Электроосвещение цеха промышленного предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра: "Электроснабжение"

Курсовая работа

по дисциплине: "Электрическое освещение"

"Электроосвещение цеха промышленного предприятия"

Выполнил:Батура Н.С.

гр. 10603313

Проверила:Козловская В. Б.

2017

Введение

При проектировании и эксплуатации осветительных установок, согласно СНиП II-4-79, СН 543-82 и СНиП II-84-78, основное внимание должно обращаться на создание оптимальных условий для зрительной работы человека с учётом задуманной эмоциональной обстановки и восприятия интерьера. При проектировании электрического освещения должны быть обеспечены: нормы освещённости и показатели качества освещения; бесперебойность действия освещения; удобство обслуживания осветительной установки и управления ею; а в необходимых случаях - соответствие освещения требованиям технической эстетики.

Существует большое разнообразие схем и способов исполнения электропроводок, конструкций светильников и типов применяемых источников света, а также различных сложных устройств автоматики и телеуправления.

Ежегодно на освещение расходуется около 10% всей вырабатываемой электроэнергии. Осветительные электроустановки являются необходимым элементом современных жилых домов, учреждений, общественных зданий и производственных предприятий и представляют собой сложный комплекс, состоящий из распределительных устройств, магистральны и групповых электрических сетей, различных электроустановочных приборов, осветительной арматуры и источников света, а также крепёжных, поддерживающих и защитных конструкций. Основной элемент осветительной электроустановки - источник света (лампа).

В последние годы повышенное внимание обращается на использование естественного освещения, это обусловлено стремлением к экономии электроэнергии, т.к. продолжает с годами увеличиваться потребление электроэнергии на освещение, о чём говорят данные технического комитета Международной комиссии по освещению, характеризующие развитие техники освещения в некоторых странах.

В данной курсовой работе выполнен расчёт осветительной сети ремонтно-механического цеха промышленного предприятия, рассчитана осветительная электрическая сеть, выбраны сечения проводников по допустимой потере напряжения, проверены по нагреву длительным током, а также по условию соответствия аппаратам защиты. Выбраны также распределительные щитки и защитные аппараты: автоматические выключатели с комбинированным расцепителем для защиты осветительных сетей от коротких замыканий и перегрузки.

1. Выбор системы освещения, освещенности, коэффициентов запаса, источников света

1.1 Выбор системы освещения

Внутри помещений по способу размещения светильников и распределению освещенности различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное.

Общим называется освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием или рабочими местами, так и вспомогательную.

Комбинированная система освещения состоит из общего и местного освещения. Общее освещение предназначено для освещения проходов и участков, где работы не производятся, а также для выравнивания яркости в поле зрения работающих. Местное освещение обеспечивается светильниками, располагаемыми непосредственно на рабочих местах.

Обычно при комбинированном освещении расход энергии меньше, чем при одном общем, так как высокая освещённость создаётся в пределах небольших площадей, но показатели в значительной мере зависят от плотности расположения рабочих мест. Устройство рабочего электрического освещения обязательно для всех помещений независимо от устройства в них других видов освещения.

Устройство одного только местного освещения запрещено нормами: не говоря уже о том, что практически всегда необходимо осветить не только зону непосредственной работы, но и примыкающие к ней площади, при одном только местном освещении затрудняется работа глаза, в поле зрения которого оказываются значительные контрасты.

Для освещения механического отделения принимаем систему комбинированного освещения, которое состоит из общего и местного освещения. Т.к. станки уже оснащены местным освещением заводом-изготовителем, в курсовой работе ведём расчет только общего освещения.

Таблица 1.1.1

Системы освещения отдельных помещений

Помещение	КСС	Система освещения
Механическое отделение	Д, Г	общая
ТП	Д, Г,М	общая
Инструментальная кладовая	Д, Г	общая
Комната мастера	Д, Г	общая
Электрощитовая	Д,Г	общая
Фрезерный участок	Д,Г	общая

Выбор освещенности помещений и коэффициентов запаса

Нормы освещённости приведены в таблицах СНБ. Дополнительные факторы, имеющие значение при выборе освещённости, учитываются особо: при их наличии выбранная по нормам освещённость понижается или повышается на одну ступень. Понижающими освещённость факторами являются кратковременность пребывания людей в помещении и наличие оборудования, не требующего постоянного наблюдения. Нормами предусмотрен определённый порядок совместного учёта повышающих и понижающих признаков.

Нормированные значения освещённости должны быть обеспечены во все время нормальной эксплуатации установки. По таблице П1.1, [1] определим нормируемую освещённость каждого помещения.

Таблица 1.2.1

Нормируемая освещенность помещений

Помещение	Нормируемая освещенность Ен, лк	Источник света	Коэффициент запаса Кз
Механическое отделение	300	ДРЛ	1,4
ТП	75	ЛЛНД	1,4
Инструментальная кладовая	75	ЛЛНД	1,4
Комната мастера	300	ЛЛНД	1,4
Электрощитовая	150	ЛЛНД	1,4
Фрезерный участок	300	ДРЛ	1,4

Из-за старения и загрязнения ламп, светильников и поверхностей помещения уровень освещенности со временем снижается. Это необходимо учитывать при проектировании осветительной установки. Поэтому начальная освещенность должна быть несколько больше нормированной, что достигается введением коэффициента запаса Кз, значения которого также регламентированы. В зависимости от типа ламп и светильников, наличия пыли и других загрязнений в помещении, способа обслуживания и длительности эксплуатации значение коэффициента Кз обычно принимается в пределах 1,4-1,7 потаблице 2.1, [1]

1.2 Выбор источников света

Выбор источников света определяется следующими основными факторами:

электрическими характеристиками (напряжением, мощностью, родом тока, силой тока);

функциональными светотехническими параметрами (световым потоком, силой света, цветовой температурой, спектральным составом излучения);

конструктивными параметрами (диаметром колбы, полной длиной ламп);

средней продолжительностью горения;

стабильностью светового потока;

экономичностью (стоимостью и световой отдачей источника света).

Определяющее значение при выборе типа источников света имеют высота помещения и требования к цветопередаче. При использовании люминесцентных ламп число светильников всегда значительно больше, чем при использовании ламп типа ДРЛ, и повышенная трудоемкость их обслуживания особенно сказывается в высоких помещениях, заставляя уже по одной этой причине отдавать предпочтение лампам типа ДРЛ и ДРИ.

Применение люминесцентных ламп низкого давления может быть обосновано в помещениях высотой не более 6 - 8 м при повышенных требованиях к цветопередаче и при выполнении работ высокой точности, при которых лампы типа ДРЛ, ДРИ противопоказаны. В основном применяются лампы типа ЛБ как наиболее экономичные.

Газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ м ДРИ используются для освещения помещений 6-20 м, а также для наружного освещения.

Исходя из вышесказанного принимаем для освещения механического отделения и фрезерного участка светильники с лампами (ДРЛ) для всех остальных помещений принимаем люминисцентные лампы низкого давления (ЛЛНД).



2. Выбор и размещение световых приборов

При освещении лампами накаливания, а также лампами типа ДРЛ, ДРИ и ДНаТ число и месторасположение светильников намечают до светотехнического расчёта.

Каждая серия светильников имеет общие конструктивные особенности, светильники каждого типа определённой серии могут иметь несколько типоразмеров, зависящих от числа и мощности ламп. В пределах типоразмера могут быть модификации, определяемые применяемым материалом, формой рассеивателя, характером обслуживания, способом подвески, присоединения к питающей сети, схемой включения и т.д.

Световой поток большинства источников света излучается по всем направлениям, и значительная часть его не используется полезно. Осветительная арматура (светильник) изменяет направление светового потока, что создаёт наилучшие условия освещения рабочих мест, рассматриваемых предметов или отдельных частей помещения.

Подвесные светильники общего освещения, устанавливаемые на потолках или фермах, как правило, крепятся к последним со свесом не более 1,5 м.

Расчётная высота подвеса светильников находится по формуле

, (2.1)

где Н - высота помещения, м;

hp - высота рабочей поверхности над полом, м;

hc - расстояние от точки крепления до светильника, м.

Из названных размеров Н и hp являются заданными, а hc принимается в пределах от нуля (при установке на потолке) до 1,5 м.

При общем равномерном освещении отношение расстояний между соседними светильниками или рядами светильников L к высоте их установки Hp над освещаемой поверхностью рекомендуется выбирать в зависимости от типа кривой силы света светильников. Расстояние от крайних рядов светильников до стен принимается в пределах 0,3…0,5 от L, в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест.

Число рядов светильников R определяется по формуле

, (2.2)

где В - ширина помещения, м;

l - расстояние от крайних светильников до стен, м.

Число светильников в ряду NR находится из выражения

, (2.3)

где А - длина помещения, м.

Найденные значения R, NR округляются до ближайшего целого числа.

Действительные расстояния между рядами светильников и лампами в ряду находятся по формулам

, (2.4)

, (2.5)

После выполненных расчётов окончательное уточнение расположения светильников производиться на вычерченном в масштабе плане помещения.

Для прямоугольных помещений проверяется условие:

.

Если /<1, то необходимо уменьшить число светильников в ряду на один или увеличить число рядов на один.

Если />1,5, то необходимо увеличить число светильников в ряду на один или уменьшить число рядов на один.

Общее число светильников определяем по формуле

. (2.6)

Светильники с люминесцентными лампами могут располагаться вплотную друг к другу либо с разрывами (не более 0,5Нр). При их использовании сначала из светотехнического расчета определяется световой поток ряда люминесцентных светильников ФRр, а затем рассчитывается число светильников в одном ряду:

, (2.7)

где - число ламп в одном светильнике;

- световой поток одной дампы, лм.

При этом расстояние между соседними светильниками в ряду

, (2.8)

где lc - длина одного светильника.

Высота потолка в механическом отделении- 7 м. Высоту рабочей поверхности над полом примем равной 0,8 м. Светильники установим на потолке.

По формуле (2.1) вычисляем значение расчётной высоты подвеса светильников

Нр=7-0-0,8=6,2 м.

Для освещения данного помещения будем применять светильники имеющие тип кривой силы света Г-2, поэтому отношение расстояний между соседними светильниками к расчётной высоте их установки принимаю =0,9. Исходя из этого, предварительно рассчитываем расстояния между соседними светильниками и от крайних светильников до стен:

L=0,9•6,2=5,58 м;l=0,4•5,58=2,23 м.

Далее определяем число рядов светильников и число светильников в каждом ряду по формулам (2.2) и (2.3) соответственно:

, принимаем R=3 ряда;

, принимаем NR=10 светильников в ряду.

Действительные расстояния между рядами светильников и лампами в ряду находятся по формулам (2.4) и 2.5):

м; м.

Отношение , значит неравенство выполняется.

Тогда общее число светильников:

Тип светильников выбираем согласно приложению П1.1 [1]. Расчёт размещения светильников в остальных помещениях производится также, а результаты приведены в таблице 2.1. В таблице 2.1 приведены уточнённые размеры размещения светильников, определённые после вычерчивания их на плане помещения.

Таблица 2.1

Помещение	Механическое отделение	Фрезерный участок	Комната мастера	Инструментальная кладовая	Электрощитовая	ТП
Тип стандартной кривой силы света	Г-2	Г-2	Д-1	Д-1	Д-1	Д-1
Длина помещения , м	48,1	48,1	6,1	6,1	8,2	6,1
Ширина помещения , м	12,1	12,1	5,5	6,1	6,1	3,4
Площадь помещения, м2	582,01	582,01	33,55	37,21	50,02	20,74
Высота помещения Н, м	7	7	3,5	3,5	3,5	3,5
Свес светильника hс, м2	0	0	0	0	0	0
Расчетная высота помещения Нр, м	6,2	6,2	2,7	2,7	2,7	2,7
Число рядов светильников R	3	3	2	2	2	1
Число светильников в ряду	10	10	2	2	4	2
Расстояние от стен до крайних светильников , м	2,23	2,23	1,215	1,215	1,215	1,215
Расстояние между светильниками в ряду , м	4,85	4,85	0,41	1,01	0,96	1,2
Расстояние между рядами светильников, м	3,82	3,82	3,07	3,67	3,67	-
/	1,27	1,27	-	-	-	-

3. Выбор числа и мощности ламп светильников рабочего освещения

Для расчета освещения будем применять метод коэффициента использования светового потока. Данный метод предназначен для расчета общего равномерного освещения при отсутствии крупных затеняющих предметов.

Расчетное значение светового потока одной лампы в каждом светильнике определяется по формуле

,(3.1)

где- нормируемое значение освещенности, лк;

- коэффициент запаса (выбор значений коэффициента запаса описан в пункте 1.2);

- освещаемая площадь, м2;

- количество светильников, шт;

- коэффициент использования светового потока осветительной установки, о.е; - отношение средней освещённости к минимальной.

Коэффициент характеризует неравномерность освещенности и в значительной степени зависит от соотношения L/ Hр.

- для ламп накаливания и газоразрядных ламп типов ДРЛ, ДРИ, ДНаТи т.п.

- для люминесцентных ламп, расположенных в виде светящих линий.

Под коэффициентом использования светового потока понимают отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к световому потоку источника света. Его значение принимается по таблице 8.1, [1] в зависимости от коэффициентов отражения поверхностей помещения: потолка - , стен - , расчетной поверхности - и от индекса помещения

.(3.2)

Для последующих расчетов в соответствии с таблицей 8.2, [1] примем для всех помещений цеха следующие значения коэффициентов отражения:

(плоскость со светлой поверхностью: побеленный или чистый бетонный потолок);

(плоскость с серой поверхностью: бетонные стены с окнами);

(плоскость с темной поверхностью).

По найденному значению Флр выбирается лампа ближайшей стандартной мощности, значение светового потока которой отличается от Флр не более чем на -10 ч +20%.

Рассмотрим расчет освещения механического отделения методом коэффициента использования.

По формуле (3.2) определяем индекс нашего помещения с учетом известных нам величин:

ширина В=12,1м;

длина А=48,1 м;

расчетная высота Нр=6,2 м;

.



По таблице 8.2, [1] с учетом принятых ранее коэффициентов отражения и стандартной КСС (Г-2) методом интерполяции определяем коэффициент использования осветительной установки:

.

Расчётное значение светового потока одной лампы светильника:

лм.

Все недостающие параметры см. в табл. 2.1.

По расчитанному значению потока одной лампы выбираем стандартные источники света - светильники РСП18-250 с лампами ДРЛ 250. Номинальный световой поток выбранного источника света Фном=13500 лм.

Таким образом, отклонение светового потока от необходимого расчетного значения составит:

, что находится в допустимых пределах.

Таким образом, к установке принимаем лампы ДРЛ 250 (Фл=13500 лм, Рл=250 Вт) и выбираем для нее светильник РСП18 (степень защиты IP20 соответствует нормальным условиям окружающей среды).

Далее рассчитываются аналогично остальные. Все необходимые для расчёта данные и соответствующие результаты сведены в таблицы 3.1 и 3.2.

Наименованиепомещения	Длина	Ширина	Расчетная высота	Площадь	Нормируемая освещенность	Коэффициент запаса	Коэффициент использования осветительной установки	Индекс помещения	Расчётное значение светового потока одной лампы светильника	Принятый стандартный поток лампы	Отклонение светового потока
	, м	, м	, м	, м2	, лк		, %		, лм	, лм	,
Механическое отделение	48,1	12,1	6,2	582	300	1,4	0,69	1,56	13580,2	13500	-0,6
Фрезерный участок	48,1	12,1	6,2	582	300	1,4	0,69	1,56	13580,2	13500	-0,6
Комната мастера	6,1	5,5	2,7	33,55	300	1,4	0,48	1,07	4036,5	4000	-0,9
Инструментальная кладовая	6,1	6,1	2,7	37,21	75	1,4	0,49	1,13	2192,8	2300	4,9
Электрощитовая	8,2	6,1	2,7	50,02	150	1,4	0,53	1,3	1362,6	1350	-0,9
ТП	6,1	3,4	2,7	20,74	75	1,4	0,42	0,8	2851,8	2850	-0,06

Таблица 3.1

Таблица 3.2

№ п/п	Наименование помещения	Число принятых к установке светильников	Тип светильников	КПД, %	Степень защиты	Тип лампы
1	Механическое отделение	30	РСП18-250	75	IP20	ДРЛ250(10)
2	Фрезерный участок	30	РСП18-250	75	IP20	ДРЛ250(10)
3	Комната мастера	4	ЛСП18-2x58	70	IP54	ЛБ58
4	Инструментальная кладовая	4	ЛСП18-36	70	IP54	ЛБ36
5	Электрощитовая	8	ЛСП18-2x18	70	IP54	ЛБ18
6	ТП	2	ЛСП18-36	70	IP54	ЛБ36

4. Выбор числа и мощности ламп светильников аварийного освещения

Аварийное эвакуационное освещение, как правило, рассчитывается с помощью точечного метода. В соответствии с нормативными требованиями, аварийное эвакуационное освещение должно обеспечивать освещенность на полу основных проходов не менее 0,5 лк. Для того, что проверить выполнение этого условия, рассчитаем освещенность, создаваемую светильниками аварийного освещения в контрольных точках. Расчетная высота для контрольных точек определяется расстоянием от светильника до пола, т.е. .

В механическом отделении имеется два основных прохода к выходу помещения шириной 3,5 метров. В качестве светильников аварийного освещения выделим из числа рабочих светильников РСП18 с лампами ДРЛ-250 три светильника, которые будут питаться от ПР, включенного постоянно. В этом случае в качестве контрольных точек с наименьшей освещённостью выберем точку А1 (на основном проходе, расположенную у выхода) и точку А2 (на основном проходе, расположенную у выхода).

Принятые светильники имеют кривую силы света Г-2. и работают с лампами ДРЛ-250. В этих точках минимальная освещённость на полу должна составлять 0,5 лк. Зная расстояние от контрольных точек А1 и А2 до оси светильников (d1=12,5 м,d2=11,7м), рассчитаем освещенность в них точечным методом:

(4.1)

(4.2)



где - световой поток лампы аварийного освещения, лм;

- коэффициент дополнительной освещённости, учитываемый освещённость неучтённых источников света.

В точке А1:

, .

определим по табл. 8.11 [1] для и КСС Г-2 с помощью метода линейной интерполяции:лк.

лк,

лк.

Полученное значения освещённости удовлетворяет требованиям аварийного эвакуационного освещения, так как 2,54лк больше требуемого значения 0,5 лк. Расчёт в контрольной точке А2 не обязателен т.к. расстояние от оси светильников до контрольной точки А1>А2.

Аналогично производим расчет аварийного освещения в контрольных точках для ТП и фрезерного участка. Результаты сводим в табл. 4.1:

Таблица 4.1

Освещенность аварийного освещения в контрольных точках.

Контрольная точка	помещение	d,м	Е(АЭО), лк	Еmin, лк
А1	Механическое отделение	12,5	2,54	0,5
А3	Фрезерный участок	13	1,91	0,5
А4	ТП	3,4	14,85	0,5



Над выходами из помещения цеха устанавливаем светильники с пиктограммой "Выход" типа ЛБО22-6 с компактной люминесцентной лампой.

В остальных помещениях аварийное освещение не требуется.



5. Разработка схем питания осветительных установок рабочего и

аварийного освещения

Выбор схем осветительных установок производится с учётом всех условий электроснабжения проектируемого объекта. При этом для обеспечения необходимого качества освещения большое значение имеет выбор источника питания (ИП). На большинстве промышленных предприятий питание осветительных установок осуществляется от общих для силовой и осветительной нагрузки трансформаторов с низшим напряжением 0,4/0,23 кВ. В данной курсовой работе источник питания задан однотрансформаторной подстанцией мощностью 1000кВ•А.

Не рекомендуется подключать сеть электрического освещения к трансформаторам, к которым присоединены электроприёмники, способные ухудшать показатели качества напряжения. В обоснованных случаях осветительные установки могут получать энергию от отдельных ТП.

Рабочее освещение, как правило, питается самостоятельно линиями от шин РУ до 1 кВ ТП или от головных участков магистральных шинопроводов. Питающая осветительная сеть в большинстве случаев выполняется двухступенчатой. К первой ступени относятся линии, связывающие ТП с промежуточными распределительными щитками освещения (РЩО), а ко второй - линии от РЩО до групповых щитков. Электрические осветительные сети разделяются на питающие линии и групповые сети.

Рабочее и аварийное освещение получает питание от однотрансформаторной ТП, расположенной в соседнем помещении. Расстояние от щитков освещения до трансформатора составляет 65 м. Схема питания изображена на рисунке 5.1.



Рис. 5.1 Схема питания рабочего и аварийного освещения от однотрансформаторной подстанции

6. Выбор типа групповых щитков и мест их расположения

Осветительные щитки предназначены для приема и распределения электроэнергии в осветительных установках, для управления освещением, а также для защиты групповых линий при длительных перегрузках и коротких замыканиях. Щитки выбираются с учетом условий окружающей среды, количества присоединяемых к ним линий, их расчетных токов и требуемых защитных аппаратов.

Для питания освещения с лампами ДРЛ при необходимости компенсации реактивной мощности используются осветительные щитки напольной установки ПР41 с конденсаторами. Эти щитки могут выпускаться и без конденсаторов.

Групповые осветительные щитки должны располагаться в помещениях с благоприятными условиями среды и удобных для обслуживания, по возможности ближе к центру питаемых от них нагрузок. Нельзя размещать их в кабинетах, складах и других запираемых помещениях. Не следует также устанавливать осветительные щитки во взрыво- и пожароопасных помещениях.

Исходя из этого, щитки освещения устанавливаем возле входа в механический цех . Управление освещением этого цеха осуществляется путем использования автоматических выключателей, защищающих групповые линии. Для управления освещением остальных помещений предусмотрены выключатели, устанавливаемые внутри или снаружи помещений возле входной двери.

Щитки освещения выбираются в зависимости от требуемого количества автоматических выключателей и расчетных токов присоединяемых линий.

Таким образом, для групповых линий рабочего освещения по таблице 14.3, [1] выбираем щиток ПР41-4303-43У4, в котором применяются:

1 вводной трехполюсный автоматический выключатель ВА 61F29-3C с комбинированным расцепителем ;

19 групповых однополюсных выключателей ВА 61F29-1В с комбинированным расцепителем .

Один выключатель является резервным.

В качестве щитка аварийного освещения принимаем по таблице 14.3, [1] щиток ПР41-4301-43У4 , в котором применяются:

1 вводной трехполюсный автоматический выключатель ВА 61F29-3C с комбинированным расцепителем;

8 групповых однополюсных выключателей ВА 61F29-1В с комбинированным расцепителем.

Рис.6.1 - Места установки выключателей.



7. Выбор марки проводов и способа прокладки сети

В осветительных сетях промышленных предприятий, как правило, применяются провода и кабели с алюминиевыми жилами (поскольку помещение цеха с нормальными условиями среды, использование проводов и кабелей с медными жилами технически не обосновано). Наметим основные решения по конструктивному исполнению осветительных сетей. Линии С7 принимаем в однофазном исполнении и выполняем трехжильным кабелем (фазный, нулевой защитный и нулевой рабочий проводники). Кабель прокладывается открыто по строительным элементам здания с креплением скобами. Групповые линии С1, С2, С3, С4, С5,С6 (рис.6.1.) принимаются трехфазными и выполняются пятижильными кабелями, прокладываются в воздухе, крепятся скобамина потолках. Питающие линии П1 и П2 выполняются пятижильными кабелями. Из экономических соображений для всех линий выбираем кабели с алюминиевыми жилами марки АВВГ. Таким образом, питающие линии выполняются кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке без защитного покрова.Принимаем прокладку кабеля от низковольтного щита ТП до щитков освещения в коробе. Данные о выборе марки проводов и способа прокладки сети приведены в таблице 7.1

Наименование помещения	Линия	Длина, м	Марка выбранного кабеля	Способ прокладки
Механическое отделение	С1;С2;С3	11,4; 15,2; 19;	АВВГ	в воздухе
Фрезерный участок	С4,С5,С6	24; 27,8; 31,5	АВВГ	в воздухе
ТП, электрощитовая, инструментальная кладовая, комната мастера	С7	47,1	АВВГ	по стене

Таблица7.1



8. Определение сечения проводов и кабелей

Допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети рассчитывают по формуле

, (8.1)

где - напряжение холостого хода на шинах низшего напряжения трансформатора, ;

- минимально допустимое напряжение у наиболее удалённой лампы, ;

- потери напряжения в трансформаторе, к которому подключена осветительная установка, %.

С учетом значений и выражение (8.1) может быть представлено в виде

. (8.2)

Потери напряжения в трансформаторах определяются по формуле

, (8.3)

где - коэффициент загрузки трансформатора;

и - активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

- коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

Значения и определяются по формулам

; (8.4)

, (8.5)

где - потери короткого замыкания, кВт;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

- напряжение короткого замыкания, %.

Сечение проводников (в мм2) осветительной сети по допустимой потере напряжения определяется по формуле:

, (8.6)

где М - момент нагрузки рассматриваемого участка сети, кВт•м;

с - расчетный коэффициент, величина которого принимается по таблице 12.11, [1].

Полученное значение сечения округляют до ближайшего большего стандартного.

В общем случае для линий длиной L с сосредоточенной нагрузкой Ррмомент нагрузки:

. (8.7)

Если группа светильников одинаковой мощности присоединяется к групповой линии с равными интервалами l, то рассредоточенная нагрузка линии заменяется суммарной сосредоточенной, приложенной в середине участка. Тогда значение L определяется по формуле

, (8.8)

где l1 - длина участка линии от осветительного щитка до первого светильника;

- число светильников в одном ряду.

Если линия состоит из нескольких участков с одинаковым сечением и различными нагрузками, то суммарный момент нагрузки равен сумме моментов нагрузок отдельных участков.

(8.9)

Фактическая потеря напряжения в линии при известном сечении

. (8.10)

При расчете разветвленной осветительной сети по условию минимума расхода цветного металла сечение проводников до разветвления определяется по приведенному моменту нагрузки Мпр:

. (8.11)

Приведенный момент рассчитывается по формуле

, (8.12)

где - сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов линии, что и на данном участке;

- сумма приведенных моментов участков с другим числом проводов;

- коэффициент приведения моментов, который принимается по таблице 12.12, [1].

По найденному по (8.11) сечению проводников и собственному моменту нагрузки по формуле (8.10) вычисляется фактическая потеря напряжения на питающем участке сети . Последующие участки рассчитываются по оставшейся величине допустимой потери напряжения:

. (8.13)

После определения сечения проводника, осуществляют его проверку по нагреву током, который определяется по формулам:

- для трехфазной сети (пятипроводной)

; (8.14)

- для однофазной сети (трехпроводной)

, (8.15)

где и - соответственно номинальное фазное и междуфазное напряжение сети;

- коэффициент мощности активной нагрузки.

Принимаем - для люминесцентных ламп;

- для ламп типа ДРЛ, ДРИ и т.п.;

- для ламп накаливания;

Для участка сети, питающего групповые линии с разными величинами , определяется средневзвешенное значение коэффициента мощности по выражению

, (8.16)

где - коэффициент мощности нагрузки i-й линии;

- расчетная мощность осветительной нагрузки i-й линии;

n - количество групповых линий.

Расчетная нагрузка на вводе в здание или в начале питающей линии вычисляется по формуле

, (8.17)

где - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

- коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре i-й газоразрядной лампы;

- номинальная мощность i-й лампы;

n - количество ламп, питающихся по линии (установленных в здании или помещении).

Коэффициент спроса для расчета групповой сети рабочего освещения и аварийного эвакуационного освещения следует принимать равным

Значение принимается равным:

1,0 - для ламп накаливания;

1,1 - для ламп типа ДРЛ, ДРИ;

1,2 - для люминесцентных ламп со стартерной схемой пуска.

Принимаем трансформатор ТМГ15-1000/10 с номинальными параметрами:

кВ, кВ, кВт, .

По формуле (8.4) и (8.5)

;

Потери напряжения в трансформаторе найдем по формуле (8.3), предварительно задавшись значением коэффициента загрузки трансформатора =0,93 и коэффициентом мощности :

Допустимое значение потерь напряжения рассчитаем по формуле (8.2)

.

Расчетная схема осветительной сети рабочего и аварийного освещения представлена на рисунке 8.1.

Рис. 8.1 Расчетная схема осветительной сети

Используя формулу (8.17) определим расчетные нагрузки линий рабочего и аварийного освещения. По формуле (8.16) определим средневзвешенное значение коэффициента мощности. Необходимые данные и результаты сведем в таблицу 8.1.



Таблица 8.1

Линия	Количество и тип ламп/ Номинальная мощность одной лампы	Pном, Вт	КПРА	Ppi, Вт	cosцi	cosц
С1	10 ДРЛЧ250 Вт	2500	1,1	2750	0,5	0,5
С2	7 ДРЛЧ250 Вт	1750	1,1	1925	0,5	0,5
С3	10 ДРЛЧ250 Вт	2500	1,1	2750	0,5	0,5
С4	10 ДРЛЧ250 Вт	2500	1,1	2750	0,5	0,5
С5	7 ДРЛЧ250 Вт	1750	1,1	1925	0,5	0,5
С6	10 ДРЛЧ250 Вт	2500	1,1	2750	0,5	0,5
С7	4 ЛЛЧ58 Вт	464	1,2	1119	0,92	0,92
	4 ЛЛЧ36 Вт	144	1,2
	8 ЛЛЧ18 Вт	288	1,2
	1 ЛЛЧ36 Вт	36	1,2
РрРО=	15969		0,53
С8	4 ЛЛЧ6 Вт	24	1,2	29	0,92	0,92
С9	1 ЛЛЧ36 Вт	36	1,2	43,2	0,92	0,92
C10	3 ДРЛЧ250 Вт	750	1,1	825	0,5	0,5
C11	3 ДРЛЧ250 Вт	750	1,1	825	0,5	0,5
РрАО=	1722		0,52

Определим собственные моменты линий.

По формуле (8.7) момент питающих линий рабочего и аварийного освещения, а также моменты групповых линий равны:

кВт·м;

кВт·м;

По формуле (8.8),(8.9) найдем следующие моменты:

Найдем приведенные моменты для питающих линий по формуле (8.12):

,

где - коэффициент приведения моментов (для трехфазной с нулевым рабочим проводником линии и однофазного ответвления).

По формуле (8.11) приняв по таблице 12.11, [1] с=48 (для алюминиевых проводников в системе трехфазной сети с нулевым рабочим проводником) определим сечение питающей линии рабочего освещения:

.

По таблице 12.6, [1] выбираем кабель марки АВВГ, пятижильный, для прокладки в воздухе, с сечением токопроводящей жилы F= 16 мм2 и допустимым длительным током кабеля

По формуле (8.14) с использованием данных таблицы 8.1 проверим кабель выбранного сечения на нагрев, определив расчетный ток:

А.

Так как 55,2>43,5, то выбранное по допустимой потере напряжения сечение жил кабеля проходит по нагреву расчетным током.

Определим фактическую потерю напряжения в питающей линии по (8.10)

Вычисляем оставшуюся величину допустимой потери напряжения, по которой рассчитываются групповые линии, формула (8.13):

Аналогичный расчет произведем для остальных линий. Необходимые данные и результаты сведем в таблицу 8.2.

Таблица 8.2
Наименование помещения	Линия	Длина, м			с									Марка выбранного кабеля	Способ прокладки
Рабочее освещение
Механическое отделение	С1	11,4	-	91,4	48	5,12	0,37	2,5	0,76	17,48	2,75	0,5	7,94	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
	С2	15,2	-	71,9	48	5,12	0,29	2,5	0,6	17,48	1,925	0,5	5,56	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
	С3	19	-	112,3	48	5,12	0,46	2,5	0,94	17,48	2,75	0,5	7,94	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
Фрезерный участок	С4	24	-	126	48	5,12	0,51	2,5	1,05	17,48	2,75	0,5	7,94	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
	С5	27,8		96,2	48	5,12	0,39	2,5	0,8	17,48	1,925	0,5	5,56	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
	С6	31,5	-	146,6	48	5,12	0,6	2,5	1,22	17,48	2,75	0,5	7,94	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
ТП, электрощитовая, инструм. кладовая, комната мастера	С7	47,1	-	32,7	8	5,12	0,8	2,5	0,06	17,48	1,12	0,92	1,76	АВВГ-3Ч2,5	по стене
	П1	65	1743	1038	48	6,47	5,61	16	1,35	55,2	15,969	0,53	43,5	АВВГ- 5Ч16	в коробе
Аварийное эвакуационное освещение
Основной проход	С8	117,5	-	1,78	8	5,54	0,04	2,5	0,09	17,48	0,029	0,92	0,05	АВВГ-3Ч2,5	по стене
ТП	C9	19,1	-	0,83	8	5,54	0,02	2,5	0,04	17,48	0,0432	0,92	0,07	АВВГ-3Ч2,5	по стене
Фрезерный участок	С10	41,5	-	47,6	48	5,54	0,18	2,5	0,4	17,48	0,825	0,5	2,38	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
Мех. отдел.	С11	29	-	36,3	48	5,54	0,14	2,5	0,3	17,48	0,825	0,5	2,38	АВВГ-5Ч2,5	в воздухе
	П2	65	200,7	111,9	48	6,47	0,65	2,5	0,93	17,48	1,722	0,52	4,78	АВВГ-5Ч2,5	в коробе

9. Выбор защитных аппаратов

В щитке рабочего освещения ЩРО 8505-1409 установлено 8 групповых и 1 вводной автомат. Для линии С1 - С8- устанавливаем один автомат ВА 61F29-1Всноминальным током автомата 63 А. Для питающей линии П1 устанавливаем вводной автоматический выключатель ВА 61F29-3C с номинальным током автомата 63 А.

В щитке аварийного эвакуационного освещения ЩО 8505-0504 установлено 1 групповой и 1 вводной автомат. Для линии С9 - устанавливаем один автомат ВА 61F29-1В с номинальным током 63 А. Для питающей линии П2 устанавливаем вводной автоматический выключатель ВА 61F29-3C с номинальным током 63 А.

Выбор номинального тока расцепителя автомата, защищающего линию, осуществляется по условию:

(9.1)

где - расчетный ток линии, А;

Ток срабатывания расцепителя определяется по формуле:

(9.2)

гдекотс - кратность токовой отсечки.

Приведем пример расчета номинального тока расцепителя автоматического выключателя для питающей линии П1.

;

А.

Принимаем из ряда стандартных значений автоматический выключатель ВА 61F29-3C с номинальным током расцепителяIн.р = 20А.

Приняв кратность токовой отсечки котс=5, определим ток срабатывания расцепителя:

А.

Произведем аналогичные вычисления для остальных линий, результаты занесем в таблицу 9.1.

Выбор автоматических выключателей

Таблица 9.1

Линия	Расчетный ток линии Iр, А	Количество автоматов, шт	Тип автомата		Iн.р, А	котс	Iср.р, А
Рабочее освещение
С1	3,93	1	ВА 61F29-1В	1	4	3	12
С2	3,93	1	ВА 61F29-1В	1	4	3	12
С3	3,93	1	ВА 61F29-1В	1	4	3	12
С4	2,62	1	ВА 61F29-1В	1	3,2	3	9,6
С5	2,62	1	ВА 61F29-1В	1	3,2	3	9,6
С6	0,54	1	ВА 61F29-1В	1	0,8	3	2,4
С7	0,54	1	ВА 61F29-1В	1	0,8	3	2,4
С8	0,87	1	ВА 61F29-1В	1	1	3	3
П1	19	1	ВА 61F29-3С	1	20	5	100
Аварийное эвакуационное освещение
С9	0,87	1	ВА 61F29-1В	1	1	3	3
П2	0,87	1	ВА 61F29-3С	1	1	5	5



10. Проверка выбранного сечения проводов и кабелей на соответствие защитным аппаратам

Выбранные сечения проводников должны соответствовать их защитным аппаратам, что проверяется по условию:

, (10.1)

где - кратность длительно допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата;

- номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;

- поправочный коэффициент на условия прокладки.

Допускается применение ближайшего меньшего сечения проводника, но не меньшего, чем это требуется по условию нагрева расчетным током, если сеть не требует защиты от перегрузки.

В сетях, не требующих защиты от перегрузки, принимаются следующие минимальные значения коэффициента :

1,0 - для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой;

0,8 - для тока троганиярасцепителя автоматического выключателя с регулируемой, обратно зависимой от тока характеристикой.

В качестве выступает номинальный ток расцепителя. Приняв и осуществим проверку выбранного сечения кабелей на соответствие защитным аппаратам.

Для линии С1: Iдоп.=19,32 А; Iн.р =4 А - условие выполняется

Аналогичная проверка и для остальных линий. Необходимые параметры сведем в таблицу 10.1.

Таблица 10.1

Линия	Iдоп, А	Iн.р, А
Рабочее освещение
С1	19,32	4	4
С2	19,32	4	4
С3	19,32	4	4
С4	24,84	3,2	3,2
С5	24,84	3,2	3,2
С6	19,32	0,8	0,8
С7	19,32	0,8	0,8
С8	19,32	1	1
П1	38,64	20	20

Аварийное эвакуационное освещение
С9	19,32	1	1
П2	19,32	1	1

Из таблицы видно, что условие (10.1) выполняется для всех линий. Можно сделать вывод, что все сечения проводников выбраны верно.



Литература

Козловская В.Б. Электрическое освещение: справочник /В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н.Сацукевич. - Минск: Техноперспектива, 2007. - 255с.

Козловская В.Б. Проектирование систем электрического освещения: учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)» / В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - Минск: БНТУ, 2008. - 133с.

Справочная книга для проектирования электрического освещения./ Г.М. Кнорринг, И.М. Фадин, В.Н. Сидоров - 2-е изд., перераб. И доп. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт - Петербургское отделение, 1992. - 448с.

Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга - Л.: Энергия. 1976. - 384с.

Справочная книга по светотехнике. Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472с. освещение аварийный провод защитный

Радкевич В.Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. - Мн.: НПООО «Пион»,2001. - 292 с.

Размещено на Allbest.ru

...