Проектирование осветительной установки

Введение

Электрическое освещение в жизни человека играет огромную роль. Значимость его определяется тем, что при правильном выполнении осветительных установок (ОУ), электрическое освещение (ЭО) способствует повышению производительности труда, улучшению качества выпускаемой продукции, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижает утомляемость рабочих; обеспечивает значительную работоспособность и создает нормальные эстетическое, физиологическое и психологическое воздействия на человека.

Правильность проектирования ОУ регламентируется множеством руководящей и нормативной документацией.

Комплексным критерием, оценивающим эффективность осветительной установки, являются годовые приведенные затраты, учитывающие первоначальные затраты и эксплуатационные расходы, а также расход электроэнергии, который часто рассматривается как самостоятельный показатель.

В связи с тем, что расход электроэнергии на освещение значителен и составляет 11 … 14% от всей потребляемой электроэнергии в стране. А экономия энергетических ресурсов является актуальной проблемой. Применение энергоэффективных, обеспечивающих минимальные расходы электроэнергии, ОУ является важнейшей задачей.

Целью проектирования осветительной установки является создание такой световой среды, которая бы обеспечивала светотехническую эффективность освещения с учетом требований физиологии зрения, гигиены труда, техники безопасности при минимальных расходах электроэнергии и затратах материальных и трудовых ресурсов на приобретение, монтаж и эксплуатацию ОУ.

Эти цели достижимы путем выполнения многовариантных расчетов освещения и выбора наиболее экономичного с учетом требований действующих нормативных материалов на проектирование, монтаж и эксплуатацию ОУ.

В данном курсовом проекте приведены материалы по проектированию светотехнической и электрической частям электрического освещения. Даются светотехнические методы расчета освещения — метод коэффициента использования светового потока, точечный метод расчета с использованием пространственных и линейных изолюкс. Описан расчет электрической осветительной сети — выбор сечений проводов и кабелей и расчет защиты сети.

1. Выбор источника света для системы общего равномерного освещения цеха и вспомогательных помещений Для освещения цеха применяем лампы ДРЛ т. к. производственное помещение высокое (Н 6 м), причем отсутствуют требования к цветопередаче можно применить лампы ДРЛ, а также лампы ДРЛ в значительной степени используются для освещения открытых пространств, заводских территорий, улиц, площадей. Здесь учитываются положительные свойства ламп нормально работать в широком диапазоне температур — 40^оС.

Для общего освещения помещений должны преимущественно применяться газоразрядные лампы.

Использование последних, как правило, обязательно:

а) для системы одного общего освещения помещений, в которых выполняются зрительные работы разрядов I—V и VII по главе СНиП по проектированию искусственного освещения;

б) для общего освещения в системе комбинированного;

в) при повышенных требованиях к цветопередаче;

г) в помещениях, предназначенных для работы или занятий подростков или слабовидящих;

д) в административно-конторских и лабораторных помещениях;

е) в помещениях без естественного освещения или с недостаточным естественным освещением, предназначенных для постоянного пребывания людей.

В комнате мастера и ОТК применим лампы люминесцентные: потому что работа связана с большим и длительным напряжением зрения, требуется распознавание цветовых оттенков, из-за отсутствия ограничений к цветопередаче следует применять люминесцентные лампы типа ЛБ, имеющие наибольшую световую отдачу и наименьшую пульсацию светового потока.

Применение ламп накаливания допускается в отдельных случаях, когда по условиям технологии, среды или требований оформления интерьера использование разрядных источников света невозможно или нецелесообразно. А также из-за отсутствия требований к светопередаче и независимость работы от условий внешней среды. В связи с этими требованиями мы для вспомогательных помещений выбираем следующие типы источника света установим их в кладовой, гардеробе и душевой.

2. Выбор освещенности и коэффициента запаса для вспомогательных помещений По нормам освещенности производственных и вспомогательных помещений выбираем минимальную освещенность помещения на рабочих местах, а также ориентировочно определим коэффициент запаса, который при выборе светильников может быть скорректирован. В комнате мастера и ОТК применяем лампы люминесцентные, в связи с этим коэффициент запаса применим 1,5 и минимальная освещенность для этих помещений составит 300лк. В кладовой, гардеробе и душевой применяем лампы накаливания, в связи с этим коэффициент запаса применим 1,3 и минимальная освещенность для этих помещений составит 20лк. Минимальную освещенность вспомогательных помещений выбирали [22, приложение А], а коэффициент запаса выбираем с исходных данных.

3. Выбор типов светильников, высота их подвеса В связи с тем, что среда в помещении нормальная, габаритные размеры помещения 60?24?12, строительный модуль цеха 6?6, обслуживание светильников в цеху будет производиться с крана, высота которого 6 м, во вспомогательных помещениях обслуживание светильников будет производиться с помощью лесов. Отражающие свойства стен, потолка, пола и рабочих поверхностей с_п=50% с_с =30% с_р=10%.

Основными факторами, определяющими, выбор светильников являются:

а) условия окружающей среды (наличие пыли, влаги, химической агрессивности, пожароопасных и взрывоопасных зон);

б) строительная характеристика помещения (размеры помещения, в том числе его высота, наличие ферм, технологических мостиков, размеры строительного модуля, отражающие свойства стен, потолка, пола и рабочих поверхностей);

в) требования к качеству освещения.

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

Выбираем тип светильников:

В ОТК и комнате мастера выбираем тип светильника ЛСП02 с люминесцентными лампами типа ЛБ; в душевой, гардеробе и кладовой выбираем тип светильника НСП17 с лампами накаливания; в цеху заготовки метала тип светильника РСП05 с лампами типа ДРЛ. Конструктивное исполнение светильника в значительной степени определяется уровнем защиты его от воздействия окружающей среды. От конструктивного исполнения светильников зависит их надежность и долговечность в данных условиях среды помещения, безопасность в отношении пожара, взрыва и поражения электрическим током, а также удобство обслуживания.

В нормальных сухих и влажных помещениях допускается применения всех типов незащищенных (IP20) светильников. В сырых помещениях также допускается применение незащищенных (IP20) светильников, но при условии выполнения корпуса патрона из изоляционных и влагостойких материалов. В нашем случае тип незащищенных светильников IP20.

Высота подвеса светильников над освещаемой поверхностью (Н_Р) — расчетная высота подвеса светильников (рис. 3.1) в значительной степени определяет характеристику и технико-экономические показатели проектируемой осветительной установки.

От ее величины зависит установленная мощность источников света, размещение светильников на плане; высота подвеса определяет качественные показатели освещения, выбор светильников по светораспределению, экономическим соображением.

Рис. 3.1 Размещение светильника по высоте помещения:

Н — высота помещения; Н_р — высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью; h_с — высота свеса светильника;

h_р — высота рабочей поверхности Определим высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью стола, учитывая потолочную установку светильника.

H_p = H — (h_c + h_p), (2.6)

где Н — высота помещения;

h_c — высота свеса светильника;

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

В цеху:

H_p = H — (h_c + h_p)=12 — (5 + 0,8) = 6,2 м Во вспомогательных помещениях:

H_p = H — (h_c + h_p)=12 — (8,2 + 0,8) = 3 м

4. Светотехнический расчет общего равномерного освещения и определить установленную мощность источника света в помещении Выполним светотехнические расчеты для цеха следующие:

а)определить количество и единичную мощность источников света осветительной установки, обеспечивающей требуемую освещенность в помещении (на рабочей поверхности);

б) для существующей (спроектированной) осветительной установки рассчитать освещенность в любой точке поверхности освещаемого помещения;

в)определить качественные показатели осветительной установки (коэффициент пульсации, цилиндрическую освещенность, показатели ослепленности и дискомфорта).

Расчет выполним методом коэффициента использования светового потока рассчитывающий общее равномерное освещение горизонтальных поверхностей.

По этому методу расчета освещенность на горизонтальной поверхности определяют с учетом светового потока, отраженного от стен, потолка и самой рабочей поверхности.

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

Ф = Е_min k_з S z / n ,

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

k_з — коэффициент запаса;

S — площадь помещений, м²;

z — отношение Е_ср/Е_min (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.

Найдем площадь всех помещений по формуле и данные сведем в таблицу 4.1:

S = A? B, м²

Расстояние между соседними светильниками или их рядами зависит от расчетной высоты установки светильников и их светораспределения. Высота рассчитывается как:

H = h_п — h_р — h_с, H = 6,2 м где h_п — высота помещения;

h_р — высота рабочей поверхности над полом (h_р = 0,8м)

h_с — высота свеса светильников (h_с = 0,2м) При этом расстояние между соседними светильниками или их рядами может быть рассчитано, как среднегеометрическое расстояние между соседними светильниками:

L = 3,46 м где L_а L_b — расстояние между светильниками по длине и ширине помещения.

Для выбора классификационной КСС светильника определим отношение :

3,46 / 6,2 = 0,558

По таблицам принимаем КСС типа Г-4, для которой;

К = 1,7582 I₀ = 894,2 кд По таблицам выбираем светильник типа РСП18 с КСС Г-4, имеющий степень защиты IP20 и КПД = 0,75.

Индекс помещения определяется по формуле:

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

Н_р — расчетная высота подвеса светильников, м.

60 * 18 / 6,2 * (60 + 18) = 2,23

По [22, табл. Г1] определим коэффициент использования =0,82

Определим световой поток светильников:

Ф = Е_min k_з S z / =100 * 1,3 *1080 *1,15 / 14 * 0,82 = 14 064 лм По полученному значению световому потоку выбирается стандартный ближайший источник света (лампа) в пределах допустимых отклонений — −10…+20%. Выбираем лампы ДРЛ-250 [22,табл.П4] данная лампа в пределах допустимых отклонений.

Коэффициент пульсации освещения (К_п). В курсовом проекте пользовались таблицей П13, в которой приведены условия, при которых К_п не превышает нормируемых значений. Осветительные приборы с одиночными разрядными источниками света для уменьшения коэффициента пульсации включают на разные фазы трехфазной электрической сети. При этом относительное расстояние между светильниками не должно превышать предельных значений. В данном проекте Кп удовлетворяет требованиям норм, т. к. принятое значение не превышает рекомендованных значений [1](табл. П8).

Форма светотехнической ведомости

5. Выбор источника света, типов светильников, их размещение и светотехнический расчет эвакуационного освещения Эвакуационное освещение служит для безопасной эвакуации людей из помещений и с открытых пространств, при аварийном погасании рабочего освещения. Согласно СНиП аварийное освещение должно создавать освещенность не ниже 5% нормируемой освещенности, но не менее 2лк в помещениях.

Для эвакуационного освещения возьмем за источник света лампы накаливания, в связи, что другие типы ламп устанавливать нецелесообразно.

Выбираем тип светильника НСП17 с лампами накаливания мощностью 200 Вт и размещаем их на плане цеха и вспомогательных помещений согласно выполненному расчету.

Для цеха и вспомогательных помещений выбираем норму эвакуационного освещения 5 люкс.

Эвакуационное освещение рассчитаем точечным методом с использованием пространственных изолюкс.

На плане помещения с известным расположением светильников намечаем одну контрольную точку, в которой ожидается наименьшая освещенность. Определяем расстояния от контрольной точки до ближайших светильников, т. е. расстояния d₁, d₂, … d₆. Находим условные освещенности в люксах, т. е. соответственно е₁, е₂, …, е₆. При отсутствии изолюкс для данного светильника можно воспользоваться графиком для излучателя, имеющего по всем направлениям силу света 100 кд (рис. 1).

Рис. 1. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности. Сила света светильника по всем направлениям 100 кд.

Значение условной освещенности e₁₀₀ определяем по координатам Н_р и d, одновременно по радиальным лучам находим значение и по кривой силы света светильников I, тогда:

;

Находим общую условную освещенность контрольной точки:

;

Определяем потребный световой поток лампы в одном светильнике по формуле:

где Е_min — нормируемая освещенность, лк;

К_з — коэффициент запаса;

— коэффициент, учитывающий освещенность от удаленных источников света, принимается равным 1,1…1,2;

Полученные данные сведем в таблицу 5.1

По полученному расчетному световому потоку выбирают мощность стандартной лампы.

Таблица 5.1 Значения условных освещенностей.

Сумма условных освещенностей от светильников 1−6 для расчетной точки, А составит:

Определяем действительную расчетную освещенность в точке А:

принимаем = 1,1.

6. Выбор схемы питания осветительной установки освещение цех светотехнический питание Питание электрического освещения осуществляется, как правило, совместно с силовыми электроприемниками от общих трехфазных силовых трансформаторов с глухозаземленной нейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 400/230 В. Номинальное напряжение в таких сетях составляет 380/220 В.

В соответствии с питание электроприемников выполним от сети 380/220 В с системой заземления TN-S

Рис. 6.1 Типы систем заземления: а — система TN — S (нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно).

Используемые на рисунках буквенные обозначения имеют следующий смысл. Первая буква — характер заземления источника питания:

Т — непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле;

N — непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания (обычно заземляется нейтраль в системах переменного тока).

Последующие буквы определяют устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S — функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) обеспечиваются раздельными проводниками;

Схемы питания электрического освещения должны обеспечивать: необходимую степень надежности электроснабжения; безопасность, простоту, удобство эксплуатации и управления; экономичность осветительной установки. На рис. 6.2 приведены схемы питания электрического освещения от вводно-распределительного устройства (ВРУ) совместно с силовыми электроприемниками.

Рис. 6.2 Схема питания электрического освещения от ВРУ Рис. 6.3 Схема питания освещения от однотрансформаторной подстанции

На рис. 6.3 приведены схемы питания рабочего и эвакуационного освещения от одной однотрансформаторной подстанции. Осветительные щитки питаются по общей линии с разделением ее на вводе в здание (рис. 6.3, б).

Рис. 6.4 Схема питания групповых щитков от магистрального щитка Так как у нас осветительные установки разбросаны по цеху, выбираем данную схему питания групповых щитков от магистрального щитка освещения, которая в свою очередь запитывается от ВРУ, а ВРУ от ТП. Щиток освещения для эвакуационного освещения запитываем от ВРУ.

7. Определение места расположения щитков освещения и трассы электрической сети Щитки освещения расположены на стенах цеха, ближе к центру электрических осветительных нагрузок, в месте безопасном и удобном для управления и обслуживания, питающиеся от магистрального щитка. Щитки освещения крепятся к стенам с помощью анкерных болтов, все металлические части щитка заземляем. Щитки освещения расположим: один по середине вспомогательных помещений и два возле входа в цех.

Трасса электрической сети проходит по стенам в пластиковом коробе, который крепится скобами к стенам. Кабеля применяемые в сетях освещения применяем типа АВВГ. Прокладка сети освещения от щитков освещения к светильникам в цеху будет по натянутому тросу.

Во вспомогательных помещениях (комната мастера, ОТК) будут устанавливаться подвесные потолки. Сети за подвесными потолками по условию пожарной безопасности должны выполняться при подвесных потолках с использованием сгораемых материалов — в стальных трубах, коробах и металлорукавах; для потолков из несгораемых и трудносгораемых материалов — в винипластовых трубах, гибких металлических и винипластовых рукавах, а также защищенными проводами и кабелями. В нашем случае сети будут проложены в металлорукавах.

В помещении гардероба и кладовой прокладка сети будет осуществляться путем прокладки кабеля в пластиковый короб, который крепим по стенам здания. И в дальнейшем монтаж проводов и кабелей в закрепленные кабельные каналы, выполненные из несгораемого материала (пластика).

Расположения щитков освещения и трассы электрической сети смотри на плане здания цеха и вспомогательных помещений.

8. Выбор типа щитков, марки проводов, кабелей и способ их прокладки Выбираем тип осветительных групповых щитков серий ОЩВ, в нашем случае ОЩВ-6А. Щитки имеют изолированную нулевую (N) и связанную с корпусом защитную (PЕ) шины, укомплектованные контактными зажимами.

Действующие в настоящее время нормативные документы, разработанные на основе международного стандарта МЭК 364 «Электрические установки зданий», содержат ряд обязательных требований к выбору сечений нулевых рабочих (N), совмещенных нулевых рабочих и защитных (РЕN) и защитных (РЕ) проводников. Правильный выбор этих проводников обеспечивает электрическую и пожарную безопасность электроустановок.

Для однофазных, а также трехфазных сетей при питании по ним однофазных нагрузок сечение нулевого рабочего N — проводника во всех случаях должно быть равно сечению фазных проводников, если те имеют сечение до 16 мм² по меди или 25 мм² по алюминию. При больших сечениях фазных проводников он может иметь сечение, составляющее не менее 50% сечения фазных проводников.

Для однофазных линий групповой сети (сети до светильников, штепсельных розеток и других стационарных однофазных электроприемников) не допускается объединение N и РЕ — проводников с целью образования PEN-проводника. Такие линии всегда необходимо выполнять трехпроводными: фазным проводником L, нулевым рабочим N, и защитным РЕ. Кроме того, в однофазных линиях групповой сети не допускается:

объединять как нулевые рабочие проводники N, так и защитные РЕ различных групповых линий;

подключать нулевой рабочий проводник N и защитный РЕ на щитках под общий контактный зажим (на таких щитках должны быть выполнены отдельные шинки: N — изолированная и РЕ — неизолированная).

Сечение защитного РЕ — проводника должно равняться:

сечению фазных проводников при сечении их до 16 мм²;

16 мм² при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм²;

не менее 50% сечения фазных проводников при больших сечениях проводников.

Для выполнения электрической проводки сети освещения выбираем провода и кабели следующих марок:

АВВГ — кабели с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой;

Способ прокладки проводов и кабелей сети электрического освещения определяется условиями окружающей среды помещений, наличием соответствующих строительных конструкций (плит перекрытия, ферм и т. д.), т. к. в нашем помещении среда нормальная, выбираем способ прокладки:

В цеху применяются открытые электропроводки. Открытые электропроводки прокладываются по поверхностям стен, потолков, по фермам и другим строительным элементам зданий. Непосредственно по строительным основаниям с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы, на которые бандажом закрепляются провода и кабели.

Скрытые электропроводки применим в вспомогательных помещениях, со следующими способами прокладки:

прокладка проводов в каналах и пустотах строительных оснований;

проводами в трубах, в монолитных перекрытиях, стенах и перегородках, полостях за подвесными потолками.

Кабель от ТП до ВРУ прокладываем в земле, тип кабеля выбираем АВВГ.

9. Выбор проводов и кабелей. Расчет защиты осветительной сети Электрический ток нагрузки, протекая по проводнику, нагревает его. Нормами установлены наибольшие допустимые температуры нагрева жил проводов и кабелей. Исходя, из этого определены длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей в зависимости от материала проводников их изоляции, оболочки и условий прокладки.

Сечение жил проводов и кабелей для сети освещения можно определить по таблицам П18-П22 приложения в зависимости от расчетного длительного значения токовой нагрузки по условию:

I_доп I_р /К_п,

где I_доп — допустимый ток стандартного сечения провода, А (длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели приведены в табл. П18-П22 приложения);

I_р — расчетное значение длительного тока нагрузки, А;

К_п — поправочный коэффициент на условия прокладки можно определить по таблице 3.1 (при нормальных условиях прокладки К_п = 1).

Для выбора сечений проводов и кабелей по допустимому нагреву необходимо определить расчетные токовые нагрузки линий.

Расчетные максимальные токовые нагрузки определяют по формулам:

для однофазной сети

I_р = P_р / U_ф cos;

для трехфазной сети

;

Коэффициент мощности (cos) следует принимать:

1,0 — для ламп накаливания;

0,92 — для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления;

0,5 — для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ);

Осветительные сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания (КЗ), а в ряде случаях также от перегрузки.

Аппараты, установленные для защиты от токов коротких замыканий и перегрузки, должны быть выбраны так, чтобы номинальный ток каждого из них I_з. (ток плавкой вставки или расцепители автоматического выключателя) был не менее расчетного тока I_р., рассматриваемого участка сети:

I_з.? I_р.,

где I_р. — расчетный ток рассматриваемого участка сети, А.

При выборе аппаратов защиты должны учитываться пусковые токи мощных ламп накаливания и газоразрядных ламп высокого давления путем умножения расчетного тока на коэффициент запаса. Коэффициент запаса равный 1,4 принимается для ламп ДРЛ при применении автоматических выключателей с тепловыми или комбинированными расцепителями с уставками менее 50 А, а также для ламп накаливания при применении автоматических выключателей с комбинированными расцепителями на любые значения токов. Коэффициент запаса равный 1 принимается для всех остальных случаев, а также для люминесцентных ламп.

Аппараты защиты, защищающие электрическую сеть от токов КЗ должны обеспечивать отключение аварийного участка с наименьшим временем с соблюдением требований селективности. Для обеспечения селективности защит участков электрической сети номинальные токи аппаратов защиты (ток плавких вставок предохранителей или токи уставок автоматических выключателей) каждого последующего по направлению к источнику питания следует принимать выше не менее чем на две ступени, чем предыдущего, если это не приводит к завышению сечения проводов. Разница не менее чем на одну ступень обязательна при всех случаях.

Номинальные токи уставок автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам защищаемых участков сети, при этом должно соблюдаться соотношение между наибольшими допустимыми токами проводов I_доп и номинальными токами аппаратов защиты I_з (табл. 3.6)

I_доп К_з I_з / К_п,

где К_з — коэффициент защиты.

Технические данные автоматических выключателей приведены в таблице П23 — П25 приложения.

Душевая:

Определим расчетные максимальные токовые нагрузки в душевой:

100? 2 / 220? 1 = 0,91 А Определим сечение жил кабелей для сети освещения по таблицам П18-П22:

19 0,91 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем кабель с алюминиевыми жилами марки АВВГ 3?2,5

Выбираем аппарат защиты (уставки автоматических выключателей):

6,3 1? 0,91 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем однополюсный автоматический выключатель серии ВА51−29 63/6,3 А.

Гардероб:

Определим расчетные максимальные токовые нагрузки в гардеробе:

150? 3 / 220? 1 = 2,04 А

Определим сечение жил кабелей для сети освещения по таблицам П18-П22:

19 2,04 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем кабель с алюминиевыми жилами марки АВВГ 3?2,5

Выбираем аппарат защиты (уставки автоматических выключателей):

6,3 1? 2,04 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем однополюсный автоматический выключатель серии ВА51−29 63/6,3 А.

Кладовая:

Определим расчетные максимальные токовые нагрузки в кладовой:

150? 4 / 220? 1 = 2,72 А Определим сечение жил кабелей для сети освещения по таблицам П18-П22:

19 2,72 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем кабель с алюминиевыми жилами марки АВВГ 3?2,5

Выбираем аппарат защиты (уставки автоматических выключателей):

6,3 1? 2,72 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем однополюсный автоматический выключатель серии ВА51−29 63/6,3 А.

Комната мастера:

Определим расчетные максимальные токовые нагрузки в комнате мастера:

1,08? 40? 16 / 220? 0,92 = 3,41 А Определим сечение жил кабелей для сети освещения по таблицам П18-П22:

19 3,41 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем кабель с алюминиевыми жилами марки АВВГ 3?2,5

Выбираем аппарат защиты (уставки автоматических выключателей):

6,3 1? 3,41 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем однополюсный автоматический выключатель серии ВА51−29 63/6,3 А.

ОТК:

Определим расчетные максимальные токовые нагрузки в ОТК:

1,08? 40? 28 / 220? 0,92 = 5,9 А Определим сечение жил кабелей для сети освещения по таблицам П18-П22:

19 5,9 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем кабель с алюминиевыми жилами марки АВВГ 3?2,5

Выбираем аппарат защиты (уставки автоматических выключателей):

6,3 1? 5,9 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем однополюсный автоматический выключатель серии ВА51−29 63/6,3 А.

Цех:

Определим расчетные максимальные токовые нагрузки в цеху:

1,1? 250? 14 / 220? 0,5 = 31,8 А В связи с тем, что мы максимальную токовую нагрузку распределим на 2 автоматических выключателей серии ВА51−29, установленных в одном щитке освещения, то получим:

31,8 / 2 = 15,9 А Определим сечение жил кабелей для сети освещения по таблицам П18-П22:

19 15,9 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем кабель с алюминиевыми жилами марки АВВГ 3?2,5

Выбираем аппарат защиты (уставки автоматических выключателей):

16 1? 15,9 / 1

Условие соблюдается, следовательно, выбираем однополюсный автоматический выключатель серии ВА51−29 63/16 А.

Расчет электрических сетей по потере напряжения Потери напряжения при заданном значении сечения проводов можно определить по выражению:

U = M /СS.

И наоборот при заданном значении потери напряжения можно определить сечение провода:

S =M / C U,

где М — момент нагрузки, кВтм; С — коэффициент, зависящий от материала провода и напряжения сети.

М = Р₁ L + P₂(L + L₂) + P₃ (L +L₂ + L₃) = L (P₁ +P₂+P₃)+L₃ (P₂+P₃) + L₂ P₃

Определим момент нагрузки для групповой сети электроосвещения и выберем сечение проводов, при условии, что допустимая потеря напряжения (U_р) от группового щитка ЩО равна 5%.

M1 = 35*0,2+30*0,6+7*0,45+17*1,209+22*0,691=63,905 кВтм

S1 = 63,905 / 44*5 = 0,29 мм²

M2 = 15*1,75+7*1,75 = 38,5 кВтм

S2 = 38,5 / 44*5 = 0,175 мм²

Ближайшее большее стандартное сечение провода, удовлетворяющее механической прочности и допустимому нагреву, 2,5 мм².

Определим сечение жил кабелей на участках от КТП до ВРУ и от ВРУ до ЩО1. Мощность трансформатора КТП 630 кВА, коэффициент мощности нагрузки его 0,75, коэффициент загрузки 0,84. Определим потери напряжения в трансформаторе [22, таблице 3.2] U_т = 3,7%. Располагаемую допустимую потерю напряжения определим по формуле:

U_р = 105 — 95 — 3,7 = 6,3%

Определим момент нагрузки М_n

М₁ = L₁Р₁₋₇ = 90 6,65 = 598,5 кВтм;

М₂ = L₂₁Р₁₋₅ = 22 3,15 = 69,3 кВтм;

М₃ = L₂₂Р₆₋₇ = 3 3,5 = 10,5 кВтм;

М₄ = L₄Р₄ = 350,2 = 7 кВтм;

М₅ = L₅Р₅ = 300,6 = 18 кВтм;

М₆ = L₆Р₆ = 70,45 = 3,15 кВтм;

М₇ = L₇Р₇ = 171,209 = 20,553 кВтм;

М₈ = L₈Р₈ = 220,691 = 15,202 кВтм;

М₉ = L₉Р₉ = 151,75 = 26,25 кВтм;

М₁₀ = L₁₀Р₁₀ = 71,75 = 12,25 кВтм;

Приведенный момент:

М_{пр L1} = М₁ + … + М₁₀ = 780,705 кВтм.

Определить сечение жил кабеля на участке L₁

S = 780,705 / 44 6,3 = 2,81 мм².

Принимаем сечение кабеля от трансформатора КТП до ВРУ сечением 54 мм², который проходит и по допустимому нагреву.

Фактическая потеря напряжения на участке L₁ составит

U_ф = 598,5 / 44 4 =3,4%.

Располагаемые потери напряжения для последующего участка сети от ВРУ до ЩО1 и ЩО2 составят:

U = 6,3 — 3,4 = 2,9%.

Для определения сечения жил кабеля на втором участке L₂ определим приведенный момент М_пр.L2

М_{пр L2} = 182,2 кВтм;

S = 182,2 / (44 2,9) = 1,42 мм².

Выбираем кабель сечением 52,5 мм², несмотря на то, что по потере напряжения можно было бы выбрать и кабель сечением 4 мм², однако последний не проходит по допустимому нагреву.

Фактическая потеря напряжения на участке L₂ составит

U_ф = 182,2 / (44 2,5) = 1,6%.

Располагаемая потеря напряжения для групповой сети составляет

U = 2,9 — 1,6 = 1,3%.

Заключение

В данном курсовом проекте привели материалы по проектированию светотехнической и электрической частям электрического освещения. Даются светотехнические методы расчета освещения — метод коэффициента использования светового потока, точечный метод расчета с использованием пространственных и линейных изолюкс. Описан расчет электрической осветительной сети — выбор сечений проводов и кабелей и расчет защиты сети.