Расчет схемы электроснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования РФ

Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра электроснабжения и электротехники

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ»

Выполнил студент группы ЭП-05-2

Семёнов В.В.

Иркутск 2010

Содержание

1. Исходные данные

2. Светотехнический расчёт

3. Электрический расчёт

3.1 Питающие линии

3.2 Расчёт групповых линий

3.3 Выбор аппаратуры защиты

4. Схема подключения щитов

5. Используемая литература

1. Исходные данные

Выбор нормируемых значений освещенности

Условия окружающей среды-нормальные

1. Склады. (материальные инструментальные и прочие):

1. Поскость освещения - пол высота=0м.

2. Разряд зрительной работы VIIIа.

3. Освещённость = 75 лк.

4. Используются люминисцентные лампы.

Выбираем светильники ЛСП02-2х40-04-06.Тип лампы ЛБ40

2. Помещения для вентиляционного оборудования:

1. Горизонтальная плоскость высота от уровня пола = 0,8м.

2. Разряд зрительной работы VIIIб.

3. Освещённость = 20 лк.

4. Используются лампы накаливания.

Выбираем светильники НСП11-100-231.Тип лампы Б215-225-100.

3. Трансформаторная подстанция. (камеры трансформаторов и реакторов):

1. Вертикальная плоскость высота от уровня пола = 1,5м.

2. Разряд зрительной работы VI.

3. Освещённость = 50 лк.

4. Переносное освещение с лампами накаливания (для Переносного освещения следует предусмотреть розетки).

4. Помещение щитов (операторская). (помещения распределительных устройств на фасаде щита при постоянном облуживании):

1. Вертикальная плоскость высота от уровня пола = 1,5м.

2. Разряд зрительной работы VIг.

3. Освещённость = 150 лк.

4. Используются люминисцентные лампы

Выбираем светильники с лампами ДНаТ мощностью 150 Вт

2 Светотехнический расчёт

1. Операторская.

Рекомендуемые значения л=L/Н для КСС типа Д = 1,4-1,6

Кз=1,6

Коэффициенты отражения 50%,30%,10%.

Высота свеса светильника = 0,2м.

Размещение светильников в плане и разрезе помещения определяется следующими размерами:

Н - высота помещения =6м.

h_c - расстояние светильников от перекрытия («свес») = 0,2м.

h_п = Н - h_c - высота светильников над полом;

h_р - высота расчетной поверхности над полом = 1,5м

h = h_п - h_р - расчетная высота;

Рисунок №1

L - расстояние между соседними светильниками или рядами светильников (если по длине и ширине помещения расстояния различны, то они обозначаются L_а и L_в);

l - расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены.

Рисунок №2 Светотехнический расчет производим методом коэффициента использования

Е=150лк

Длина А = 68 м;

Ширина B = 44 м;

Высота H = 6 м.

Определяем площадь помещения S, м²

S = A · B,

S = 68 м · 44 м = 2992 м²

Площадь (операторской)- 2992 м².

Определяем расчетную высоту установки светильника над освещаемой поверхностью h, м

h = H - h_р - h_с,

где: H - высота помещения, м

h_р - высота рабочей поверхности = 1,5м.

h_с - высота свеса светильника =0,2м.

h = 6 - 1,5 - 0,2 = 4,3 м

Для указанного светильника, имеющего КСС тип Д находим по таблице значение типовой силы света:

;

Вычислим расстояние между светильниками:

L=л_эМh = 1,5М 4,3 = 6,45 м.

Число рядов светильников определяется по формуле:

l (расстояние до стены) выбираем 0,4L

l = 0.4L =0.4 М 6.45 = 2.58м

= 7,021 берём R=7

Число светильников в ряду

=10,74 берём N=10

Расстояния между рядами

Расстояния между центрами светильников в ряду

Для прямоугольных помещение проверяется условие:

Условие выполняется

Число светильников в цехе:

N = 10 св. М7 св. = 70 светильников.

Световой поток и выбор лампы для светильника

Чтобы найти коэффициент использования, определяем индекс помещения:

По справочным данным выбираем коэффициент использования. Приблизительные значения коэффициентов отражения:

потолка: _п = 50 %;

стен: _с = 30 %;

расчетной поверхности: _р = 10 %;

коэффициент использования светового потока для светильников находим по таблице №1:

Таблица № 1

оу = 73%.

коэффициент запаса:

kз = 1,6

Световой поток лампы, необходимый для обеспечения минимальной освещенности определяется по формуле:

,

где: Е_н - нормированное значение освещения;

K_зап - коэффициент запаса;

S - площадь освещаемой поверхности; =2992мІ

оу - коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц; 73% / 100

z - коэффициент характеризующий неравномерность освещения (z = 1,1 для газоразрядных ламп) Кнорринг;

N - число светильников = 70

Е_н = 150 лк

K_зап = 1,6

лм

По световому потоку принимаем лампу типа ДНаТ 150 мощностью P_н = 150 Вт, со световым потоком Ф_ном = 15000 лм. U=220в.

При сравнении номинального и расчётного световых потоков они не должны отличаться более чем на +20 ч -10%.

Условие выполняется.

Точечный метод расчёта.

В помещении, часть которого показана на рис., требуется обеспечить

Е = 150 лк при kз = 1,6. Светильники ЖСП 55-150-001 подвешены на высоте 5,8 м. Размеры полей 6,473 х 6,982 м.

Расстояние d определяем обмером по масштабному плану. Значение е определяем по графику рис. 4 Расчёты сводим в таблицу №2.

Рисунок № 4

Таблица №2

Точка	№ свет.	Расстояние d, м	Условия освещённости, лк	Сумма
			От одного светильника, e, лк	От всех светильников, n?e
А	1,2,4,5	4,76	3,1	12,4	13,9
	3.6	10,32	0,39	0,78
	7.8	10,96	0,35	0,7
Б	1.4	3,49	4,8	9,6	13,25
	2.5	7,35	1,5	3
	3.6	13,41	-	-
	7	10,47	0,38	0,38
	8	12,31	0,27	0,27

Фрагмент схемы расстановки светильников.

Рисунок № 5

Наименьшая освещенность в точке Б, для этой точки определяем световой поток:

=

=

При сравнении номинального и расчётного световых потоков они не должны отличаться более чем на +20 ч -10%.

Условие выполняется.

Выбираем лампу ДНаТ мощностью 150 Вт.

1. Помещения для вентиляционного оборудования:

Используем метод удельной мощности

Е=20лк

Длина А = 16 м;

Ширина B = 8 м;

Высота H = 3 м.

Определяем площадь помещения S, м²

S = A · B,

S = 16 м · 8 м = 128 м²

Площадь вентиляторной - 128 м².

Определяем расчетную высоту установки светильника над освещаемой поверхностью h, м

h = H - h_р - h_с,

где: H - высота помещения, м

h_р - высота рабочей поверхности = 0,8м.

h_с - высота свеса светильника =0м.

h = 3 - 0,8 - 0 = 2,2 м

Приблизительные значения коэффициентов отражения:

потолка: _п = 70 %;

стен: _с = 50 %;

расчетной поверхности: _р = 10 %;

По таблице 3 находим удельное количество светильников Nуд = 7,7

Таблица №3

Для лампы Б215-225-100 по таблице 4 находим поправочный коэффициент Кеф = 0,2

Таблица №4

Рассчитываем необходимое число светильников по формуле:

kз=1,2

=7,7·0,2=1,54· kз принимаем n=2

2. Склад:

Используем метод удельной мощности

Е=75лк

Длина А = 8 м;

Ширина B = 8 м;

Высота H = 3 м.

Определяем площадь помещения S, м²

S = A · B,

S = 8 м · 8 м = 64 м²

Площадь склада - 64 м².

Определяем расчетную высоту установки светильника над освещаемой поверхностью h, м

h = H - h_р - h_с,

где: H - высота помещения, м

h_р - высота рабочей поверхности = 0м.

h_с - высота свеса светильника =0м.

h = 3 - 0 - 0 = 3 м

Приблизительные значения коэффициентов отражения:

потолка: _п = 70 %;

стен: _с = 50 %;

расчетной поверхности: _р = 30 %;

По таблице 3 находим удельное количество светильников Nуд = 4,3

Учитывая, что светильник ЛСП02-2х40-04-06 имеет две лампы ЛБ 40 по таблице 5 находим Кеф = 0,75 (таблица рассчитана для двух люминисцентных ламп).

Таблица №5

Рассчитываем необходимое число светильников по формуле:

kз=1,3

=4,3·0,75=3,225· kз принимаем n=4/2=2

Расчёт аварийного освещения (операторской):

Е=2лк kз=1,6

Аварийное освещение должно быть не менее 5% рабочего освещения.

Количество светильников АО = 70·5%=3,5· kз ? 6 светильников.

3. Электрический расчёт

1. Выбор напряжения.

Для питания светильников общего освещения принято напряжение 220В трехфазной сети напряжением 380/220В с заземленой нейтралью.

Аварийное освещение напряжением 220В.

Питающие линии - трехфазные, групповые - трехфазные и однофазные. Питание осветительной установки от внутрицеховой двух трансформаторной подстанции (2 х 1000 кВА)

2. Выбор схемы питания

Электроснабжение рабочего и аварийного освещения выполняется самостоятельными линиями от щитов подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передается питающими линиями групповым осветительным щиткам и групповым линиям.

Светильники аварийного освещения объединены в отдельные группы.

3. Выбор марки, сечения проводов

Проводка питающих линий с помощью кабеля марки ВВГ по стенам. Групповые линии кабелем марки ВВГ по стенам и на тросах.

Кабеля марки ВВГ с медными жилами.

Сечение проводов (S, мм²) сети рассчитывается по формуле:

, где

УM - сумма моментов рассчитываемого участка и последующих с одинаковым числом проводов, кВт*м;

Уm - сумма моментов ответвлений, кВт*м;

б - коэффициент приведения моментов. Таблица 6;

С - коэффициент, зависящий от характеристики сети;

?U - допустимые потери напряжения сети, %.

Таблица 6

Коэффициент приведения моментов б

Линия	Ответвление	Значение коэффициента б
Трехфазная с нулем	однофазное	1,85
Трехфазная с нулем	Однофазное с нулем	1,39
Двухфазная с нулем	Однофазное	1,33
Трехфазная	двухфазное	1,15
Примечание: Если линия и ответвление имеют одинаковые исполнения, то б = 1

Трансформаторы: 2х1600 КВА в=08, cosф=0,78.

Допустимая потеря напряжения определяется по формуле:

?U = 105 - Umin - ?Uт, где

105 - напряжение холостого хода, %;

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

ДU_T - потери напряжения в трансформаторе, приведенные к вторичному номинальному напряжению и зависящие от мощности трансформатора, его коэффициента загрузки в и коэффициента мощности - cosц.

Таблица 7

для коэффициента загрузки в=1

Мощность трансформатора, кВА	Потеря напряжения ДUT % при коэффициенте мощности cosц, равном
	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
160 250 400 630 1000 1600-2500	1,7 1,5 1,4 1,2 1,1 1,0	3,3 3,2 3,1 3,4 3, 3,3	3,8 3,7 3,7 4,1 4,1 4,1	4,1 4,1 4,0 46 4,6 4,5	4,3 43 4,2 5,0 50 4,9	4,4 4,4 4,4 52 5,2 5,2

Для определения ДU_T, его значение, найденное по таблице, следует умножить на фактическое значение в.

?Uт = 4,1· 0,8 = 3.28 %

Тогда допустимая потеря напряжения будет равна:

?U = 105 - Umin - ?Uт = 105-95-3,28=6,72%

3.1 Питающие линии

Коэффициент приведения моментов принимаем б =1.85;

Коэффициент С, зависящий от напряжения, схемы питания и материала проводника принимаем по таблице 8 равным С = 72;

Таблица №8

Расчётная нагрузка на вводе определяется по формуле

kc- коэффициент спроса принимаем =1

Кпра - коэфициент потерь в ПРА газоразрядной лампы = 1,2

Рном i - номинальная мощность лампы = 150 Вт.

Ввод до щитка рабочего освещения:

Рр = 1·64·(1,2·176,5) = 13,55 кВт. Рр - расчётная нагрузка

Рл=150/0,85=176,5Вт.

Длина линии от ТП до ЩРО l0 = 45м.

Тогда М0 = Рр· l0 = 13,55·45 = 609,98 кВт·м

Группа 1 (3Ф)

К Гр.1 подключено 33 светильника с лампами ДНаТ-150 Рл=150Вт

Длина линии до центра нагрузки l1=15,6м. Рл=150/0,85=176,5Вт.

Ргр1=33· Рл· Кпра=33·176,5·1,2=6,99 кВт

М1=Ргр1 · l1 = 6,99·15,6=109,03 кВт·м

Группа 2 (3ф)

К Гр.2 подключено 31 светильник с лампами ДНаТ-150 Рл=150Вт

Длина линии до центра нагрузки l2=35,7м. Рл=150/0,85=176,5Вт.

Ргр2=31· Рл· Кпра=31·176,5·1,2=6,57 кВт

М2=Ргр2 · l2 = 6,57·35,7=234,34 кВт·м

Группа 3 (1Ф)

К Гр.3 подключено 2 светильника с лампами В215 Рл=100Вт, два светильника с люм. лампами Рл1=40Вт и две розетки Рроз=50Вт.

Длина линии до центра нагрузки l3=50м. Рл1=40/0,9=44Вт

Ргр3= 2Рл + 4(Рл1· Кпра)+ 2Рроз=2·100+4·44·1,2+2·50= 0,511кВт

m3=Ргр3 · l2 = 0,511·50=25,6 кВт·м

принимаем б =1 по табл.6

Находим сечение вводного проводника по потерям напряжения

ДU=6,72%

2,023ммІ

Выбор сечения проводника по нагреву

Рр= Ргр1+ Ргр2=6,99+6,57=13,56 кВт (трёхфазная нагрузка)

для трёхфазной сети

А

Ргр3=0,511 кВт (однофазная нагрузка)

для однофазной сети

А

Тогда ток наиболее загруженной фазы будет равен

I=I1+I2=20.6+2.32=22.92 А

Выбираем кабель ВВГ 5х2,5 ммІ по таблице 9.

Таблица № 9

Ввод до щитка аварийного освещения:

Расчётная нагрузка на вводе определяется по формуле

освещение светотехнический светильник щиток

kc- коэффициент спроса принимаем =1

Кпра - коэффициент потерь в ПРА газоразрядной лампы = 1,2

Рр = 1·6·(1,2·176,5) = 1,27 кВт. Рл=150/0,85=176,5Вт.

Длина линии от ТП до ЩРО l1 = 47м.

Тогда М1 = Рр· l1 = 1,27·47 = 79,72 кВт·м

Группа 1 (3Ф)

К Гр.1 подключено 6 светильников с лампами ДНаТ-150 Рл=150Вт

Длина линии до центра нагрузки l2=16м. Рл=150/0,85=176,5Вт.

Ргр1=6· Рл· Кпра=6·176,5·1,2=1,27 кВт

М2=Ргр1 · l1 = 1,27·16=20,33кВт·м

Находим сечение вводного проводника

ДU=6,72%

0,21ммІ

Выбор сечения проводника по нагреву

Рр= Ргр1=1,27 кВт (трёхфазная нагрузка)

для трёхфазной сети

А

Выбираем кабель ВВГ 5х1,5 ммІ по таблице 9.

3.2 Расчёт групповых линий

Рабочее освещение:

М(АБ)=М0; ДU=6,72%

; ;

%

Группа 1 (3Ф)

Ргр1==6,99 кВт

М1 =109,03 кВт·м

ммІ

Выбор сечения проводника по нагреву

Рр= Ргр1=6,99 кВт (трёхфазная нагрузка)

для трёхфазной сети

А

Выбираем кабель ВВГ 5х1,5 ммІ по таблице 9.

1,01%

Группа 2 (3ф)

Ргр2=6,57 кВт

М2=234,34 кВт·м

ммІ

Выбор сечения проводника по нагреву

Рр= Ргр1=6,57 кВт (трёхфазная нагрузка)

для трёхфазной сети

А

Выбираем кабель ВВГ 5х1,5 ммІ по таблице 9.

2,16%

Группа 3 (1Ф)

Ргр3= 0,511кВт

m3 =25,6 кВт·м

Коэффициент С для однофазной сети = 12

ммІ

Выбор сечения проводника по нагреву

Ргр3=0,511 кВт (однофазная нагрузка)

для однофазной сети

А

Выбираем кабель ВВГ 3х1,5 ммІ по таблице 9.

1,42%

Аварийное освещение

Группа 1 (3Ф)

Ргр1=1,27 кВт

М2 =20,33кВт·м

ммІ

Выбор сечения проводника по нагреву

Рр= Ргр1=1,27 кВт (трёхфазная нагрузка)

для трёхфазной сети

А

Выбираем кабель ВВГ 5х1,5 ммІ по таблице 9.

0,2%

3.3 Выбор аппаратуры защиты

Автоматический выключатель для вводного кабеля щитка рабочего освещения

Таблица № 10

Аппараты защиты должны обеспечить отключение сети в случае возникновения КЗ.

Ток установки автоматов определяется по соотношению

где

I_ном - ток аппарата защиты, А;

I_р - расчетный ток защищаемой группы, А;

K₃ - отношение номинального тока установки теплового расцепителя автомата к рабочему току линии.

Рабочий ток на вводном кабеле рабочего освещения равен I=22.92 А

Принимаем k₃ = 1,25 по табл.10 I_p = 22,92 А

I_ном = 1.25·22,92 = 28,65А

Принимаем по табл.11 [http://www.remhouse.spb.ru/avtomat01.shtml] автомат типа ВА-47 с номинальным током расцепления 32А

Таблица № 11

Проверяем условие соответствия номинальному току автомата по условию

I_доп ? I_з.а* k_з/ k_п, где

I_доп - допустимый ток, А

I_з.а - ток аппарата защиты, А

k_з - кратность допустимого тока проводника по отношению к соответствующему току автомата;

k_п - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

k_п = 1

I_доп = 32· 1,25 = 40А (40 ? 32 соблюдается.)

Автоматические выключатели для групповых линий

1гр.

I = 10.62 А k₃ = 1,25 по табл.10

I_ном = 1.25·10,62 = 13,25А

Принимаем по табл.11 автомат типа ВА-47 с номинальным током расцепления 16А

I_доп = 16· 1,25 = 20А (20 ? 16 соблюдается.)

2гр.

I = 9,98 А k₃ = 1,25 по табл.10

I_ном = 1.25·9,98 = 12,48А

Принимаем по табл.11 автомат типа ВА-47 с номинальным током расцепления 16А

I_доп = 16· 1,25 = 20А (20 ? 16 соблюдается.)

3гр.

I = 2,32 А k₃ = 1,25 по табл.10

I_ном = 1.25·2,32 = 2,9А

Принимаем по табл.11 автомат типа ВА-47 с номинальным током расцепления 3А

I_доп = 3· 1,25 = 3,75А (3,75 ? 3 соблюдается.)

Автоматический выключатель для вводного кабеля щитка аварийного освещения

I = 1,92 А k₃ = 1,25 по табл.10

I_ном = 1.25·1,92 = 2,4А

Принимаем по табл.11 автомат типа ВА-47 с номинальным током расцепления 4А

I_доп = 4· 1,25 = 3,75А (5 ? 3 соблюдается.)

Для групповой линии выбираем автомат ВА-47 с номинальным током 3А.

Используем щиты наружной установки ЩРН-9

Каталог оборудования "Техноцентр"

4. Схема подключения щитов

Предполагается,что цеховая подстанция содержащая два трансформатора питается от двух независимых источников напряжения. В подстанции установлен быстродействующий статический АВР Asco серии 990 [http://www.s-energy.ru/catalog/51]. Время переключения которого не более 0,005 с.

5. Используемая литература

1. Козловская В.Б. Электрическое освещение: учебное пособие.

2. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектировщиков электрического освещения.

3. Методичка № 325.

Размещено на Allbest.ru