Результаты светотехнического расчёта равномерного освещения

Примечание:

Для вспомогательных помещений коэффициенты отражения (),

коэффициенты использования определены по (8), стр. 144, табл. 5-19.

электроснабжение цех силовой осветительный

Точечный метод расчёта использует пространственные изолюксы [т.е. кривые равных значений освещённостей, построенные при условной лампе со световым потоком в 1000 лм в координатах e(d, Hр)]. На рисунке 5.3 приведены расстояния от светильника до характерной точки, в которой проверяется минимальная освещенность.

Hр

D А

Рис. 7.3 Расстояния до характерной точки

где d - это расстояние от характерной рассматриваемой точки до проекции источника света на эту плоскость.

При расчёте на плане помещения с расположением светильников намечают одну (две) характерные точки с предполагаемой минимальной освещённостью. Для этой характерной точки определяют расстояние (di). Затем по таблице условных освещённостей определяют изолюксы:

По выражению (7.3) определяют световой поток источника света, принимая .

(7.3)

Принимаем для аварийного освещения 3 ламп накаливания типа Б-200, со световым потоком 2920 лм, и светильники СУ 200М (смотри план цеха).

Режим работы аварийного освещения - только при погасании основного освещения.

Критическая точка для расчета точка А1.

Расстояние от ближайшего светильника до точки “А1” равно: м;

Высота расчетная равна: 7 м.

По [8] рис. 6-12, стр. 182 получаем: , тогда:

лк;

В данном разделе курсового проекта была запроектирована система равномерного освещения цеха. Проектом предусмотрена установка типа ДРИ, как наиболее экономичных источников света. Размещение светильников удовлетворяет всем требованиям (8). Отклонение нормируемой освещенности лежит в пределах допустимых норм по (8).

В соответствии со СНИПом, совместно с общим освещением было запроектировано эвакуационное освещение, организованное для того, чтобы обеспечить нормальный проход (без травматизма) при погасании основного рабочего освещения. Минимальная освещённость в местах проходов в основном помещении не менее 0,5 лк.

7.2 Электрический расчет освещения

Внутри цеха принимаем осветительную сеть переменного тока с заземлённой нейтралью напряжением 380/220 В.

Выбор схем питания осветительной установки определяется:

- требованиями к бесперебойности действия осветительной установки (наиболее важное требование);

- технико-экономическими показателями;

- безопасностью обслуживания, удобством управления и эксплуатации.

В качестве источника питания выступает КТП 10/0,4-0,23 кВ.

Щитки освещения должны располагаться:

- в центре или ближе к центру осветительных нагрузок;

- у входов, выходов, проходов (для удобства управления);

- таким образом, чтобы отсутствовали обратные потоки электрической энергии или они были минимальны.

Учитывая особенность расположения ламп накаливания аварийного освеще-ния, производим расположение щитка аварийного освещения (ГАЩ 1), как показано на плане цеха (причём запитывание этого щитка происходит от соседнего цеха 6).

Определение расчётной нагрузки проектируемого объекта:

,

где кВА.

,

,

где ;;; (8, стр.336).

,

; ;; ;

тогда кВт;

кВАр;

получаем: кВА;

кВА;

На КТП установлен трансформатор ТМЗ - 630.

Находим коэффициент мощности цеха:

кВА;

Тогда

;

Определяем потерю напряжения в трансформаторе:

;

где ;

;

;

Тогда

.

Допустимая потеря напряжения в цехе равна:

;

где , ;

тогда потеря напряжения до самого удалённого светильника составляет не более:

.

Электрический расчёт для ЩО.

1) Находим приведённый момент КТП-ЩО:

Моменты определяются по формуле 7.4:

, (7.4)

Где

;

;

Определяем моменты на ЩО:

кВт;

кВт;

м; м; м;

тогда:

кВт*м;

кВт*м;

кВт*м;

кВт*м;

Приведённый момент определяем по формуле 7.5:

, (7.5)

где - моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов в линии, что и на данном участке;

- сумма моментов питаемых через данный участок линий с иным числом проводов, чем на данном участке;

- коэффициент приведения моментов (8, стр. 348, табл.12-10).

Находим приведеный момент КТП-ЩО:

кВт*м;

Определяем токи в линиях.

А.

А.

А.

Определяем расчётное сечение кабеля по формуле 7.6:

(7.6)

где С - поправочный коэффициент (8, стр. 348, табл. 12-9).

Определяем сечение кабеля от трансформатора до ЩО:

.

Принимаем стандартное сечение кабеля от трансформатора до ЩО, равное 6 мм2.

Определяем потерю напряжения в кабеле от трансформатора до ЩО.

,

тогда допустимая потеря в ЩО составляет:

%;

7) Определяем потерю напряжения в кабелях L1-L3, %, если сечение 4 мм2:

Определяем допустимую потерю напряжения в ЩО на самом удаленном светильнике:

Определяем потерю напряжения до самой удалённой лампы, т.е. в конце наиболее загруженной линии, и эта потеря должна быть менее 10%:

Выбираем аппараты защиты в ЩО по формуле 7.7:

(7.7)

где - коэффициент запаса (8, с.279, табл. 10-2).

;

;

;

;

;

Выбираем автоматы для защиты рядов светильников серии АЕ 2023,

АЕ 2043, с токами расцепителей 3,15; (12,5; 40) А соответственно.

Проверяем провода по допустимому току перегрузки по формуле 7.8:

(7.8)

где - коэффициент допустимой перегрузки кабеля (провода), (8, стр. 280, табл. 10-3).

В основной части цеха сечение 4мм2 (во вспомогательных помещениях - 2,5 мм2). Проверяем наиболее загруженный участок:

А (1, стр. 74, табл. 7.4),

- условие выполняется.

Сечение 6мм2 - проверяем участок КТП-ЩО:

А (1, стр. 74, табл. 7.4),

- условие не выполняется.

Принимаем кабель сечением 16 мм2 - с Iдоп = 60 А.

Тип щитков: ЩО - ПР85-Ин1-009.

Выводы:

В данном разделе произвели электрический расчёт нашего цеха, а именно: выбрали сечения проводов, кабелей, произвели расчёт защиты электрической сети. Результаты расчёта данного раздела представлены на схеме сети (лист 4).

8. Определение расчетных электрических нагрузок цехов и завода в целом

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: мощности районных трансформаторных подстанций, питательных и распределительных сетей энергосистемы, заводских трансформаторных подстанций и их сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей.

8.1 Определение силовой нагрузки цехов

На стадии проектирования при неизвестных мощностях электроприёмников для определения расчётной максимальной силовой нагрузки узла СЭС (отдельный цех, предприятие в целом) пользуются методом коэффициента спроса.

Метод базируется на применении укрупнённых показателях коэффициента спроса ( Кс ) и коэффициента мощности ( ) для данной характерной группы электроприёмников или отдельных отраслей промышленности:

(8.1)

где: Кс - коэффициент спроса.

Это отношение максимальной активной мощности группы электроприёмников к номинальной мощности той же группы:

принимаем (2, с.11-33, табл.24-1 - 24-6).

Приведём ниже расчёт силовой нагрузки одного из цехов, а результаты расчёта остальных цехов и предприятия в целом приведём в виде таблицы 8.1.

Главный корпус:

Рном = 4700 кВт; Кс = 0,33; .

;

кВАр

;

кВА;

Таблица 8.1

Результаты расчёта силовой нагрузки цехов

8.2 Определение осветительной нагрузки цехов

Осветительную нагрузку цехов и завода в целом определяем по методу удельной мощности. Удельная мощность W [вт/ м²] есть частное от деления всей мощности ламп на площадь помещения или здания. Она зависит от весьма многих факторов, но в общем довольно устойчива для определённых групп помещений, что позволяет использовать систематизированные значения W по выполненным проектам для предварительного определения мощности на стадии проектного задания. Значения удельной мощности выбираются в зависимости от типа помещения, нормы освещённости и площади по (8, стр.159, табл. 5. 38).

Расчётная осветительная нагрузка определяется по формуле:

(8.2)

где: площадь помещения где выбирается освещение;

удельная мощность для определения расчетной осветительной нагрузки.

Приведём ниже расчёт осветительной нагрузки одного из цехов, а результаты расчёта остальных цехов и предприятия в целом приведём в виде таблицы 8.2.

Главный корпус:

S = 4500 м2; W = 14,9 Вт/ м2; ;

кВт;

кВАр ( );

кВА;

Таблица 8.2

Результаты расчёта осветительной нагрузки

Для расчёта осветительной нагрузки коэффициент мощности принимаем:

8.3 Определение суммарной нагрузки

Суммарная нагрузка цехов и предприятия в целом определяется по формуле:

(8.3)

Приведём ниже расчёт суммарной нагрузки одного из цехов, а результаты расчёта остальных цехов и предприятия в целом приведём в виде таблицы 8.3.

Главный корпус:

кВт;

кВАр;

кВА;

Таблица 8.3

Результаты расчёта суммарной нагрузки

Суммарная нагрузка завода по таблице 8.3 рассчитана без учёта разновремённой работы цехов. Учёт данного фактора можно произвести введя коэффициент разновременности максимумов нагрузок Кр.

Тогда расчетная нагрузка по заводу определяется по формуле:

(8.4)

где: Кр - коэффициент разновременности максимумов нагрузок (0,75-0,85);

Ррi - активная мощность i-го цеха;

Qрi - реактивная мощность i-го цеха.

Расчетная нагрузка завода тяжелого машиностроения:

9. Составление картограммы электрических нагрузок завода

Для определения местоположения подстанций на генеральный план проектируемого объекта наносится картограмма электрических нагрузок (КЭН). КЭН представляет собой размещение на генеральном плане предприятия окружностей пропорциональных в выбранном масштабе расчётным нагрузкам цехов. Каждому цеху соответствует своя определённая окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха, а радиус определяется по формуле:

(9.1)

где:

Рi - расчётная нагрузка i -го цеха ( узла нагрузки );

m - масштаб для определения площади круга, кВт/ мм², исходя из того, что площадь круга соответствует расчётной нагрузке в выбранном масштабе, т.е.:

(9.2)

Картограммы следует наносить на генеральный план предприятия отдельно для активной и реактивной нагрузок.

Проведя аналогию между массами и электрическими нагрузками цехов Рi, координаты их центра можно определить следующим образом:

;

(9.3)

где: Xi, Yi - координаты i-го электроприёмника или узла нагрузки;

Pi - расчётная нагрузка i-го электроприёмника или узла нагрузки.

В данной курсовом проекте для определения центра электрических нагрузок и зоны его рассеяния прибегнем к помощи ЭВМ.

В программу расчета ЦЭН вносятся суммарные нагрузки по цехам с коорди-натами центров цехов. Результаты определения ЦЭН приведены в таблице 9.1:

Таблица 9.1

Результаты расчёта ЦЭН

Зададимся масштабом для определения площади круга m = 100 кВт/ мм², результаты определение программой радиусов окружностей и углов сегментов приведены в таблице 9.2:

Таблица 9.2

Результаты расчёта окружностей и секторов электрических нагрузок

В данном разделе курсового проекта мы рассчитали распределение мощностей цехов предприятия на территории проектируемого завода, что необходимо для определения места расположения ГПП или РП предприятия. Построение картограммы электрических нагрузок приведено в графической части проекта (см. генплан предприятия).

10. Технико-экономическое обоснование выбора схемы внутриплощадочного электроснабжения

Для питания завода тяжёлого машиностроения используется районная подстанция 35/6,3, находящаяся на расстоянии 1,5 км от завода. Для выбора лучшего варианта, с ГРП или ГПП будем руководствоваться критерием по минимуму приведенных затрат:

; (10.1)

где р - нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,12;

К - капитальные вложения, состоящие из капитальных затрат на сооружение питающих линий, установку высоковольтной аппаратуры и установку силовых трансформаторов.

;

Сэ - ежегодные эксплуатационные расходы.

; (10.2)

где- коэффициенты отчислений, соответственно на амортизацию и обслуживание;

Сп - стоимость потерь электроэнергии.

Вариант 1:

Единичная мощность трансформатора по условию 40МВА

Вариант 2:

Трансформатор на ГПП выбираем из условия:

кВА;

выбираем ТДНС - 10000/35.

Воздушные линии выбираем по экономической плотности тока:

; (10.3)

где jэ - экономическая плотность тока, зависящая от Т (годовое время использования, для нашего завода Т = 50005300ч/год (9, табл.27), в соответствии с Т, jэ = 1,0 (10, табл.4.1).

А;

мм2.

Принимаем АС - 70/11, А;

Проверяем по условию :

; (после обрыва одной из линий).

А;

- условие выполняется.

Для варианта 1.

Трансформаторы ТРДНС -40000/35.

Кабельные линии выбираем по условию

; (10.4)

где jэ = 1,2 для КЛ с бумажной изоляцией (10, табл.4.1).

А;

мм2;

выбираем 6 АПвП (3х240) с А;

Проверяем по условию ;

где Iдоп.р - допустимый расчетный ток, определяемый как

; (10.5)

где кп - поправочный коэффициент, учитывающий число рядом проложен-ных кабелей. кп = 0,83 (с расстоянием в свету 300мм (10, т.п.3,5);

кт - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, кт = 1,0 (при 15С);

кав - коэффициент перегрузки в послеаварийном режиме;

кав = 1,15 (при трехчасовой перегрузке и коэффициенте предварительной нагрузки, равном

); (10, табл. п. 3,4).

А;

Iнб.п.ав. при отключении одной цепи:

; (10.6)

А;

(402 331) условие выполняется.

Расчет капитальных вложений производим на основе укрупненных показателей стоимости, которые берем из (11). Результаты расчета сводим в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Расчет капитальных вложений

Расчет затрат на амортизацию и обслуживание сводим в табл. 10.2. Значения коэффициентов и взяты из (11).