Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Анализ технического состояния сетей наружного освещения свидетельствует о большом проценте износа электросетевого оборудования; необходима реконструкция сетей наружного освещения на территории АО "Сергачский сахарный завод". Необходимость совершенствования систем наружного освещения сельских 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 Характеристика объекта АО "Сергачский сахарный завод"

Сергачский сахарный завод мощностью 3000 тонн переработки свеклы в сутки был пущен в эксплуатацию в 1967 году. В 1978 году введен в эксплуатацию дрожжевой цех. Проектная мощность дрожжевого цеха 6300 тонн хлебопекарных дрожжей в сутки. Открытое акционерное общество «Нижегородский сахарный комбинат» (далее - ОАО «Нижегородсахар» или Общество) образовано в соответствии с решением учредителей от 27 октября 1992 года путем реорганизации акционерного общества закрытого типа «Сергачсахар» и является его преемником.

В 2004 году ОАО «Нижегородсахар» вошел в состав вертикально интегрированного холдинга «Золотой колос», тогда же для увеличения сырьевой базы была создана агрофирма, занимающаяся выращиванием сахарной свеклы.

В мае 2010 года было принято решение о реализации пакета акций ОАО «Нижегородсахар» ОАО «Холдинговая Компания «Акбарс». В октябре 2010 года по заявлению одного из кредиторов на ОАО «Нижегородсахар» была введена процедура банкротства. 10 мая 2011 года Решением арбитражного суда Нижегородской области ОАО «Нижегородсахар» признан банкротом, в отношении него открыто конкурсное производство.

На собрании кредиторов ОАО «Нижегородсахар» 14.11.2012 года было принято решение о замещении активов путем внесения всего имущества в уставной капитал ОАО «Сергачский сахарный завод». ОАО «Сергачский сахарный завод» зарегистрирован 01.07.2013 года. Уставный капитал предприятия 980,973 млн. рублей.

В конце 2015 года собственник завода ОАО «ХК «Ак Барс» принял решение о невозможности продолжения ведения бизнеса в Нижегородской области.

В мае 2016 года находившийся на грани банкротства Сергачский сахарный завод был взят под управление Нижегородской Агрофирмой «Весна», основанной акционерами и топ-менеджерами Агрохолдинга «АФГ Националь» с целью возрождения предприятия и увеличения производства сахара в Нижегородской области.

Сергачский сахарный завод является единственным сахарным заводом в Нижегородской области.

Основными видами деятельности общества являются:

- производство сахара;

- производство готовых к употреблению пищевых продуктов и заготовок для их приготовления;

- производство общестроительных работ по строительству зданий и сооружений;

- оптовая торговля пищевыми продуктами, включая напитки и табачные изделия;

- оптовая торговля пищевыми продуктами, включая напитки и табачные изделия в специализированных магазинах;

- деятельность агентов по торговле сельскохозяйственным сырьем и полуфабрикатами;

- розничная торговля автотранспортными средствами;

- деятельность автомобильного грузового транспорта;

- сдача в наем собственного недвижимого имущества;

- удаление и обработка сточных вод.

Сахарную отрасль РФ отличает высокая конкуренция и плотность рынка (максимальная доля рынка по производству сахара в сезоне 2016 года 3,49% -Успенский сахарный завод, минимальная 0,09% Чеченский сахарный завод). АО «Сергачский сахарный завод» в 2016 году занял 72 место по производству сахара с долей рынка 0,4% из 75 работающих заводов. Сергачский сахарный завод входит в группу из 11 заводов с объемами переработки свеклы менее 300 тысяч тонн за сезон, по выходу сахара завод занял 19 место в России.

В 2016 году переработкой сахарной свеклы было занято 75 сахарных заводов. Российскими сахарными заводами в сезон выработано 6,08 (в 2015 году - 5,2) млн. тонн свекловичного сахара-песка. Средний объем выработки свекловичного сахара по России на один завод составил 81 106 (в 2015 году - 72 924) тонн. Выработка сахара на АО «Сергачский сахарный завод» за сезон 2016 года - 24022 тонны.

Основными конкурентами АО «Сергачский сахарный завод» в отрасли являются близлежащие заводы, расположенные в Республике Татарстан, Республике Мордовия и Ульяновской области: Буинский сахарный завод, Заинский сахарный завод, Ульяновский сахарный завод, Нурлатский сахарный завод, Ромодановский сахарный завод.

За сезон в 2016 году переработано 166,5 тыс. тонн сахарной свеклы и выработано 24 тыс. тонн сахарного песка при выходе 14,39%, произведено 5693 тонн патоки. Среднесуточная мощность переработки составила 2602 тонн. Значительно снизился за счет повышения производительности расход известкового камня и условного топлива.

Выручка от реализации готовой продукции, работ и услуг за отчетный период составила 808 483 тысячи рублей.

Наибольший удельный вес в выручке от производственной деятельности составляет выручка от реализации сахара - 96 %, 3 % от реализации патоки, от реализации услуг 1%.

Совет директоров оценивает итоги развития общества по приоритетным направлениям его деятельности в 2016 году как соответствующие ожидаемым. В течение этого периода своей деятельности ОАО «Сергачский сахарный завод» сумело обеспечить функционирование компании с прибылью 957 тыс. рублей по итогам отчетного года.

Среднесписочная численность в 2016 году - 498 человек, что на 25 человек (на 5%) больше прошлого года. Фонд оплаты труда - 107 026 тысяч рублей, среднемесячная заработная плата составила 19 532 рублей (увеличение к 2015 году 6,6%).

Из общей численности 64 человека составляют работники пенсионного возраста, 61 человек предпенсионного (5лет до пенсии), 32 человека молодежь до 30 лет. Высшее образование имеют 48 человек (10%), средне-специальное и техническое образование имеют 287 человек (58%), 91 человек имеет полное среднее образование, остальные 72 человека основное среднее образование.

1.2 Основная задача работы

Техническое состояние сетей наружного освещения находится в плохом состоянии. На деревянных опорах 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», 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.

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.

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.

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
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
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.

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

Таблица 4. Нормируемая 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
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).

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.

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.

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.

Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» коэффициент запаса К3 при проектировании искусственного наружного освещения для газоразрядных ламп равен 1,5.

Таблица 5. Нормы коэффициента запаса для проектирования различных видов освещения

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.

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

Условные обозначения:

Н -- высота опоры;

S -- шаг между опорами;

Еср -- средняя освещенность;

Е0 -- равномерность по освещенности Емин / Еср;

Lср -- средняя яркость;

L0 -- равномерность по яркости Lмин / Lср;

LI -- равномерность яркости вдоль полосы Lмин / Lmax;

TL -- показатель ослепленности.

Одним из решений является замена традиционных ламп ДРЛ и ДНАТ для светильников уличного освещения на светодиодные лампы без замены светильников.

Светодиодные лампы POWERLEDS Е40 предназначены для замены ламп ДРЛ и ДНАТ в светильниках для освещения улиц, автодорог и других объектов городского хозяйства.

Светодиодные лампы могут быть установлены в уже существующие светильники городского уличного освещения, что значительно сэкономит средства городского бюджета при переходе на светодиодное освещение. В данном случае замена обычных светильников на светодиодные светильники не требуется. Переход на светодиодное освещение улиц осуществляется заменой только ламп. Что является основным преимуществом предлагаемых решений.

Приведем сравнение по основным эксплуатационным параметрам светильников уличного освещения с лампами ДРЛ и светодиодными лампами POWERLEDS E40.

Таблица 6. Сравнение по основным эксплуатационным параметрам светильников уличного освещения с лампами ДРЛ и светодиодными лампами POWERLEDS E40

Наименование характеристики	Светильник с лампой ДРЛ 250Вт	Светодиодный светильник на основе ЖКУ 16-250
Срок службы источника света, час	11.000 (падение на 30% через 3 мес.)	50.000
Использование светового потока, %	65	95
Световой поток, лм	4200 (с отражателем)	2760
Световой поток лампы, лм	12000 (падение на 30% через 3 мес.)	2760
Затраты на обслуживание	560 руб./ час	0
Кол-во ламп, заменяемых в течение года, шт	3-9	0
Стоимость светильника с лампой, руб	3000	13300,00
Цена лампы, руб	80-260	0
Специальная утилизация источников света	да	нет
Стоимость утилизации лампы, руб	19	0
Эксплуатационные затраты, включая стоимость замены ламп, руб	1650-3240	0
Напряжение питания, В	220 +/- 5%	120-264
Потребляемая мощность, Вт	330	30
Пусковой ток, А	2,1	0,34
Потребляемый ток, А	1,4	0,34
Нагрузка на электросети	Пусковая, коэффициент запаса по сечению кабеля 1,3	отсутствует
Виброустойчивость	нет	да
Устойчивость к перепадам напряжения	нет	да
Стабильность работы при низких температурах	нет	до - 60
Наличие стробоскопического эффекта	50 Гц	нет
Контрастность и цветопередача, К	3200	5000
Экологическая безопасность	нет	да
Температура окружающей среды	0	-60 - +40
Масса, кг	11	8,5
Степень, IP	до IP 53	67
Время, для полного включения, мин	1-5	1/60

Как видно из таблицы, светодиодные светильники на основе светодиодных ламп POWERLEDS E40 имеют ряд преимуществ перед традиционными светильниками уличного освещения. Перечислим основные:

- светодиодные лампы POWERLEDS E40 могут быть установлены в уже существующие светильники. Замена светильников не нужна. Меняются только лампы.

- переход на светодиодное освещение городских улиц требует меньше первоначальных затрат и быстрее окупается

- после окончания срока эксплуатации светодиодов при использовании необслуживаемых светодиодных светильников требуется полная замена дорогостоящих светильников,

- при использовании светодиодных ламп - необходимо просто заменить лампы,

- стоимость светодиодных светильников на основе светодиодных ламп на 20-30% меньше, чем необслуживаемых светодиодных светильников.

Специалистами компании "СТК Системы освещения" на основе технических данных, приведенных в Таблице, был сделан расчет окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы в светильниках уличного освещения.

Экономическая выгода от внедрения светодиодных светильников на основе светодиодных ламп POWERLEDS для уличного освещения складывается из двух основных составляющих: экономия на стоимости владения, экономия на снижении затрат на электроэнергию.

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.

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.

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.

трансформаторный осветительный энергосистема

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:

где: P - мощность лампы;

n - число светильников на линии.

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

При однородной нагрузке потребителей реактивную мощность находят по формуле:

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:

,

и в двух проводной сети:

где Р - активная мощность нагрузки одной или трех фаз, Вт; - номинальное напряжение сети, В.; - коэффициент мощности нагрузки.

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.

Выбираем сечение проводов СИП, которое соответствует рассчитанному длительному току нагрузки. Заносим данные в таблицу 7.

Таблица 7. 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:

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, выражают в процентах от номинального напряжения:

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 %.

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:



где IРАСЧ ? расчетное значение длительно допустимого тока, А, IДОП - длительно допустимый ток проводника из справочника, А

Проверяем выбранные провода по условию:

- 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.

4. Эксплуатация осветительных установок

Основной задачей технического обслуживания осветительных установок является сохранение в процессе эксплуатации количественных и качественных показателей осветительных установок, предусмотренных проектом, так как они определяют эффективность и комфортность освещения. В соответствии с этим техническое обслуживание заключается в своевременной чистке отражающей поверхности и световых проемов, планово-предупредительном ремонте (ППР), направленном в основном на своевременную замену перегоревших ламп и других вышедших из строя электротехнических изделий.

При приемке осветительных установок в эксплуатацию на нее заводят журнал, содержащий сведения о типах используемых отражающих поверхностей, освещенности в контрольных точках, графиках ППР и периодического осмотра. Сроки периодического обслуживания осветительных установок приведены в таблице 8.

Снижение освещенности на рабочих местах обусловлено рядом причин, основными из которых являются следующие:

- загрязнение ИС и осветительной арматуры отражающей поверхности, а также стен и потолков помещений;

- снижение КПД отражающей поверхности из-за влияния окружающей среды на коэффициенты отражения и пропускания материалов светотехнической арматуры;

- снижение световой отдачи источника света в процессе эксплуатации, а также перегорание отдельных источников света.

Определенное восстановление освещенности обеспечивают периодической чисткой отражающей поверхностей, сроки которой зависят от состояния окружающей среды. Выделяют четыре вида чисток отражающих поверхностей общего освещения:

- сухую чистку на месте установки без снятия отражающей поверхности;

- мокрую чистку на месте установки без снятия отражающей поверхности;

- сухую или мокрую чистку со снятием отражающей поверхности около места его установки;

- мокрую чистку в мастерской.

Таблица 8. Сроки периодического обслуживания осветительных установок

Вид обслуживания	Периодичность, раз в месяц, не реже
Проверка освещенности	12
Измерение нагрузок и напряжений в отдельных точках электрической сети	12
Проверка состояния стационарного оборудования и электропроводки рабочего и аварийного освещения на соответствие номинальных токов расцепителей расчетным	12
Проверка исправности систем аварийного и эвакуационного освещения (аппаратов и сетей)	3
Испытание и измерение сопротивления изоляции проводов и кабелей РО и АО, проверка заземления ОП в помещениях:
- с нормальной средой	12
- в сырых с химически активной средой	6
Испытание изоляции стационарных трансформаторов с вторичным напряжением 12 - 42 В	12
То же, для переносных трансформаторов	1
Осмотр опор, кронштейнов и тросовых растяжек	6
Чистка ламп и осветительной арматуры ОП	По графику
Чистка стекол световых проемов в помещениях с выделением пыли, дыма, копоти:
- незначительным	6
- значительным	3
Окраска стен, потолков, оборудования	По графику

Чистку отражающей поверхности на месте их установки целесообразно сочетать с осмотром и мелким ремонтом. Особое внимание при осмотрах следует уделять наличию и прочности крепления стекол, решеток, сеток и рассеивателей, исправности уплотнений и замков, надежности контактных соединений. Чистку отражающей поверхности совмещают с заменой перегоревших ламп и стартеров. При очистке отражающей поверхности на месте их установки независимо от используемых способов очистки и средств доступа к светильникам следует произвести такие операции: отключить отражающей поверхности от питающей сети или групповую линию от щитка, снять с отражающей поверхности защитную сетку, экранирующую решетку или рассеиватель (если они имеются), извлечь ИС и положить их на рабочую площадку, проверить крепление комплектующих элементов отражающей поверхности (ПРА, ЭУ и т. д.) и состояние электрических контактов (если они доступны для работы без разборки всего отражающей поверхности), очистить от пыли отражатель, установить на место источник света, предварительно очистив их от загрязнений (неисправные заменить новыми), очистить от пыли все снятые с отражающей поверхности части и установить их на место, подключить отражающей поверхности к питающей сети, если он имеет разъем. При сложном доступе к отражающей поверхности или трудно очищаемом загрязнении, а также при обнаружении непригодности отражающей поверхности к дальнейшей эксплуатации его отсоединяют от питающей линии, снимают с места установки и заменяют резервным отражающей поверхности.

Чистку отражающей поверхности местного освещения ежедневно должен осуществлять работающий при уборке своего рабочего места. Основные узлы ОП (лампу, патрон, отражатель) протирают мягкой влажной тряпкой, при этом ИС чистят в холодном состоянии. Остальные виды обслуживания (замену ИС, подтяжку шарнирных кронштейнов, а также ремонт) осуществляет только электротехнический персонал.

В практике эксплуатации осветительные установки применяют три способа замены источников света: индивидуальный, групповой и смешанный. При индивидуальном способе замену источников света производят по мере выхода их из строя. Этот способ наиболее целесообразно применять в осветительных установках, в которых выход из строя отдельного источников света приводит к резкому снижению освещенности или к увеличению коэффициента пульсации светового потока до значений выше допустимого для данного разряда зрительных работ при использовании РЛ. При групповом способе замену всех источников света в осветительных установках, как отказавших, так и работающих, производят по истечении определенного времени. При этом такая замена возможна по нескольким схемам. По первой производят одновременную замену в осветительных установках всех источников света, а по второй - ее осуществляют частично, например, заменяют каждую вторую, третью или четвертую лампу, т. е. как бы смещают для каждой подгруппы ламп начало их ввода в эксплуатацию. Это позволяет повысить эксплуатационную освещенность и тем самым понизить коэффициент запаса, закладываемый при проектировании осветительных установок. В общем случае групповую замену наиболее целесообразно осуществлять для осветительных установок с ЛЛ, так как они относительно дешевы и к концу продолжительности горения их световой поток составляет примерно 60 % первоначального. Следует отметить, что часть замененных ЛЛ, еще пригодных к эксплуатации, может в дальнейшем быть использована для освещения вспомогательных помещений.

Как индивидуальный, так и групповой способы замены источников света имеют свои достоинства и недостатки, поэтому разработан смешанный способ, при котором в промежутке между групповыми заменами через определенное время производят замену источников света, вышедших из строя к этому моменту. При этом способе обычно совмещают замену перегоревших ламп с чисткой отражающей поверхности.

При подготовке к замене должен быть осуществлен входной контроль источников света, особенно ЛЛ, а при замене не допускается установка источников света несоответствующей мощности взамен вышедшего из строя.

5. Расчет окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы в светильниках уличного освещения.

Расчет экономии за счет снижения потребления электроэнергии.

1. Потребление электроэнергии за год при режиме работы 12 часов в сутки

ДРЛ 250 0,33 кВт х 12 часов х 365 дней = 1445,4 кВт.

POWERLEDS Е40 0,03 кВт х12 часов х 365 дней = 131,4 кВт.

2. Стоимость электроэнергии, потребляемой 1 светильником.

ДРЛ 250 1445,4 кВт х тариф (2 руб.) = 2890,8 рублей.

POWERLEDS Е40 131,4 кВт х тариф (2 руб.) = 262,8 рублей.

3. Ежегодная экономия от замены 1 лампы ДРЛ на светодиодную лампу.

2890,8 - 262,8 = 2628 рублей.

Расчет экономии от снижения стоимости владения.

1. Расходы на замену ламп ДРЛ в течение года.

Кол-во замен (среднее)- 6 Стоимость лампы (средняя)- 200 руб. Стоимость замены (средняя)- 1000 рублей.

6 х 1200 = 7200 рублей.

2. Расходы на замену светодиодных ламп в течение года 0 рублей.

Расчет срока окупаемости замены ламп ДРЛ на светодиодные лампы.

Стоимость светильника с лампой ДРЛ - 3000 рублей.

Стоимость светильника со светодиодной лампой POWERLEDS Е40 - 13300 рублей.

Разница в стоимости 13300 - 3000 = 10300 рублей.

Суммарная ежегодная экономия при переходе на светодиодные лампы 2628 + 7200 = 9828 рублей.

Ежегодная экономия для 100 светильников уличного освещения при замене ламп ДРЛ на светодиодные лампы POWERLEDS Е40 = 982800 рублей

Срок окупаемости внедрения светодиодных ламп

12,57 месяцев (1,04 года)

Помимо очевидных экономических преимуществ стоит остановиться на дополнительных выгодах от применения светодиодных ламп. К ним можно отнести следующее:

Экономия:

- при строительстве новых сетей наружного городского освещения в связи со снижением общей нагрузки на сеть требуется питающий кабель меньшего сечения. Значительно снижается стоимость кабеля.

Удобство:

- светодиодные светильники включаются моментально, в отличие от светильников с ДРЛ, которым требуется 5-10 минут для выхода на рабочий режим.

Здоровье:

- светодиодные светильники не оказывают вредного воздействия на здоровье человека.

Экология:

- светодиодные лампы не содержат веществ, опасных для окружающей среды.

6. Экологичность проекта

6.1 Общие вопросы

История общества есть часть истории природы. Именно труд человека как основная форма его жизнедеятельности явился началом и главной движущей силой развития взаимоотношений человека с природой. На этом пути человечество сегодня подошло к своеобразному и очень важному этапу взаимодействия с природной средой планеты. Деятельность общества выросла настолько, что оказывает существенное влияние на природную среду, изменяя ее структуру и круговорот веществ и энергии. Доля используемых человеком природных ресурсов становится соизмеримой с их общими запасами.

Сфера деятельности человечества простирается от океанских глубин до космических высот. Поэтому сегодня под термином "окружающая среда" подразумевается, в широком смысле слова, вся планета Земля и окружающее космическое пространство. В более узком представлении под окружающей средой подразумевают биосферу. По определению академика Вернадского, биосфера включает в себя литосферу - верхнюю часть земной коры глубиной около 3 км, населенную живыми организмами; гидросферу - водные пространства глубиной до 12 км и тропосферу - нижние слои атмосферы высотой 10... 15 км. Для биосферы характерны постоянный материально-энергетический обмен с космосом и существование только в ее пределах живого вещества. Благодаря живому веществу биосфера находится в подвижном динамическом равновесии, при котором происходят процессы обмена веществ и энергии. Ведущая роль в этих процессах принадлежит жизнедеятельности организмов.

Экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой.

В настоящее время во всем мире пристальное внимание уделяется вопросам состояния окружающей среды, качества среды обитания и рационального использования всех природных ресурсов.

В Российской Федерации требования охраны и рационального использования природных богатств включено в Конституцию РФ и отражено более чем в 200 нормативных правовых актах по охране и рациональному природопользованию. Основным нормативно-правовыми документами, регулирующими вопросы охраны окружающей природной среды, являются:

- Закон «Об охране окружающей Природной среды» от 10.01.2002 г.

- Конституция РФ от 12.12.1993 г.

Производственная деятельность человека во все времена на состояние природных условий, на компоненты экологических систем. Особенно резко это влияние стало складываться во второй половине XX века в связи с научно-технической революцией. Различные действия человека, в частности, в сельском хозяйстве: чрезмерная распашка земель, осушение обширных территорий, нарушающие водный баланс, изъятие воды из водоёмов, введение больших норм удобрений, с последующим их выносом в водоёмы, рассеивание ядохимикатов и другие хозяйственные воздействия, влекущие за собой многочисленные и, порой, необратимые отрицательные явления, такие как загрязнение окружающей среды отходами производства, неблагоприятные изменения природного ландшафта, изменение равновесного положения в животном и растительном мире.

В виду взаимосвязанности всех компонентов в природе, появившиеся нарушения неизбежно передаются от одного компонента к другому, вызывая те или иные изменения в природной среде.

6.2 Загрязнение окружающей среды

Наиболее опасное непреднамеренное воздействие на природную среду - ее загрязнение. Загрязняющее вещество - это любое вещество, не свойственное естественному природному состоянию данного конкретного региона планеты. Согласно принятому ООН определению, вещество считается загрязняющим, если оно встречается в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве. Окружающая среда может загрязняться различными путями: механическим, химическим, биологическим и физическим.

Механическое загрязнение происходит при запылении атмосферы, а также при попадании в водные бассейны и почву различных твердых частиц и отдельных предметов.

Химическое загрязнение создается, при попадании газообразных, жидких и твердых химических элементов и соединений в окружающую среду и их взаимодействии между собой, а также с элементами природной среды.

Биологическое загрязнение окружающей среды происходит при попадании в нее различных органических аэрозолей, антибиотиков, грибков, живых микроорганизмов, способных влиять на биохимические процессы, протекающие в живых существах и растениях, или участвовать в них.

Физическое загрязнение связано с воздействием на все компоненты окружающей среды электромагнитного, светового, теплового и ионизирующих излучений, выступающих в качестве энергетических отходов различных производственных процессов.

Загрязняющие вещества попадают в окружающую среду, как при организованном их выбросе, так и при неорганизованном.

Твердые отходы образуются в процессе производства продукции, они имеют ограниченную, номенклатуру. Их количество может колебаться в широких пределах в зависимости не только от масштабов производства, но также от характера применяемой технологии и выпускаемой продукции.

К источникам аэродинамических и механических шумов высоких уровней относятся вентиляционные системы, насосы, компрессорные установки.

Потребляя для технологических целей чистую холодную пресную воду, предприятия сбрасывают в окружающие их водоемы загрязненные сточные воды.

Широкое использование воды для охлаждения машин, генераторов и тепловых установок приводит к повышению температуры сточных вод. В результате гидросфера подвергается интенсивному тепловому загрязнению. Это вызывает изменение существующего равновесия биологического режима водоёмов и прибрежных участков земли. Происходит отмирание одних видов животных и растений и неконтролируемое, взрывное размножение других, зачастую вредных видов растений и микроорганизмов.

6.3 Последствия загрязнения окружающей среды

Экономический ущерб. Загрязнение различных сфер окружающей среды приводит к самым разным отрицательным последствиям. Наряду с ущербом, наносимым здоровью людей, оно влечет за собой большие экономические потери во всех отраслях народного хозяйства.

Окружающая среда входит как один из компонентов в понятие жизненного уровня. При прочих равных условиях повышение "качества" окружающей среды ведет к увеличению жизненного уровня, и наоборот. Негативные социальные последствия загрязнений проявляются в ухудшении здоровья и общего самочувствия населения, в неудовлетворенности условиями работы и местом проживания. Снижение эстетической ценности и удаление мест отдыха вынуждает население затрачивать дополнительные материальные средства и приводит к дополнительным потерям свободного времени.

Экономический ущерб в сферах материального производства и услуг, вызванный загрязнением окружающей среды, обу...