Курсовой проект - Разработка схемы освещения литейного цеха

Подождите немного. Документ загружается.

некоторая часть его поглощается осветительной арматурой, стенами и потолком.

Следовательно,

лр

nФФ 

, (1.7)

где n – число ламп, Ф

– световой поток одной лампы.

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки

называется отношение светового потока, подающего на поверхность, равную

площади помещения, к суммарному световому потоку всех источников света

nФ





. (1.8)

Коэффициент использования определяю по выражению:

ПС





, (1.9)

где η

– КПД светильника, η

– коэффициент использования помещения,

определяемый по светотехническому справочнику с учетом коэффициентов

отражения ρ

пот

= 0,3 – потолка, ρ

ст

= 0,1 – стен, ρ

= 0,1 – пола, а также индекса

помещения

)( baH





, (1.10)

где a и b – длина и ширина помещения.

64,0

)1818(14

1818

)(













baH

Используя таблицу 3.1 [4 стр.102] для ДРЛ ГсЛР с глубокой кривой света

находим коэффициент использования: η = 0,36 (36 %).

4. Коэффициент запаса Кз = 2,0.

5. Поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:

min



. (1.11)

Значение z для ламп накаливания и ДРЛ, равным 1,15. Отсюда Е ср = 230 лм.

6. Рассчитываю световой поток лампы. Нормативные документы устанавливают

наименьшие величины освещенности. С учетом вышесказанного получаю:

kzS

Фn







min

. (1.12)

Тогда выражение для определения светового потока отдельной лампы будет

следующим:

лм

ZSКЕ

25875

36,016

15,118180,2200

min

















(1.13)

7. По расчётному потоку подбираю стандартную лампу, поток которой не должен

отличаться от требуемого расчетом более, чем на -10 и +20%. По таблице 60

справочника [5 стр.114] выбираю лампы типа ДРЛ400 с мощностью 400 Вт со

световым потоком Фном = 22000 лм. Определяю отклонение Фрасчётной от

Фном = 22000 лм Δ



+17,6 %. Отклонение освещённости для цеха соответствуют

норме, поэтому в цехе устанавливаю лампы ДРЛ 400.

8. Максимальная освещенность поверхности определяется выражением

лк

nФ

1,391

324

220001636,0

max









. (1.14)

Согласно нормам максимальная освещённость не должна превышать

нормативный показатель в 2,0 раза. Данное условие выполняется, значит лампы

выбраны верною

9.По таблице 59 [5] выбираю тип лампы для местного освещения со средней

мощностью ЛБ80, из-за больших размеров освещаемой площади.

10. Результаты выбора светильников свожу в таблицу 1.5.

Таблица 1.5

Тип лампы Количество Мощность,

Вт

Световой

поток, лк

Диаметр

трубки, мм

Длина

лампы, мм

ДРЛ400 16 400 22000 122 292

ЛБ80 20 80 5220 40 1514,2

2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Выбор напряжения питания

Для светильников общего освещения разрешается применять напряжения:

 не выше 380/220 В переменного тока – при заземленной нейтрали;

 220 В – при изолированной нейтрали.

Для светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания

должны применяться напряжения:

 в помещениях без повышенной опасности не выше 220 В;

 в помещениях с повышенной опасностью не выше 50 В.

Напряжение большинства выпускаемых промышленностью источников света не

превышает 220 В, что соответствует требованиям электробезопасности. Для

газоразрядных ламп, рассчитанных на напряжение 380 В, допускается применять

линейное напряжение 380 В системы 380/220 В.

Для системы комбинированного освещения выбираю согласно ТУ для питания

газоразрядных ламп ДРЛ400 и ЛБ80 напряжение питания 380/220 В с

заземлённой нейтралью (номинал трансформаторов 400/231).

2.2. Выбор схемы питания

Электрическая осветительная сеть состоит из следующих звеньев (рисунок

2.1): распределительное устройство трансформаторной подстанции 1, питающая

сеть 2, магистральный щиток 3, щитки аварийного 4 и групповые щитки рабочего

5 освещения, групповая сеть 6, а также источники света 7. Сети освещения

разделяются на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии от

трансформаторных подстанций или других точек питания до групповых щитков, к

групповой сети – линии от групповых щитков до осветительных приборов.

В начале каждой питающей линии устанавливаются аппараты защиты и

отключения. В начале групповой линии обязателен аппарат защиты.

Рисунок 2.1. Структура осветительной сети

Магистральные осветительные щиты получают питание одной мощной линией

от подстанции, а затем осуществляют распределение электроэнергии между

присоединёнными к ним групповыми щитками. Групповые щитки, в которых

устанавливаются аппараты защиты и управления для групповых линий,

предназначены для питания непосредственно осветительных приборов.

Схемы питающих сетей могут быть как радиальные, так и магистральные. В

основном при решении вопроса питания осветительных установок

руководствуются компоновкой помещений. С одной стороны, при использовании

большого числа радиальных линий увеличивается общая протяженность сетей. С

другой стороны, при использовании магистралей могут чрезмерно возрастать

сечения проводников. Выбираю схему (рисунок 2.2), где питание происходит

через магистральный щиток.

При распределении светильников между линиями групповой сети следует

руководствоваться установленными ПУЭ предельными данными по

максимальному току аппаратов и числу подключенных ламп. Например, в каждую

фазу групповой линии включается не более 20 ламп накаливания, ДРЛ или не

более 60-100 люминесцентных ламп в зависимости от максимальной единичной

мощности источника света.

Рисунок 2.2. Схема питания осветительных сетей через

магистральный щиток: 1 – групповые щитки рабочего

освещения, 2 – отходящие линии силовых электроприёмников,

3 – щитки аварийного освещения.

Групповые линии выполняют одно-, двух- и трёхфазными. Выбираю

групповые линии трёхфазными, т.к. увеличение фазности уменьшает уровень

пульсаций освещенности. При построении групповых сетей для трёхфазных

систем переменного тока применяются следующие схемы с глухозаземлённой

нейтралью или с изолированной нейтралью.

Рисунок 2.3. Схема групповых сетей

Выбираю схему построения групповых сетей четырёхпроводную

трёхфазную (рисунок 2.3) с глухозаземлённой нейтралью. В качестве способа

подключения осветительных приборов по фазам групповой линии

предпочтительным является A-B-C-A-B-C.... Данный вариант наиболее оптимален

как с точки зрения снижения пульсаций освещенности, так и равномерности

распределения освещенности.

Выбранные способы питания сетей соответствуют пунктам СНиП 23-05-95:

6.1.3. Питающая осветительная сеть — сеть от распределительного устройства

подстанции.

6.1.4. Распределительная сеть — сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных

пунктов, щитков и пунктов питания наружного освещения.

6.1.5. Групповая сеть — сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и

других электроприемников.

6.1.6. Для ламп типа ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ может применяться как групповая,

так и индивидуальная компенсация реактивной мощности. При наличии технико-

экономических обоснований допускается применение указанных ламп без

устройства компенсации реактивной мощности. При групповой компенсации

должны отключаться компенсирующие устройства одновременно с отключением

ламп.

6.1.13. 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.

6.2.2. Питание светильников местного освещения (без понижающего

трансформатора или через понижающий трансформатор) может осуществляться

при помощи ответвления от силовой цепи механизма или станка, для которого

предназначен светильник. При этом может не устанавливаться отдельный

защитный аппарат в осветительной цепи, если защитный аппарат силовой цепи

имеет ток установки не более 25 А. Ответвление к светильникам местного

освещения при напряжении более 50 В в пределах рабочего места должно

выполняться в выполненных из негорючих материалов трубах и коробах и других

механически прочных конструкциях.

2.3. Выбор марки проводников и способа прокладки

В качестве проводникового материала для выполнения сетей применяются

алюминий и медь. Наибольшее распространение получили провода и кабели с

алюминиевыми жилами в основном вследствие своей большей экономичности.

Применение же медных проводников, обладающих несколько лучшими

характеристиками (меньшее удельное сопротивление, большая механическая

прочность), рекомендуется в помещениях с химически агрессивными средами, с

большим уровнем вибрации, во взрывоопасных помещения, а также в жилых

зданиях.

Основные рекомендации по использованию конкретных видов и марок

проводников в зависимости от характеристики окружающей среды и особенностей

помещения приводятся в нормативно-технической литературе. Среди наиболее

распространенных видов электропроводки можно применяют следующие:

 незащищенные изолированные провода (АПРТО, АПВ, АРТВ);

 защищенные провода (АПРФ);

 кабели (АВВГ, АВРГ, АНРГ);

 осветительные шинопроводы (ШОС).

По способу выполнения электропроводки в зданиях подразделяются на

открытые и скрытые. В настоящее время в общественных, административно-

бытовых, инженерно-лабораторных и других подобных зданиях, должна

применяться скрытая прокладка проводов. Скрытая проводка выполняется: в

имеющихся каналах и пустотах строительных конструкций, в зазорах между

плитами, в слое штукатурки, в специально подготовленных бороздах и т.д. При

необходимости выполнения сменяемой проводки возможна прокладка проводов в

полиэтиленовых или стальных трубах.

Согласно СНиП 23-05-95 пункту 6.1.31 сечение нулевых рабочих проводников

трехфазных питающих и групповых линий с лампами люминесцентными, ДРЛ,

ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ при одновременном отключении всех фазных проводов линии

должно выбираться:

1. Для участков сети, по которым протекает ток от ламп с компенсированными

пускорегулирующими аппаратами, равным фазному независимо от сечения.

2. Для участков сети, по которым протекает ток от ламп с

некомпенсированными пускорегулирующими аппаратами, равным фазному при

сечении фазных проводников менее или равном 16 мм

для медных и 25 мм

для

алюминиевых проводов и не менее 50 % сечения фазных проводников при

больших сечениях, но не менее 16 мм

для медных и 25 мм

для алюминиевых

проводов.

По пункту 6.1.32 при защите трёхфазных осветительных питающих и

групповых линий предохранителями или однополюсными автоматическими

выключателями при любых источниках света сечение нулевых рабочих

проводников следует принимать равным сечению фазных проводников.

Выбираю марку кабелей для скрытой прокладки АВВГ для напряжения до

660 В с номинальным сечением от 2,5 до 50 мм

. Оптимальным сечением

алюминиевого и нейтрального провода следует считать 25 мм

. Выполним

проверку сечения кабеля на нагрев и потерю напряжения.

2.4. Расчёт сечения проводников по нагреву и потере напряжения

В зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп

по различным причинам обычно не включена, поэтому при расчете сетей

электрического освещения пользуются расчетной мощностью, которая

определяется с использованием коэффициента спроса.



nPKP 

, (2.1)

где n – количество ламп, Р – мощность одной лампы, К

– коэффициент спроса, α –

коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре.

Для люминесцентных ламп при стартерных схемах включения коэффициент α

равен 1,2, для ламп ДРЛ – 1,1.

Коэффициенты спроса для некоторых объектов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.Величины К

для различных объектов

Наименование К

Групповые сети 1

Аварийное освещение, наружное освещение 1

Небольшие производственные здания 0,95

Административные здания 0,9

Крупные производственные здания 0,8

Складские помещения 0,6

Рассчитываю мощность сети освещения по формуле 2.1:

.17,7716815365632

2,18,080201,18,040016

кВт

РмесРобщnPKP







Реактивная мощность осветительной установки вычисляется по формуле:



tgPQ



. (2.2)

При этом коэффициент реактивной мощности определяется видом источников

света. Для газоразрядных ламп при использовании компенсированных схем

пускорегулирующих устройств tgφ равен 0,9-0,95, без компенсации реактивной

мощности – 0,5-0,75.

Рассчитываю реактивную мощность осветительной установки по формуле 2.2 при

использовании компенсации пусковых устройств:

ВАрtgPQ

2,64519,07168 



2.4.1. Выбор сечений проводников по нагреву.

Для трёхфазной сети ток осветительной сети определяется по формуле:

7,20

91,02203

7168

cos3









, (2.3)

где P

– активная расчетная мощность нагрузки трёх фаз, cosφ=0,91 –

коэффициент мощности нагрузки, U

– линейное напряжение сети.

В соответствии с расчётным током по справочной литературе определяется

длительно допустимая токовая нагрузка проводника. При этом согласно ПУЭ

сечение нулевых рабочих проводников трехфазных питающих и групповых линий

должно выбираться:

 для участков сети, по которым протекает ток от газоразрядных ламп с

компенсированными пускорегулирующими аппаратами, а также при

защите трехфазных осветительных питающих и групповых линий

предохранителями или однополюсными автоматическими

выключателями при любых источниках света, сечение нулевых рабочих

проводников следует принимать равным сечению фазных проводников;

 для участков сети, по которым протекает ток от газоразрядных ламп с

некомпенсированными пускорегулирующими аппаратами – не менее

половины сечения фазных проводников при больших сечениях, но не

менее 16 мм

для медных и 25 мм

для алюминиевых проводов.

2.4.2. Выбор сечений проводников по потере напряжения.

Источники света, применяемые в сетях электрического освещения весьма

чувствительны к потерям напряжения. Поэтому в осветительных сетях важно

обеспечить допустимый уровень напряжения, указанный ПУЭ.

Общая потеря напряжения в сети до наиболее удаленного светильника

Txxд

UUUU 

min

, (2.4)

где ΔU

– располагаемая потеря напряжения в сети, U

хх

– номинальное напряжение

при холостом ходе трансформатора, U

min

– допустимая величина напряжения у

наиболее удаленного светильника, ΔU

– потеря напряжения в трансформаторе.

В выражении (2.4) напряжение холостого хода трансформаторов принимается

равным 105% номинального значения напряжения ламп, допускаемое снижение