Курсовой проект - Разработка схемы освещения литейного цеха

Подождите немного. Документ загружается.

напряжения по ГОСТ 13109-97 у ламп рабочего освещения промышленных зданий

составляет 2,5%.

Общие потери напряжения в сети зависят от ΔU

мощности питающего

трансформатора, его загрузки и коэффициента мощности сети. Определенные по

формуле (2.4) значения ΔU

с общей расчётной нагрузке трансформаторной

подстанции, от которой запитаны осветительные сети.

Расчёт сечения трёхпроводной линии рассмотрим на примере определения потерь

напряжения в двухпроводной сети (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4. Однолинейное изображение двухпроводной линии

Потеря напряжения в двухпроводной линии равна разности абсолютных величин

напряжения в начале и в конце линии. При этом для определения потери

напряжения в двухпроводной сети достаточно определить потерю напряжения в

одном проводе и полученный результат удвоить. Для линии с n ответвлениями







RIU

, (2.5)

где I – токи в ответвлениях линии, R – сопротивления проводов от начала линии

до соответствующего ответвления. Полагая сечение и материал проводов вдоль

всей линии одинаковыми, получим выражение для определения потери

напряжения:









, (2.6)

где γ – проводимость проводов, S – сечение участков линии, L – длины проводов

от начала линии до соответствующего ответвления. Перейдя в выражении от

токов к заданным мощностям ответвлений, получаем окончательное выражение

для потери напряжения









1002



, (2.7)

где P – мощность электроприемников каждого ответвления. Все приведённые

выводы справедливы и для трёхфазных сетей. Тогда с учетом выражения (2.7)

сечение линии, рассчитанное по потери напряжения можно определить

следующим образом:





, (2.8)

где М – момент нагрузки, равный





, С – коэффициент, зависящий от

напряжения и материала проводника и включающий в себя в постоянные

величины выражения (2.8). Возможные значения С приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Значения коэффициента С

Напряжение,

Система сети и род тока

Значения коэффициента

для проводников

медных алюминиевых

380/220

Трехфазная

четырехпроводная

72 44

380 Трехфазная трехпроводная 72 44

220 Трехфазная трехпроводная 24 14,7

380/220 Двухфазная трехпроводная 32 19,5

220

Двухпроводная переменного

и постоянного тока

12 7,4

Отдельные участки сети могут быть выполнены проводниками разного сечения, то

возникает проблема наиболее экономичного распределения потерь напряжения

между отдельными звеньями сети. При этом расчет следует производить по

условиям общего минимума расхода проводникового материала. В этом случае

сечение каждого участка определяется с учетом приведенного момента

 

 mMM



, (2.9)

где ΣМ – сумма моментов данного и всех последующих участков, с тем же числом

проводов в линии, Σm – сумма моментов питаемых через данный участок линий с

иным числом проводов, α – коэффициент приведения моментов (таблица 2.3).

Таблица 2.3 Значения коэффициента α

Линия Ответвление

Коэффициент

приведения

Трехфазная

четырехпроводная

Однофазное 1,85

Двухфазное

трехпроводное

1,39

Двухфазная

трехпроводная

Однофазное 1,33

Трехфазная

трехпроводная

Двухпроводное 1,15

С учётом вышесказанного расчёт моментов нагрузки для групповых линий по

формулам (2.8, 2.9):

lРМ 

,кВт

С учётом ответвлений, площадь сечения проводника:

UpKc







 



, мм

где Σ М – сумма моментов участков с одинаковым числом проводов;

Σ α

m – сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и

имеющих иное число проводов в линии, чем на этом участке,

α = 1,39 – коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на

участке и в ответвлениях (таблица 2.3),

Кс = 44 – схемный коэффициент для трёхфазной сети с нулём 380/220 В,

выполненной с помощью алюминиевого провода (таблица 2.2),

ΔUp = 2,5 % - допустимые потери напряжения для ламп ДРЛ.

Выражение для S соответствует методу расчёта проводникового материала по

наименьшему его расходу. Он последовательно применяется ко всем участкам

сети, начиная с ближайшего к источнику питания (щитку).

Рассчитываю моменты нагрузки для общего освещения:

мкВтМ

ОБЩ

 38,22516400292,03)95,45,1325,292(

мкВтm

 26,18)5,135,1325,25,1325,2(292,039,1

мкВтm

 22,8)5,135,425,2(292,039,1

мкВтm

 05,10)5,13925,2(292,039,1

Рассчитываю моменты нагрузки для местного освещения:

мкВтМ

МЕС

 99,1712080514,1)161818163(

Сечение проводников от магистрального щита до групповых щитков:

94,3

110

9,433

5,244

99,17105,1022,826,1838,225

)(

мм

UpKc

mМM

ОБЩМЕСОБЩ

















 



Подбираю ближайшее стандартное сечение равное 4 мм

. По справочнику

[4] подбираю кабель марки АВВГ 4 х 4, у которого количество жил 4 и сечение

жилы составляет 4 мм

. Выбранное сечение кабеля может выдержать токовые

нагрузки до 24 А (Iр = 20,7 А) [4 таблица 6-1 стр.198]. С учётом электрического

запаса по току выбираю сечение 6 мм

с допустимым током 29 А.Окончательно от

магистрального щитка до групповых прокладываю кабель АВВГ 6 х 4.

Определяю действительные потери напряжения по формуле (2.4):

SKc

UpU





Для группового щитка 1 (ГЩ1), питающего верхние ряды ламп:

%65,185,05,2

644

38,225

5,2 









SKc

UpU

ОБЩ

Для группового щитка 2 (ГЩ2), питающего нижние ряды ламп:

%85,165,05,2

644

99,171

5,2 









SKc

UpU

МЕС

Определяю сечение проводов на участках общего освещения:

82,0

64,7

05,1022,826,18

ммSSS

CBA









Принимаю кабель для общего освещения АВВГ сечением жил 2,5мм

Определяю сечение проводов на участках местного освещения:

39,0

64,7

199,17

ммS

МЕС







Принимаю кабель для местного освещения АВВГ сечением жил 2,5мм

Принимаю кабель АВВГ 2,5 х 2 на всех групповых участках.

Рисунок 2.5 Сеть комбинированного освещения

На рисунке 2.5 приведена схема освещения цеха в масштабе 1 : 150. Групповой

щиток 1 ГЩ1 и групповой щиток ГЩ2 питаются от магистрального МЩ. На МЩ

питание приходит от трансформаторной подстанции расположенной вне стен

цеха. Проводка общего освещения прокладывается на фермах на высоте 14 м, а

проводка местного освещения на уровне 3 м скрытной. Щитки в цехе

прикрепляют на доступной для обслуживания высоте выбираю 1,5 м.

2.5. Выбор защитно – коммутационных аппаратов

2.5.1. Нормы на защиту осветительной сети

Осветительные сети независимо от способа их прокладки должны быть

защищены от токов короткого замыкания и перегрузки.

Защита осветительных сетей осуществляется при помощи плавких

предохранителей или автоматических выключателей, установленных на щитах

подстанции, магистральных и групповых щитках.

Номинальные токи аппаратов защиты выбираю наименьшими по расчетным

токам соответствующих участков сети, но вместе с тем они не должны

срабатывать при случайных пиках нагрузки. В осветительных сетях такие пики

создаются из-за наличия у источников света пусковых токов. Наиболее

неблагоприятны в этом отношении газоразрядные лампы высокого давления. С

учетом этих условия следует выбирать защитный аппарат по условию:

pапз

KII 

, (2.10)

где I

з.ап.

– ток защитного аппарата, К – коэффициент, учитывающий пусковой ток

источника света, I

– расчетный ток линии. Коэффициент К принимает значения

1,0-1,4 в зависимости от используемых источников света.

ПУЭ устанавливают наряду с проверкой на допустимые нагрев и потерю

напряжения определенные соотношения между токами защитных аппаратов и

длительно допустимыми токами проводников, т.е. пропускной способностью

проводов и кабелей. В соответствии с этим, в сетях, защищаемых только от токов

КЗ (не требующих защиты от перегрузки) должно обеспечиваться условие, чтобы

по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников

аппараты защиты имели кратность не более:

 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;

 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только

максимальный расцепитель (отсечку);

 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя

с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой

(независимо от наличия или отсутствия отсечки);

 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с

регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой.

В сетях, защищаемых от перегрузок, должно быть обеспечено условие,

чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам аппараты

защиты имели кратность не более:

 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки

автоматического выключателя, имеющего только максимальный

расцепитель, – для проводников с поливинилхлоридной, резиновой

изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных

производственных помещениях промышленных предприятий,

допускается 100%;

 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки

автоматического выключателя, имеющего только максимальный

расцепитель, – для кабелей с бумажной изоляцией;

 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя

с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой

(независимо от наличия или отсутствия отсечки) – для проводников всех

марок;

 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с

регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой – для

проводников с поливинилхлоридной, резиновой изоляцией;

 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с

регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой – для кабелей

с бумажной изоляцией.

В случае, когда при удовлетворении этих условий, ток не совпадает с

допустимым током проводника, разрешается применять провод ближайшего

меньшего сечения. Однако при этом он не должен быть меньше расчетного тока

линии.

Согласно пункту СНиП 23-05-95 6.1.16 для питания светильников местного

стационарного освещения с лампами накаливания применяется напряжение 220 В

в помещении с повышенной опасностью. В этом случае должно быть

предусмотрено или защитное отключение линии при токе утечки до 30 мА, или

питание каждого светильника через разделяющий трансформатор (разделяющий

трансформатор может иметь несколько электрически несвязанных вторичных

обмоток). По пункту 6.1.38 защитное заземление металлических корпусов

светильников общего освещения с лампами накаливания и с лампами

люминесцентными, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, натриевыми со встроенными внутрь

светильника пускорегулирующими аппаратами следует осуществлять: в сетях с

заземленной нейтралью — присоединением к заземляющему винту корпуса

светильника РЕ проводника. Заземление корпуса светильника ответвлением от

нулевого рабочего провода внутри светильника запрещается.

По пункту 6.1.39 Защитное заземление корпусов светильников общего

освещения с лампами ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ и люминесцентными с

вынесенными пускорегулирующими аппаратами следует осуществлять при

помощи перемычки между заземляющим винтом заземленного

пускорегулирующего аппарата и заземляющим винтом светильника.

По пункту 6.1.40 металлические отражатели светильников с корпусами из

изолирующих материалов заземлять не требуется.

2.5.2. Конструктивное исполнение сети освещения

В качестве исходной трансформаторной подстанции выбираю КТП 25-6(10)/0,4

с номинальной мощностью S = 25 кВ

м ( Sр = Uл

Iр = 380

20,7 = 7,87 кВ

м)

[6 таблица 3.110 стр.322].

Выбираю в качестве магистрального осветительный щиток серии СУ9400 с

трёхполюсными автоматами А3163 СУ9442-12, рассчитанный на одновременную

работу 4 – х автоматов на ток 50 А [5 таблицы 67,68 стр.127-129], задействованы

будут 2 автомата, к которым подключаются ГЩ1, ГЩ2; третий питает ававрийное

освещение, четвёртый – резервный.

Питание источников света осуществляется от групповых щитков серии

ОЩВ -6 (количество однофазных групп = 6) с автоматическими выключателями

серии А3161 конкретно А63 с номинальными токами расцепителя на 15, 20 , 25 и

50 А:

 Магистральный – А63 – 50 с Iн = 50 А,

 Распределительный – А63 – 25 с Iн = 25 А,

 Групповые 2 шт. – А63 – 15 с Iн = 15 А,

Выбор установок расцепителя выполняется исходя из условия:

IpI

РАСЦH



Проверка выключателей на ток короткого замыкания производится по формуле:

...

РАСЦНТФКЗ

II 

Для групповых линий общего освещения:

AIp

ОБЩ

99,7

91,0220

4400







Так как

AIpI

РАСЦH

99,7



выбираю ближайший по номиналу вводной

автоматический выключатель ГЩ1 А63– 15 с током 15 А, отсюда Iн.расц. = 15А и

ток короткого замыкания

кАII

РАСЦНТФКЗ

15,010

...



Для групповых линий местного освещения:

AIp

мес

99,7

91,0220

2080







Так как

AIpI

РАСЦH

99,7



выбираю ближайший по номиналу вводной

автоматический выключатель ГЩ2 А63– 15 с током 15 А, отсюда Iн.расц. = 15А и

ток короткого замыкания

кАII

РАСЦНТФКЗ

15,010

...



Вводной автомат распределительного щитка:

МЕСОБЩРАСЦH

III 

АI

РАСЦH

251515



Принимаю автомат АВ63 – 25 с током расцепителя I

Н.

= 25 А с током короткого

замыкания

кАII

РАСЦНКЗ

25,010



Вводной автомат магистрального щитка с учётом аварийного, охранного,

дежурного освещения принимаю АВ63 – 50 на ток расцепителя I

Н.

= 50 А с током

короткого замыкания

кАII

РАСЦНКЗ

5,010



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте по дисциплине «Технология проектирования

электрического освещения» в первой светотехнической части были рассмотрены

вопросы выбора системы освещения, нормируемой освещённости, источников

света, светильников. Были размещены светильники в механическом цехе и

произведён электрический расчёт системы освещения.

Во второй электротехнической части выбрано и обосновано напряжение

питания для комбинированной сети; выбрана схема питания и способ прокладки

кабелей; марки кабелей от магистрального, групповых щитков и между

приёмниками. Был произведён расчёт сечения проводников по нагреву и потере