Проектирование электрического освещения системы общего равномерного и эвакуационного освещения станочного отделения

Иркутск 2013г

Современное человеческое общество немыслимо без повсеместного использования света. Осветительные установки (или так называемое искусственное освещение) создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получаемой человеком от окружающего его мира. Без искусственного освещения не может обойтись современный город, невозможны строительные и сельскохозяйственные работы, а также работа транспорта в темное время суток и под землей (в метрополитене).

В последние годы особое значение имели работы по созданию и освоению производства металлогалогенных ламп, натриевых ламп высокого давления и компактных люминесцентных ламп, открывших новые перспективы высококачественного освещения и эффективного использования электроэнергии.

Главной задачей современной светотехники является создание комфортной световой среды для труда и отдыха человека, а также эффективное применение оптического излучения в технологических процессах при рациональном использовании электрической энергии.

Основными задачами проекта являются выбор источников света для каждого помещения цеха; выбор типа светильников, их количества и размещения, высоты подвеса и мощности источников света; а также выбор необходимого электрического оборудования (распределительных щитов, защитного оборудования, проводов и др.).

К расчетной части проекта прилагается графический материал в количестве двух листов формата А3.

Целью данного курсового проекта является проектирование электрического освещения системы общего равномерного и эвакуационного освещения станочного отделения.

— основным является станочное отделение. Характер окружающей среды — фон светлый. Размер помещения: 72×66×8м.

— слесарное отделение. Размер помещения: 54×42×4м.

— сварочное отделение. Размер помещения: 54×30×8м.

Питание сети освещения осуществляется от цеховой двухтрансформаторной подстанции.

Параметры КТП:

Количество и мощность трансформаторов — 2×400 кВА;

Коэффициент загрузки трансформаторов — в = 0,75;

Коэффициент мощности — cosц=0,85,

1. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

1.1 Выбор источника света

Рациональное электрическое освещение способствует повышению производительности труда, сохраняет зрение. При проектировании электрического освещения следует иметь в виду и экономию электроэнергии.

В качестве источников рабочего освещения для станочного и сварочного отделения выберем лампы типа ДРИ. Их применение обусловлено тем, что эти помещения обладают большой площадью, и высота помещений составляет более 6 метров. Так же лампы ДРИ обладают более высокой светоотдачей по сравнению с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Таким образом, одна металлогалогенная лампа в состоянии заменить несколько ламп КЛЛ, что, безусловно, выгодно там, где необходимо большое количество света.

Для освещения слесарного отделения выберем светильники с лампами типа ЛБ. Вследствие большой энергетической эффективности, люминесцентные лампы являются идеальными для освещения помещений, таких, как офисы, коммерческие, промышленные и общественные здания.

В качестве источников аварийного освещения выберем светодиодные светильники.

1.2 Выбор вида и системы освещения

Рациональное искусственное освещение должно обеспечивать достаточную, равномерную, без теней освещённость рабочей поверхности, отсутствие слепящего действия источников света и постоянство освещённости во времени.

Для освещения помещения будет использоваться два вида освещения рабочее и аварийное. Рабочее освещение будет служить для обеспечения нормальных условий видимости на рабочих и вспомогательных поверхностях при нормальной работе электрического освещения. Аварийное освещение будет служить для эвакуации персонала при авариях в системе рабочего освещения.

Рабочее освещение проектируемого помещения — общее, при этом светильники одного типа и мощности устанавливаются равномерно по всему помещению и на одинаковой высоте.

1.3 Выбор освещённости и коэффициента запаса

Принимаем общую равномерную систему освещения для рабочего освещения. Выберем нормы освещенности и качественные характеристики освещения для наших помещений [стр. 93−108][1] и сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 — Нормы освещенности и качественные характеристики освещения помещений

Для станочного отделения [таблица 3−3][2];

Для слесарного отделения [таблица 4−4к][1];

Для сварочного отделения [таблица 4−4к][1].

1.4 Выбор типа светильника

Выбор светильников должен определяться следующими основными условиями:

характером окружающей среды;

требованиями к светораспределению и ограничению слепящего действия;

соображениями экономики.

Условия среды освещаемого помещения определяют конструктивное исполнение светильника. Светораспределение светильника является основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях.

Для высоких помещений h? 6 м могут быть использованы лампы ДРИ.

С учётом рекомендаций для станочного и сварочного отделений выбираем светильник ГСП17, КПД 75%, тип кривой силы света — глубокая, применим в данном светильнике лампу ДРИ (см. рисунок 1.1).

1 — внешний вид; 2 — размеры; 3 — КСС Рисунок 1.1 — Светильник ГСП17

Область применения

— промышленное освещение (производственные помещения, цеха и т. п.);

— освещение спортивных объектов (залы, игровые площадки, катки и т. п.);

— освещение элементов транспортной инфраструктуры (терминалы, склады и т. п.).

Технические характеристики Таблица 1.2 — Технические характеристики светильника ГСП17

Техническое описание

— Отражатель изготовлен из алюминия методом ротационной вытяжки с последующей химической обработкой.

— Корпус изготовлен из алюминия методом литья, окрашен белой порошковой краской.

— Защитная сетка из стальной проволоки окрашена белой порошковой краской, крепится к отражателю с помощью скоб.

— Защитное закаленное стекло в металлической обечайке крепится к отражателю с помощью трех металлических замков и откидывается при замене ламп.

— Сальниковый ввод PG13,5 IP65 для кабеля диаметром от 8 до 12 мм.

ПРА Встроенный электромагнитный ПРА. Коэффициент мощности (cosц не менее 0,85).

Присоединение светильников к сети должно осуществляться шнуром или кабелем с повышенной рабочей температурой не ниже 130oС.

При комплектовании светильников лампами, ток лампы должен соответствовать току на аппаратах.

Установка Рекомендуемая высота подвеса от 6 м.

Крепление: подвес на крюк (базовое исполнение); на монтажный профиль; на трубу G¾-B (корпус изготавливается по специальному заказу).

Для слесарного отделения выбираем светильник ЛСП44 Flagman Ардатовского светотехнического завода. Используется совместно с люминесцентными лампами мощностью 18−58 Вт от следующих производителей: OSRAM, T4, T5, PHILIPS, PILA, Комтекс.

Рисунок 1.2 — Внешний вид светильника ЛСП44 Flagman

Технические характеристики ЛСП44:

сеть питания: 220 В, 50 Гц;

тип источника света: трубчатая люминесцентная лампа;

количество ламп: 1 или 2;

мощность светильника:

тип ПРА: электронная;

коэффициент мощности cosц не менее: 0,96;

КПД светильника: 95%;

степень защиты от пыли и влаги: 5'3;

климатическое исполнение и категория размещения: УХЛ4;

класс защиты от поражения электрическим током: І;

масса: 1800 грамм;

габаритные размеры: длина L=1279/147/108 мм.

Применение: Предназначены для общего освещения помещений с повышенным содержанием пыли и влаги, помещений с химически агрессивными средами, сельскохозяйственных помещений, мастерских и складских помещений. ТУ 3461−027−5 014 337−01

Описание конструкции:

Корпус изготовлен из поликарбоната серого цвета методом литья под давлением. Для модификации 003. 013 изготовлен из трудногорючего VO поликарбоната серого цвета. Уплотнительная прокладка по контуру между корпусом и рассеивателем из пенополиуретана выполнена методом сплошной заливки.

Рассеиватель изготовлен методом литья под давлением. Оптимальное светораспределение достигается благодаря продольным преломляющим призматическим элементам. Матирование по краям снижает блесткость. Имеет абсолютно гладкую внешнюю поверхность, что облегчает обслуживание и очистку.

Монтажная панель выполнена из листовой стали, окрашена белой порошковой краской. При монтаже и обслуживании подвешивается к корпусу. Предусмотрены места крепления магистральной проводки.

Установка:

— Монтаж индивидуально или в линию. — Крепление на монтажную поверхность с помощью монтажных скоб. — Крепление на подвес (серьга, стержень, крюк, трос) заказывается дополнительно к базовому исполнению.

1.5 Расчет для станочного отделения

Размещение светильников в помещении Определяем предварительное количество светильников с лампами ДРИ.

Еmin = 300лк (таблица 1.1);

kз = 1,5;

;

Определим расчётную высоту подвеса, если:

hc = 0,7 м — высота свеса светильника;

hр = 0,8 м — высота рабочей поверхности;

hп = H — hс = 8 — 0,7 = 7,3 м — высота подвеса светильника над полом;

h = H — hc — hp = 8 — 0,7 — 0,8 = 6,5 м — расчётная высота.

Рисунок 1.3 — Схема расположения светильников Определяем расстояние между светильниками:

где — отношение L/h, по для КСС — глубокая принимаем 0,9;

— расчетная высота, м;

тогда Теперь, зная расстояние между светильниками, определим число рядов и число светильников в рядах.

А=72 м — длина помещения;

В=66 м — ширина помещения, Количество светильников в ряду:

Светильники располагаем в вершинах квадрата 6×6м, отсюда количество рядов:

тогда общее количество светильников:

Определяем расстояние от стены до ближайшего светильника и ряда:

План расположения светильников в основном помещении (см. рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 — План расположения светильников в станочном отделении Расчёт электрического освещения методом удельных мощностей Размер производственного помещения: неправильной формы

S = 4752 м²;

Н = 8 м.

По [2; таблица 6.14] находим Руд=2,2 Вт/м, но так как в таблице Ен=100 лк, КПД=100%, то пропорциональным перерасчётом определяем:

Определяем расчётную мощность одной лампы:

Выбираем лампу ДРИ фирмы SYLVANIA HSI-TSX 250W BriteLux 4200К E40 2,9A 21000lm d48×260.

Фактическая удельная мощность:

Расчёт освещённости методом коэффициента использования Определим световой поток лампы по выражению:

где Ен = 300 лк — нормированная освещенность [1; табл. 4−4м];

S — площадь помещения

Кз — коэффициент запаса, принимаем 1,5 [4];

Z — коэффициент неравномерности освещения принимаем 1,15 для ламп ДРИ [3];

— коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц.

Определяем расчётную высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью (см. рисунок 1.2):

Производим расстановку светильников на плане помещения (см. рисунок 1.3).

Количество светильников на плане 132шт.

Учтены значения:

коэффициент потолка сп = 0,7;

коэффициент стен сс = 0,5;

коэффициент рабочей поверхности ср = 0,1;

коэффициент запаса kз = 1,5.

Вычисляем индекс помещения:

По принятым значениям коэффициентов отражения и показателю помещения коэффициент использования светового потока по [2; табл. 6.4] = 94% или 0,94

Расчётный световой поток одной лампы:

Выбираем лампу ДРИ фирмы SYLVANIA HSI-TSX 250W BriteLux 4200К E40 2,9A 21000lm d48×260.

Проверяем расхождение расчётного и номинального световых потоков лампы:

что находится в допустимых пределах

Расчет точечным методом Выбираем контрольные точки и наносим их на план расположения светильников (см. рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 — Расчетные точки освещенности Определяем расстояние «d «, обмером по масштабу плана (рисунок 1.4), результаты заносим в таблицу 1.3. С помощью графиков «Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности» [1; рис. 6.30] находим точки условной освещенности и заносим данные в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 — Расстояние от светильников до контрольных точек

Принимаем для расчетов точку с минимальным значением суммарной освещенности рабочей точки равное 19,2 лк.

где Ен = 300лк — нормируемая освещенность;

кз =1,5 — коэффициент запаса;

— коэффициент добавочной освещенности (1,05−1,2);

1000 — условная лампа;

— суммарная условная освещенность рабочей точки;

Выбираем лампу ДРИ фирмы SYLVANIA HSI-TSX 250W BriteLux 4200К E40 2,9A 21000lm d48×260.

Проверяем расхождение расчётного и номинального световых потоков лампы:

что находится в допустимых пределах

При сравнении трёх методов расчёта принимаем к установке светильники ГСП17−250−701 с металлогалогенными лампами SYLVANIA HSI-TSX 250W BriteLux 4200К E40 2,9A 21000lm d48×260.

1.6 Расчет для слесарного отделения Размещение светильников в помещении Разряд зрительной работы в данном помещении IIв+1 [1; табл. 4−4к];

Уровень освещённости при общем освещении 300 лк. [1; табл. 4−4к];

Коэффициент запаса 1,5 [4]

Размеры помещения: 54×42×4 м

hc = 0,0м — высота свеса светильника (не учитываем);

hр=0,8 м — высота рабочей поверхности [1; табл. 4−4к];

h=H-hp = 4 — 0,8 = 3,2 м — расчётная высота;

Рисунок 1.6 — Схема расположения светильников Определяем L — расстояние между рядами светильников.

Отношение расстояния между светильниками к расчетной высоте л=1,4, для КСС типа косинусная [3; табл. 10.10]

Принимаем число рядов светильников Расстояние от крайних рядов светильников до стен по ширине.

Расчет методом коэффициента использования светового потока Определим световой поток лампы по выражению:

где:

Площадь помещения: S=А· В = 54· 42 = 2268 м²;

n = 9 — количество рядов светильников;

kз = 1,5 — коэффициент запаса [1];

Ен = 300 лк. [1];

z = 1,1 — коэффициент минимальной освещённости [3];

Коэффициент использования светового потока:

Так как по заданию характер окружающей среды — фон светлый, учтены значения:

коэффициент потолка сп = 0,7;

коэффициент стен сс = 0,5;

коэффициент рабочей поверхности ср = 0,1;

Индекс помещения:

з = 0,79 — коэффициент использования светового потока.

Световой поток ряда:

В каталоге выбираем лампу T8 Luxline Plus F36W/865, мощностью 2×36 Вт, номинальным световым потоком 3250 лм, срок службы 14 000 ч, тип цоколя G13.

Количество светильников в ряду:

Проверяем расхождение расчетного и номинального световых потоков:

где

что находится в допустимых пределах

Количество светильников в одном ряду — 24 шт.

Длина ряда светильников:

где N — количество светильников в одном ряду;

lсв — длина светильника.

Длина разрыва между светильниками:

Расстояние от крайних светильников до стен по длине:

Общая мощность осветительной установки:

Рисунок 1.7 — План расположения светильников в слесарном отделении Расчет точечным методом Точка, А фактически освещается восемью полурядами, длину светящейся линии L и расстояние от светящейся линии до рассматриваемой точки p, которых определяем обмером по масштабному плану рисунок 1.8.

Рисунок 1.8 — План размещения светильников Значение относительной освещённости е определяем по графику 7.30[2]. Данные расчета сведём в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 — Определение относительной освещённости в контрольной точке

Суммарная относительная освещённость от всех полу рядов составляет:

Определим линейную плотность светового потока в линии:

Определим световой поток ряда светильников:

что соответствует исходя из этого принимаем 24 светильников 2×36 Вт, которые хорошо вписываются в ряд, заполняя его почти без разрывов. При лампах большей мощности ряд имел бы разрывы.

Проверяем расхождение расчетного и номинального световых потоков:

где

что находится в допустимых пределах

Окончательно при сравнении двух методов расчета в слесарном отделении применяем светильники ЛСП44−2×36−011 с лампами T8 Luxline Plus F36W/865, мощностью 2×36 Вт, номинальным световым потоком 2500 лм, срок службы 14 000 ч, тип цоколя G13.

1.7 Расчет для сварочного отделения

Размещение светильников в помещении Определяем предварительное количество светильников с лампами ДРИ.

Еmin = 200лк (таблица 1.1);

kз = 1,8

Г-0,0

;

Определим расчётную высоту подвеса, если:

hc = 0,7 м — высота свеса светильника;

hр = 0,0 м — высота рабочей поверхности;

hп = H — hс = 8 — 0,7 = 7,3 м — высота подвеса светильника над полом;

h = H — hc — hp = 8 — 0,7 — 0,0 = 7,3 м — расчётная высота.

Рисунок 1.9 — Схема расположения светильников Определяем расстояние между светильниками:

где — отношение L/h, по для КСС — глубокая принимаем 0,9;

— расчетная высота, м;

тогда Теперь, зная расстояние между светильниками, определим число рядов и число светильников в рядах.

А=54 м — длина помещения;

В=30 м — ширина помещения, Количество светильников в ряду:

Так как согласно отношение LA/LB не должно превышать 1,5 принимаем LB = 6 м Количество рядов:

тогда общее количество светильников:

Определяем расстояние от стены до ближайшего светильника и ряда:

Рисунок 1.10 — План расположения светильников в сварочном отделении Расчёт освещённости методом коэффициента использования Определим световой поток лампы по выражению:

где Ен = 200 лк — нормированная освещенность [1; табл. 4−4м];

S — площадь помещения

Кз — коэффициент запаса, принимаем 1,8 [4];

Z — коэффициент неравномерности освещения принимаем 1,15 для ламп ДРИ [3];

— коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц.

Определяем расчётную высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью: производим расстановку светильников на плане помещения.

Количество светильников на плане 40шт.

Учтены значения:

коэффициент потолка сп = 0,5;

коэффициент стен сс = 0,3;

коэффициент рабочей поверхности ср = 0,1;

коэффициент запаса kз = 1,8.

Вычисляем индекс помещения:

По принятым значениям коэффициентов отражения и показателю помещения коэффициент использования светового потока по [2; табл. 6.4] = 73% или 0,73.

Расчётный световой поток одной лампы:

Выбираем лампу ДРИ фирмы Osram HCI-E 250/942 NDL/230/E40 22500lm d91×226. Проверяем расхождение расчётного и номинального световых потоков лампы:

что находится в допустимых пределах

1.8 Расчёт аварийного освещения

Аварийное освещение, необходимое для продолжения работ должно обеспечивать на рабочих местах освещенность не менее 5% нормы, установленной для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри здания. Создавать освещенность внутри зданий более 30 лк при газоразрядных лампах без специального обоснования нельзя. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения типоразмерами или специально нанесенными знаками.

Станочное отделение Принимаем для выполнения аварийного освещения промышленный подвесной светодиодный светильник AtomSvet Industry Plant 02−100−11 400−110.

Является экономичной и эффективной заменой светильников с источниками света: ЛЛ 2×58 Вт, ДРЛ 250 Вт, ДНаТ 150 Вт, МГЛ 250 Вт.

Технические данные Питающее напряжение / частота: 150−265 В / 50 Гц (по требованию заказчика: 12, 24, 36 В).

Потребляемая мощность: 110 Вт.

Коэффициент мощности не менее: 0,98.

КПД светильника более 90%;

Функция защиты от превышения напряжения сети до 800 В (гальваническая развязка).

Световой поток светильника: 11 400 лм.

Цветовая температура: 5000 К.

Индекс цветопередачи Ra, >80.

Масса светильника: 3,6 кг.

Габаритные размеры светильник: 362×196×112 мм.

Ресурс светодиодов: 100 000 ч.

Рабочий диапазон температур: от -60°C до +60°C.

Степень защиты: IP67.

Гарантия: 36 мес.

Светодиоды: Nichia (Япония).

Корпус: изготовлен из алюминия экструзионным методом и защищен анодированным покрытием. Такая конструкция позволяет:

— обеспечить необходимый отвод тепла от светодиодов;

— минимизировать вес светильников;

— защитить светильник от воздействия агрессивных сред;

— минимизировать стоимость светильника.

Система линз: интегрированная в защитное стекло позволяет:

— В два раза сократить потери света во вторичной оптике (спад Фсв < 8%).

— Организовать оперативную поставку светильников с любой требуемой КСС.

— Обеспечить полную герметичность светодиодного модуля без необходимости использования защитных стекол, уплотнительных прокладок и т. п.

— Повысить ударопрочность, теплостойкость, кислотостойкость оптических элементов светильника благодаря использованию особого поликарбоната компании Bayer — Makrolon® LED, который был специально создан для светодиодной оптики.

Норма освещённости составляет Ен= 300 лк. Соответственно для аварийного освещения 5% от 300лк будет 15лк., коэффициент запаса kз =1,2.

Определим количество светильников, необходимое для создания освещенности в аварийной ситуации:

где — площадь освещаемой поверхности, м2;

— коэффициент минимальной освещённости[3];

— коэффициент использования светового потока,% (см. п.1.5);

Принимаем количество светильников аварийного освещения 9 шт.

Производим расстановку светильников на плане помещения:

В основном помещении светильники располагаем в вершинах прямоугольника 24×22м.

Принимаем количество светильников в ряду n1=3 шт.

Принимаем количество рядов n2= 3ряда.

Определяем расстояние от стены до ближайшего светильника:

Метод коэффициента использования светового потока Световой поток одной лампы определяем по формуле:

Проверяем расхождение расчётного и номинального световых потоков лампы:

что находится в допустимых пределах:

Слесарное отделение Принимаем выполнение аварийного освещения промышленными подвесными светодиодными светильниками AtomSvet Industry Plant 02−50−6800−70[11]. Норма освещённости составляет Ен= 300 лк. Соответственно для аварийного освещения 5% от 300лк будет 15лк., коэффициент запаса kз =1,2.

Определим количество светильников, необходимое для создания освещенности в аварийной ситуации:

где — площадь освещаемой поверхности, м2;

— коэффициент минимальной освещённости[3];

— коэффициент использования светового потока,% (см. п.1.6);

Принимаем количество светильников аварийного освещения 3 шт.

Производим расстановку светильников на плане помещения:

В слесарном отделении светильники располагаем в вершинах прямоугольника 20×15м. Принимаем количество светильников в ряду n1=3 шт. Принимаем количество рядов n2= 3ряда.

Определяем расстояние от стены до ближайшего светильника:

Метод коэффициента использования светового потока Световой поток одной лампы определяем по формуле:

Проверяем расхождение расчётного и номинального световых потоков лампы:

что находится в допустимых пределах:

Сварочное отделение Принимаем выполнение аварийного освещения промышленными подвесными светодиодными светильниками AtomSvet Industry Plant 02−25−3600−40[11].

Норма освещённости составляет Ен= 200 лк. Соответственно для аварийного освещения 5% от 200лк будет 10лк., коэффициент запаса kз =1,2.

Определим количество светильников, необходимое для создания освещенности в аварийной ситуации:

где — площадь освещаемой поверхности, м2;

— коэффициент минимальной освещённости[3];

— коэффициент использования светового потока,% (см. п.1.7);

Принимаем количество светильников аварийного освещения 8 шт.

Производим расстановку светильников на плане помещения:

В сварочном отделении светильники располагаем в вершинах квадрата 18×18м.

Принимаем количество светильников в ряду n1=4 шт.

Принимаем количество рядов n2= 2ряда.

Определяем расстояние от стены до ближайшего светильника:

Метод коэффициента использования светового потока Световой поток одной лампы определяем по формуле:

Проверяем расхождение расчётного и номинального световых потоков лампы:

что находится в допустимых пределах:

Светотехнический расчёт механического цеха на этом завершён и по его результатам в таблице 1.5 представлена светотехническая ведомость.

Таблица 1.5 — Светотехническая ведомость

2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

2.1 Выбор напряжения и схемы питания осветительных установок

В осветительных установках общего освещения при глухо заземленной нулевой точке применяются две системы напряжений: 380/220 В и 220/127 В. Сопоставление осветительных установок с обоими напряжениями приводит к следующим выводам:

применение системы 380/220 В характеризуется экономией проводникового материала по сравнению с системой 220/127 В;

применение системы 380/220 В обеспечивает возможность питания осветительных нагрузок от общих трансформаторов.

Исходя из вышеперечисленного выбирается система питания осветительных нагрузок на напряжение 380/220 В Выбор схемы питания определяется ответственностью объекта, для которого проектируется осветительная установка и экономическими соображениями. Согласно задания принимаем схему питания осветительной установки от одного трансформатора. Аварийное и рабочее освещение имеют при этом самостоятельное питание, начиная от распределительного щита подстанции [3], см. рисунок 2.1.

Рисунок 2.1 — Схема электроснабжения

2.2 Выбор типов групповых щитков и их расположения

Для питания групповых сетей выбираем щиток типа ЩРн-36 з-1 36 УХЛ3 для ЩРО со степенью защиты IP54, ЩРн-12 з-0 74У2 со степенью защиты IP54 для ЩАО. При распределении светильников между группами следует помнить, что ПУЭ ограничивают предельный ток аппаратов, защищающие групповые линии значением 25 А, а число светильников с лампами ДРл, обслуживаемых группой не более 20 А на фазу. Групповые линии, питающие дуговые ртутные лампы единичной мощностью 120 Вт и более допускается защищать расцепителями автоматических выключателей на ток до 63 А.

Распределение ламп по группам осуществляется согласно плана.

2.3 Выбор марки проводов и способа их прокладки

Для питания групповых щитков выбираем пятижильный кабель марки ВВГнг. Линия от подстанции до групповых щитков проложена на лотках, а от групповых на тросах. Непосредственно линии групповых сетей выполним кабелем ВВГнг-LS, медным c ПВХ изоляцией. В помещениях с нормальными условиями окружающей среды кабель прокладываем в гофротрубе.

2.4 Расчет сечения проводов для осветительных сетей

Выбор сечения осветительной сети производится исходя из допустимой потери напряжения с последующей проверкой выбранного сечения на нагрев.

Сечение проводов (S, мм2) для разветвлённой сети:

где УМ — сумма моментов рассчитываемого участка и последующих с одинаковым числом проводов, кВт· м;

Уm — сумма моментов ответвлений, питаемых через рассматриваемый участок и имеющих иное число проводов в линии, чем на рассматриваемых, кВт· м;

ДU — допустимые потери напряжения в сети, %;

С — коэффициент, зависящий от напряжения, схемы питания и материала проводника [3 табл. 10.12];

С = 72 — для пятипроводных проводников с медными жилами;

С = 12 — для трёхпроводных проводников с медными жилами;

б — коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на рассчитываемом участке и в ответвлении [3 табл. 10.14].

Допустимая потеря напряжения в % рассчитывается по формуле:

где Uхх = 105% - напряжение ХХ на вторичной стороне трансформатора, %;

Uмин = 95% - наименьшее напряжение, допускаемое у наиболее удалённого источника света, %;

Согласно задания мощность трансформатора S =400 кВА, cos = 0,85, коэфф. загрузки трансформатора в = 0,75

?Uт = 3,3%, для коэффициента загрузки в=1[3; табл. 10.13, стр. 182], тогда для в = 0,75

2.4.1 Расчет для сети рабочего освещения

Определим моменты для всех участков сети Расчёт моментов нагрузки выполняется в соответствии с расчётной схемой сети (см. рисунок 2.2)

Рисунок 2.2 — Расчетная схема сети Участок n-n:

где N — число светильников в линии;

Pn — мощность ламп в светильнике.

где Pn-n — мощность ламп в линии n-n;

l0 — длина начального участка, м;

l — расстояние между светильниками, м;

Участок 1−2:

Участок 2−1:

Участок 2−2:

Участок 2−3:

Участок 2−4:

Участок 2−5:

Участок 2−6:

Участок 2−7:

Участок 2−8:

Участок 2−9:

Произведем выбор сечения проводов Сечение проводов на участке 1−2:

Для питания ЩРО принимаем небронированный пятипроводный негорючий кабель с медными жилами в оболочке из ПВХ пластика ВВГнг-LS 5×35, применяемый в осветительных и силовых цепях, (индекс LS означает низкое газо и дымовыделение, Low Smoke)

Действительные потери напряжения на участке 1−2 составляют:

Потери в линиях составляют:

По этим потерям рассчитываем сечения проводников для оставшихся участков.

Сечение проводов на участке 2−1:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 2,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×2,5)мм2.

Сечение проводов на участке 2−2:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 4 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×4)мм2.

Сечение проводов на участке 2−3:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 4 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×4)мм2.

Сечение проводов на участке 2−4:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 2,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×2,5)мм2.

Сечение проводов на участке 2−5:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 1,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×1,5)мм2.

Сечение проводов на участке 2−6:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 1,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×1,5)мм2.

Сечение проводов на участке 2−7:

Для пятипроводной линии освещения принимаем: S = 1,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×1,5)мм2.

Сечение проводов на участке 2−8:

Для трехпроводной линии освещения принимаем: S = 1,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×1,5)мм2.

Сечение проводов на участке 2−9:

Для трехпроводной линии освещения принимаем: S = 1,5 мм². Силовой кабель ВВГнг — LS (5×1,5)мм2.

Проверка выбранного сечения на нагрев по допустимому току Принятые к исполнению провода проверяют на нагрев по условию:

где Iдоп — длительно допустимый ток, А;

Iр.о — расчётный ток линии, А.

Участок 1−2:

Кабель ВВГнг-LS (535) мм2

Расчётная нагрузка для светильников с лампами ДРИ:

где Руст — установленная мощность ламп;

Кс = 0,85 — коэффициент спроса для производственных зданий, состоящих из нескольких отдельных помещений;

Кпра — коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре, для ламп типа ДРИ — 1,1 для люминесцентных ламп — не учитываем, так как в светильниках установлена электронная ПРА (ЭПРА).

Расчётный ток для трёхфазной (питающей) сети:

где Uл — линейное напряжение сети;

cosц = 0,9 — коэффициент мощности нагрузки с батареей конденсаторов для компенсации реактивной мощности.

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (535) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =131 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−1:

Кабель ВВГнг-LS (54) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для трехфазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (52,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =34 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−2; 2−3:

Кабель ВВГнг-LS (54) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для трехфазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (5×4) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =34 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−4:

Кабель ВВГнг-LS (5×2,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для трехфазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (5×2,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =26 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−5; 2−6; 2−7:

Кабель ВВГнг-LS (5×1,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для трехфазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (5×1,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =20 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−8; 2−9:

Кабель ВВГнг-LS (51,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для трехфазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (51,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =20 А. В этом случае:

условие выполняется.

2.4.2 Расчет для сети аварийного освещения

Определим моменты для всех участков сети Расчёт моментов нагрузки выполним в соответствии с расчётной схемой сети.

Рис. 2.3

Участок 1−2:

Участок 2−1:

Участок 2−2:

Участок 2−3:

Участок 2−3:

Произведем выбор сечения проводов Сечение проводов на участке 1−2:

Для питания распределительного щита аварийного освещения принимаем небронированный пятижильный негорючий кабель с медными жилами в оболочке из ПВХ пластика ВВГнг-LS сечением 1,5 мм², применяемый в осветительных и силовых цепях.

Действительные потери напряжения на участке 1−2 составляют:

Потери в линиях составляют:

По этим потерям рассчитываем сечения проводников для оставшихся участков.

Сечение проводов на участке 2−1:

Сечение проводов на участке 2−2:

Сечение проводов на участке 2−3:

Сечение проводов на участке 2−4:

Для участков трехпроводной линии аварийного освещения принимаем: S = 1,5 мм². Кабель ВВГнг — LS (31,5) мм2.

Проверка выбранного сечения на нагрев по допустимому току Участок 1−2:

Кабель ВВГнг-LS (51,5) мм2

Расчётная нагрузка, Кпра не учитываем так, как используем светодиодные светильники:

Расчётный ток для трёхфазной (питающей) сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (51,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп =20 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−1:

Кабель ВВГнг-LS (31,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для однофазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (31,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп = 21 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−2:

Кабель ВВГнг-LS (31,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для однофазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (31,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп = 21 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−3: Кабель ВВГнг-LS (31,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для однофазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (31,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп = 21 А. В этом случае:

условие выполняется.

Участок 2−4:

Кабель ВВГнг-LS (31,5) мм2

Расчётная нагрузка:

Расчётный ток для однофазной сети:

Согласно [6; табл. 1.3.4] для кабеля ВВГнг-LS (31,5) мм2, проложенного на воздухе допустимый ток Iдоп = 21 А. В этом случае:

условие выполняется.

2.5 Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты

К установке принимаем щит распределительный ЩРн-36 з-1 36 УХЛ3.

Щит металлический ЩРН, ЩРВ Предназначены для сборки силовых и осветительных распределительных щитов с использованием модульной аппаратуры для защиты сетей. (УЗИП, выключателей дифференциального тока, дифф. автоматов, автоматических выключателей, реле защиты от скачков напряжения).

Представляют из себя металическую сборную конструкцию, с установленными дин-рейками, отверстия для вводов, и защитными планками.

Типоисполнения щитов. По способу установки ЩРВ встраиваемые ЩРНнавесные. По количеству устанавливаемых моделей 12, 18, 24, 36, 48, 54, 72.

По степени защиты: — навесных — IP31, IP54; - встраиваемых — IP30 с лицевой стороны. По количеству рядов 1,2,3,4-рядные.

Особенности металлокорпусов ЩРН, ЩРВ Защитная оперативная панель для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям.

Щиты ЩРн (в) при исполнении защиты IP54 обладает защитной планкой для защиты в открытом виде от влаги и пыли.

Оцинкованная лента для крепления шин.

Материал корпуса с повышенной антикоррозийная стойкость.

Единый секрет замка для дверцы шкафа.

Возможность съема задней стенки щита ЩРН и ЩРВ.

Набор дополнительного оборудования.

Продуманная конструкция обеспечивает простоту и удобство монтажа оборудования внутри шкафа.

Возможность выбора шкафа по цветам и вариантам окраски.

Высокий уровень электробезопасности.

Наличие сертификата качества.

Технические характеристики:

Производитель: ИЭК / Россия.

Глубина: 120

Доп информация: 265×440×120 Количество вводов: 3 отверстия 031 мм (снизу). Масса 4,1 кг.

Ширина щита: 440.

Высота: 265.

Количество рядов: 1.

Степень защиты: IP31.

Количество модулей: 36.

Способ установки: навесной.

Для установки в щит принимаем автоматические выключатели ВА 47−100 и ВА 47−29.

Автоматические выключатели ВА 47−29 — современное поколение аппаратов, предназначенных для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания (сверхтоков), а также для осуществления оперативного управления участками электрических цепей.

Выключатели выпускаются с защитными характеристиками B, С, D. Все изделия соответствуют ГОСТ Р 50 345−99 и изготавливаются по ТУ 2000 АГИЕ.641.235.003.

Рисунок 2.4 — Автоматический выключатель ВА47−29

Преимущества:

* Большая отключающая способность — 10 кА.

* Пластины из серебряного композита на подвижных и неподвижных контактах.

* Насечки на контактных зажимах, исключающие перегрев и оплавление проводов в местах присоединения.

* Широкий диапазон рабочих температур от -40° до +50°С.

* Работают в любом положении относительно вертикали.

Технические характеристики:

Номинальное рабочее напряжение: ~230/400 В;

Номинальный рабочий ток: 0,5−63 А;

Номинальная частота тока сети: 50 Гц.

Напряжение постоянного тока на один полюс, не более: 60 В;

Наибольшая отключающая способность, не менее: 10 кА;

Электрическая износостойкость, циклов включения — выклчения (В-О), не менее: 6000;

Механическая износостойкость, циклов, не менее: 20 000;

Число полюсов: 1 и 3;

Степень защиты по ГОСТ 14 254–96: IP 20;

Максимальное сечение провода, присоединяемого к зажимам: 35 мм²;

Характеристика теплового расцепителя: по ГОСТ Р 50 345−99;

Температура настройки: 40 С0;

Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя: tср<0,1c;

Диапазон рабочих температур: -40 ч +50 С0;

Выбранный аппарат защиты должен соответствовать следующему условию:

где КП = 1 — поправочный коэффициент на температуру окружающей среды [3, табл. 7.12]

Iз.а. — ток аппарата защиты, А;

КЗ = 1 — кратность допустимого тока проводника по отношению к соответствующему току автомата, [3, табл. 10.16]

Выбор аппаратов защиты производится на основании условия:

где: Iр — номинальный ток комбинированного расцепителя, А.

Выбор автоматов для сети рабочего освещения Для защиты ЩРО на вводе в щит принимаем к установке трехполюсный автоматический выключатель ВА 47−100 3Р 100А 10 кА характеристика С ИЭК на номинальный ток 100 А:

Для участка 2−1, 2−2, 2−3 принимаем трехполюсные автоматические выключатели ВА 47−29 3п C 15А ИЭК на номинальный ток 15 А:

Для участка 2−4 принимаем трехполюсный автоматический выключатель ВА 47−29 3п C 10А ИЭК на номинальный ток 10 А:

Для участков 2−5, 2−6, 2−7, 2−8, 2−9 принимаем трехполюсные автоматические выключатели ВА 47−29 3п C 8А ИЭК на номинальный ток 8 А:

Выбор автоматов для сети аварийного освещения Для участка 1−2 принимаем трехполюсный автоматический выключатель ВА 47−29 3п C 4А ИЭК на номинальный ток 4 А:

Для участка 2−1; 2−3 принимаем однополюсный автоматический выключатель ВА 47−29 1п C 3А ИЭК на номинальный ток 3 А:

Для участка 2−2; 2−4 принимаем однополюсный автоматический выключатель ВА 47−29 1п C 2А ИЭК на номинальный ток 2 А:

2.6 Рекомендации по монтажу и мероприятия по ТБ

свет щиток провод безопасность Монтаж осветительной установки в цехе в целом и ее отдельных элементов должны выполняться в строгом соответствии с проектом.

Монтаж элементов и узлов установки должен выполняться с применением приспособлений и устройств, обеспечивающих безопасность производства монтажных работ и указанных в проектной документации.

К выполнению монтажных работ допускаются лица прошедшие обучение и проверку знаний по технике безопасности при производстве электромонтажных работ.

Обслуживание осветительной установки может производиться только при снятом напряжении или иных организационно-технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ.

Обслуживание узлов установки в верхней зоне цеха должно осуществляться с применением устройств для безопасного производства работ на высоте.

Корпуса светильников, щитков должны быть заземлены путем соединения их с защитным проводом сети.

Защитное заземление корпусов светильников общего освещения с лампами типа ДРИ, и люминесцентными с вынесенными пускорегулирующими аппаратами следует осуществлять при помощи перемычки между заземляющим винтом пускорегулирующего аппарата и заземляющим винтом светильника.

Очистка светильников, осмотр и ремонт сети электрического освещения должен выполнять по графику (плану ППР) квалифицированный персонал.

Периодичность работ по очистке светильников и проверке технического состояния осветительных установок потребителя (наличие и целость стекол, решеток и сеток, исправность уплотнений светильников специального назначения и т. п.) должна быть установлена ответственным за электрохозяйство потребителя с учетом местных условий (4 раза в год). Смена перегоревших ламп может производиться групповым или индивидуальным способом, который устанавливается конкретно для каждого потребителя в зависимости от доступности ламп и мощности осветительной установки. При групповом способе сроки очередной чистки арматуры должны быть приурочены к срокам групповой замены ламп. При высоте подвеса светильников до 5 м допускается их обслуживание с приставных лестниц и стремянок. В случае расположения светильников на большей высоте разрешается их обслуживание с мостовых кранов, стационарных мостиков и передвижных устройств при соблюдении мер безопасности, установленных правилами безопасности при эксплуатации электроустановок и местными инструкциями.

Вышедшие из строя люминесцентные лампы, лампы типа ДРИ и другие источники, содержащие ртуть, должны храниться в специальном помещении.

Их необходимо периодически вывозить для уничтожения и дезактивации в отведенные для этого места. Осмотр и проверка сети освещения должны проводиться в следующие сроки: проверка исправности аварийного освещения при отключении рабочего освещения — 2 раза в год; измерение освещенности внутри помещений (в т.ч. участков, отдельных рабочих мест, проходов и т. д.) — при вводе сети в эксплуатацию в соответствии с нормами освещенности, а также при изменении функционального назначения помещения.

Проверка состояния стационарного оборудования и электропроводки аварийного и рабочего освещения, испытание и измерение сопротивления изоляции проводов, кабелей и заземляющих устройств должны проводиться при вводе сети электрического освещения в эксплуатацию, а в дальнейшем по графику, утвержденному ответственным за электрохозяйство Потребителя, но не реже одного раза в три года. Результаты замеров оформляются актом (протоколом) в соответствии с нормами испытания электрооборудования.

Таблица 2.6.1 — Перечень мероприятий по обслуживанию проектируемой осветительной сети

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над данным курсовым проектом было разработано общее равномерное освещение слесарно-механического цеха. Также было рассчитано аварийное освещение. Были выбраны или рассчитаны:

источники света общего равномерного освещения;

нормируемая освещенность и коэффициенты запаса для каждого помещения цеха;

тип светильников, высота их подвеса и размещение;

источники света, размещение, высота подвеса и тип светильников аварийного освещения;

схема питания осветительной сети;

место расположения и трасса осветительной сети;

тип щитков освещения, марка проводов и кабелей, способ их прокладки;

сечение проводов и кабелей, защитные аппараты.

Были успешно произведены светотехнический и электрический расчеты системы освещения.

Спроектированная система освещения вполне удовлетворяет требования ПУЭ, ПТЭ и СНиП.

Для защиты сети были выбраны автоматические выключатели.

Спроектированная система освещения удовлетворяет требованиям надежности, экономичности, простоты эксплуатации, удобства обслуживания осветительных установок.

Для простоты и удобства проверки и изучения данной курсовой работы все ключевые параметры были представлены в сводных таблицах. Также был разработан план цеха, на котором представлена схематическая информация о разработанной системе общего равномерного и аварийного освещения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Г. М. Кнорринг Справочная книга для проектирования электрического освещения. — Ленинград: Энергия.1976г. — 384 с.

2. Г. М. Кнорринг, И. М. Фадин, В. Н. Сидоров Справочная книга для проектирования электрического освещения. — Санкт-Петербург: Энергоатомиздат, 1992 г. — 448 с.

3. С. И. Бондаренко. Осветительные и облучательные установки. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. — 244 с.

4. СНиП 23 — 05 — 2010. Естественное и искусственное освещение. М., 2010.

5. Правила устройства электроустановок. Издание 7-е. — М.: Энергоатомиздат, 2007. — 399с.

6. Материалы сайта http://www.optogan.ru

7. Материалы сайта http://www.vamelectro.ru/catalog/

8. Материалы сайта http://www.esvt.ru

9. Материалы сайта http://www.svet-consulting.ru/Catalog/Radium/