Электроосвещение цеха промышленного предприятия

КУРСОВАЯ РАБОТА на тему Электроосвещение цеха промышленного предприятия

Введение

Сколь бы обширной и авторитетной ни была документация, посвящённая нормированию освещения, её не следует считать исчерпывающей. Можно только приветствовать критическую оценку норм в процессе эксплуатации установок, а также в отдельных случаях установления целесообразного значения освещённости путём индивидуальных исследований. В последнее время в практику нормирования и устройства осветительных установок внедряется термин совмещённое освещение, требования к которому отражены в СНиП.

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).

Первые в СССР обязательные нормы освещённости были разработаны в 1928 г. профессором П. М. Тиходеевым и утверждены Народным комиссариатом Труда. С того времени нормы многократно пересматривались в сторону повышения, причём одновременно расширялся круг регламентируемых ими вопровов. В настоящее время действуют нормы освещённости СНиП II-4−79. Эти нормы охватывают естественное и искусственное освещение промышленных предприятий, работ на открытом воздухе, общественных и жилых зданий, улиц, дорог и площадей населённых пунктов. Основные принципы построения норм освещённости с 1928 г. изменились лишь незначительно. За редким исключением нормы устанавливают наименьшую освещённость. Это следует понимать так, что во все время нормальной эксплуатации осветительной установки и во всех точках освещаемой поверхности освещённость не должна быть ниже установленных нормами значений. вместе с тем произвольное увеличение освещённости сверх этих значений не должно допускаться.

В настоящее время около 40% генерируемой в мире электрической энергии и 37% всех электрических ресурсов используется в жилых и общественных зданиях. Существенную долю (40−60%) в энергопотреблении зданий составляет энергии на освещение. Сокращение расхода электроэнергии на эти цели возможно двумя путями: снижением номинальной мощности освещения; уменьшением времени использования светильников. Снижение номинальной (установленной) мощности освещения в первую очередь означает переход к более эффективным источникам света, дающим нужные потоки при существенно меньшем потреблении. Такими источниками могут быть например компактные люминесцентные лампы. Уменьшение времени использования светильников достигается внедрением современных систем управления, регулирования и контроля осветительных установок. Например, применение регулируемых люминесцентных светильников позволяет эксплуатировать их при сниженной (по сравнению с номинальной) мощности.

Искусственное освещение решает ряд задач, порой вообще недоступных естественному освещению, от особенностей же искусственного освещения, подчас кажущихся весьма незначительными, во многом зависят и производительность труда, и безопасность работы, и сохранность зрения, и архитектурный облик помещения.

1. Выбор системы освещения, освещенности, коэффициента запаса, источников света Выбор системы освещения В ряде случаев выбор системы освещения предрешается тем, что технологическое оборудование поставляется заводами-изготовителями уже укомплектованными устройствами местного освещения, как это имеет место, в частности, в отношении металлообрабатывающих станков. В этих случаях имеется возможность подойти к конструированию системы местного освещения с наибольшей глубиной и создать рациональное типовое решение.

Искусственное освещение проектируется двух систем: общее — равномерное или локализованное; комбинированное — общее плюс местное.

Предпочтение авторами СНиП комбинированного освещения в известной степени субъективно и объясняется тем, что они преимущественно изучали работы с повышенными требованию к качеству освещения. Действительно, при наличии таких требований и при невозможности удовлетворить их в системе одного общего освещения обязательность применения комбинированного освещения не может оспариваться.

В данной курсовой работе не приведена информация о наличии (необходимости) местного освещения в тех или иных помещениях. Поэтому выбор системы освещения производим самостоятельно, руководствуясь инженерной интуицией. В зависимости от выбранной системы освещения в дальнейшем определяются нормированные значения освещённости от светильников общего освещения. Аварийное эксплуатационное освещение выполняется только по основным проходам.

Таблица 1.1 Системы освещения отдельных помещений

Выбор освещённости и коэффициентов запаса.

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.

На рабочие поверхности по возможности не должны падать тени от корпуса работающего или производственного оборудования, особенно многократные или не перекрываемые светом других источников света. Ослабление теней должно достигаться соответствующим расположением светильников или увеличением доли отражённой составляющей освещённости.

Необходимый коэффициент запаса зависит от количества и характера пыли в воздухе, степени старения данного типа источников света (в связи с чем для газоразрядных ламп коэффициент запаса повышается), типа светильников, и, конечно, периодичности очистки последних. При установлении нормативных значений коэффициента запаса сопоставляется стоимость очистки при разной её частоте и затраты, связанные с увеличением значений коэффициента, так что последние, в принципе, должны соответствовать оптимальному режиму эксплуатации.

Вводимое при проектировании осветительных установок значение коэффициента запаса Кз обеспечивает освещённость в процессе эксплуатации не ниже нормируемого уровня лишь в том случае, если соблюдаются требуемые нормами СНБ 2.04.05−98 и Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей режимы обслуживания осветительных установок. Вместе с тем в реальных условиях эксплуатации запыление осветительных приборов, зависящее не только от концентрации пыли в помещении, но и от её физико-химических свойств, может не соответствовать типовым кривым запыления. Поэтому в отраслевых нормах на основании проведения эксплуатационных исследований могут быть установлены уточнённые значения Кз и сроков очистки осветительных приборов.

Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего периода промышленной эксплуатации осветительной установки. В то же время ряд причин вызывает постепенное уменьшение освещенности. Поэтому начальная освещенность должна быть несколько больше нормированной, что достигается введение коэффициента запаса. Этот коэффициент учитывает снижение потока источников света к концу срока службы, возможное запыление светильников, снижение коэффициента отражения стен и потолков помещений. По таблице 2.1, для ремонтно-механического цеха, кабинетов и рабочих помещений .

Таблица 1.2

Значения минимальной освещённости и коэффициентов запаса

Выбор источников света.

Лампы накаливания (общего назначения или галогенные) для общего освещения следует применять преимущественно: в помещениях, в которых производятся работы, относящиеся к разрядам VI, VIII, IX по СНиП; для освещения технологических площадок, мостиков, переходов, площадок для обслуживания крупного оборудования; для освещения помещений с тяжёлыми условиями среды, в которых производятся работы любой точности, если отсутствуют светильники с другими источниками света, отвечающие заданной среде.

В целях уменьшения первоначальной стоимости установки и трудозатрат по её обслуживанию следует по возможности осуществлять укрупнение источников света, т. е. применять лампы возможно большей единичной мощности, поскольку это осуществимо без ухудшения качества освещения и снижения экономических и эксплуатационных показателей установки.

Выбор типа источников света осуществляется согласно СНБ 2.04.05−98 в зависимости от нескольких параметров: типа и назначения помещения; требованиям к цветоразличению в данном помещении; освещённости обеспечиваемой светильниками общего освещения. Производственные помещения ремонтно-механического цеха можно отнести к помещениям, для которых требования к цветоразличению незначительные либо вообще отсутствуют. Складские помещения, в пределах которых могут находиться горючие вещества, а также инженерные сооружения (бойлерные, электрощитовые, венткамеры и т. п.) без постоянного присутствия персонала можно отнести к опасным помещениям. В таких помещениях согласно ПТБ должны применяться светильники с лампами накаливания соответствующего защитного исполнения.

Ниже приведена таблица, в которой показаны рекомендуемые к применению типы источников света. В таблице в скобках указаны возможные к применению, но не экономичные источники света. Окончательный выбор источников света производится в светотехническом расчёте.

Таблица 1.3 Типы источников света рекомендованные к применению

2. Выбор и размещение световых приборов Согласно международной терминологии, светильник — устройство, состоящее из лампы или ламп и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения света и защиты глаз от слепящего действия и содержащей необходимые детали для крепления и защиты ламп, а также и для их присоединения к питающей сети.

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.

Светильники преимущественно прямого света применяют в производственных и подсобных помещениях со светлой окраской потолка и стен, в школьных, конторских и прочих помещениях. Светильники преимущественно отражённого света выбирают для помещений с гладкими белыми потолками и стенами. Светильники отражённого света используются в помещениях общественного и коммунального назначения.

При системе комбинированного освещения применяется равномерное или локализованное размещение светильников.

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

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 Lk=(0,3…0,5)· 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.

При освещении, выполненном рядами люминесцентных светильников, для расчёта освещённости следует, исходя из требований строительной и технологической части проекта, задаться числом рядов светильников, а также типом и мощностью лампы, что определит её световой поток. Число требуемых светильников в ряду находят по выражению:

(2.4)

где m — число ламп в светильнике;

R — число рядов.

Найденные значения R, NR округляются до ближайшего целого числа.

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

(2.5)

(2.6)

Проверка правильности расположения светильников производится по формуле

(2.7)

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

Расчет для ремонтно-механического участка № 1

По формуле (2.1) определяем расчётную высоту подвеса светильников:

где hp=0,8м — высота рабочей поверхности над полом, м;

hc=1,5м — расстояние от точки крепления до светильника, м.

Отношение расстояний между соседними рядами светильников L к высоте их установки HP над освещаемой поверхностью при КСС: К принимаем L/Hp=0,4…0,7.

Принимаем L=6м Расстояние от крайних светильников или рядов до стены примем:

Принимаем l=2,2 м Число рядов светильников R определяется по формуле (2.2)

Где B=14,7м-ширина участка Число светильников в ряду NR находится из выражения (2.3)

Где А=63,5м-ширина участка Действительные расстояния между рядами светильников и лампами в ряду находятся по формулам (2.3) и (2.4)

Проверка правильности расположения светильников производится по формуле (2.5)

— выражение верно Расчет для механического участка № 2 производится аналогично Расчет для конторы механика По формуле (2.1) определяем расчётную высоту подвеса светильников:

где hp=0,8м — высота рабочей поверхности над полом, м;

hc=1м — расстояние от точки крепления до светильника, м.

Отношение расстояний между соседними рядами светильников L к высоте их установки HP над освещаемой поверхностью при КСС: Д-1 принимаем L/Hp=1,4…1,6.

Принимаем L=6,3 м Расстояние от крайних светильников или рядов до стены примем:

Принимаем l=2,0 м Число рядов светильников R определяется по формуле (2.2)

Где B=2,1м-ширина участка Для освещения конторы механика будем применять светильники ЛСП02−2*65 с лампами ЛБ-65

заданная минимальная освещенность E=300 лк коэффициент запаса К=1,4

площадь помещения F=6,51 м²

отношение z = Ecp/Emin=1,1

число светильников m = 1

число рядов светильников R=1

световой поток Ф= 4800 лм коэффициент использования з = 0,36

Число светильников в ряду NR находится из выражения (2.4)

Расчет для остальных помещений расчет аналогичен и сведен в таблицу 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 Размещение светильников c лампами ДРЛ.

Таблица 2.2

Размещение светильников c люминисцентными лампами ЛБ

Для светильников c люминесцентными лампами ЛБ:

LB, LA-расстояние от стен помещения,

l-расстояние между светильниками.

Рисунок 2.1 Расположение светильников с люминисцентными лампами типа ЛБ (размеры указаны в дм).

3. Определение числа и мощности ламп светильников рабочего освещения При выборе лампы стандартной мощности допускается отклонение её светового потока от расчётного в пределах от -10% до +20%. При невозможности выбрать лампу, поток которой соответствует этим пределам, изменяют число светильников.

Световой поток одной лампы определяют по формуле

(3.1)

где Е — нормируемая наименьшая освещенность, лк;

К — коэффициент запаса (в зависимости от загрязнения воздушной среды);

F — освещаемая площадь, м2;

z — отношение средней освещённости к минимальной (z=1,1…1,15);

N — количество светильников, шт;

з — коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока для каждого типа светильника определяют в зависимости от коэффициентов отражения потолка сп, стен сс, рабочей поверхности ср, а также в зависимости от индекса помещения.

Индекс помещения находят по формуле

(3.2)

По найденной величине светового потока Ф подбирают мощность лампы.

Расчет для механического участка № 1

Для определения коэффициента использования светового потока определим первоначально индекс помещения по 3.2.

Коэффициент использования светового потока определяется по справочной таблице в зависимости от коэффициентов отражения, индекса помещения и типа кривой силы света применяемого светильника. Для индекса помещения 1,159, кривой силы света К-1 и коэффициентов отражения 50, 30, 10% от потолка, стен и рабочей поверхности соответственно коэффициент использования светового потока КСП=0,46.

Для данного помещения задана минимальная освещённость Е=400 лк, число светильников по результатам предыдущего пункта N=33. Расчёт светового потока одной лампы проведём с учётом следующих коэффициентов: коэффициент запаса k=1,4; отношение средней освещённости к минимальной z =1,15. По формуле 3.1.

По рассчитанному значению потока одной лампы выбираем стандартные источники света — светильники РСП05 с лампами ДРЛ 700. Номинальный световой поток выбранного источника света Фном=41 000 лм.

Номинальный световой поток выбранных ламп отличается от требуемого по расчётам светового потока на 3,53%.

Расчёт размещения светильников в остальных помещениях производится также, а результаты приведены в таблицах 3.1−3.3.

В таблицах 3.1−3.3 приведены все исходные, промежуточные и результирующие значения выбора источников света по методу коэффициентов использования.

Таблица 3.1 Характеристики помещений

*- в скобках указано фактическое число светильников.

Таблица 3.2 Освещённость и источники света

Таблица 3.3 Характеристики источников света и освещения

*-для конторы механика применены два светильника с двумя лампами и один светильник с одной лампой

4. Выбор числа и мощности ламп светильников аварийного освещения Аварийное эвакуационное освещение рассчитываем с помощью приближенного точечного метода. Светильники аварийного эвакуационного освещения должны устанавливаться по основным проходам людей и над выходами из помещения цеха.

Для обеспечения аварийного освещения для механического учаска № 1 выделим четыре светильника из числа светильников рабочего освещения (РСП05−700).

Принимаем светильники РСП05−700 (КСС К-1) с лампами ДРЛ (Фном=41 000 лм) расположенные в проходе через 5,92 м, чтобы создать в контрольной точке наименьшей освещённости освещённость более 0,5 лк.

Схема для расчета аварийного освещения:

Высоту прохода принимаем равной 12,6−1,5−0=11,1 м.

Задаемся расположением аварийных светильников.

Определим tgб как

tg (4.1)

где d — расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость и проходящую через расчетную точку.

Рассчитываем условную освещенность

лк где, для найденого угла берется по таблице 8.11(1) (4.2)

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле:

где (4.3)

Фл — световой поток лампы (для ДРЛ Фном=41 000 лм) м — коэффициент добавочной освещённости за счёт отражения от потолка и удалённых светильников (находится в пределах 1,1…1,2).

Кз — коэффициент запаса = 1,4

В случае когда расчетная точка освещается несколькими источниками света, необходимо рассчитать освещенность от каждого источника, а искомая освещенность определяется как их сумма:

(4.4)

Аварийное освещение для механического учаска № 1.

Определим tgб .

В данном случае Hp=11,1 м, так как нам необходимо проверить освещенность на уровне пола, а не на уровне рабочей поверхности.

Так как светильники имеют КСС К-1, т. е. светят точечно, следовательно освещенность будет рассчитываться от одного светильника.

Рассчитываем условную освещенность

лк для найденого угла берется по таблице 8.11(1) и с помощью интерполяции находим значение равное 104,4.

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле (4.3.):

лк.

Т.к. Ерасч=11,10,5 лк то аварийное освещение удовлетворяет требованиям.

Для обеспечения аварийного освещения для механического учаска № 2 выделим три светильника из числа светильников рабочего освещения (РСП05−1000).

Принимаем светильники РСП05−1000 (КСС К-1) с лампами ДРЛ (Фном=59 000 лм) В данном случае Hp=11,1 м, так как нам необходимо проверить освещенность на уровне пола, а не на уровне рабочей поверхности.

Так как светильники имеют КСС К-1, т. е. светят точечно, следовательно освещенность будет рассчитываться от одного светильника.

Рассчитываем условную освещенность

лк для найденого угла берется по таблице 8.11(1) и с помощью интерполяции находим значение равное 104,4.

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле (4.3.):

лк.

Т.к. Ерасч=16,180,5 лк то аварийное освещение удовлетворяет требованиям.

Аварийное освещение для участка ремонта насосов.

Для обеспечения аварийного освещения выделим один светильник (расположеный в центре помещения) из числа светильников рабочего освещения (ЛСП02−2×65).

Принимаем светильники ЛСП02−2×65 (КСС Д-1) с лампами ЛБ (Фном л=4800 лм) Определим tgб .

В данном случае Hp=6,3−1=5,3 м, так как нам необходимо проверить освещенность на уровне пола, а не на уровне рабочей поверхности.

Рассчитываем условную освещенность

лк для найденого угла берется по таблице 8.11(1) и с помощью интерполяции находим значение равное 186.

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле (4.3.):

лк.

Т.к. Ерасч=15,550,5 лк то аварийное освещение удовлетворяет требованиям.

Аварийное освещение для прохода к участку начальника.

Для обеспечения аварийного освещения выделим один светильник (расположеный в центре помещения) из числа светильников рабочего освещения (ЛСП18−36).

Принимаем светильники ЛСП18−36 (КСС Д-1) с лампами ЛБ (Фном л=3050 лм) Определим tgб .

В данном случае Hp=6,3−1=5,3 м, так как нам необходимо проверить освещенность на уровне пола, а не на уровне рабочей поверхности.

Рассчитываем условную освещенность

лк для найденого угла берется по таблице 8.11(1) и с помощью интерполяции находим значение равное 195.

Требуемая фактическая освещенность рассчитывается по формуле (4.3.):

лк.

Т.к. Ерасч=6,770,5 лк то аварийное освещение удовлетворяет требованиям.

Так же для указания путей эвакуации людей предназначены светильники с пиктограммой «Выход» типа ЛБО 01−11 с установленной компактной люминесцентной лампой 11Вт и степенью защиты IP20.

5. Разработка схем питания осветительных установок рабочего и аварийного освещения 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 относяться 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.

В данной курсовой работе питание предполагается выполнить от близко расположенной двухтрансформаторной подстанции (трансформаторы ТМГ-1000/10). От распределительного устройства ТП питающий кабель осветительной сети подключается к групповому осветительному щитку. От группового осветительного щитка радиальными линиями отходят питающие провода и рядам светильникам и отдельным небольшим помещениям (участкам).

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.

Расстояние от щитков освещения до трансформатора составляет 186 м .

аварийный осветительный цех установка

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 расчётных токов и требуемых защитных аппаратов.

Исходя из вышесказанного принимаем:

— Для рабочего освещения Исходя из расчётного тока осветительной сети рабочего освещения, а также с учетом необходимости установки как однополюсных, так и трехполюсных выключателей выбираем для установки распределительный пункт ПР8501−054 с номинальным напряжением 380 В, автоматом на вводе ВА51−33. Количество однополюсных автоматов ВА51−29- 6 штук; количество трехполюсных автоматов ВА51−31- 4 штуки. Номинальный ток ввода 160А, рабочий ток ввода для степени защиты IP21- 128 А.

— Для аварийного освещения Так как для обеспечения аварийного освещения используются только некоторые светильники, выделенные из числа светильников рабочего освещения, то расчётный ток значительно меньше, чем ток рабочего освещения. Поэтому для питания сети аварийного освещения выбираем распределительный пункт ПР8501−046 с номинальным напряжением 380 В, автоматом на вводе ВА51−33. Количество однополюсных автоматов ВА51−29- 6 штук; количество трехполюсных автоматов ВА51−31- 0 штук. Номинальный ток ввода 160А, рабочий ток ввода для степени защиты IP21- 128 А.

Групповые осветительные щитки должны располагаться в помещениях с благоприятными условиями окружающей среды и удобных для обслуживания. Нельзя размещать их в кабинетах, складах и других запираемых помещениях. Не следует так же устанавливать осветительные щитки во взрывои пожароопасных помещениях. В цехах промышленных предприятий рекомендуется устанавливать групповые осветительные щитки у главных входов в цех, в основных проходах или в других удобных для обслуживания местах. При этом надо учитывать, что если управление освещением производится со щитков, то их рекомендуется размещать таким образом, чтобы с места установки щитка были видны отключаемые ряды светильников. Для управления освещением отдельных помещений должны предусматриваться выключатели, устанавливаемые внутри или снаружи этого помещения возле входной двери.

7. Выбор марки проводов и способов 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 и экономически не обосновано).

Питающая линия выполнена кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке без защитного покрова. Способ прокладки кабеля — наружная на опорах.

В осветительных установках широко применяются кабели АВВГ или ВВГ с медными и алюминиевыми жилами с поливинилхлоридной изоляцией жил, в ПВХ оболочке без защитного покрова (голый). В осветительных установках следует применять кабели, все жилы которых в поперечном сечении одинаковы.

Для нашего случая принимаю кабели АВВГ трех и пяти проводные, которые будут прокладываться непосредственно по строительным элементам, а в местах где возможно механическое воздействиена лотках.

8. Определение сечения проводов и кабелей а). Определение сечения проводов и кабелей по нагреву и расчетной мощности Для безопасности обслуживания осветительной электроустановки все её элементы (металлический корпус светильника, выключателя и другие), подлежащие заземлению, должны быть присоединены к сети защитного заземления.

Для выбора защитных аппаратов установленных в групповых осветительных щитках необходимо первоначально определить значение расчётного тока для каждой из групповых линий.

Расчётная мощность осветительной нагрузки определяется по формуле:

(8.1а) где Ксо — коэффициент спроса осветительной нагрузки;

Кпраiкоэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующих аппаратах (ПРА);

Рномi — установленная мощность i-ой лампы, Вт;

n — количество ламп питающихся по линии.

Расчётный ток групповой сети определяют по следующим формулам а) для трёхфазных линий

(8.2а) б) для двухфазных линий с нулевым проводом

(8.3а) в) для однофазных линий

(8.4а) Для защиты групповых и питающих линий будем использовать автоматические выключатели с комбинированным расцепителем.

Мощность питающей линии определяется следующим образом:

(8.5а) Ток нагрузки в питающей линии определяется по формуле (8.2) с учётом средневзвешенного коэффициента активной мощности:

(8.6а) Данные необходимые для проведения расчёта мощности и токов групповых линий приведены в таблице 8.1:

Таблица 8.1 Данные для расчёта групповых линий

Для примера произведем расчет первого ряда светильников освещения механического участка № 1:

Определяем фактическую мощность по формуле (8.1а):

Вт Так как нагрузка фаз неравномерная (2-А, 3-В, 3-С) произведем расчет наиболее загруженной фазы к которой присоединены три светильника.

Определяем расчетную мощность фазы по формуле:

Вт Тогда мощность трехфазной системы будет равна:

Вт Питание светильников осуществляется по пятипроводной линии. В соответствии с этим расчётный ток линии определяется по формуле:

А

Iро больше IДОП соответственно окончательно принимаем АВВГ-5×4−0,66 с IДОП=27*0,92=24,84 А Для остальных помещений находим аналогично.

Определим сечение питающей линии рабочего освещения.

Для определения тока и нагрузки питающего участка осветительной сети рабочего освещения определим суммарную активную мощность групповых линий:

Вт Далее рассчитываем средневзвешенное значение коэффициента активной мощности Определяем ток питающей линии:

А Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением

50 мм² (Iдоп=110*0,92=101,2 А). Принимаем кабель АВВГ-5×50−0,66.

Определим сечение питающей линии аварийного освещения.

Для определения тока и нагрузки питающего участка осветительной сети рабочего освещения определим суммарную активную мощность групповых линий:

Вт Далее рассчитываем средневзвешенное значение коэффициента активной мощности

4*11-четыре светильники с пиктограммой «Выход» типа ЛБО 01−11

Определяем ток питающей линии

А Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением

4 мм² (Iдоп=27*0,92=24,84 А). Принимаем кабель АВВГ-5×4−0,66.

Таблица 8.2 Результаты расчета тока линии и выбранное сечение линий (рабочее освещение)

Таблица 8.3 Результаты расчета тока линии и выбранное сечение линий (аварийное освещение)

б) Определение сечения проводов и кабелей по допустимой потере напряжения Длительно допустимые токи проводов и кабелей групповой осветительной сети должны быть не менее Iро.

Механическая прочность обеспечивается применением проводов и кабелей алюминиевые жилы которых должны быть не менее 2,5 мм² в сечении.

Наибольшее значение при выборе сечения жил проводов и кабелей является условие обеспечение допустимой потери напряжения.

Допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети рассчитывают по формуле:

(8.1б) где Uхх — номинальное напряжение при холостом ходе трансформатора (105%);

Umin — минимально допустимое напряжение у наиболее удалённых ламп;

ДUт — потери напряжения в трансформаторе.

Потери напряжения в трансформаторе (при Sт=1000 кВ•А) вычисляются по формулам:

(8.2б)

(8.3б)

(8.4б) Сечение проводов осветительной сети определяют по формуле

(8.5б) где М — момент нагрузки, кВт•м;

с — коэффициент, определяемый в зависимости от системы напряжения, системы сети и материала проводника.

В общем случае момент нагрузки вычисляют по формуле

(8.6б) где Рро — расчётная нагрузка, кВт;

L — длина участка, м.

Если группа светильников одинаковой мощности присоединена к линии с равными интервалами, то

(8.7б) где L1 — расстояние от осветительного щитка до первого светильника, м.

n — число светильников, шт.

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

Рис 11.1. Схема групповой осветительной линии Для линии, показанной на рис. 11.1, суммарный момент нагрузки

(8.8б) При разных сечениях проводников на участке сети суммарные потери напряжения определяются по выражению

(8.9б) Полученное значение ДU сравнивается с ДUр:

ДU ДUр. (8.10б) При расчёте разветвлённой осветительной сети на минимум проводникового материала сечение проводников для участка сети до разветвления равно

(8.11б) где Мприв — приведённый момент нагрузки.

Приведённый момент определяют по формуле

(8.12б) где? М — сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов линии, что и на данном участке, Вт•м;

?б?m — сумма приведённых моментов участков с другим числом проводов, Вт•м;

б — коэффициент приведения моментов (для однофазного ответвления равен 1,85).

Определив по Мприв и ДUр сечение проводника участка (его округляют до стандартного большего), по q и фактическому моменту участка вычисляются действительное значение потери напряжения на участке:

(8.13б) Последующие участки рассчитываются аналогично по оставшейся потере напряжения:

(8.14б) Питание всего цеха и сети рабочего освещения осуществляется от однотрансформаторной подстанции. На подстанции установлен трансформатор ТМГ-1000, имеющий следующие паспортные данные: Ркз=10,8 кВт; Uк=5,5%. Трансформаторы работают с коэффициентом мощности cosф=0,8. Загрузка трансформатора подстанции — b=0,7.

Исходя из схемы снабжения рассчитаем коэффициент загрузки трансформатора от которого питается рабочее освещение.

Расчётная осветительная нагрузка для ламп ДРЛ: PpДРЛ=32,45 кВт Расчётная осветительная нагрузка для ЛЛ: PpЛЛ=2,365 кВт Полная нагрузка освещения ламп ДРЛ:

Полная нагрузка освещения ЛЛ:

Реактивная составляющая осветительной нагрузки ламп ДРЛ:

Реактивная составляющая осветительной нагрузки ЛЛ:

Учитывая коэффициент загрузки трансформатора определим полную силовую нагрузку:

Активная силовая нагрузка трансформатора:

Реактивная силовая нагрузка трансформатора:

Полная мощность трансформатора с учетом осветительной нагрузки:

Коэффициент загрузки трансформатора с учетом освещения:

Коэффициент мощности нагрузки трансформатора с учётом освещения:

Потеря напряжения в процентах в питающем трансформаторе определяется по выражению Допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети рассчитывают по формуле:

Таким же образом рассчитываем допустимую потерю напряжения для трансформатора к которому присоединено аварийное освещение.

Полная мощность трансформатора с учетом осветительной нагрузки:

Коэффициент загрузки трансформатора с учетом освещения:

Коэффициент мощности нагрузки трансформатора с учётом освещения:

Потеря напряжения в процентах в питающем трансформаторе определяется по выражению Допустимое значение потерь напряжения в осветительной сети рассчитывают по формуле:

Рабочее освещение:

Приведем схему осветительной сети:

Рис. 8.1 Схема осветительной сети рабочего освещения Для линии, питающей один осветительный щиток, Кс=1. В этом случае ее расчётная нагрузка:

Расчётные активные нагрузки были определены в предыдущем пункте, тогда момент питающей линии по формуле (8.6б):

кВт.м.

Вычисляем собственные моменты линий:

Механический цех № 1(Ряд1):

Механический цех № 1(Ряд2):

Механический цех № 1(Ряд3):

Механический цех № 2(Ряд1):

Механический цех № 2(Ряд2):

Участок ремонта насосов:

Складские помещения и комнаты:

Приведенный момент для питающей линии считаем по формуле:

По условию обеспечения механической прочности сечение алюминиевых жил проводов должно быть не менее 2,5 мм².

Далее рассчитаем минимальное сечение питающих проводников из условия минимума проводникового материала по формуле (8.11б):

мм2

Выбираем ближайшее большее значение из стандартного ряда сечений для кабелей АВВГ — 35 мм².

Проводник по условию допустимого тока рассчитали в предыдущем пункте А

Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением

50 мм² (Iдоп=110*0,92=101,2 А). Принимаем кабель АВВГ-5×50−0,66.

В результате исходя из трёх перечисленных условий следует выбрать большее из выбранных сечений и принять его как окончательное — qпит=50 мм2 (Iдоп=101,2 А). После окончательного выбора сечения проводников питающей линии следует определить действительное значение потери напряжения в питающей линии по формуле (8.13б). А затем рассчитать допустимую потерю напряжения в групповых линиях по формуле (8.14б).

%

%

Аналогично производиться выбор сечений и для всех остальных групповых линий.

Механический цех № 1(Ряд1):

Механический цех № 1(Ряд2):

Механический цех № 1(Ряд3):

Механический цех № 2(Ряд1):

Механический цех № 2(Ряд2):

Участок ремонта насосов:

Складские помещения и комнаты:

Результаты сведены в таблицу 8.4.

Аварийное освещение Рис. 8.2 Схема осветительной сети аварийного освещения Линия аварийного освещения питается от трансформаторов соседнего цеха (принимаем длину 186 м).

Ее расчётная нагрузка:

Вт

Mпит.а=186•6,62=1232,06 кВт•м.

Вычисляем собственные моменты линий:

Механический цех № 1:

Механический цех № 2(Ряд1):

Механический цех № 2(Ряд2):

Участок ремонта насосов:

Проход :

Приведенный момент для питающей линии аварийного освещения считаем по формуле Допустимое значение потерь напряжения в аварийной сети было рассчитано выше и равно:

Далее рассчитаем минимальное сечение питающих проводников из условия минимума проводникового материала по формуле (8.11б):

мм2

Выбираем ближайшее большее значение из стандартного ряда сечений для кабелей АВВГ — 6 мм².

Проводник по условию допустимого тока рассчитали в предыдущем пункте А

Такому расчётному току удовлетворяют провода с алюминиевыми жилами сечением

4 мм² (Iдоп=27*0,92=24,84 А). Принимаем кабель АВВГ-5×4−0,66.

В результате исходя из трёх перечисленных условий следует выбрать большее из выбранных сечений и принять его как окончательное — qпит=6 мм2. После окончательного выбора сечения проводников питающей линии следует определить действительное значение потери напряжения в питающей линии по формуле (8.13б). А затем рассчитать допустимую потерю напряжения в групповых линиях по формуле (8.14б).

%

%

Аналогично производиться выбор сечений и для всех остальных групповых линий.

Механический цех № 1:

Механический цех № 2(Ряд1):

Механический цех № 2(Ряд2):

Участок ремонта насосов:

Проход :

Таблица 8.4 Выбор сечений проводов групповых линий рабочего освещения

Таблица 8.5 Выбор сечений проводов групповых линий аварийного освещения

9. Выбор защитных аппаратов Для выбора защитных аппаратов установленных в групповых осветительных щитках необходимо первоначально определить значение расчётного тока для каждой из групповых линий. Значения этих токов получены в предыдущем пункте.

Таблица 9.1 Выбор автоматов рабочего освещения

Таблица 9.2 Выбор автоматов аварийного освещения

Примечание: — минимальное отношение тока защиты к расчётному току линии по табл.11.1, [1]

Выбор аппаратов защиты, устанавливаемых на вводе:

1). Рабочее освещение: Ip=95,38 А устанавливаем автомат ВА51−33 с Iном=160 А; Iном. р=160 А

2). Аварийное освещение: Ip=18,6 А устанавливаем автомат ВА51−33 с Iном=160 А; Iном. р=80 А

10. Проверка выбранного сечения проводов и кабелей на соответствие защитным аппаратам Выбранное сечения проводников должны соответствовать их защитным аппаратам, что проверяется по условию:

Kзкратность длительно допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата;

Iзноминальный ток или ток срабатывания защитного аппарат.

По данному выражению допускается применение ближайшего меньшего сечения проводника, но не меньшего, чем это требуется по условию нагрева расчётным током, если не нуждается в защите от перегрузки.

В данном случае принимаем Kз=1.

Таблица 10.1

Проверка для питающих линий Таблица 10.2

1. Козловская В. Б. Электрическое освещение: учебное пособие /В.Б. Козловская, В. Н. Сацукевич, В. Н. Радкевич. — Мн.: БНТУ, 2005. — 166с.

2. ГОСТ 21.608 — 84. Внутреннее электрическое освещение. — М.:Гос.строительный комитет. — 16с.

3. Епанешников М. М. Электрическое освещение. Учебное пособие для студентов ВУЗов. — М.: Энергия, 1973 — 352с.

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

5. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г. М. Кноринга — Л.: Энергия. 1976. — 384с.

6. Справочная книга по светотехнике. Под ред.Ю. Б. Айзенберга. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 472.

7. СНБ 2.04.05 — 98 Естественное и искусственное освещение. — Минск: Министерство архитектуры и строительства, 1998. — 59с.