, например, если лампы в светильнике разделены на несколько включений, если используются лампы с номинальным напряжением 380 В или если используются некоторые специаль­ные типы ПРА), то в светильниках окажутся контактные части, между которыми напряжение составляет 380 В. ПУЭ требуют, чтобы в этом случае вводы в светильники и ПРА выполнялись про­водниками с медными жилами и изоляцией не ниже чем на 660 В, в помещениях же с повышенной опасностью и особо опасных необходимо, кроме того, обеспечивать одновременное отключение всех вводимых в светильник фазовых проводов, а на светильники должны быть нанесены отличительные знаки: «380 В». Подчерки­вается, что два последних требования не распространяются, например, на многоламповые люстры в общественных зданиях,

В последние годы наряду с системой 380/220 В для питания силовых устано­вок начинает применяться система 660/380 В. Эта система непосредственно может применяться для тех источников света или комплектов лампа — ПРА, дли ко­торых 380 В уже является номинальным напряжением, в частности для ламп ДРЛ и ДРИ мощностью 2000 Вт. В этом случае должны соблюдаться требования, ука­занные выше для светильников, в которые вводятся две-три фазы системы 380/220 В, причем ввод в светильники двух фаз системы 660/380 В запрещен. На предприятиях, где основная силовая нагрузка питается от сети 660/380 В, для освещения, а также для мелкомоторной и технической нагрузки сохраняются трансформаторы 380/220 В, питаемые или от трансформаторов 660/380 В или от сети 6—10 кВ. Вместе с тем рассматривается вопрос о технической и экономиче­ской целесообразности перевода на напряжение 660/380 В если не всего осве­щения, то, по крайней мере, освещения газоразрядными лампами, путем созда­ния соответствующих ПРА или использования последовательного включения ламп.

Все вышесказанное относится к светильникам общего освеще­ния. Для местного освещения, светильники которого находятся в непосредственной близости к работающему и практически им обслуживаются, предъявляются более жесткие требования. Све­тильники с люминесцентными лампами, включаемые, естественно, на напряжение 220 В, разрешается применять (при недоступности контактных частей для случайных прикосновений) для местного освещения во всех помещениях, кроме сырых, особо сырых, жар­ких и с химически активной средой. В последних четырех груп­пах помещений допустимо применение светильников только специальной конструкции.

Для светильников с лампами накаливания напряжение 220 В допускается только в помещениях без повышенной опасности, в остальных же случаях должно применяться напряжение не выше 42 В. Как исключение ПУЭ допускают применение напря­жения до 220 В для светильников специальной конструкции, являющихся частью аварийного освещения, присоединенного к независимому источнику питания, а также устанавливаемых в помещениях с повышенной опасностью, но не особо опасных.

Там, где выше говорится о светильниках с люминесцентными лампами спе­циальной конструкции, подразумевается, что ни проектировщикам, ни работ­никам эксплуатации не предоставляется права решать, может ли данный конкретный светильник быть признан имеющим «специальную» конструкцию. Такое решение должно приниматься заводом-изготовителем по согласованию с со­ответствующими организациями и быть зафиксированным в технических условиях и каталогах.

Наиболее опасными в отношении возможности поражения элек­трическим током являются ручные светильники переносного осве­щения. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для них должно применяться напряжение не выше 42 В, а при наличии неблагоприятных условий, когда опасность усугуб­ляется теснотой, неудобным положением работающего и возмож­ностью его соприкосновения с большими заземленными металли­ческими поверхностями, — не выше 12 В. Переносные светиль­ники, не являющиеся ручными, т. е. подвесные, напольные, на­стольные и т. д., приравниваются при выборе напряжения для их питания к стационарным светильникам местного освещения.

Поскольку напряжение 12 В крайне неблагоприятно в сетевом отношении, не следует злоупотреблять его использованием. Случаи, когда для ручных светиль­ников требуется это напряжение и когда возможно применение напряжения до 42 В, указываются в отраслевых нормах и ведомственных рекомендациях. Так, и машиностроительной промышленности и в прокатных цехах (а тем более почти во всех цехах легкой промышленности) может быть допущено и должно прини­маться напряжение до 42 В, а в котельных, насосных, сталелитейных цехах и т. д. необходимо напряжение 12 В.

Следует, конечно, избегать применения в пределах одного здания двух раз­личных малых напряжений, но с учетом сказанного это не всегда возможно.

Недавно станочная промышленность начала комплектовать свои изделия установками местного освещения на напряжение 24 В, в связи с чем можно ожидать, что это напряжение (хотя и не имеющее весомых преимуществ) будет частично вытеснять напряжение 36 В. Вопрос о принятии напряжения 24 В в каче­стве единого малого напряжения для осветительных сетей пока, к сожалению, не получил поддержки, хотя в ряде зарубежных стран, которым СССР оказывает техническую помощь, все сети местного и переносного освещения выполняются на напряжение 24 В.

Источники света, как известно, весьма критичны к уровню фактически подводимого к ним напряжения, в связи с чем имеет большое значение вопрос об отклонениях и колеба­ниях напряжения в осветительных сетях. Нормативные требова­ния к отклонениям напряжения вкратце сводятся к следующему.

Напряжение у электрически наиболее удаленных ламп вну­треннего освещения промышленных предприятий и обществен­ных зданий, а также прожекторных установок наружного освеще­ния должно быть не менее 97,5% номинального, а у наиболее удаленных ламп освещения жилых зданий, аварийного (если по­следнее не является частью рабочего освещения) и наружного освещения, выполненного светильниками, — не менее 95% номи­нального. Наибольшее напряжение у ламп, как правило, не дол­жно быть выше 105% номинального. При аварийных режимах напряжение у ламп должно быть не менее 88% номинального. В установках с газоразрядными лампами напряжение во всех случаях не должно быть ниже 90% номинального. В сетях 12— 36 В допускается потеря напряжения до 10%, считая от выводов трансформаторов до ламп.

Здесь, как и во многих других случаях технического нормирования, осу­ществляется уже упомянутый принцип разумного компромисса между желаемым и возможным и не следует искать строгого обоснования перечисленных требова­ний, хотя практика многих десятилетий подтверждает их разумность. В част­ности в сетях 12—36 В допускается увеличенная потеря напряжения не потому, что лампы этих напряжений менее чувствительны к отклонениям напряжения — этого нет, а потому, что меньшую потерю напряжения в этих сетях трудно обеспе­чить.

Ценные дополнительные указания содержатся в Инструкции СН 357-77. Для небольших зданий вспомогательного харак­тера, удаленных от источников питания или питаемых общими линиями с силовой нагрузкой, допускается, как исключение, уровень напряжения у ламп 95% номинального, однако при рас­чете освещения должен учитываться световой поток источников света, соответствующий сниженному напряжению. В особо исклю­чительных случаях, когда соблюдение нормативных требований приводит к абсурдным или неосуществимым решениям, допускается в установках с лампами накаливания осуществлять произвольно пониженные уровни напряжения (при соблюдении норм освещен­ности), но это должно быть обосновано технико-экономическими расчетами.

При трудности обеспечить нормированные уровни напряже­ния возможно и рекомендуется другое решение, а именно: приме­нение добавочных трансформаторов (ВДТ), в качестве которых могут быть использованы одно- или трехфазные трансформаторы 220/12 или 220/24 В. Включение их в сеть показано на рис. 5.1. В установках внутреннего освещения они включаются перед щитками, в установках наружного освещения — у прожекторных мачт или в разрез протяженных линий, питающих светильники. В последнем случае, при очень большой протяженности линий, возможно включение ВДТ в нескольких точках линии.

Рис. 5.1. Включение в однофазную сеть вольтодобавочного трансформа­тора (ДТ) справа — схема аппарата управления: 1— питание через ДТ; 11 — питание помимо ДТ

Вольтодобавочные трансформаторы нагружаются в пределах номинального тока обмотки низшего напряжения, что позволяет использовать маломощные трансформаторы для повышения уровня напряжения у значительной нагрузки. Так, трансформатор 220/12 В, 250 ВA, имея номинальный ток вторичной обмотки около 20 А, может быть использован при нагрузке линии до 220·20 = 4400 ВА и позволяет увеличить потерю напряжения в сети на (12 : 220) 100 = 5,4% при обеспечении у ламп норми­рованного уровня напряжения.

Интересно отметить, что та же схема, только в зеркальном изображении (т. е. если на рисунке поменять местами источник питания и потребители), при­водит к интересному случаю использования трансформаторов в качестве вольто­добавочных. Необходимость в этом встречается при присоединении потребителей 220 В к сетям 240 В, распространенным в некоторых зарубежных странах (в этом случае используются трансформаторы 220/24 В), или при повышенном уровне напряжения на источнике питания, что имеет место на некоторых промышленных предприятиях.

В установках, где применяются вольтодобавочные трансфор­маторы должна быть обеспечена возможность отключения от сети обмоток как высшего, так и низшего напряжения, причем без нарушения питания нагрузки (см. рис. 5.1). В противном случае в часы спада нагрузки, когда горят единичные лампы, а потеря напряжения в силовом трансформаторе и в сети близка к нулю, к включенным лампам подводилось бы напряжение холостого хода трансформаторов, сложенное с добавочным напряжением, которое дает добавочный трансформатор, т. е. 243 В. Такая сеть была бы не гибкой.

Гибкость, т. е. способность нормально выполнять свои функ­ции в условиях вероятных изменений нагрузки, является одним из важных свойств электрических сетей, и необходимость обеспе­чить гибкость служит одним из оснований для ограничения по­тери напряжения в сети.

В силу ряда причин, связанных с системой электроснабжения в целом, отклонения напряжения в осветительных сетях часто выходят за установленный нормами предел (105% номинального), что губительно сказывается на сроке службы источников света, особенно ламп накаливания.

Для ограничения напряжения и стабилизации его на номи­нальном уровне применяются специальные аппараты, из которых наиболее распространен тиристорный ограничитель напряжения ТОН (промышленность выпускает аппараты ТОН-3-220-63 и ТОН-3-220-100; последнее число означает номинальный ток).

ТОН — трехфазный аппарат, состоящий из трех одинаковых, независимо работающих секций, помещенных в общем шкафу и присоединяемых к сети через трехполюсный выключатель и предохранители. Рабочим элементом аппарата яв­ляются блоки полупроводниковых вентилей, которые с помощью системы управ­ления и регулирования пропускают ток в пределах определенной части периода (или, как принято говорить, открываются на определенный электрический угол), в результате чего снижается эффективное выходное напряжение.

При напряжении питания, равном или меньшем номинального, ТОН выдает на нагрузку сетевое напряжение, уменьшенное на значение потерь напряжения в самом аппарате (1 В); если же напряжение питания повышается сверх номиналь­ного, то на нагрузку поступает номинальное напряжение ±1,5%. Аппараты ТОН позволяют регулировать уставку выходного напряжения в пределах 0,9—1,05 номинального, что дает возможность подбирать для реальных условий конкрет­ных осветительных установок оптимальный уровень напряжения с учетом потерь напряжения в осветительной сети. Аппараты ТОН используются при любых источниках света, но при люминесцентных лампах — только если не более поло­вины всех ламп включено по схеме опережающего тока, а при лампах ДРЛ — только при отсутствии компенсирующих конденсаторов, которые могут устанав­ливаться перед ограничителем напряжения, со стороны источника питания.

Аппарат имеет коэффициент полезного действия 99%. К числу его недостатков относятся снижение коэффициента мощности сети, ухудшение гармонического состава кривых тока и напряжения (что, в частности, увеличивает радиопомехи) и некоторое увеличение коэффициента пульсации газоразрядных источников света.

Для надежной и безопасной работы аппарата, помимо основной нагрузки, непосредственно к его выводам рекомендуется присоединить по одной лампе накаливания 40 Вт на каждую фазу. Быстродействие ограничителя, по разным данным, лежит в пределах 0,02— 0,1 с. В силу этого он ослабляет, но не уничтожает колебания светового потока источников света при резких колебаниях напряжения.

Дополнительные затраты, связанные с применением тиристор­ных ограничителей напряжения, при определенном значении сетевого напряжения окупаются увеличением срока службы источников света и уменьшением потребляемой ими мощности. Многочисленные предприятия, имеющие опыт использования ограничителей, дают о них положительные отзывы и указывают, что после их установки расход мощности лампами накаливания сократился вдвое.

Окупаемость ограничителей зависит от значения среднего эксплуатационного напряжения в сети, годового числа часов использования освещения, трудности доступа к лампам для обслуживания и т. д. При использовании ламп накаливания ТОН окупает себя уже при напряжении начиная от 101—103% номи­нального, при газоразрядных лампах — при напряжении 105—115%.

Различного рода аппараты, полупроводниковые или автотрансформатор­ные, применяются также для глубокого регулирования напряжения в осветитель­ных сетях. Так, в зрелищных предприятиях глубокое регулирование применяется как для сценического освещения, так и для освещения зрительного зала. В быто­вом освещении некоторое применение получил «светорегулятор», позволяющий при желании уменьшать поток лампы. Перспективен, но еще недостаточно изу­чен вопрос о таком регулировании освещения, когда в помещения поддерживается постоянный суммарный уровень естественной и искусственной освещен­ности и т. д.

Если постепенные, плавные, изменения освещенности вполне безвредны и даже способствуют тренировке адаптационного аппа­рата глаза, то резкие, тем более часто повторяющиеся изменения освещенности из-за колебаний напряжения в сети являются по меньшей мере неприятными и часто признаются мешающими ра­боте. Вместе с тем выполненные до сих пор исследования дали только возможность субъективно оценить впечатление от колеба­ний освещенности, но не выявили объективных показателей их вредности, вероятно, из-за ограниченной длительности опытов.

Что касается субъективной оценки, то она характеризуется большим разбросом показаний как различных подопытных, так и одних и тех же лиц в разные дни. Усредняя данные, можно считать, что при всех источниках света различаются мгновенные изменения напряжения начиная от 1%, хотя отдельные наблюда­тели уверенно замечают и колебания в 0,5%. При частоте колеба­ний около 1 Гц только для 25% опрошенных порог «неприятного ощущения» лежал ниже 2,5%, а порог оценки «мешает» — ниже 4,5%, без резко выраженной зависимости от освещенности и от типа источника света. Большую роль, конечно, играет частота колебаний, с возрастанием которой увеличивается их неприятное действие, достигая максимума в области частот 8—16 Гц.

ГОСТ 13109—67 не ограничивает частоты колебаний с амплитудой менее 1%, устанавливая для больших колебаний предельную частоту п в зависимости от амплитуды ΔU:

Рис. 5.2. Основные звенья сети освещения

Надо, однако, сказать, что достаточные основания для столь точной регламентации частоты колебаний напряжения отсутст­вуют. Для отдельных установок с резко переменным характером нагрузки тот же ГОСТ без ограничения частоты допускает колеба­ние напряжения ΔU до 1,5%. Не ограничиваются колебания напряжения у светильников местного освещения, если они вы­званы пуском или остановкой двигателя данного механизма.

Источники питания и питающие сети

Электрическая часть осветительной установки в общем слу­чае может состоять из следующих звеньев (рис. 5.2): трансформа­тор 1, щит низкого напряжения подстанции 2, линии питающей сети 3, т. е. все линии от щита подстанции до групповых щитков, вводный щит здания 4, магистральный щиток 5, устанавливаемый в местах разветвления питающей сети, групповой щиток 6, на котором установлены аппараты защиты или управления для групповых линий, линии групповой сети 7 от групповых щитков до источников света.

Те или иные из этих звеньев могут отсутствовать, и в простейшем случае групповые щитки могут питаться линиями, отходящими непосредственно от щита подстанции. Некоторые другие видоизменения общей схемы рассматриваются в дальнейшем.

В большей части случаев осветительная нагрузка на промышленных предприятиях, а также в некоторых общественных зданиях составляет относительно небольшую часть всей электрической нагрузки и вопрос ее питания решается в комплексе других вопросов электроснабжения.

Важным и отчасти спорным является вопрос выбора между питанием освещения от отдельных трансформаторов или от трансформаторов, совмещенных с силовой нагрузкой. При общем напряжении для
обеих групп потребителей, т. е. наиболее часто 380/220 В, в подавляющем большинстве случаев применяются совмещенные трансформаторы, причем экономичность этого решения подтверждена многократными расчетами. В качестве недостатка такого решения для промышленных предприятий указывают, что при работе объекта в 1—2 смены из-за небольшой осветительной нагрузки в ночное время приходится держать под напряжением мощные трансформаторы и, главным образом, что
совмещенное питание ведет к ускоренному перегоранию ламп из-за
повышенного напряжения при снижении нагрузки на трансформаторы. Эти соображения не лишены оснований, но в отношении
первого из них надо сказать, что сейчас значительная часть предприятий работает в три смены, что потери холостого хода трансформаторов незначительны, не оправдывают установку раздельных трансформаторов и что в определенных условиях могут быть устроены перемычки между щитами низкого напряжения соседних подстанций, чтобы иметь возможность в периоды спада нагрузки отключить часть трансформаторов.

Что касается второго соображения, то нетрудно убедиться, что переход к самостоятельным осветительным трансформаторам сказался бы на максимуме напряжения у ламп только в размере разницы между потерями напряжения в нагруженных осветитель­ных трансформаторах и в малонагруженных совмещенных транс­форматорах, т. е. уменьшил бы этот максимум всего на 1,5—2%.

Однако никоим образом нельзя считать, что самостоятельные осветительные трансформаторы запрещены вообще. Они оказываются необходимыми, если на­пряжения силовых и осветительных сетей различны, т. е. тогда, когда либо по условиям электробезопасности для освещения недопустимо напряжение 380/220 В, либо для силовых сетей применяется более высокое напряжение. Они могут потребоваться, когда силовая нагрузка имеет ударный характер и при сов­мещенных трансформаторах колебания напряжения у ламп превосходили бы до­пустимое значение. В этих случаях, однако, часто удается выделить для питания освещения трансформаторы, хотя и совмещенные, но питающие спокойную сило­вую нагрузку. Наконец отдельные трансформаторы для освещения могут оказаться экономически оправданными при высокой плотности осветительной нагрузки.

Если, как это часто бывает, в здании или вблизи него имеется несколько трансформаторных подстанций, то для питания осве­щения может быть выделена их часть, определенная с учетом характера нагрузки и целесообразного радиуса действия каждой. Относительно последнего трудно дать конкретные указания, но надо учитывать, что если с увеличением числа используемых подстанций облегчается режим работы питающей сети, то одно­временно усложняется управление освещением и возрастает стои­мость распределительных устройств. В принципе критерием для оценки целесообразности использования для питания освещения того или иного числа подстанций частично может служить бли­зость сечений питающей сети, определяемых по току нагрузки и по потере напряжения.

В производственных зданиях иногда устраиваются трансфор­маторные подстанции, работающие в блоке с определенным тех­нологическим оборудованием и отключаемые при остановке послед­него на ремонт или профилактический осмотр (когда, кстати, освещение особенно необходимо). Следует избегать питания осве­щения от таких подстанций, в крайнем же случае предусматривать перемычку между щитами низкого напряжения- соседних под­станций, позволяющую при отключении одной из них питать освещение от другой.

Для небольших зданий, особенно при значительном удалении от подстанции, вполне целесообразно питание силовой и осве­тительной нагрузок общими линиями от подстанций, однако и в крупных зданиях не исключается присоединение щитков любого вида освещения к внутренней силовой сети. При этом должны быть соблюдены приведенные выше требования в отношении уров­ней и колебаний напряжения, а также доведена до минимума ве­роятность отключения освещения в связи с коммутационными операциями в силовой сети. Предпочтительно питание осветитель­ных щитков ответвлениями от основных силовых магистралей в системе блок трансформатор—магистраль, но оно возможно и от обычных силовых линий или силовых распределительных пунктов. Если, однако, эти пункты не являются промежуточными звеньями питающей сети, а непосредственно обслуживают дви­гатели, то осветительные линии должны присоединяться к ввод­ным зажимам этих пунктов.

За указанными исключениями, освещение должно питаться самостоятельными фидерами от щитов низкого напряжения трансформаторных подстанций. При решении вопроса о распределении
всей осветительной нагрузки между фидерами учитывается ряд
соображений. Так, следует избегать, с одной стороны, излишнего
дробления, с другой — чрезмерного укрупнения фидеров. В первом случае увеличивается протяженность и стоимость сетей, во
втором — чрезмерно возрастают сечения, если они выбираются
по силе тока. Если предусматривается централизованное или даже
дистанционное управление освещением, то часто бывает необходимо питать отдельными линиями верхнее освещение помещений с естественным светом и всю остальную осветительную нагрузку. Нередко на отдельные фидеры выделяются крупные цехи, а также отдельные здания или группы зданий, расположенные по одну сторону от источника питания.

C учетом сказанного, а также имея в виду необходимость выделения
отдельных фидеров аварийного освещения, число осветительных фидеров на подстанции оказывается иногда значительным, между тем как щиты современных типовых подстанций имеют ограниченное число мощных авто-
матов. В этих случаях широко применяется и рекомендуется СН 357-77 установка на подстанции или вблизи нее «щитов размножения», называемых
также «магистральными щитками», которые питаются одной мощной линией от щита подстанции и от которых отходит необходимое число более мелких линий (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Щит «размножения фидеров» и раз­новидности схем питания: слева — радиаль­ная, справа — магистральная.

Схемы питания разделяются на радиальные и магистральные. Различия между этими схемами не столь значительны, чтобы их подробно рассматривать. В силу чисто компоновочных соображе­ний чаще применяются магистральные схемы. В многоэтажных зданиях они представляют собой систему вертикальных линий — «стояков» — с подводкой питания к ним преимущественно по первому или цокольному этажу. В отдельных случаях групповые щитки расположены так, что оказывается целесообразным раз­ветвить магистраль на несколько направлений. В местах развет­влений желательно (а при разветвлении более чем на два направ­ления — следует) устанавливать магистральные щитки.

Нечего и говорить о том, какую роль играет бесперебойность работы освещения. Во всех почти случаях его отсутствие ведет к остановке производственного процесса, длительность которой часто превышает время отсутствия освещения, в некоторых же случаях даже кратковременное отсутствие освещения может слу­жить причиной взрыва, пожара, несчастных случаев и т. д. Ра­ботники некоторых предприятий считают, что в многоплощадоч­ных зданиях с местами, опасными для прохода людей, легче при­мириться с кратковременной остановкой оборудования, чем со столь же кратковременным отсутствием освещения.

Вопросы резервирования питания осветительных установок в делом решаются в комплексе других вопросов электроснабже­ния в проектах сетей и подстанций и здесь не рассматриваются. Специальные требования к резервированию питания рабочего освещения предъявляются лишь для некоторых объектов, как, например, зрелищные предприятия, музеи и т. д. Распространен­ные в данное время двухтрансформаторные подстанции с секцио­нированными шинами щита и устройством автоматического включения резерва (АВР) уже обеспечивают возможность продолжения работы освещения при аварии одного из трансформаторов.

В основном резервирование освещения осуществляется в си­стеме аварийного освещения, которое в зависимости от особенно­стей объекта должно обеспечивать или временное продолжение работы или безопасную эвакуацию людей из здания или участка территории.

Резервирование питания аварийного освещения может осуще­ствляться на различных звеньях общей схемы, показанной на рис. 5.2, и на еще более высоких звеньях сети высокого напря­жения. Чем выше звено, с которого осуществляется резервирова­ние, тем больше надежность последнего.

Требования СНиП к питанию аварийного освещения сво­дятся к следующему:

Светильники аварийного освещения для продолжения работы и для эвакуации людей из зданий без естественного освещения, а также светильники для продолжения работы в зданиях с есте­ственным светом должны присоединяться к независимому источ­нику питания или переключаться на него автоматически при вне­запном отключении рабочего освещения (при аварии). Светиль­ники аварийного освещения для эвакуации из зданий с естествен­ным освещением должны присоединяться к сети, независимой от сети рабочего освещения, начиная от щита подстанции или от ввода в здания (при наличии только одного ввода). Допускается питание светильников аварийного освещения от сети рабочего освещения при наличии автоматического переключения на источ­ники питания аварийного освещения при внезапном отключении рабочего освещения (при аварии).

На рис. 5.4 представлены характерные схемы питания аварий­ного освещения, но прежде чем перейти к их характеристикам, отметим некоторые принципиальные моменты.

1. Нормативные требования к резервированию питания эвакуационного освещения минимальны и, по возможности, следует осуществлять большую степень резервирования, что зачастую возможно без существенных дополнительных затрат.

2. Во всех случаях, кроме зданий без естественного освещения, допускается питание аварийного освещения от силовых маги­стралей и от вводных зажимов силовых пунктов, при соблюде­нии общих условий, указанных ранее.

3. В прошлом была распространена «перекрестная» схема пи­тания аварийного освещения (рис. 5.4, а), когда аварийное освещение одной части здания питалось от сети рабочего освещения другой части. В данное время такая схема запрещена СН 357-77.

Схема, представленная на рис. 5.4, б, дает наименьшую сте­пень резервирования, допускаемую для эвакуационного освеще­ния. Она применима для небольших, малоответственных зданий, где аварийное освещение в основном играет роль дежурного, для жилых домов и в случаях, когда вся нагрузка здания питается одним фидером от подстанции. Уже в крупных административно­бытовых корпусах эта схема заменяется схемами рис. 5.4, в или г, которые применяются при однотрансформаторных подстанциях наиболее часто и являются достаточными для эвакуационного осве­щения. Схема, приведенная на рис. 5.4, д, является в данное время, пожалуй, наиболее распространенной и допускает сохранение рабочего освещения при аварии одного из трансформаторов. Схема рис. 5.4, е еще более надежна в том отношении, что тот или иной вид освещения сохраняется даже при полном отключении одной из подстанций.

Рис. 5.4. Варианты резервирования питания освещения

Если в схемах рис. 5.4, д и е один из трансформаторов или одна из подстанций имеет питание, которое, согласно Правилам устройства электроустановок, может быть признано независимым по отношению к другому трансформатору или другой подстанции, то эти схемы отвечают нормативным требованиям к аварийному освещению для продолжения работы.

На схеме рис. 5.4, ж показан случай, когда, помимо обычного аварийного освещения, устраивается освещение, переключаемое на третий независимый источник питания: удаленную подстан­цию, питаемую от третьего независимого источника, аккумуля­торную батарею и т. д. Переключающий аппарат с замыкающими и размыкающими контактами имеет катушку, питаемую от одного из основных источников, и переводит питание аварийного осве­щения на третий источник только в аварийных режимах.

На электростанциях и крупных подстанциях часто в качестве независимого источника питания используются аккумуляторные батареи, предназначенные для питания цепей оперативного тока.

При отсутствии в системе питания силовых нагрузок независимых источников и при необходимости иметь их для освещения могут использоваться дизельгенераторы (одним из недостатков которых является невозможность пуска под нагрузкой) или аккумуляторные батареи на 6—12 В. В последнем случае аварий­ное освещение либо нормально не функционирует и включается только при ава­риях, либо в нормальном режиме питается через понизительные трансформаторы (рис. 5.4, з). Перспективны, но пока у нас не выпускаются, светильники со встро­енной аккумуляторной батареей.

Питание наружного освещения должно быть отделено от пи­тания внутреннего освещения. Как правило, оно осуществляется отдельными фидерами от подстанций, причем для предприятий предусматриваются отдельные линии охранного освещения, осве­щения дорог и проездов, освещения складов и других мест работы на открытом воздухе. Допускается разделение питания наружного и внутреннего освещения начиная от вводного устройства в зда­нии. Прилегающие к зданию открытые площадки, склады и тех­нологические установки могут питаться от сети здания, но от отдельных щитков, или, по меньшей мере, групповых линий, управляемых совместно с остальным наружным освещением. Освещение погрузочно-разгрузочных рамп при зданиях, участков, расположенных под навесами, и входов может питаться совместно с внутренним освещением, причем освещение входов предпочти­тельно присоединять к сети аварийного освещения, постоянно включенной во время действия рабочего осв