Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Объект проектирования. Постановка задачи

1.1.1 Описание объекта проектирования

1.1.2 Основная задача работы

2. Светотехническая часть проекта

2.1 Выбор нормированной освещенности

2.2 Выбор источника света

2.3 Выбор коэффициента запаса

2.4 Выбор типа светильников

2.5 Размещение светильников

2.6 Расчет и выбор мощности источников света

3. Электротехническая часть проекта

3.1 Компоновка сети уличного освещения

3.2 Расчет нагрузок сети освещения

3.3 Расчет сечения проводов. Выбор марки проводов

3.4 Расчет потерь напряжения

3.5 Проверка выбранных проводов по допустимому току

3.6 Системы автоматического управления освещением. Выбор автоматических выключателей

3.6.1 Выбор системы автоматического управления уличным освещением

3.6.2 Выбор автоматических выключателей и ящика управления уличным освещением

3.6.3 Устройство и принцип работы ящика управления уличным освещением ЯУО 96014. Эксплуатация осветительных установок

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Анализ технического состояния сетей наружного освещения свидетельствует о большом проценте износа электросетевого оборудования; необходима реконструкция сетей наружного освещения на территории сельских поселений. Необходимость совершенствования систем наружного освещения сельских населенных пунктов в первую очередь вызвана значительным ростом автомобилизации, повышением интенсивности его движения, ростом деловой и досуговой активности в вечерние и ночные часы. В целях улучшения эстетического облика поселений, повышения безопасности движения автотранспорта и пешеходов в ночное и вечернее время, повышения качества наружного освещения необходимо своевременное выполнение мероприятий по реконструкции и капитальному ремонту сетей наружного освещения.

Разработка проекта реконструкции наружного освещения имеет взаимосвязанные этапы: ознакомление с объектом проектирования с целью выбора системы и вида освещения; выбор системы освещения выбор нормы освещенности, которая может быть единой или дифференцированной по освещаемой территории; выбор источника света и типа осветительных приборов; размещение осветительных приборов по территории объекта проектирования; светотехнический расчет наружного освещения; электротехническая часть проектирования; технико-экономическое обоснование выбранного решения. Все составляющие перечисленных этапов будут разобраны в данной работе под главами: «Технологическая часть», «Светотехническая часть», «Электротехническая часть», «Эксплуатация осветительных установок». Поскольку уличное освещение должно обеспечивать свободное перемещение людей и транспорта в темное время суток, результатом проведения данной работы станет разработка проектного решения для осуществления данного условия.

1. Технологическая часть

1.1 Объект проектирования. Постановка задачи

1.1.1 Описание объекта проектирования

Поселок Первомайск расположен па побережье реки Тасеевой в Мотыгинском районе Красноярского края. Мотыгинский район расположен по нижнему течению Ангары на Среднесибирском плоскогорье (рисунок 1). Территория района горно-таежная, и населенные пункты в основном расположены по берегам Ангары и ее притоков. Значительную часть площади занимают леса.

Рисунок 1 - Карта Мотыгинского района

Климат Мотыгинского района резко континентальный, характерны сильные колебания температур воздуха в течение года. Среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах от 2.0°С до -2.4°С. Среднемесячная температура января от -22.0°С до 33.1°С; июля от 17.8 до 18.4°С. Средний летний максимум температуры равен 15°С, средний зимний минимум -20°С. В течение года выпадает 320-380 мм осадков.

Поселок окружен лесом. Лес, который окружает поселок - это типичная восточносибирская тайга. Среди древесных пород преобладают обыкновенная сосна, лиственница, береза и сибирская сосна, которую в просторечье называют кедром. Почвы, в основном представлены черноземом. освещение лампа провод прожектор

К основным функционирующим предприятиям и организациям поселка следует отнести Первомайское ЖКХ, дом культуры, школу, детский сад «Солнышко», больницу, индивидуальных предпринимателей, занимающихся продажей продуктов питания и одежды, и индивидуальных предпринимателей, занимающихся заготовкой промышленного леса и дров.

Поселок живет своей жизнь: дети посещают занятия в школе и детском саду, взрослые - работают. Не смотря на малую численность населения поселка, довольно хорошо развит досуг. В поселке работают театральные и танцевальные кружки, где проходит подготовка к культурно-массовым мероприятиям. Дом культуры проводит дискотеки, концерты, посвященные различным праздникам. В поселке открыта библиотека, которая является одной из богатейших библиотек района. Детско-юнышеская спортивная школа готовит спортсменов различных видов спорта: футбол, баскетбол, волейбол, лыжные гонки, легкая атлетика; организован спортивный клуб танца живота и аэробики для взрослых.

С начала 2005 года началось активное развитие Новоагнарского обогатительного комбината, который находится за 40 километров от поселка Первомайска. Комбинат занимается добычей и первичной переработкой свинцово-цинковых руд.

Начался резкий приток населения в поселок Первомайск. Люди стали приезжать в поселок из других районов Красноярского края, покупать дома и обустраиваться. Был запущен автобус, который возит каждый день рабочих до места работы и обратно. Началось активное развитие инфраструктуры района. Начались работы по реконструкции дорог. В Мотыгинском районе через реки Ангара и Тасеева мостов нет; действуют паромные переправы летом и ледовые переправы зимой.

В связи с реконструкцией дорог, поменялась схема расположения магистральной дороги. В данный момент она пролегает через улицу Партизанскую, Центральную и Первомайскую.

Поселок нуждается в реконструкции сетей освещения.

1.1.2 Основная задача работы

Техническое состояние сетей наружного освещения поселка Первомайска находится в плохом состоянии. На деревянных опорах в поселке установлены в разбросанном порядке светильники старого образца. Определить марку светильников не удалось, поскольку на них отсутствует маркировка. В светильники установлены лампы накаливания мощностью 300 Вт. Питание светильников осуществляется от одной из фаз. На опорах, на который прикреплен светильник, расположены бытовые выключатели, при помощи которых осуществляется управление светильниками. Напряжение к потребителям передается по алюминиевым проводам.

Основной задачей данной работы является реконструкция сетей освещения на примере расчета одного из участков поселка. Был выбран следующий участок, который входит освещение улицы Молодежной, часть улицы Первомайской и часть улицы Партизанской, через которую пролегает магистральная дорога. Данный участок выбран не с проста - он является одним из обширных, так как включает в себя участки улиц большой протяженности, через одну из которых пролегает магистральная дорога. Данный участок включает в себя: трансформаторную подстанцию мощностью 250 кВА, два фидера четырех проводных сетей, выполненных алюминиевыми проводами, светильники старого образца с лампами накаливания, управляемые при помощи отдельных выключателей, установленных на опорах.

В ходе работы будет проведена замена алюминиевых проводов на провода СИП; светильники старого образца будут заменены на современные светильники, обладающие высокой светоотдачей; управление светильниками будет осуществляться при помощи ящика управления освещением, что позволит экономить электроэнергию; будет проведена реконструкция распределительных устройств трансформаторной подстанции: на данный момент оно включает в себя два автоматических выключателя по 100 А каждый, на которые приходится два фидера, как видно на плане освещения поселка: это часть улицы Первомайской - часть улицы Молодежной - переулок Партизанский и часть улицы Партизанской - вторая часть улицы Молодежной, дополнительный резервных групп нет, во время реконструкции будет выведена отдельная группа, которая будет питать систему освещения и появится еще несколько резервных групп, которые смогут быть задействованы в случае аварии.

Данные мероприятия позволят сократить количество ДТП с участием пешеходов на магистральной дороге за счет установки новых светильников, преобразить эстетический вид, что, несомненно, важно для вновь оживающего поселка.

Согласно Федеральному закону №261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [12], в нашей стране ведется активная разработка программ по энергосбережению. В сетях наружного освещения существуют следующие пути экономии электроэнергии:

1) анализ зрительной задачи с целью определения ее сложности и длительности, с учетом зрительного восприятия в зависимости от возраста работающего и других факторов;

2) обеспечение необходимой освещенности для данной зрительной задачи в проектных решениях;

3) выбор наиболее экономичных источников света;

4) выбор эффективных светильников, обладающих необходимыми характеристиками светораспределения и нужным конструктивным исполнением;

5) увеличение коэффициентов отражения поверхностей помещений для повышения коэффициента использования осветительной установки;

6) обеспечение гибкости управления осветительными сетями, позволяющего отключать отдельные участки или уменьшать освещенность в случае необходимости;

7) совместное использование систем естественного и искусственного освещения;

8) организацию соответствующих режимов обслуживания, включающую периодическую чистку светильников и поверхностей помещения, а также замену ламп [13].

Внедрение проводов СИП, современных светильников и систем автоматического управления освещением для проектируемого проекта позволит значительно уменьшить потребление электроэнергии.

2. Светотехническая часть проекта

Исходными данными для светотехнического расчета наружного освещения служат: минимальная или средняя освещенность, задаваемая нормами, тип источника света и светильника, а также высота их установки, определяемая ограничениями слепящего действия и другими соображениями, связанными с конкретными условиями проектируемого объекта [1].

Данная часть проекта содержит: выбор источников света, нормированной освещенности, вида и системы освещения, типа светильников, коэффициентов запаса и нормируемой освещенности; расчет размещения светильников (расстояния между светильниками, числа светильников), светового потока лампы.

2.1 Выбор нормированной освещенности

Средняя освещенность улиц, дорог и площадей ? освещенность, средневзвешенная по площади.

Средняя яркость дорожной поверхности ? средневзвешенная по площади яркость сухих дорожных покрытий в направлении глаз наблюдателя, находящегося на оси движения транспорта.

Нормированная освещенность ? это наименьшая допустимая освещенность в «наихудших» точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников. Значение этой освещенности устанавливают в зависимости от характера зрительной работы, размеров объекта различия, фона и контраста объекта с ним, вида и системы освещения, типа источника света [4].

Для выбора нормируемой освещенности улиц проектируемого объекта обратимся к выдержке из СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» с внесенными изменениями от 2011 года:

Нормируемые значения освещенности в настоящих нормах приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, кроме оговоренных случаев;

для наружного освещения - для любых источников света.

Нормируемые значения яркости дорожных покрытий в настоящих нормах приводятся для любых источников света.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

Нормированные значения яркости поверхности в кд/м2, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2, 0,3, 0,4, 0,6, 0,8, 1; 2; 3; 5; 8; 10; 12; 15; 20; 25; 30; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 400; 500; 750; 1000; 1500; 2000; 2500.

Освещение улиц, дорог и площадей с регулярным транспортным движением в городских поселениях следует проектировать исходя из нормы средней яркости усовершенствованных покрытий согласно табл. 1.

Таблица 1. Нормы средней яркости усовершенствованных покрытий дорог для светильников с различным световым потоком

Светораспределение светильников	Наибольший световой поток ламп в светильниках, установленных на одной опоре, лм	Наименьшая высота установки светильников, м
		при лампах накаливания	при разрядных лампах
1	2	3	4
Полуширокое	Менее 6000	6,5	7
	От 6000 до 10 000	7	7,5
	Св. 10 000 до 20 000	7,5	8
	от 20 000 до 30 000	-	9
	от 30 000 до 40 000	-	10
	от 40 000	-	11,5
Широкое	Менее 6000	7	7,5
	От 6000 до 10 000	8	8,5
	Св. 10 000 до 20 000	9	9,5
	от 20 000 до 30 000	-	10,5
	до 30 000 от 40 000	-	11,5
	от 40 000	-	13

Освещение улиц, дорог и площадей городских поселений, расположенных в северной строительно-климатической зоне азиатской части России и севернее 66° северной широты в европейской части России, следует проектировать исходя из средней горизонтальной освещенности покрытий проезжей части согласно таблице 2.

Уровень освещения проезжей части улиц, дорог и площадей с переходными и низшими типами покрытий в городских поселениях регламентируется величиной средней горизонтальной освещенности, которая для улиц, дорог и площадей категории Б должна быть 6 лк, для улиц и дорог категории В при переходном типе покрытий - 4 лк и при покрытии низшего типа - 2 лк.

Средняя яркость покрытий тротуаров, примыкающих к проезжей части улиц, дорог и площадей, должна быть не менее половины средней яркости покрытия проезжей части этих улиц, дорог и площадей, приведенной в таблице 2.

Таблица 2. Нормы средней яркости покрытий проезжей части дорог для различной интенсивности движения

Категория объекта по освещению	Улицы, дороги и площади *	Наибольшая интенсивность движения транспорта в обоих направлениях, ед/ч	Средняя яркость покрытия, кд/м2	Средняя горизонтальная освещенность покрытия, лк
1	2	3	4	5
А	Магистральные дороги, магистральные улицы общегородского значения	Св. 3000 Св. 1000 до 3000 От 500 до 1000	1,6 1,2 0,8	20 20 15
Б	Магистральные улицы районного значения	Св. 2000 Св. 1000 до 2000 От 500 до 1000 Менее 500	1,0 0,8 0,6 0,4	15 15 10 10
В	Улицы и дороги местного значения	500 и более Менее 500 Одиночные автомобили	0,4 0,3 0,2	6 4 4

Среднюю горизонтальную освещенность на уровне покрытия улиц, дорог, проездов и площадей сельских поселений следует принимать по таблице 3.

Таблица 3. Нормы средней горизонтальная освещенность покрытия дорог сельских поселений

Освещаемые объекты	Средняя горизонтальная освещенность, лк
1 Главная улица, площади общественных и торговых центров	4
2 Улицы в жилой застройке:
основная	4
второстепенная (переулок)	2
проезд	2
3 Поселковая дорога	2
Примечания 1 Средняя освещенность основных проездов на территории садовых товариществ и дачных кооперативов должна быть 2 лк, остальных проездов - 1 лк. 2 На территории блоков хозяйственных построек и сараев, расположенных вне селитебной зоны сельских поселений, средняя освещенность проездов между рядами построек должна быть 1 лк.

Освещенность участков автомобильных дорог обшей сети в пределах сельских поселений следует принимать как для улиц категории Б в зависимости от типа дорожного покрытия по таблице 1 или в соответствии с п. 7.28 настоящих норм [4].

Нормируемую освещенность для улиц на выбранном участке проектируемого объекта принимаем из таблиц 1, 2, 3 и для удобства приводим в таблицу 4.

Таблица 4. Нормируемую освещенность для улиц проектируемого объекта

Название улицы, переулка	Категория объекта по освещению	Наибольшая интенсивность движения транспорта в обоих направлениях, ед/ч	Средняя яркость покрытия, кд/м2	Средняя горизонтальная освещенность покрытия, лк
1	2	3	4	5
Партизанская	Б	От 500 до 1000	0,4	10
Молодежная	В	Одиночные автомобили	0,2	4
Первомайская	В	Одиночные автомобили	0,2	4
Партизанский	В	Одиночные автомобили	0,2	4

2.2 Выбор источника света

Для выбора источника света обратимся к СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»:

В установках наружного освещения следует использовать светильники с разрядными источниками света высокого давления, в том числе для установок освещения улиц и дорог с транспортным движением - преимущественно с натриевыми лампами высокого давления (ДНаТ) [4].

Лампы натриевые серии ДНаТ ? газоразрядные лампы высокого давления. Лампы натриевые серии ДНаТ включаются через пускорегулирующие аппараты в сеть переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Тип цоколя ламп Е27 и Е40. Маркировка ламп: Д - дуговая; На - натриевая; Т - трубчатая [7].

2.3 Выбор коэффициента запаса

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) ? отношение естественной освещенности. создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах [5].

Коэффициент запаса Кз ? расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения.[4]. Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» коэффициент запаса К3 при проектировании искусственного наружного освещения для газоразрядных ламп равен 1,5 [4].

Таблица 5. Нормы коэффициента запаса для проектирования различных видов освещения

Помещения и территории	Примеры помещений	Искусственное освещение	Естественное освещение
		Коэффициент запаса Кз	Количество чисток светильников в год	Коэффициент запаса Кз	Количество чисток остекления светопроемов в год
		Эксплуатационная группа светильников по приложению Г	Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы
		1-4	5-6	7	0-15	16-45	46-75	76-90
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Населенные пункты	Улицы, площади, дороги, территории жилых районов, парки, бульвары, пешеходные тоннели, фасады зданий, памятники,	1,6 2	1,5 2	1,5 1	-	-	-	-
		1,7 2	-	-	-	-	-	-
	транспортные тоннели	-	1,7 2	1,7 2
Примечания 1 Значения коэффициента запаса, указанные в гр. 6-9, следует умножать на 1,1 - при применении узорчатого стекла, стеклопластика, армопленки и матированного стекла, а также при использовании световых проемов для аэрации; на 0,9 - при применении органического стекла. 2 Значения коэффициентов запаса, указанные в гр. 3-5, приведены для разрядных источников света. При использовании ламп накаливания их следует умножать на 0,85. 3 Значения коэффициентов запаса, указанные в гр. 3, следует снижать при односменной работе по поз. 1б, 1г - на 0,2; по поз. 1в - на 0,1; при двухсменной работе - по поз 1б, 1г - на 0,15. 4. Значения коэффициента запаса и количество чисток, для транспортных тоннелей, указанные в графе 2, приведены с учетом использования только светильников конструктивной светотехнической схемы IV табл. 1 Приложения Г

Снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света (даже при регулярной чистке) и их старения при расчетах учитывают коэффициентом запаса, представляющим собой отношение светового потока нового светильника с новой лампой к световому потоку того же светильника в конце срока службы лампы [4].

Коэффициент запаса для всех дорог выбранного расчетного участка Кз = 1,5. При расчете освещенности в любой точке учитывают световые потоки только ближайших светильников. Для учета действия удаленных светильников и отраженных потоков в расчетной формуле используют коэффициент добавочной освещенности. Его значение зависит от коэффициентов отражения и потолка помещения и от светораспределения светильников.

2.4 Выбор типа светильников

От правильного подбора светильников зависят надежность работы осветительной установки, ее эффективность и экономичность. Поэтому необходимо учитывать условия окружающей среды, светораспределение светильников, необходимое для проектируемой осветительной установки, экономическую целесообразность применения, эстетические требования к конструктивному исполнению светильников.

Для освещения улиц проектируемого объекта выбираем светильники ЖКУ 74.

Рисунок 2 - Технические характеристики светильника ЖКУ74

Светильники ЖКУ 74 предназначены для освещение улиц, дорог, площадей с высокой, средней и малой интенсивностью движения транспорта (категории А, Б и В), дворов, железнодорожных платформ, территорий прилегаемых к общественным и жилым зданиям и сооружениям, автопарковок, а также для освещения промышленных помещений (цехов, корпусов) при условии отсутствия в окружающей среде агрессивных компонентов.

Данный вид светильников оснащается лампами типа ДНаТ мощностью 100, 150, 250, 400 Вт. Его диапазон рабочих температур от -45 до +50°, что соответствует климатическим условиям в Мотыгинской районе.

Таблица 6. Технические характеристики светильника ЖКУ

Тип светильника	Цоколь	КПД светильника, %	Cos ц	Степень защиты	Кривая силы света	Размеры, мм L*H*B	Масса, кг
ЖКУ 74	Е27	Не менее 70	0,9	IP54	Ш	650Ч315Ч300	6,5

Обозначение светильника ЖКУ:

1 - ЖКУ:

«Ж» - натриевые лампы типа ДнаТ;

«К» - консольное;

«У» - для наружного освещения;

2 - 74 - номер серии;

3 - мощность лампы;

4 - 01\02 - Некомпенсированный \ компенсированный

5 - Степень защиты - IP54

Установка и обслуживание светильников ЖКУ

· светильники данной серии рекомендуется устанавливать на Г-образных кронштейнах под углом 15-20 градусов к горизонту;

· рекомендуемая высота установки светильников 6-10м;

· для технического осмотра и замены лампы светильника необходимо открыть замки, соединяющие защитное стекло с корпусом. При этом защитное стекло примет вертикальное положение, что обеспечит свободный доступ к оптическому и дроссельному отсекам. Сборку светильника следует производить в обратной последовательности [7].

2.5 Размещение светильников

Основная задача проектирования осветительной установки - это обеспечение заданного уровня освещенности и необходимого качества освещения при наименьшем суммарном световом потоке источников, т. е. при наименьшей установленной мощности.

Для определения высоты расположение светильников обратимся к 7 изданию ПУЭ:

Осветительные приборы наружного освещения (светильники, прожекторы) могут устанавливаться на специально предназначенных для такого освещения опорах, а также на опорах воздушных линий до 1 кВ, опорах контактной сети электрифицированного городского транспорта всех видов токов напряжением до 600 В, стенах и перекрытиях зданий и сооружений, мачтах (в том числе мачтах отдельно стоящих молниеотводов), технологических эстакадах, площадках технологических установок и дымовых труб, парапетах и ограждениях мостов и транспортных эстакад, на металлических, железобетонных и других конструкциях зданий и сооружений независимо от отметки их расположения, могут быть подвешены на тросах, укрепленных на стенах зданий и опорах, а также установлены на уровне земли и ниже.

Установка светильников наружного освещения на опорах ВЛ до 1 кВ должна выполняться:

1. При обслуживании светильников с телескопической вышки с изолирующим звеном, как правило, выше проводов ВЛ или на уровне нижних проводов ВЛ при размещении светильников и проводов ВЛ с разных сторон опоры. Расстояние по горизонтали от светильника до ближайшего провода ВЛ должно быть не менее 0,6 м.

2. При обслуживании светильников иными способами - ниже проводов ВЛ. Расстояние по вертикали от светильника до провода ВЛ должно быть не менее 0,2 м, расстояние по горизонтали от светильника до опоры (в свету) должно быть не более 0,4 м.

Над проезжей частью улиц, дорог и площадей светильники должны устанавливаться на высоте не менее 6,5 м.

При установке светильников над контактной сетью трамвая высота установки светильников должна быть не менее 8 м до головки рельса. При расположении светильников над контактной сетью троллейбуса - не менее 9 м от уровня проезжей части. Расстояние по вертикали от проводов линий уличного освещения до поперечин контактной сети или до подвешенных к поперечинам иллюминационных гирлянд должно быть не менее 0,5 м.

Опоры освещения улиц и дорог, имеющих разделительные полосы шириной 4 м и более, могут устанавливаться по центру разделительных полос.

Опоры наружного освещения на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах, транспортных эстакадах и т.п.) следует устанавливать в створе ограждений в стальных станинах или на фланцах, прикрепляемых к несущим элементам инженерного сооружения.

Светильники на улицах и дорогах с рядовой посадкой деревьев должны устанавливаться вне крон деревьев на удлиненных кронштейнах, обращенных в сторону проезжей части улицы, или следует применять тросовую подвеску светильников [3].

Венчающие светильники рассеянного света устанавливаются на высоте не менее 3 м над землей при световом потоке источника до 6000 лм и на высоте не менее 4 м при световом потоке источника свыше 6000 лм.

Высота установки светильников выбирается также с учетом высоты типовых опор (в свою очередь при воздушных сетях определяемой допустимым приближением проводов к земле) и экономических соображений, часто оправдывающих увеличение высоты. Обычная высота установки светильников 6-10 м [1].

Светильники уличного освещения проектируемого объекта следует расположить на опорах электроснабжения. Высота опор равна 6 метров. Длина кронштейна, на который будет монтироваться светильник, равна 2 метра. Расчетная высота подвеса светильников находится по формуле:

(1)

где - высота опоры, м;

- длина кронштейна, м;

- расчетная высота подвеса светильника, м.

Расчет:

Принимаем высоту подвеса светильника 8 метров.

Существует несколько видов расположения светильников на опорах, которые в таблице 7.

Таблица 7. Схемы расположения светильников вдоль проезжей части дорог

Через улицу Партизанскую проектируемого объекта пролегает магистральная дорога районного назначения, поэтому необходимо обеспечить оптимальную освещенность и для водителей, и для пешеходов и в тоже время сэкономить электроэнергию. Поэтому для освещения улицы Партизанской принимаем схему двухрядную в шахматном расположении светильников.

Улицы Первомайская и Молодежная, а также переулок Партизанский не нуждаются в интенсивном освещении, поэтому для их освещения выбираем схему одностороннего освещения.

Расстояние между светильниками выбираем при расчете, исходя из расстояния между опорами и ширины улицы.

На перекрестке улицы Молодежной и улицы Партизанской, необходимо установить дополнительные опоры для освещения.

2.6 Расчет и выбор мощности источников света

Задача светотехнического расчета - определить потребную мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности.

В результате расчета находят световой поток источника света, устанавливаемого в светильнике. По этому потоку выбирают стандартную лампу. Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного значения допускается в пределах -10..+20%. Если расхождение больше, то необходимо изменить число светильников, их размещение, тип и выполнить перерасчет, чтобы это расхождение укладывалось в указанные допустимые пределы [2].

В практике светотехнических расчетов уличного освещения наиболее широко применяют точечный метод и метод коэффициента использования светового потока. В данном проекте расчет будет произведен по методу коэффициента использования светового потока.

В зависимости от того, какая средняя величина устанавливается нормами: яркость дорожного покрытия (Lcp) или освещенность (Еср) - используются те или иные формулы расчета методом коэффициента использования.

В общем случае, когда расчетная точка освещается одновременно светильниками, расположенными в несколько рядов, причем на каждой опоре (точке подвеса) может быть расположено п светильников, расчет проводится по формулам:

- при нормируемой средней освещенности:

(2)

- при нормируемой яркости дорожного покрытия:

(3)

В формулах (2) и (3) приняты следующие обозначения: D - шаг светильников (расстояние между проекциями места установки светильников на горизонтальную плоскость), м; b ? ширина освещаемой площади, м; Кз ? коэффициент запаса; UЕi, ULi ? коэффициенты использования светового потока по освещенности и по яркости для i-го ряда светильников; Флi - световой поток светильника i-го ряда, лм; Ni - число светильников на одной опоре, относящихся к i- му ряду; М - число рядов светильников вдоль освещаемой полосы (каждый ряд должен состоять из однотипных светильников, одинаково ориентированных относительно освещаемого участка) [1].

Расчет освещенности, если уже заданы условия установки светильников (тип опор, способ и высота подвеса), сводится к определению шага светильников (часто в литературе встречаются синонимы: расстояние между опорами, пролет, длина пролета и т. д.) и выбору их числа.

Для определения шага светильников одного ряда формулы (2) и (3) записываются в виде:

(4)

(5)

Необходимое число светильников N, расположенных равномерно по периметру больших площадей, рассчитывается по формуле:

(6)

где S - площадь освещаемой территории, м2:

(7)

где А - длина линии, м;

В - ширина проезжей части, м;

Коэффициент использования зависит от расположения светильников на освещаемой полосе (рисунок 3,а) и определяется по значению отношения b/h.

Коэффициент использования UE в данном случае определяется по отношению

b/h = 4ч5, UE = 0,4

На рисунке 2,а приведены три варианта расположения светильников относительно освещаемой площадки:

- когда светильники размещены над освещаемой полосой, коэффициенты использования

U=U1+U2 (для симметричного расположения U=2U1=2U2);

- при расположении светильников вне освещаемой площадки

U= U1 - U2, где U1 и U2 определяются соответственно по таблицам из каталога светильника (UL) и (UE) [1].

Длину пролета между опорами для проектируемого объекта определять из формул нет необходимости, так как на объекте уже установлены опоры электроснабжения. Коэффициент запаса КЗ определили в пункте 2.3. Средняя нормируемая освещенность была определена в пункте 2.1. Количество светильников для каждой улицы проектируемого объекта находим индивидуально в зависимости от выбранной схемы их размещения.

Рисунок 3 - Расположение светильников относительно освещаемой поверхности: а - к определению коэффициента использования; б - расположение точек минимальной освещенности (А, Б, В, Г, Д)

Из формулы (6) выражаем световой поток лампы и получаем формулу:

(8)

Расчет светового потока и выбор лампы:

- для улицы Партизанской:

Количество светильников N =12 штук;

Коэффициент запаса КЗ =1,5;

Площадь освещаемой территории:

Длина линии А=400 м;

Ширина проезжей части В=33 м;

Средняя нормируемая освещенность Еср=10 лк;

Коэффициент использования UE = 0,4;

Рассчитываем требуемый световой поток лампы:

Для освещения улицы Партизанской выбираем лампы ДНаТ 400. Технические данные выбранной лампы приведены в таблице 8.

- для улицы Молодежной:

Количество светильников N =4 штук;

Коэффициент запаса КЗ =1,5;

Площадь освещаемой территории:

Длина линии А=374 м;

Ширина проезжей части В=18 м;

Средняя нормируемая освещенность Еср=4 лк;

Коэффициент использования UE = 0,4;

Рассчитываем требуемый световой поток лампы:

Для освещения улицы Молодежной выбираем лампы ДНаТ 150. Технические данные выбранной лампы приведены в таблице 8.

- для улицы Первомайской:

Количество светильников N =8 штук;

Коэффициент запаса КЗ =1,5;

Площадь освещаемой территории:

Длина линии А=599 м;

Ширина проезжей части В=32 м;

Средняя нормируемая освещенность Еср=4 лк;

Коэффициент использования UE = 0,4;

Рассчитываем требуемый световой поток лампы:

Для освещения улицы Первомайской выбираем лампы ДНаТ 400. Технические данные выбранной лампы приведены в таблице 8.

- для переулка Партизанский:

Количество светильников N =2 штук;

Коэффициент запаса КЗ =1,5;

Площадь освещаемой территории:

Длина линии А=66м;

Ширина проезжей части В=14 м;

Средняя нормируемая освещенность Еср=1 лк;

Коэффициент использования UE = 0,4;

Рассчитываем требуемый световой поток лампы:

Для освещения улицы Молодежной выбираем лампы ДНаТ 100. Технические данные выбранной лампы приведены в таблице 8.

Таблица 8. Выбор светильников для улиц проектируемого объекта

Название улицы, переулка	Наименование лампы	Мощность лампы, Вт	Световой поток, лм	Срок службы, ч	Тип цоколя	Длина, мм	Диаметр, мм
Партизанская	ДНаТ 400	400	48 000	15 000	Е40	278	48
Молодежная	ДНаТ 150	150	15 000	15 000	Е40	211	48
Первомайская	ДНаТ 400	400	48 000	15 000	Е40	278	48
Партизанский	ДНаТ 100	100	9500	15 000	Е27	214	48

3. Электротехническая часть проекта

Данная часть проекта содержит: выбор сечения и марки проводов системы для освещения; расчет осветительной сети по допустимой потере напряжения с последующей проверкой сечения проводов по длительно допустимому току; расчет и выбор аппаратуры защиты осветительной сети; выбор аппаратуры автоматического управления системы уличного освещения; разработка схемы питания и управления системы уличного освещения; рекомендации по монтажу осветительной установки; меры защиты от поражения электрическим током.

3.1 Компоновка сети уличного освещения

Источниками питания осветительных установок сельскохозяйственных объектов чаще всего служат трансформаторные подстанции, питающиеся от энергосистем, а в отдельных случаях местные электрические станции. Причем они общие для осветительных и силовых нагрузок.

Согласно ПУЭ:

Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220 В переменного или постоянного тока. В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В может применяться для всех стационарно установленных осветительных приборов вне зависимости от высоты их установки.

Напряжение 380 В для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения может использоваться при соблюдении следующих условий:

1. Ввод в осветительный прибор и независимый, не встроенный в прибор, пускорегулирующий аппарат выполняется проводами или кабелем с изоляцией на напряжение не менее 660 В.

2. Ввод в осветительный прибор двух или трех проводов разных фаз системы 660/380 В не допускается.

Питание силовых и осветительных электроприемников при напряжении 380/220 В рекомендуется производить от общих трансформаторов [3].

Сети освещения разделяются на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии от трансформаторных подстанций или других точек питания до групповых щитков, а к групповой сети - линии от групповых щитков до осветительных приборов ОП.

В начале в каждой питающей линии устанавливаются аппараты защиты и отключения; в начале групповой линии обязателен аппарат защиты, а отключающий аппарат может не устанавливаться при наличии таких аппаратов по длине линии или когда управление освещением осуществляется аппаратами, установленными в линиях питающей сети.

После размещения осветительных щитков все светильники делят на группы. При этом всю нагрузку вначале делят равномерно на три части (по числу фаз питающей сети), а затем нагрузку каждой фазы делят на группы - с учетом рекомендаций:

- каждая групповая линия должна иметь на фазе не более 20 светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, натриевыми и не более 50 светильников с люминесцентными лампами.

- каждая групповая линия с лампами накаливания мощностью до 500 Вт, люминесцентными лампами и штепсельными розетками должна быть защищена автоматом или предохранителем на ток не более 25 А, а линии с лампами накаливания мощностью свыше 500 Вт или с лампами ДРЛ - не более 63 А [2].

На проектируемом объекте уже установлена трансформаторная подстанция мощностью 250 кВА, которая расположена, как показано на плане освещения проектируемого объекта, на въезде в населенный пункт. После ее модернизации она будет обеспечивать питание системы уличного освещения по проводам марки СИП. Управление системой освещения будет осуществляться ящиком управления освещения производства ОАО «Дивногорский завод низковольтных автоматов». Ящик управления освещением оборудован аппаратурой автоматического управления и защиты системы уличного освещения.

3.2 Расчет нагрузок сети освещения

Каждая линия проектируемого объекта освещается равными по мощности светильниками. Поэтому суммарную активную мощность, необходимую для снабжения светильников каждой отдельной линии можно найти по формуле:

(9)

где: P - мощность лампы;

n - число светильников на линии.

Для расчета электрических сетей необходимо знать значение полных мощностей на участках:

(10)

При однородной нагрузке потребителей реактивную мощность находят по формуле:

(11)

Расчет нагрузок линий:

Для достижения эстетичного вида сеть освещения будет выполнена четырехжильными проводами СИП, для этого равномерно распределяем нагрузку по фазам. На участке улицы Партизанской установлено 12 светильников мощностью 400 Вт; на участке улицы Первомайской - 8 светильников мощностью 400 Вт; линия улиц Молодежной - 5 светильников мощностью 150 Вт; в переулке Партизанский - 1 светильник мощностью 100 Вт. В результате получаем мощности на фазах:

- фаза L1:

- фаза L2:

- фаза L3:

3.3 Расчет сечения проводов. Выбор марки проводов

Расчет и выбор сечения проводов осветительной сети обеспечивает: отклонение напряжения у источников света в допустимых пределах; нагрев проводов не выше допустимой температуры.

Нагрев проводов вызывается протекающим в нём током, который для трехфазной сети с нулевым проводом при равной нагрузке. В нашем случае провода СИП выбираем по максимально допустимому длительному току нагрузки. Расчетное значение максимально допустимого тока нагрузки на участках сети находим по формуле:

, (12)

и в двух проводной сети:

13)

где Р - активная мощность нагрузки одной или трех фаз, Вт;

- номинальное напряжение сети, В.;

- коэффициент мощности нагрузки [2].

Поскольку на 2 участке улицы Молодежной расположено всего 2 светильника, а в переулке Партизанский 1 светильник питание этих участков рациональней выполнить двухжильными проводами СИП. Поэтому следует провести дополнительный расчет токов на участках для конечного выбора сечения проводов для всех участков.

Расчет токов каждой фазы и вводного кабеля:

- для фаза L1:

- для фаза L2:

- для фаза L1:

- ток на вводе:

Дополнительный расчет:

- для переулка Партизанский:

- для 2 участка улицы Молодежной:

Выбор сечения и марки кабеля:

Согласно ПУЭ:

Сечения проводов и кабелей выбираются в соответствии с 1.3 ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты, условиям окружающей среды.

Уставки защитных аппаратов на линиях, отходящих от ТП, должны приниматься по допустимым ПУЭ токам нагрузки для кабелей или токам послеаварийной нагрузки для резервируемых кабелей и быть ближайшими большими.

Для разрядных ламп в трехфазных пятипроводных распределительных и групповых линиях сечение нулевых рабочих проводников следует выбирать в соответствии с требованиями 7.1.45 ПУЭ.

При этом допустимую токовую нагрузку на провода, проложенные в трубах, следует принимать как для четырех проводов, проложенных в одной трубе.

Для ламп накаливания в трехфазных пятипроводных распределительных и групповых линиях при равномерной нагрузке фаз и применении трехфазных аппаратов управления освещением допустимую токовую нагрузку на фазные провода следует принимать как для трех проводов в одной трубе.

Трехфазные пятипроводные групповые линии используют для электроприемников, однофазные элементы которых соединены внутри электроприемника в звезду. Примерами таких электроприемников могут быть многоламповые трехфазные светильники [3].

Из справочника [9] выбираем сечение проводов СИП, которое соответствует рассчитанному длительному току нагрузки. Заносим данные в таблицу 9.

Таблица 9. Выбор марки проводов для проектируемого объекта

Фаза	Iрасч, A	IМАХ, A	Марка, сечение и количество жил выбранного провода СИП	Удельное активное сопротивление r0, Ом/км	Удельное реактивное сопротивление х0, Ом/км
L1	14,899	70	САСПт 3Ч16+25	1,91	0,108
L2	14,899
L2	14,899
Кабель на вводе в ящик управления освещением	15,025	22	ВВГнг 4Ч2,5	4,62	0,091
Дополнительно
для 2 участка улицы Молодежной	1,545	75	САСПт 1Ч16+25	1,91	0,09
для переулка Партизанский	0,758	75	САСПт 1Ч16+25	1,91	0,09

3.4 Расчет потерь напряжения

После выбора площади сечения проводов определяют полные потери напряжения в каждой группе от ввода до наиболее удаленного источника света.

Электрический ток проходя по проводнику, создает в нем падение напряжения. Вследствие этого напряжение в конце линии может сильно отклониться от напряжения в начале. Так как сечение провода я уже выбрал, нужно проверить его по потерям напряжения.

Потери напряжения в линии определяют по формуле:

(15)

где Р - активная мощность участка кВт;

Q - реактивная мощность участка, квар;

lуч - длина участка линии в у.е.

Uн - номинальное напряжение, В (380)

r0 - удельное активное сопротивление, Ом/км

x0 - индуктивное сопротивление провода, Ом / км

По абсолютному значению потерь напряжения, из-за различного уровня номинальных напряжений, трудно судить о допустимости потерь напряжения. Поэтому потери напряжения, определенные по формуле (15), выражают в процентах от номинального напряжения:

(16)

Согласно ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения»:

Отклонения напряжения от номинального на зажимах силовых электроприемников и наиболее удаленных ламп электрического освещения не должны превышать в нормальном режиме ±5 %, а предельно допустимые в послеаварийном режиме при наибольших расчетных нагрузках - ±10 %. В сетях напряжением 12-50 В (считая от источника питания, например понижающего трансформатора) отклонения напряжения разрешается принимать до 10 %.

Для ряда электроприемников (аппараты управления, электродвигатели) допускается снижение напряжения в пусковых режимах в пределах значений, регламентированных для данных электроприемников, но не более 15 %.

С учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5 % [6].

Расчет потерь напряжения:

- для фазы L1:

- для фазы L2:

- для фазы L3:

Как видно из расчетов, потери в выбранных проводах удовлетворяют положениям ГОСТ 13109-97.

3.5 Проверка выбранных проводов по допустимому току

Выбор сечения проводов тесно связан с выбором защитной аппаратуры, т.к. провод должен длительно выдерживать рабочие токи не перегреваясь и должен быть отключен защитным аппаратом при токах, превышающих допустимое значение.

Поэтому сечение кабеля проверяют по следующему условию:

(17)

где IРАСЧ ? расчетное значение длительно допустимого тока, А

IДОП - длительно допустимый ток проводника из справочника, А

Проверяем выбранные провода по условию (17):

- для фазы L1:

- для фазы L2:

- для фазы L3:

- для переулка Партизанский:

- для 2 участка улицы Молодежной:

- кабель на вводе:

Выбранные проводники соответствуют всем условиям.

3.6 Системы автоматического управления освещением. Выбор автоматических выключателей

3.6.1 Выбор системы автоматического управления уличным освещением

Требования, предъявляемые к системам управления освещением по ПУЭ:

При автоматическом управлении наружным и внутренним освещением, например, в зависимости от освещенности, создаваемой естественным светом, должна предусматриваться возможность ручного управления освещением без использования средств автоматики.

Для управления внутренним и наружным освещением могут использоваться аппараты управления, установленные в распределительных устройствах подстанций, распределительных пунктах питания, вводных распределительных устройствах, групповых щитках.

Система управления наружным освещением должна обеспечивать его отключение в течение не более 3 мин.

Управление наружным освещением рекомендуется осуществлять из ограниченного числа мест.

Для небольших промышленных предприятий и населенных пунктов допускается предусматривать управление наружным освещением коммутационными аппаратами, установленными на линиях питания освещения, при условии доступа обслуживающего персонала к этим аппаратам.

Централизованное управление сетями наружного освещения городов, населенных пунктов и промышленных предприятий должно осуществляться путем использования коммутационных аппаратов, устанавливаемых в пунктах питания наружного освещения.

Управление коммутационными аппаратами в сетях наружного освещения городов и населенных пунктов рекомендуется производить, как правило, путем каскадного (последовательного) их включения.

В воздушно-кабельных сетях допускается включение в один каскад до 10 пунктов питания, а в кабельных - до 15 пунктов питания сети уличного освещения [4].

Существует множество инженерных решений для автоматического управления сетями уличного освещения.

Оптимальным решением для автоматического управления системой освещения проектируемого объекта является установка ящика управления освещением.

Ящики управления освещением, выпускаемые АО «Дивногорский завод низковольтной аппаратуры» (ДЗНВА), предназначены для сетей и установок освещения предприятий промышленности и сельского хозяйства и полностью соответствуют требованиям ПУЭ для систем управления наружного освещения.

Таблица 10. Основные технические данные

Ящики осуществляют:

автоматическое включение и отключение осветительных сетей и установок в зависимости от заданного уровня освещенности и заданного периода времени;

автоматическое включение и отключение осветительных сетей и установок в зависимости от заданного уровня освещенности;

автоматическое включение и отключение осветительных сетей и установок на заданные периоды суток;

дистанционное включение и отключение осветительных сетей и установок от устройства телемеханики;

ручное включение и отключение осветительных сетей и установок.

Степень защиты ящика и фотоголовки от воздействия окружающей среды - IP54 (по ГОСТ 14254).

Условия работы ящика:

- высота размещения над уровнем моря до 2000 м;

- рабочая температура окружающего воздуха:

для ящиков от -10°C до +40°C;

для выносной фотоголовки от -40°C до +40°C;

- относительная влажность окружающего воздуха не более 98% при температуре 25°C;

- окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы, изоляцию и пластмассы;

- коррозионная активность окружающей среды - 1 (Л) (по ГОСТ 15150).

- Рабочее положение:

для ящиков - вертикальное с допустимым отклонением от рабочего положения до 5° в любую сторону;

для фотоголовки - на вертикальной плоскости на кронштейне с направлением светочувствительной плоскости фоторезистора на север.

- Группа механического исполнения - М1 (по ГОСТ 17516.1).

- Номинальный режим работы ящиков - продолжительный.

Ящики имеют следующие технические характеристики:

1. Номинальное напряжение силовой цепи 380 В.

2. Номинальные токи 25; 32;...