Проектирование освещения помещения механосборочного цеха и вспомогательных помещений

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Введение

Электрическое освещение играет огромную роль в жизни современного человека. Значение электрического освещения в производственной и культур-ной жизни людей заключается в следующем:

Рациональное освещение рабочих мест повышает производительность труда, качество выпускаемой продукции, обеспечивает бесперебойность работы.

Благоприятная осветительная обстановка создает нормальное этическое и психологическое состояние.

Освещение открытых пространств, площадей автодорог, магистралей является одним из основных условий безопасного движения пешеходов и автомобилей.

На сегодняшний день существует три вида источников света:

лампы накаливания (ЛН);

газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные лампы — ЛЛ);

газоразрядные лампы высокого давления (дуговые ртутные лампы -ДРЛ).

Перспективы развития электрического освещения предусматривают улучшение технико-экономических показателей существующих источников света с увеличением световой отдачи. Приближение спектрального состава излучения к дневному свету, увеличение срока службы источников света и т. д. Электрическое освещение (ЭО) не должно отрицательно влиять на производительность труда, безопасность работы, создавать комфортное состояние человека. Основной целью данной курсовой работы является разработка проекта осветительной установки общего равномерного освещения. Задачей является выбор значений освещённости на рабочих местах, выбор источников света и типов светильников, размещения светильников, расчёт мощностей источников света и электрический расчёт осветительной сети, выбор щитов освещения, способ прокладки и марка проводов, которыми выполнена осветительная сеть, а также выбор сечений проводов. На Э О в нашей стране затрачивается 14% вырабатываемой энергии. Расход электроэнергии на облучательные установки также значителен. Рациональное проектирование, переход к энергоэкономичным лампам, как показывает практика некоторых стран и передовой опыт, позволяет сэкономить не менее 20% электроэнергии, что дает возможность сократить планы строительства электростанций на 6 млн. кВт.

Согласно варианту задания необходимо спроектировать электрическое ос-вещение помещения механосборочного цеха и вспомогательных помещений.

Выполняемое задание на курсовое проектирование предполагает проекти-рование электрического освещения в основном помещении (механический цех) и подсобных помещений для технологического оборудования, для технологиче-ских нужд и рабочего персонала, для обеспечения нормальных условий работы. Подсобные помещения, предусмотренные в данном проекте: венткамера; элек-тромастерская; мехматерская; кабинет мастеров; кабинет механика; КТП.

1. Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и вспомогательных помещений

Выбор того или иного ИС определяется требованиями к освещению (цветность излучения, зрительный комфорт, показатель блескости и др.) и выполняется на основании сопоставления достоинств и недостатков существующих источников света. При этом предпочтение необходимо отдавать разрядным источникам света как наиболее экономичным, имеющим световую отдачу более 50 лм/Вт, и в связи с этим обеспечивающие минимальное потребление электроэнергии.

В соответствии с [2], общее (независимо от принятой системы освещения) искусственное освещение производственных помещений, предназначенных для постоянного пребывания людей, должно обеспечиваться разрядными источни-ками света.

Согласно изложенному выше произведём выбор источников света для системы общего равномерного освещения механического цеха и вспомога-тельных помещений.

Результаты выбора источников света помещаем в табл.1.1.

Таблица 1.1 Выбор источников света

на плане

Наименова-ние помещения

Размеры помещения, м

Пло-щадь, м2

Тип ИС

Обосннование выбора источников света

Высо-та, H

Длина

А

Ширина

В

1

Механиче-ский цех

8,8

48

36

1626

ДРЛ

Отсутствуют требова-ния к цветопередаче, высота помещения более 6 м, высокая световая отдача до 100лм/Вт, высокий световой поток, боль-шой срок службы, широкий диапазон рабочих температур от -60 до +40 С0.

2

Венткамера

4,0

8

6

48

ЛН

Без постоянного пре-бывание работающих в помещении, Еmin менее 50лк, помещ. не отапливаемое, осве-щения включается к короткий промежуток времени. Целесооб-разнее применять лампы накаливания

3

Электро-мастерская

3,0

12

6

72

ЛЛ

Высокая световая от-дача (до 80 лм/Вт), высота помещения меньше 6 м, значтель-ный срок службы, значительная эконо-мия электроэнергии

на пла

не

Наименова-ние помещения

Размеры помещения, м

Пло-щадь, м2

Тип ИС

Обосннование выбора источников света

Высо-та, H

Длина

А

Ширина

В

4

Мастерская

3,0

6

6

36

ЛЛ

Высокая световая от-дача (до 80 лм/Вт), высота помещения меньше 6 м, значтель-ный срок службы, значительная эконо-мия электроэнергии

5

Кабинет мастеров

3,0

9

6

54

ЛЛ

---//---

6

Кабинет механика

3,0

9

6

54

ЛЛ

---//---

7

КТП

3,0

9

6

54

ЛЛ

---//---

В основном помещении механического цеха в качестве источника света (ИС) для системы общего равномерного освещения были выбраны лампы ДРЛ из следующих соображений: они обладают наибольшей светоотдачей по сравнению с другими источниками света; высота помещения (Н=8,8м) позволяет применять РЛВД, оно имеет значительные габариты (48*36м); данное произ-водство (цех) не имеет особых требований к цветности излучения; кроме общего освещения помещение имеет местное освещение.

В помещении № 2 венткамеры в качестве ИС были выбраны лампы накаливания, т.к. оно являются помещением без постоянного пребывания работающих и имеет нормируемую освещенность менее 50лк, также помещение является не отапливаемым, что затрудняет применение люминесцентных ламп.

В помещениях: № 3 электромастерской, № 4 мастерской, № 5 кабинета мастеров, № 6 кабинета механика и № 7 КТП в качестве ИС были выбраны люминесцентные лампы (типа ЛБ), т.к. данные помещения имеют высоту менее 6 м и в них не могут применяться РЛВД. В следствии того, что данные помещения имеют нормируемую освещенность более 50лк, согласно [2] освещение в них должно осуществляться разрядными ИС.

2. Выбор нормируемой освещенности помещений и коэффициентов запаса

Выбор нормируемой освещенности выполняемой работы, рабочих мест является одним из важнейших этапов проектирования осветительных установок. При завышенных значениях освещенности возрастают приведенные затраты на осветительную установку, увеличивается расход электроэнергии на освещение. Заниженное освещение может являться причиной утомляемости и появления брака в работе, снижения производительсти труда. Поэтому правильное определение нормируемой освещенности в значительной степени обуславливает эффективность осветительной установки.

Нормируемую освещенность при системе общего освещения для помещений промышленных предприятий выбираем в соответствии с [2], [1], табл. 4−4, полученные данные заносим в табл.2.1.

Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течении всего времени эксплуатации осветительной установки. Однако в связи с тем, что период эксплуатации имеет место постоянное уменьшение освещенности, начальная освещенность должна быть принята больше нормированной на коэффициент запаса Кз, значение которого выбираем по[9], табл.П.9.

Согласно сказанного выше, из (Табл. 4−4, [1]), для каждого помещения, выбираем нормируемые значения освещённости и коэффициента запаса. Выбранные значения сводим в табл.2.1.

Таблица 2. 1-Выбор минимальных уровней освещённости помещений и коэффициентов запаса

№ на пла

не

Наименование помещения

Плоскость нормирования освещенности и высота рабочей поверхности, м

Тип ИС

Нормируемые значения

Освещён- ность, Лк

Коэффици- ент запаса Кз, о. е

1

Механический цех

Г-0,8

ДРЛ

300

1,5

2

Венткамера

Г-0,0

ЛН

20

1,3

3

Электромастерская

Г-0,8

ЛЛ

300

1,5

4

Мастерская

Г-0,8

ЛЛ

300

1,5

5

Кабинет мастеров

Г-0,8

ЛЛ

200

1,5

6

Кабинет механика

Г-0,8

ЛЛ

200

1,5

7

КТП

В-1,5

ЛЛ

75

1,5

3. Выбор типа светильников, высоты их подвеса и размещения

3. 1 Выбор светильников рабочего освещения

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия и предназначены они для рационального перераспределения светового потока ламп, а также защита глаз от чрезмерной яркости, предохраняют источники света от загрязнения и механических повреждений. Конструктивно они состоят из корпуса-отражателя и (или) рассеивателя, патрона и крепящего устройства.

Выбор конкретного типа светильника осуществляется по конструктивному исполнению, светораспределению и ограничению слепящего действия, экономи-ческим соображениям.

В зависимости от ИС, характеристики помещения, способа крепления, по [9], п. 2.3.1 и табл.2.1 выбираем тип и степень защиты светильников, тип кривые силы света и класс светораспределения.

В помещении механического цеха, которое имеет высоту Н=8,8 м, устанавливаем светильники типа РСП05 (подвешенные на тросу), со степенью защиты IP20, т.к. помещение имеет сухую среду, без повышенной опасности.

В помещении венткамеры устанавливаем светильники типа НСП02 (подве-шенные на крюках) со степенью защиты IP52, высота помещения Н=2,5 м.

В помещениях электромастерской, мастерской, кабинете мастеров и кабенете механика устанавливаем светильники типа ЛВП06 и ЛСП02 (потолоч-ные) со степенью защиты IP20, т.к. помещения имеют сухую окружающую сре-ду без повышенной опасности. Помещения имеют высоту Н=3,0 м, что позво-ляет крепления на потолке и упрощает монтаж и эксплуатацию.

В КТП устанавливаем светильники типа ЛСП01 (настенные), из-за особен-ностей данного помещения: в КТП имеется трансформатор и другое электро-оборудование значительной высоты (до потолка), которое, кроме того, представ-ляет непосредственную опасность для жизни обслуживающего персонала. Сте-пень защиты светильников IP54, т.к. помещение имеет пожароопасную окружа-ющую среду, с повышенной опасностью.

Результаты выбора помещаем в табл.3.1.1.

Таблица 3.1. 1-Выбор светильников рабочего освещения

№ п/п

Наименование

помещения

Тип ИС

Характе-ристика помещения

Способ крепления

Тип светильника

Степень защиты

Тип КСС

1

Механический цех

ДРЛ

Сухая

На тросу

РСП05

IP20

Д-2

2

Венткамера

ЛН

Пыльная

На крюк

НСП02

IP52

М

3

Электромастерск.

ЛЛ

Сухая

На потолок

ЛВП06

IP20

Д-1

4

Мастерская

ЛЛ

Сухая

На потолок

ЛВП06

IP20

Д-1

5

Кабинет мастеров

ЛЛ

Сухая

На потолок

ЛСП02

IP20

Д-2

6

Кабинет механика

ЛЛ

Сухая

На потолок

ЛСП02

IP20

Д-2

7

КТП

ЛЛ

Пожароопас

На стену

ЛСП01

IP54

Д-1

3. 2 Размещение светильников рабочего освещения в помещениях цеха

3.2.1 Высота подвеса светильников

Высота подвеса светильников над освещаемой поверхностью (НР) — расчетная высота подвеса светильников в значительной степени определяет характеристику и технико-экономические показатели проектируемой освети-тельной установки.

Рисунок 3.1 — Размещение светильника по высоте помещения

Минимальная высота подвеса светильников ограничена условием ослепляющего из действия. Максимальная высота ограничена размерами помещения и условиями обслуживания светильников.

В общем случае расчетная высота подвеса светильников определяется по выражению:

Hp = H — (hc + hp), (3. 1)

где: Н — высота помещения;

hc — высота свеса светильника;

hp — высота рабочей поверхности, при отсутствии конкретной величины, принимается равной 0,8 м.

Согласно сказанного выше произведём выбор высоты свеса светильников (hc) для помещений цеха, с учётом выбранного типа светильников.

Из формулы (3. 1), определим расчётную высоту подвеса светильников. Параметры hc и Н из табл.2.1 и табл.3.1. 1, соответственно.

Данные расчёта сводим в табл.3.2.1.

Таблица3.2.1. Расчёт высоты подвеса светильников.

№ на пла

не

Наименование помещения

Тип светиль

ника

Высота H, м

hc,

м

hр,

м

Hр,

м

Способ подвеса

1

Механический цех

РСП05

8,8

0,5

0,8

7,5

На тросу

2

Венткамера

НСП02

4,0

1,0

0

3,0

На крюк

3

Электромастерск.

ЛВП06

3,0

0

0,8

2,2

На потолок

4

Мастерская

ЛВП06

3,0

0

0,8

2,2

На потолок

5

Кабинет мастеров

ЛСП02

3,0

0

0,8

2,2

На потолок

6

Кабинет механика

ЛСП02

3,0

0

0,8

2,2

На потолок

7

КТП

ЛСП01

3,0

0,8

1,5

0,7

На стену

3.2.2 Схемы размещения светильников

Выбор схемы размещения осуществляем в два этапа. В начале определяем расстояние между соседними светильниками (L) или их рядами, которое зависит от расчетной высоты подвеса светильников (Нр) и светораспределения (типа светильников). Наивыгоднейшее расстояние — относительное расстояние между светильниками или рядами светильников (L/ Нр) определяем по [9], табл.П. 8, П. 9.

Расчетное расстояние между соседними светильниками определяем по вы-ражению:

L=(L/ Нр) •Нр (3. 2)

На втором этапе по [9], рис. 2.4 выбираем конкретные схемы размещения светильников и наносим их на план цеха. При этом расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стен следует принимать в рабочих помещениях примерно втрое меньшим, а в остальных в двое меньшим, чем расстояние между рядами светильников или стороны поля.

Схема расположения светильников показана на рис. 3.2.

Расстояние между соседними светильниками для помещения механическо-го цеха составит:

L1=(L/ Нр) •Нр=1,4 • 7,5 =10,5 м;

где: L/ Нр=1,4…1,6 — для светильника РСП05 [9], табл.П.9.

Схему размещения светильников принимаем № 17 по [9], рис. 2.4.

Результаты расчетов сводим в табл.3.2.2.

Рисунок 3. 2- Схема расположения светильников.

Определим число рядов светильников:

шт (3. 3)

где la=lb=0,3·L= 0,4·10,5=4,2 м (3. 4)

Считаем, что в основном цехе имеются рабочие места возле стен, поэтому (la=lb=(0,3…0,4) ·L).

Определим число светильников:

шт (3. 5)

После чего определим реальные расстояния между рядами светильников:

(3. 6)

Определим реальные расстояние между центрами светильников в ряду:

(3. 7)

Общее число светильников в помещении:

(3. 8)

Результаты сводим в табл.3.2.2.

Таблица 3.2.2 - Параметры размещения светильников

№ на пла не

Наименование помещения

Размеры помещения, м

Высота, м

Кол-во све-тильни-ковов

Расстояния, м

Высо-та H, м

А*В

hc

Hp

LA

LB

la

lb

1

Механический цех

8,8

48×36

0,5

7,5

26

10

9

4

3,5

2

Венткамера

4,0

8х6

1,0

3,0

4

4

5

2

-

3

Электромас-терская

3,0

12х6

0

2,2

6

4

3

2

1,5

4

Мастерская

3,0

6х6

0

2,2

4

3

3

1,5

1,5

5

Кабинет мастеров

3,0

9х6

0

2,2

8

2,2

3

1,2

1,5

6

Кабинет механика

3,0

9х6

0

2,2

8

2,2

3

1,2

1,5

7

КТП

3,0

9х6

0,8

0,7

4

4,5

6

2,25

-

LA — расстояние между светильниками по длине помещения (А);

LB — расстояние между светильниками по ширине помещения (B);

la — расстояние между светильником и стеной по длине помещения;

lb — расстояние между светильником и стеной по ширине помещения.

Окончательное расположение светильников в помещениях цеха изображено на плане (лист 1).

4. Светотехнический расчет системы общего равномерного освещения и определение единичной установленной мощности источников света в помещениях

4.1 Выбор методов светотехнического расчёта освещения помещений

Основной задачей светотехнического расчета является определение:

а)количество единичной мощности ИС осветительной установки, обеспечи-вающей требуемую освещенность в помещении (на рабочей поверхности);

б) для существующей спроектированной установки рассчитать освещен-ность любой точки поверхности освещаемого помещения.

Для этих целей расчета электрического освещения используем: метод коэф-фициента использования светового потока для помещения механического цеха.

Методом удельной мощности на единицу освещаемой площади расчиты-ваем электрическое освещения вспомогательных помещений.

4. 2 Светотехнический расчёт рабочего освещения помещений цеха

4.2. 1 Метод коэффициента использования светового потока

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, падающего на горизонтальную поверхность, к суммарному потоку всех ламп, размещенных в данном освещаемом помещении.

При расчете по методу коэффициента использования световой поток светильника, лампы, или ряда светильников необходимый для создания заданной минимальной освещенности определяется по формуле

Ф = Енkз S z / n, (4. 1)

где Ен — заданная минимальная (нормируемая) освещенность, лк;

kз — коэффициент запаса (принимается по табл. П6);

S — площадь помещений, м2;

z — отношение Есрmin (коэффициент неравномерности освещения, принимается 1,15 для ЛН и ДРЛ, 1,1 — для ЛЛ);

n — количество светильников, ламп или рядов светильников (как правило, принимается до расчета по сетке размещения светильников);

— коэффициент использования светового потока, о.е.

В практике светотехнических расчетов значение определяется из справочников, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещения i) с их оптическими характеристиками — коэффициентами отражения (п — потолка, с — стен, р — рабочей поверхности или пола) и КСС конкретных типов светильников.

Индекс помещения определяется по формуле:

, (4. 2)

где, А и В- соответственно длина и ширина помещения, м;

Нр- расчетная высота подвеса светильников.

Приблизительные значения коэффициентов отражения (п, с, р) можно принять по следующим характеристикам помещения:

побеленный потолок и стены — 70%; побеленный потолок, стен окрашены в светлые тона — 50%; бетонный потолок, стены оклеены светлыми обоями, бетонные стены — 30%; стены и потолок в помещениях оштукатуренные, темные обои — 10%. Определяем световой поток единичной лампы для помещения № 1 механического цеха:

цех освещение провод кабель

КПД светильника РСП05 составит =0,75. Считаем, что данное помещение имеет побеленный потолок и стены окрашены в серые тона. Тогда п =50%, с=30%, р=10%. По табл. П. 11[9] определяем КПД помещения:

(4. 3)

тогда коэффициент использования светового потока составит: =0,75•0,734=0,55 (4. 4) Определяем световой поток одной лампы:

Ф = 300·1,5·1626·1,15/(26·0,55) = 58 843 лм

По определенному значению Фрасч. определяем стандартный световой поток лампы. Из [9], табл. П. 4, принимаем лампу типа ДРЛ-1000, мощностью 1000Вт, со световым потоком 59 000лм. Допустимое отклонение от расчетного не должно превышать -10+20%:

Ф%=59 000 — 58 843/58843 • 100% = +0,26% (4. 5)

Рассчитанные и выбранные данные светотехнического расчёта рабочего освещения механического цеха помещаем в табл.4.1.1.

Таблица 4.1. 1- Светотехнический расчёт освещения помещений

№ на плане

Наименова-ние помещения

Тип светильника/ источника света

Кол-во светил. (ламп)

Еном лк

kз

Световой поток, клм

Мощность, Вт

Фл

Фуст

Рл

Руст

1

Механиче-ский цех

РСП05/ДРЛ

26(26)

300

1,5

59 000

58 843

1000

26 000

4.2.2 Расчет мощности ламп вспомогательных помещений

Расчет мощности ламп вспомогательных помещений выполняем методом удельной мощности.

Удельная мощность освещения представляет собой отношение суммарной мощности всех источников света к площади освещаемого ими помещения- Руд [Вт/мІ].

Расчет данным методом сводится к следующему:

а) по одной из таблиц[1] или [9], П. 12 наиболее близко отвечающий задан-ным условиям принимается величина удельной мощности;

Так как значение Руд соответствует Е=100лк, Кз=1,5 и КПД=100%, пропорцио-нальным пересчетом определяем искомое значение:

(4. 6)

где РУ.Т. — табличное значение удельной мощности освещения;

КЗ и КЗ.Т. — фактический и табличный коэффициенты запаса;

ЕН— величина нормированной освещенности;

з- КПД выбранного светильника,

б) определяется установочная мощность ИС помещения:

Руст.= Руд S (4. 7)

где S- площадь помещения;

в) составляется схема (сетка) размещения светильников и подсчитывается их количество n;

г) определяется мощность одного источника света:

Ррасч. =Руст. /n (4. 8)

Табличное значение от расчетного не должно отличаться:

0,9•Ррасч.? Ртабл.? 1,2•Ррасч. (4. 9)

Определим мощность ламп помещения № 2 венткамеры, с данными поме-щения: Emin= 75лк; Hр=3,0 м; тип ИС — лампы накаливания; S=8•6= 48мІ; коэффи-циенты отражения: п =50%, с=30%, р=10%.

По таблице П. 12[9] принимаем удельную мощность: Руд=9 Вт/мІ.

Вт/м2

КПД светильника НСП02, з=0,75.

Определяем установочную мощность ИС помещения:

Руст. =12•48=576 Вт

Схему расположения светильников принимаем по [9], рис. 2.4 — номер схе-мы № 1, количество светильников составит 4- шт.

Определяем мощность одного ИС:

Ррасч. =576/4=144 Вт

Выбираем лампу типа Б220 235−150 мощностью 150Вт из [9] табл. П. 3

Определяем отклонение от расчетного:

0,9•144=129,6Вт? 150Вт? 1,2•144=172,8Вт,

по условию проходит, принимаем данную лампу.

5. Выбор источников света, типа светильников и их размещения, светотехнический расчет эвакуационного освещения

Аварийное эвакуационное освещение — для эвакуации, организуется для того, чтобы обеспечить нормальные проход (без травматизма) при погасании основного рабочего освещения. Минимальная освещённость в местах проходов в основном помещении не менее 0,5 лк, вне помещения — не менее 0,2 лк [2].

Эвакуационное освещение организовывается:

— в производственных помещениях с количеством работающих не менее 50 человек или в обычных помещениях, в которых не менее 100 чел.

— в помещениях без естественного света.

— в помещениях, где затруднён проход.

В данном курсовом проекте разрабатываем установку эвакуационного освещения. Она обязательна в основном помещении механического цеха. Располагается рядом с рабочим освещением, крепится и подключается аналогич-но. Обычно дополнительно располагается 2−3 светильника эвакуационного осве-щения в ряду, или это же количество выделяется из общего числа светильников рабочего освещения. Также эвакуационное освещение предусматривается при выходе, над дверным проёмом.

Так как рабочее освещение выполнено лампами ДРЛ, то в качестве источников света эвакуационного освещения используются лампы накаливания, которые крепятся на той же высоте, что и светильники рабочего освещения.

Для расчета эвакуационного освещения воспользуемся точечным методом расчёта с использованием пространственных изолюкс, служащим для расчёта освещения как угодно расположенных поверхностей и при любом распределении освещенности.

Пространственные изолюксы или кривые значений освещенности составлены для стандартных светильников с условной лампой 1000 лм в прямоугольной системе координат в зависимости от высоты подвеса светильника Нр и расстояния d проекции светильника на горизонтальную поверхность до контрольной (характерной) точки.

Рассчитанная освещённость в контрольной точке не должна быть ниже 0.5 лк, [2].

С помощью данного метода проверяем выбранные ИС эвакуационного освещения основного помещения механического цеха. Проверку производим для самой затемнённой точки помещения (условно самой удалённой: Т. 1) на уровне hр (hр=0. 8). Учитываем только ИС, которые имеют наибольшее влияние на освещение в выбранной точке, рисунок 5.1.

1. На плане помещения с известным расположением светильников (рисунок 5. 1) намечаем контрольные точки, А и В, в которых ожидается наименьшая освещенность.

Рисунок 5.1 — Схема расположения светильников эвакуационного освещения механического цеха

2. Определяем расстояния от контрольной точки до ближайших светильни-ков:

Точка А: Точка В:

d1=13,4 м d3=11,8 м

d2=11 м d4=13,6 м

3. По графику для излучателя, имеющего по всем направлением силу света 100 кд [22] рисунок 2. 6, и по значениям Нр и d определяем значение условной освещенности e100:

Точка А: Точка В:

e100 =0,23 лк e100 =0,28 лк

e100 =0,32 лк e100 =0,22 лк

4. Определим тангенс угла падения светового луча в расчетную точку:

(5. 1)

Точка, А:

, =58,20

=51,30

Точка В:

=54,90

=58,60

5. Для светильников НСП01 (КСС М) [3] табл.6.4 с условной лампой со световым потоком 1000 лм для найденного угла Ь интерполируя определяем силу света IЬ(1000) по[3] табл.8. 11 и рассчитаем значение освещенности, создаваемой этим светильникам:

(5. 2)

Точка, А:

кд (5. 3)

кд

лк

лк

Точка В:

кд

кд

лк

лк

6. Определим расчетный световой поток для точек, А и В:

(5. 4)

где Еmin-нормируемая освещенность (принимаем равной 0.5 лк), лк;

Кз— коэффициент запаса (для ЛН принимаем 1,3);

м- коэффициент, учитывающий освещенность от удаленных источников света, принимаем равным 1,1.

лм

лм

7. По полученному наибольшему значению расчетного светового потока выбираем мощность стандартной лампы из [3] табл.5.1. Принимаем лампу Б215−225−75 мощностью 75 Вт и световым потоком Флт=960 лм. Степень защиты светильников IP20. Данные расчетов сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 — Результаты расчета эвакуационного освещения

Тип источни-ка света

Тип светильников

Кол-во свети

льников

Тип источника света

ЕН в хар.

Установл. единичная мощность ИС, Вт

Точке 1, лк

Точке 2, лк

ЛН

НСП01−100−001

14

Б220−235−75

0,65

0,58

75

6. Разработка схемы питания осветительной установки

При выборе схемы питания осветительной установки важными являются следующие факторы:

Ш требование к бесперебойности действия осветительной установки;

Ш технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

Ш удобство и безопасность управления, обслуживания и эксплуатации.

Источником питания могут быть цеховые трансформаторные подстанции, вводно-распределительные устройство и магистральные шинопроводы. Питание осветительных приемников от силовых пунктов распределительных шинопроводов не допускаются. Так как осветительные установки требуют достаточного качества по напряжению и могут возникнуть ситуации, когда необходимо проводить ремонт или ревизию силового пункта при наличии освещения.

Схемы осветительных сетей могут быть разнообразны и из их всего многообразия выделяют:

ь радиальная;

ь магистральная (шлейфом);

ь смешанная.

Рекомендации по построению осветительной сети:

Формирование групповых линий по производственным помещениям — параллельно оконным проемом; управление групповыми линиями осуществляться автоматическими выключателями ГЩ освещения (в основном помещении) и выключатели (вспомагательных помещениях).

На каждую фазу групповой линии должна быть нагрузка до 25 А. При мощных ГРЛ (125 Вт и более) и ЛН (500 Вт и более) допускается нагрузка до 63 А.

Количество светильников (одноламповых) рекомендуется до 20 ламп на каждую фазу.

Протяженность групповой линии при U=380/200 В для 4-хпроводных линий рекомендуется до 85 — 100 м.

Анализируя выше сказанное принимаем схему питания:

— питание электрического освещения осуществляется совместно с силовыми электроприемниками от трансформаторной подстанции (ТП 10/0,4−0,23) с трехфазным силовым трансформатором с глухозаземленной нейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 400/230 В.

— к источнику питания присоединяются групповые щитки освещения по радиальной и магистральной схеме или же через магистральный щиток освещения. Выбор конкретной схемы питания зависит от величины электрической нагрузки освещения, количество и расположение групповых щитков освещения и определяется технико-экономическими показателями, удобством управления и простотой обслуживания.

— в соответствии с [6], питание электроприемников выполняем от сети TN-S (нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно). Для питания осветительных приборов общего внутреннего освещения применяем напряжение 380/220 В переменного тока. Распределение светильников по фазам показано на плане цеха на листе 1. Такое распределение обеспечивает в максимальной степени снижение пульсаций и относительно равномерную освещенность помещений при отключении одной или двух фаз линий.

— светильники аварийного освещения питаются раздельно, по отдельной сети не связанной с сетью рабочего освещения начиная с РУ-0,4кВ в КТП. Питающая сеть осветительной установки и силового электрооборудования выполним раздельными линиями.

— в начале каждой питающей сети устанавливаются аппараты защиты и отключения. Наглядное изображение схемы питания осветительной установки представ-лено на Рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 — Схемы питания осветительной установки энергоцеха.

7. Определения места расположения щитков освещения и трассы электрической сети

Щитки освещения должны располагаться: по возможности ближе к центру электрических осветительных нагрузок; в местах безопасных и удобных для управления и обслуживания (у входов, выходов, в проходах на); таким образом, чтобы отсутствовали или имели место минимальные обратные потоки электроэнергии в электрической сети от источника питания до светильника (это обеспечивает минимальные потери напряжения в осветительной сети).

Для данного проекта принимаем расположение щитков освещения как показано в графической части. При этом выбор места расположения принимался из условия удобства эксплуатации и безопасности. Щитки для освещения основного помещения установлены у входа в помещение. Тип щитка выбирался по условию количества присоединяемых групповых линий и необходимостью применения трёхфазной проводки. Электрическая сеть выполняется проводами и кабелями преимущественно с алюминиевыми жилами. Выполнения электриче-ской проводки сети освещения примем кабели следующих марок: АВВГ, ВВГ.

АВРГ, ВРГ — кабель с поливинилхлоридной оболочкой и резиновой изоляцией. Способы прокладки проводов и кабелей в основном помещении организовываются открытым способам в коробах (в монтажном профиле). Для остальных помещений непосредственно по строительным основаниям (с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы, на которые бандажом закрепляются провода и кабели).

Трасса электрической сети должна проходить таким образом, чтобы она охватывала значительное число щитков освещения и при этом обеспечивала минимум обратных потоков.

Схема расположения щитков и трассы электрической сети приведена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 — Схема расположения щитков освещения и трассы эл. сетии.

8. Выбор типа щитков освещения, марки проводов и кабелей и способов их прокладки

Основными факторами, определяющими выбор щитков освещения, являются: условия окружающей среды в помещениях, способ установки щитка, количество и тип установленных в них аппаратов защиты.

Как видно из рисунка 7. 1, что групповые щитки располагаются в основном помещении цеха с нормальной средой. Применим щитки освещения со степенью защиты IP21, предназначенные для открытой установки на стенах. Тип щитков принимаем из [7], [3] и [4], табл. П15, П16, с автоматическими выключателями на номинальный ток 16−25А.

Следуя рекомендациям для механического цеха выбираем кабели типа АВВГ. В цеху способ прокладки кабелей — открытый на тросу, во вспомога-тельных помещениях — скрытый под штукатурке. Светильники аварийного осве-щения запитаем однофазными линиями, проложенными по стенам на лотках, а от стен к светильникам-на тросу, кабелем АВВГ. Результаты выбора щитков освещения и проводки осветительной сети сводим в табл.8.1 и 8.2.

Таблица 8. 1-Выбор типа и количества щитков освещения

Наименование щитка освещения

Количество линий в ГЩ

Тип щитка

Количество автоматов

Тип авто-матов

Степень защиты

Спо-соб уста-новки

1-фаз-ных

3-фаз-ных

1-фаз-ных

3-фаз-ных

МЩО

0

2

ПР85-Ин.1 -012−21У3

0

4

ВА5231

ВА5235

IP21

На стене

ГЩ 1

3

4

ПР11−3064−20У3

6

4

АЕ2046Б

АЕ2044

IP21

На стене

ГЩ 2

6

-

ПР11−3052−21У1

12

-

АЕ2044

IP21

На стене

ГЩ а

3

-

ПР11−3045−21У3

6

-

АЕ2044

IP21

На стене

Таблица 8.2 — Выбор типа и способа прокладки проводников

Наименование участка

Марка проводника

Способ прокладки

КТП-МЩО

АВВГ

В каабельном канале

МЩО-ГЩ1

АВВГ

На лотках

ГЩ1-(1−4)

АВВГ

На тросу

ГЩ1-(5−7)

АВВГ

Под штукатуркой

МЩО-ГЩ2

АВВГ

На лотках

ГЩ2-(8−13)

АВВГ

Под штукатуркой

КТП-ГЩА

АВВГ

На лотках

ГЩА-(1а-2а)

АВВГ

На тросу и лотках

9. Выбор сечения проводов и кабелей и расчет защиты осветительной сети

В результате выполнения светотехнических расчетов и выбора ламп определяем установленную мощность осветительной нагрузки.

Установленная мощность (Руст) состоит из мощности ламп выбранных для освещения помещений. При подсчете Руст ламп следует суммировать отдельно мощность ламп накаливания (Рлн), люминесцентных ламп низкого давления (Рлл), дуговых ртутных ламп высокого давления (Ррлвд).

Для получения расчетной мощности вводится поправочный коэффициент спроса (Кс) к установленной мощности, так как в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам может быть не включена.

Расчетная нагрузка освещения определяется умножением установленной мощности ламп на коэффициент спроса:

(9. 1)

где Ксо— коэффициент спроса освещения, характеризующий использование источников света по времени, принимаем в соответствии с [4] равным для основного помещения-0,95 и для вспомогательных помещений-0,6; для мелких производственных помещений-1,0

Рлл, Рлвд , Рлн — номинальная мощность источников света, соответственно люминесцентных ламп, разрядных ламп, ламп накаливания, кВт;

n- количество источников света;

(1,08…1,3); 1,1- коэффициенты, учитывающие потери в ПРА осветительных установок. Для Л Л с электронным ПРА принимаем 1,08.

Определим расчетную мощность группового щитка ГЩО1:

кВт

где, Кс=0,95- для производственного помещения состоящего из крупных пролетов;

Кс =1,0- для мелких производственных помещений;

Кс=0,6- для вспомогательных помещений.

Определим расчетную мощность группового щитка ГЩО2:

кВт

Определим расчетную мощность группового щитка ГЩОа:

кВт.

Нагрузку от понижающих трансформаторов с вторичным напряжением 12 не учитываем. Определим расчетную мощность магистрального щитка МЩО:

Ррмщо = Ррщо1+ Ррщо2=27,69+4,9=32,59кВт

Расчётный ток находим по формуле: для однофазной сети

Iр = Pр / Uф cos; (9. 2)

для трехфазной сети

; (9. 3)

Коэффициент мощности (cos) следует принимать: 1,0 — для ламп накаливания; 0,85 — для одноламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления; 0,92 — для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления; 0,5 — для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ); 0,85 — для светильников с разрядными лампами высокого давления, имеющими ПРА с конденсатором [1]. Определим расчётный ток щитка ГЩО1:

Определим расчётный ток щитка ГЩО2:

А

Определим расчётный ток щитка ГЩОа:

А

Определим расчётный ток щитка МЩО:

Iрмщо = Iрщо1+ Iрщо2=83,37+8,1=91,47 А

9.1 Выбор сечений проводов и кабелей и расчет защиты

Расчет номинальных токов защитных аппаратов выполняем с конца электрической сети, с учетом селективности их срабатывания. Тип автоматов был выбран ранее. Минимальный ток защитного аппарата групповой линии принимаем 16 А, что согласуется с минимальным сечением по механической прочности (2,5 мм2) алюминиевых проводников. Определим расчетный ток для трехфазного участка ГЩ01−1 по выражению (9. 3):

А

Определяем номинальный ток защитного аппарата (номинальный ток рас-цепителя) на участке:

(9. 4)

где Кз— коэффициент запаса, учитывающий пусковые токи ламп, принимаем в соответствии с [4], п. 3.5 равным 1;

А

По расчетному значению Iз [4,П. 24,] выбираем ближайшее большое значение номинального тока расцепителя автомата Iнр=25 А, так как оно является минимально допустимым. Аналогично производим выбор для остальных трехфазных линий с учетом селективности их срабатывания и сносим в таблицу 9.1. Определим расчетный ток для однофазного участка ГЩ1−5 по выражению (9. 2):

А

Определяем номинальный ток защитного аппарата (номинальный ток расцепителя) на участке по выражению (9. 5):

где Кз— коэффициент запаса, учитывающий пусковые токи ламп, принимаем в соответствии с [4], п. 3.5 равным 1;

А

По расчетному значению Iз [4], П. 24, выбираем ближайшее большое значе-ние номинального тока расцепителя автомата Iнр=16 А, так как оно является ми-нимально допустимым. Аналогично производим выбор для остальных однофазных линий с учетом селективности их срабатывания и сносим в таблицу 9.1.

9. 2 Определение потери напряжения и выбор проводников по допустимой потере напряжения

Определим потери напряжения в трансформаторе:

(9. 5)

где в — коэффициент загрузки трансформатора, равный 0,75;

cosц — коэффициент загрузки трансформатора, равный 0,91;

Ua и Up — активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора, которые определяем по следующим формулам:

(9. 6)

(9. 7)

где ?Рк— потери короткого замыкания, кВт; Sном— номинальная мощность трансформатора, кВ·А; Uк— напряжение короткого замыкания, %.

Для трансформатора 2*400 значения? Рк и Uк определяем по [4,табл.3. 3] и они равны? Рк =5,5 кВт, Uк =4,5%.

Определяем допустимую потерю напряжения (?Uдоп) от ТП до самого удаленного источника света осветительной сети:

(9. 8)

где Ux— напряжение холостого хода на шинах низкого напряжения трансформатора, Ux=105%; Uл — минимально допустимое напряжение у наиболее удаленной лампы, Uл=95%.

Определяем допустимую потерю напряжения только для осветительной сети () при наличии ТП в цеху:

9.2. 1 Определяем моменты нагрузки каждого участка осветительной сети

(9. 9)

где l — длина участка сети, м.

Рисунок 9. 1- Расчетная схема электрической сети освещения.

кВт·

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

кВт·м

Определим приведенный момент нагрузки к участку l0:

(9. 10)

где m5— момент, питаемый через данный участок линии с иным числом проводов, чем на данном рассчитываемом участке;

— коэффициент приведения моментов однофазного участка к трехфазному участку, принимаем по [4], табл.3.5 равным 1,85.

По допустимой потере напряжения выбираем сечение проводника на участ-ке lо:

(9. 11)

где с-коэффициент, зависящий от материала проводника и напряжения сети, принимаем по [4], табл.3.4 равный 44.

мм2

По Sо выбираем ближайшее большее стандартное сечение Sост=10 мм2, но так как оно не пройдет по условию нагрева и согласования, то принимаем сечение Sост=50 мм2 с Iдоп=110 А.

Выбранное сечение проверяем по нагреву расчетным током:

(9. 12)

где Кп— поправочный коэффициент на условие прокладки, для нормальных условий принимаем Кп=1.

А

Условие выполняется. Кабель проходит по нагреву расчетным током.

Выбранное сечение проверяем на согласование с защитным аппаратом, установленным в начале участка lдоп. о:

(9. 13)

где Кз— коэффициент защиты, принимаем [4, табл.3. 6] равным 1.

110А < 125 А Т.к. проводник не проходит по условию согласования с защитным аппаратом, поднимаем сечение до Sост=70 мм2, с Iдоп=140 А.

Определяем фактическую потерю напряжения на участке lо:

(9. 14)

где кк— коэффициент, учитывающий реактивную составляющую потери напряжения, принимаем по [8, табл.9. 11] равным 1,038.

Вычисляем допустимую потерю напряжения от МЩО:

(9. 15)

Определим приведенный момент нагрузки к участку l01:

(9. 16)

По допустимой потере напряжения выбираем сечение проводника на участ-ке l01:

(9. 17)

где с-коэффициент, зависящий от материала проводника и напряжения сети, принимаем по [4, табл.3. 4] равный 44.

мм2

По Sо выбираем ближайшее большее стандартное сечение Sост=10 мм2, но так как оно не пройдет по условию нагрева и согласования, то принимаем сечение Sост=35 мм2 с Iдоп=90 А.

Выбранное сечение проверяем по нагреву расчетным током:

(9. 19)

где Кп— поправочный коэффициент на условие прокладки, для нормальных условий принимаем Кп=1.

А

Условие выполняется. Кабель проходит по нагреву расчетным током.

Выбранное сечение проверяем на согласование с защитным аппаратом, установленным в начале участка lдоп. о:

(9. 20)

где Кз— коэффициент защиты, принимаем [4, табл.3. 6] равным 1.

90А < 100 А

Т.к. проводник не проходит по условию согласования с защитным аппаратом, поднимаем сечение до Sост=50 мм2, с Iдоп=110 А.

Определяем фактическую потерю напряжения на участке l01:

(9. 21)

где кк— коэффициент, учитывающий реактивную составляющую потери напряжения, принимаем по [8], табл.9. 11 равным 1,013.

Вычисляем допустимую потерю напряжения от ГЩО1:

(9. 22)

По рассчитываем сечения на участках l1-l4 и проверяем по нагреву по (9. 19) и (9. 20) и данные сносим в таблицу 9.1.

По рассчитываем сечения проводников на участках lмщо-гщ2.

Определяем приведенный момент участка lмщо-гщ2:

(9. 23)

кВт·м

Определим сечение проводника:

(9. 24)

мм2

По Sмщо-гщ2 выбираем ближайшее большее стандартное сечение Sост=2,5 мм2, с Iдоп=17 А.

Выбранное сечение проверяем по нагреву расчетным током:

А

Условие выполняется. Кабель проходит по нагреву расчетным током.

Выбранное сечение проверяем на согласование с защитным аппаратом, установленным в начале участка lдоп. о:

17А < 25А А

Т.к. проводник не проходит по условию согласования с защитным аппаратом, поднимаем сечение до Sост=4 мм2, с Iдоп=25 А.

Определяем фактическую потерю напряжения на участке lмщо-гщ2

Вычисляем допустимую потерю напряжения от ГЩ2:

По рассчитываем сечения на участках l8-l11 и проверяем по нагреву по (9. 13) и (9. 14) и данные сносим в таблицу 9.1.

Произведем аналогичный расчет для эвакуационного освещения и результа-ты сведем в таблицу 9.1.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был разработан проект электриче-ского освещения Механического цеха создающий необходимую световою среду удовлетворяющую требованиям СНИП.

В качестве источников света для основного помещения используем газоразрядные лампы высокого давления типа ДРИ, так как они имеют высокий световой поток, высокую световую отдачу и в помещении отсутст-вуют требования цветопередачи, с светильниками типа РСП05 и степенью за-щиты IP20, так как высота помещения состовляет 8,8 м и среда нормальная. Для вспомогательных помещений используем люминесцентные лампы типа ЛБ, так как они экономичны и у них большая световая отдача, по сравнению с лампами накаливания, с светильниками ЛСП02 и ЛСП22 со степенью за-щиты IP20 и IP54, соответственно, так как среда в помещениях нормальная. Для помещения венткамеры без постоянного пребывание работающих при-меняем лампы накаливания, т.к. помещение имеет минимальную освещен-ность менее 50 лк и являются помещениями не отапливаемыми, поэтому проблематично применения люминесцентных ламп.

Питание электрического освещения осуществляем совместно с силовыми электроприемниками от трансформаторная подстанция (ТП 10/0,4−0,23), которая находится внутри цеха, с трехфазным силовым трансформатором глухозаземленной нейтралью. Питание электроприемни-ков осуществляем от сети TN-S (нулевой рабочий и нулевой защитный про-водники работают раздельно). Для питания осветительных приборов общего внутреннего освещения используем напряжение 380/220 В переменного тока.

В Механическом цеху открытую электропроводку выполненную кабелем АВВГ, проложенным по стенам на лоткам, а от стен до светильников- на тросу. В вспомогательных помещений скрытая электропро-водка проложена: по стенам- под штукатуркой, а на потолке- в пустотах строительных конструкций. В качестве осветительных щитков устанавли-ваем распределительные пункты типа ПР11.

Разработано эвакуационное освещение механосборочного цеха. В качестве источников света принимаем лампы накаливания мощностью 60 Вт со светильниками НСП01. Режим работы эвакуационного освещения- автоматический после погасания основного освещения.

В качестве защитных аппаратов выбираем автоматические выключатели. Выбор сечение кабеля производим по допустимой потери напряжения и выполняем проверку по длительному нагреву расчетным токам и на согласование с защитным аппаратом.

Для экономного использования электроэнергии осветительной установкой для вспомогательных помещений предусматриваем местное управление, а в основном помещении раздельное управление рядами светильников. В люминесцентных лампах используем электронные ПРА, что снижает потребление электроэнергии на 20% и повышает световую отдачу на 5−7%.

Литература

1 Кнорринг Г. М., Фадин И. М., Сидоров В. Н. Справочная книга для проектирования электрического освещения — СПб.: Энергоатомиздат, 1992. — 448 с.

2 СНБ 2. 04. 05−98 Естественное и искусственное освещение. -Минск: Министерство архитектуры и строительства, 1998. -59 с.

3 Правила устройства электросустановок / Министерство топлива и энергетики РФ — 6-е издание перераб. и дополн. — М.: Главгосэнергоиздат России, 1998. -608 с.

4 Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для ВУЗов. — 4-е изд., переработанное и дополн. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 608 с.: ил.

5 СниП 1. 02. 01−85 Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверж-дения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

6 Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю. Б. Айзенберга. -2-е изд. перераб. и дополн. -М.: Энергоатомиздат, 1995. -528 с.

7 Кнорринг Г. М. Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения. Л.: Энергия, 1973. -200 с

8 Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий: СН 357-М.: Стройиздат, 1977. -96 с

9 Ус А. Г., Елкин В. Д. «Электрическое освещение"Практическое пособие для курсово-го и дипломного проектирования по одноименному курсу для студентов специаль-ности 1−43 01 03 «Электроснабжение"1−43 01 07 «Техническая эксплуатация энерго-оборудования организаций"Гомель, 2004.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой