Проект осветительной установки мастерской МТИ

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Тюменская государственная сельскохозяйственная академия Механико-технологический институт

Кафедра: энергообеспечение сельского хозяйства

Курсовая работа

по «Светотехнике и электротехнологии»

Проект осветительной установки мастерской МТИ

Выполнил: студент 047 гр.

Ежов М.В.

Проверил: Козлов А.В.

Тюмень 2011

Задание на курсовую работу

1. Светотехнический раздел

1.1 Расчёт размещения светильников

1.2 Расчет мощности осветительной установки ведем методом коэффициента использования светового потока

1.3 Расчёт освещения точечным методом

2. Электротехнический раздел

2.1 Компоновка осветительной сети

2.2 Расчет нагрузок

2.3 Расчет токов

2.4 Выбор аппаратов защиты

2.5 Выбор вида кабеля

2.6 Проверка аппаратуры защиты на надежность срабатывания

2.7 Выбор щита освещения

3. Эксплуатация осветительных установок

Заключение

Рационально спроектированные и грамотно эксплуатированные осветительные установки позволяют компенсировать нехватку естественного света при минимальных затратах электроэнергии, электротехнического оборудования и материала. В данном курсовом проекте я рассмотрю такие методы расчета осветительных установок, как точечный метод, метод коэффициента использования светового потока, метод удельной мощности. С помощью этих методов я произведу подбор осветительных приборов для их применения в данном помещении. Также в данном курсовом проекте будут задеты вопросы подбора защитной аппаратуры, проводки и щиты освещения.

Задание на курсовую работу

Рассчитать освещение мастерской МТИ.

Исходные данные

Норма освещения молочное отделение при использовании люминесцентных ламп составляет

Для данного помещения применим тип источника света — трубчатые люминесцентные лампы с косинусной (Д) КСС (кривой силы света). Размещение светильников выбираем равномерное. Тип освещения — технологическое. Система освещения — общая.

Для данного помещения применим светильник ЛСП 15 2×40 (предназначены для общего освещения производственных помещений с повышенной влажностью и запыленностью.

Маркировка светильника:

Л — для люминесцентных ламп

С — подвесной

П — для производственных помещений

15 — серия

Контрольные точки для расчета точечным методом:

рабочей зоны: Е, Л; нерабочей зоны: А, Г.

1. Светотехнический раздел

1.1 Расчёт размещения светильников

Определим оптимальное расстояние между светильниками в ряду

и — относительные светотехнические и энерготехнические наивыгоднейшие расстояния между светильниками.

Н_р — расчётная высота подвеса светильников, м (определяем измерениями)

По таблице № 5 методических указаний выбираем наивыгоднейшие расстояния.

— 1,2 м, — 1,6 м.

Определим расчётную высоту подвеса светильников, м.

3,3 м

h_св— высота свеса светильника;

h_раб— высота до рабочей поверхности (в данном случае до пола).

Принимаем расстояние между светильниками L=4,62 м.

Крайние светильники установим на расстоянии 1,386 м от стен.

Расстояние между рядами рассчитывается аналогично расстоянию между светильниками.

Определим число светильников по длине и ширине помещения:

принимаем 3 светильников по длине помещения.

принимаем 3 светильника по ширине помещения. где А, В — длина и ширина помещения соответственно

Определим общее количество светильников в помещении:

светильников

Определим действительные расстояния между светильниками в ряду и между рядами.

4,314 м

2,864 м

1.2 Расчет мощности осветительной установки ведем методом коэффициента использования светового потока

1) Определим индекс помещения:

А, В — длина и ширина помещения, м; Н_р — расчетная высота.

По типу светильника, коэффициента отражения и индексу помещения определим коэффициент использования светового потока з_н

= 0,5; = 0,3; = 0,1. Находим з_н = 57%

2) Определим световой поток источника света в каждом светильнике

где Е_н — нормированная освещённость, Лк (для учебных аудиторий освещённость на столах Е_н=300 Лк, с использованием люминесцентных ламп); S — площадь помещения, м²; Z — коэффициент неравномерности, равный 1,1 — 1,2; N — общее количество светильников в помещении; n=2 — число ламп в светильнике; К_з=1,3 — коэффициент запаса, учитывающий старение и загрязнение ламп при эксплуатации (в справочнике), з_н=53% - справочный коэффициент использования светового потока (см. приложение), принимается в зависимости от индекса помещения, коэффициентов отражения поверхностей помещения: потолка — p_п = 50%, стен — p_с=30%; рабочей поверхности — p_рп=10%.

Принимаем ближайшую лампу со световым потоком Ф_л=4600 Лм (ЛБ — 65).

Световой поток стандартной лампы должен отличаться от расчётного светового потока на -10%+20%.

Условие выполняется.

Пользуясь методом коэффициента использования светового потока, мы выбрали лампу ЛБ — 65, со световым потоком Ф_л=4600 Лм.

Данный метод расчёта является приближённым и не даёт требуемой точности по сравнению с точечным методом.

1.3 Расчёт освещения точечным методом

Контрольные точки рабочей зоны: Е, Л; нерабочей зоны: А, Г (по заданию)

Определим значение угла б между вертикалью из точки расположения светильника и линией, соединяющей источник света с расчётной точкой А. Выполним расчет освещенности беря во внимание 4 ближайших светильника.

Расчет контрольной точки Е:

H_p=3,3 м — расчётная высота подвеса светильников; d-расстояние от расчетной точки до вертикали проходящей через центр светильника.

Числовое значение, определяем по силе света типовых КСС (Приложение 2). Находим по табличным данным

кд; кд; кд; кд.

Определим условную освещённость от каждого светильника.

22 лк

6,4 лк

4,1 лк

8,5 лк

где I_a кд. — сила света, определяется по КСС светильника; б — угол между вертикалью и направлением силы света i-го светильника в расчетную точку.

Определим результирующую освещённость в контрольной точке A.

i=4 41

где e_i — условная освещенность в контрольной точке от i-го источника света с условным световым потоком 1000 лм.

Действительная освещенность в точки Е, созданная лампами ЛБ-65 со световым потоком Ф_л=4600 лм

Расчет контрольной точки Л:

Находим по табличным данным

кд; кд; кд; кд.

Определим условную освещённость точки Д:

16,5 лк

1,7 лк

0,89 лк

3,69 лк

Определим результирующую освещённость в контрольной точке Л:

22,78 лк

Определяем действительную освещенность в точки Л.

104,8 лк

Рассчитаем точки И и К рабочей зоны:

Расчет контрольной точки А:

Находим по табличным данным

кд; кд; кд; кд.

Определим условную освещённость точки А:

25,48 лк

25,48 лк

8,51 лк

8,51 лк

Определим результирующую освещённость в контрольной точке А:

67,98 лк

Определяем действительную освещенность в точки А.

312,7 лк

Расчет контрольной точки Г:

Находим по табличным данным

кд; кд; кд; кд.

Определим условную освещённость точки К:

18,96 лк

18,96 лк

18,96 лк

18,96 лк

Определим результирующую освещённость в контрольной точке Г:

75,84 лк

Определяем действительную освещенность в точки Г.

348,9 лк

2. Электротехнический раздел

2.1 Компоновка осветительной сети

Установку осветительного щита выполним в помещении мастерской МТИ. Световые приборы объединим на 1 группу.

Так как число ламп составляет меньше 50.

Питание используется однофазная сеть (ф_раб + 0_раб + 0_защ). Для группы устанавливается однополюсный автоматический выключатель. Вводной автомат — однофазный.

Напряжение сети: =220 В

2.2 Расчет нагрузок

Р = Вт

2.3 Расчет токов

Токи групп

Коэффициент запаса К_зап.= 1,05 — 1,1 для аппаратов защиты

Аппарат защиты выбирается по условию

Токи фаз:

Фаза А: А

2.4 Выбор аппаратов защиты

Токи уставки:

Группа № 1

Принимаем автоматы АЕ 2 А, А.

Выбор вводного автомата:

Вводной автомат 1 полюсный, значение тока уставки теплового расцепителя:

Примем:

Для защиты осветительной установки применим автоматы серии ABB S201. Автоматический выключатель 1P 8А © 6kA. Вводной автомат ABB S202. Автоматический выключатель 2P 8A (D) 6kA .

2.5 Выбор вида кабеля

осветительная установка ток кабель

Для проводки используем кабель марки ВВГ, 3х жильный. Предназначен для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Кабель имеет медные жилы с изоляцией из ПВХ-пластиката. Основные жилы имеют отличительную расцветку. Изолированные жилы покрыты оболочкой из поливинилхлорида (ПВХ). Кабели рассчитаны для работы на номинальное переменное напряжение 660 В частотой 50 Гц. Температура окружающей среды от -40 до +50°С для алюминиевого кабеля и от -50 до +50°С для медного кабеля; допускается эксплуатация на открытом воздухе при условии защиты от солнечной радиации.

Определение сечения жил проводов:

Сечение жил рассчитываем в зависимости от тока теплового расцепителя автомата защищающего данную линию. Необходимое сечение провода определим по допустимому нагреву (1.3 главы ПУЭ). Для выбранного типа кабеля (медная жила, пластмассовая изоляция, небронированный) и способа прокладки (открыто проложенный кабель) находим в ПУЭ таблицу 1.3.4.

Группа № 1:

Выбор проводника по нагреву осуществляется по условию:

Назначим для групп № 1 сечение

что соответствует условию:

Но с учетом на механическую прочность выберем сечение токоведущей жилы S=1,5

Марка выбранного провода для подключения групп: ВВГ 3×1,5 Согласно ГОСТ 16 442–80 и ТУ 16. К01 -37−200 3: кабель ВВГ 3×1 5 — это кабель с медными однопроволочными или многопроволочными токопроводящими жилами, с изоляцией из ПВХ-пластиката, в оболочке из ПВХ-пластиката.

2.6 Проверка аппаратуры защиты на надежность срабатывания

Т. к. вся осветительная проводка выполняется проводом одного сечения и применяются в подавляющем большинстве однотипные АВ, то для проверки защиты на надежность срабатывания достаточно вычислить ток КЗ в районе самого удаленного светильника группы № 1.

Условие надежного срабатывания:

— кратность тока КЗ, т. к. защита выполнена автоматическими выключателями и помещение не является взрывоопасным, то .

Ток КЗ:

=,

где — сопротивление обмотки трансформатора

— сопротивление подводящей линии

— сопротивление внутренней проводки

Существующие условия:

1. Силовой трансформатор мощностью 400 кВА, схема соединения обмоток «треугольник — звезда»,

2. Длина подводящей линии, провод марки А50, сопротивление петли фаза-ноль:

3. Длина внутренней проводки, кабель марки ВВГ 3×2,5, сопротивление петли фаза-ноль:

В итоге:

Ток КЗ:

Проверка на надёжность срабатывания:

Выбранные автоматы надёжно защитят осветительную установку от токов короткого замыкания.

2.7 Выбор щита освещения

Вид осветительного щитка выбираем исходя из условий среды данного помещения, количества отходящих линий, типа автоматов. Для данных условий подходит щиток марки ОЩВ-12−2 36 УХЛ4 с степенью защиты IP31, ABB S202. Автоматический выключатель 2P 8A (D) 6kA -1 шт. Для защиты осветительной установки применим автоматы серии ABB S201. Автоматический выключатель 1P 8А © 6kA — 1 шт.

3. Эксплуатация осветительных установок

Ни одна осветительная установка, как это следует из многочисленных обследований, не может оставаться эффективной, если за ней не будет обеспечен регулярный и хороший уход. Старение ламп и связанное с этим снижение их светового потока, накопление пыли и грязи на отражающих и рассеивающих поверхностях светильников и лампах, а также постепенное ухудшение отражающих свойств поверхностей помещений и оборудования — все это способствует потере светового потока и постепенному уменьшению уровня освещенности. Старение источников света является неизбежным, степень же загрязнения светильников и поверхностей помещений и оборудования может контролироваться, а при хорошо организованной эксплуатации последствия загрязнения могут быть сведены к минимуму. Правильная организация эксплуатации осветительных установок должна предусматривать: тщательную приемку осветительных установок после окончания монтажных работ и после капитальных ремонтов, своевременную смену ламп и чистку светильников, планово-предупредительный осмотр и ремонт светильников и электрической сети.

Замена ламп и чистка светильников.

Сохранность условий освещения, создаваемых осветительной установкой в процессе эксплуатации, зависит от ухода за ней и в значительной степени от своевременности замены источников света и содержания в чистоте осветительных приборов.

Самый простой наиболее часто применяемый метод замены — когда лампы заменяются по мере сгорания. Недостатком этого является длительное использование потерявших свою эффективность ламп и связанное с этим снижение освещенности, создаваемой осветительной установкой. Очень важной, необходимой и трудоемкой частью работ по эксплуатации осветительных установок является периодическая очистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накопляющейся на них пыли и грязи. Частота чистки светильников зависит от многих факторов и в первую очередь от среды освещаемого помещения. Так, светильники в цехах металлургического завода нуждаются в большей частоте обслуживания, чем установленные в коридоре больницы. Точно так светильники в шлифовальной мастерской должны чиститься чаще, чем светильники в зале заседания, расположенном в том же здании. Количество чисток, определенные главой II-А, 9−71 СНиП «Искусственное освещение.

Приспособления для обслуживания светильников.

Особые трудности для эксплуатации осветительных установок вызывает обслуживание светильников, как правило, установленных на значительной высоте от пола (земли). Выполнение работ по замене источников света и загрязненных частей, участвующих в образовании светотехнической схемы светильников, зависит от наличия приспособлений или устройств для доступа к ним. Для этой цели в зависимости от высоты установки светильников могут быть использованы: приставные лестницы или стремянки, приставные лестницы и стремянки.

«Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» обслуживание осветительных установок с этих устройств допускается при высоте подвеса светильников, не превышающей 5 м, не менее чем двумя лицами. Длина лестниц и стремянок, должна быть такой, чтобы рабочий мог работать стоя на ступеньке, отстоящей на 1 м от верхнего края лестницы, стремянки. Осмотром и проверкой светильников должны устанавливаться: наличие, целостность и надежность закрепления рассеивателей, защитных стекол, экранирующих решеток, отражателей, надежность электрических контактов, состояние изоляции зарядных проводов, должны устанавливаться и устраняться возникающие неисправности в светильниках с люминесцентными лампами, причиной которых могут быть лампы, стартеры, ПРА, ошибки в схеме. В установках с большим количеством люминесцентных светильников проверку их для обнаружения причин повреждения желательно производить на стенде в ремонтном отделении мастерской.

Работа в электроустановках напряжением до 1000 В.

Работа в распределительных устройствах и на распределительных щитах напряжением свыше 380 В могут производится при полном снятии напряжения и наложении переносных заземлений. При невозможности снятия напряжения в установках 380 вольт и ниже допускается работа под напряжением, но при условии строгого соблюдения следующих требований: Работать в диэлектрических галошах или стоять на изолированном основании. Пользоваться инструментом с изолирующими рукоятками, а при отсутствии его — работать в диэлектрических перчатках. Оградить находящиеся под напряжением соседние токоведущие и заземлённые части. Работать в головном уборе и в одежде с рукавами, застегнутыми или завязанными тесемками у кисти рук.

Заключение

В данной работе была разработана осветительная установка объекта мастерская МТИ. Для эффективной и экономичной работы установки были учтены требования к освещенности помещений различного назначения, соответствию оборудования условиям среды, безопасности эксплуатации.

Защита и управление осветительной установкой осуществляется автоматическими выключателями серии АЕ 20. Выбранные автоматы надежно защищают установку от токов короткого замыкания, и длительных перегрузок.

Данная установка удовлетворяет всем поставленным требованиям и является экономичной и безопасной в эксплуатации.

1. Баранов Л. А., Захаров В. А. Светотехника и электротехнология. — М.: КолосС, 2006. — 334 с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для студентов ВУЗов).

2. Светотехника и электротехнология: Методические указания по изучению дисциплины / Рос. гос. аграр. заоч. ун-т; Сост. Шичков Л. П., Мохова О. П. — М., 2002. — 41 с.

3. СНиП 2305−95.

4. ПУЭ-6.