Проектирование электрического освещения помещения механического цеха и вспомогательных помещений

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

1. Светотехнический расчет

1.1 Выбор систем освещения помещений цеха

1.2 Выбор нормируемой освещенности для каждого помещения цеха

1.3 Выбор источников света для освещения помещений цеха

1.4 Выбор светильников и их размещение в помещениях цеха

1.5 Расчет электрического освещения методом коэффициента использования

2. Электротехнический расчет

2.1 Выбор напряжения и источника питания

2.2 Выбор схемы питания осветительной установки

2.3 Расчет нагрузки электрического освещения методом коэффициента спроса

2.4 Выбор групповых щитков освещения

2.5 Выбор марки и способа прокладки проводников

2.6. Выбор сечения проводников

2.7 Выбор защитно-коммутационных аппаратов

2.8 Расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов

2.9 Расчет потерь напряжения в проводниках

Заключение

Список литературы



Введение

Электрическое освещение играет огромную роль в жизни современного человека. Значение электрического освещения в производственной и культурной жизни людей заключается в следующем:

1.Рациональное освещение рабочих мест повышает производительность труда, качество выпускаемой продукции, обеспечивает бесперебойность работы.

2.Благоприятная осветительная обстановка создает нормальное этическое и психологическое состояние.

3.Освещение открытых пространств, площадей автодорог, магистралей является одним из основных условий безопасного движения пешеходов и автомобилей.

На сегодняшний день существует три вида источников света:

лампы накаливания (ЛН);

газоразрядные лампы низкого давления(люминесцентные лампы - ЛЛ);

газоразрядные лампы высокого давления(дуговые ртутные лампы -ДРЛ).

Перспективы развития электрического освещения предусматривают улучшение технико-экономических показателей существующих источников света с увеличением световой отдачи. Приближение спектрального состава излучения к дневному свету, увеличение срока службы источников света и т.д. Электрическое освещение (ЭО) не должно отрицательно влиять на производительность труда, безопасность работы, создавать комфортное состояние человека. Основной целью данной курсовой работы является разработка проекта осветительной установки общего равномерного освещения. Задачей является выбор значений освещённости на рабочих местах, выбор источников света и типов светильников, размещения светильников, расчёт мощностей источников света и электрический расчёт осветительной сети, выбор щитов освещения, способ прокладки и марка проводов, которыми выполнена осветительная сеть, а также выбор сечений проводов. На ЭО в нашей стране затрачивается 14% вырабатываемой энергии. Расход электроэнергии на облучательные установки также значителен. Рациональное проектирование, переход к энергоэкономичным лампам, как показывает практика некоторых стран и передовой опыт, позволяет сэкономить не менее 20% электроэнергии, что дает возможность сократить планы строительства электростанций на 6 млн. кВт.

Согласно варианту задания необходимо спроектировать электрическое освещение помещения механического цеха (станочное отделение) и вспомогательных помещений.

Выполняемое задание на курсовое проектирование предполагает проектирование электрического освещения в основном помещении (станочное отделение) и подсобных помещений для технологического оборудования, для технологических нужд и рабочего персонала, для обеспечения нормальных условий работы. Подсобные помещения, предусмотренные в данном проекте: вентиляторная; склад; кабинет начальника цеха; бытовки; фрезерная; заточная; ТП.



1. Светотехнический расчет

1.1 Выбор систем освещения помещений цеха

Внутри помещений по способу размещения светильников и распределению освещенности различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное.

Общим называется освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием или рабочими местами, так и вспомогательную.

Комбинированная система освещения состоит из общего и местного освещения. Общее освещение предназначено для освещения проходов и участков, где работы не производятся, а также для выравнивания яркости в поле зрения работающих. Местное освещение обеспечивается светильниками, располагаемыми непосредственно на рабочих местах.

Обычно при комбинированном освещении расход энергии меньше, чем при одном общем, так как высокая освещённость создаётся в пределах небольших площадей, но показатели в значительной мере зависят от плотности расположения рабочих мест. Устройство рабочего электрического освещения обязательно для всех помещений независимо от устройства в них других видов освещения.

Устройство одного только местного освещения запрещено нормами: не говоря уже о том, что практически всегда необходимо осветить не только зону непосредственной работы, но и примыкающие к ней площади, при одном только местном освещении затрудняется работа глаза, в поле зрения которого оказываются значительные контрасты. Исследованиями показано, что при неизменной суммарной освещённости рабочего места увеличение, в известных пределах, доли освещённости, создаваемой общим освещением, ведёт к повышению производительности труда и уменьшению утомления.

При технической необходимости или по эстетическим соображениям допускается применение в пределах одного помещения источников света различных типов. Для того чтобы при этом было исключено образование на рабочих поверхностях разноцветных теней, следует обеспечивать создание каким-либо одним типом источников света не менее 80% всей освещённости рабочих мест (например, в светильниках местного освещения). Или добиваться однородного состава света, падающего на рабочие места, сближением светильников с разными источниками света, использованием отражения света от поверхностей помещения и т.п.

Выбор типа источников света осуществляется согласно [4] в зависимости от нескольких параметров:

*типа и назначения помещения;

*требованиям к цветоразличению в данном помещении;

*освещённости обеспечиваемой светильниками общего освещения.

Производственные помещения механического цеха можно отнести к помещениям, для которых требования к цветоразличению незначительные либо вообще отсутствуют.

В данной курсовой работе не приведена информация о наличии (необходимости) местного освещения в тех или иных помещениях. Поэтому выбор системы освещения производим самостоятельно, руководствуясь инженерной интуицией. В зависимости от выбранной системы освещения в дальнейшем определяются нормированные значения освещённости от светильников общего освещения.

Для имеющегося цеха выбираем общую систему освещения.

1.2 Выбор нормируемой освещенности для каждого помещения цеха

Согласно [4, стр. 32] в таблицу 1.1 сведены основные отделения цеха с соответствующими требованиями к освещению.

Таблица 1.1. Характеристика помещений по разряду зрительной работы

№ п/п	Наименование помещения	Разряд зрительной работы	Eн, Лк	S, м2	Тип ИС	Обоснование выбора источников света
1	Станочное отделение	IIIв	300	2527	ДРЛ	Отсутствуют требования к цветопередаче, высота помещения более 6 м, высокая световая отдача до 100лм/Вт, высокий световой поток, боль-шой срок службы, широкий диапазон рабочих температур от -60 до +40 С0.
2	Склад	VIIIа	75	162	ЛЛ	Высокая световая отдача (до 80 лм/Вт), высота помещения меньше 6 м, значительный срок службы, значительная экономия электроэнергии
3	ТП	IVг	100	94	ЛЛ	Высокая световая отдача (до 80 лм/Вт), высота помещения меньше 6м, значительный срок службы, значительная экономия электроэнергии
4	Кабинет начальника цеха	II	300	46,28	ЛЛ	---//---
5	Заточная	Vа	200	95,6	ЛЛ	---//---
6	Фрезерная	Vа	200	46,28	ЛЛ	---//---
7	Бытовка 1	XII	75	46,28	ЛЛ	---//---
8	Бытовка 2	ХII	75	62,76	ЛЛ	---//---
9	Вентиляторная	VIIIб	50	27,7	ЛН	Без постоянного пребывания работающих в помещении, помещ. не отапливаемое, освещения включается к короткий промежуток времени. Целесообразнее применять лампы накаливания

1.3 Выбор источников света для освещения помещений цеха

Выбор источников света определяется следующими основными факторами:

электрическими характеристиками (напряжением, мощностью, родом тока, силой тока);

функциональными светотехническими параметрами (световым потоком, силой света, цветовой температурой, спектральным составом излучения);

конструктивными параметрами (диаметром колбы, полной длиной ламп);

средней продолжительностью горения;

стабильностью светового потока;

экономичностью (стоимостью и световой отдачей источника света).

К основным достоинствам ламп накаливания следует отнести невысокую стоимость, удобство и простоту эксплуатации, наличие разнообразных конструкций на разные напряжения и мощности, возможность работы как на переменном, так и на постоянном токе, а также отсутствие пульсации светового потока. Лампы накаливания сохраняют свое значение в основном только для помещений, где производятся грубые работы или осуществляется общий надзор за работой оборудования, особенно если эти помещения не предназначены для постоянного пребывания людей: подвалы, туннели, проходы между фундаментами машин, склады, вентиляционные установки и т.д.

Определяющее значение при выборе типа источников света имеют высота помещения и требования к цветопередаче. При использовании люминесцентных ламп число светильников всегда значительно больше, чем при использовании ламп типа ДРЛ, и повышенная трудоемкость их обслуживания особенно сказывается в высоких помещениях, заставляя уже по одной этой причине отдавать предпочтение лампам типа ДРЛ и ДРИ.

Применение люминесцентных ламп низкого давления может быть обосновано в помещениях высотой не более 6 - 8 м при повышенных требованиях к цветопередаче и при выполнении работ высокой точности, при которых лампы типа ДРЛ противопоказаны. В основном применяются лампы типа ЛБ как наиболее экономичные.

Исходя из вышесказанного принимаем для освещения основной части цеха, (станочное отделение), принимаем светильники с лампами ДРЛ, для остальных помещений - светильники с люминесцентными лампами (ЛЛ).

Сведения об источниках освещения приведены в таблице 1.1.

1.4 Выбор светильников и их размещение в помещениях цеха

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия и предназначены они для рационального перераспределения светового потока ламп, а также защита глаз от чрезмерной яркости, предохраняют источники света от загрязнения и механических повреждений. Конструктивно они состоят из корпуса-отражателя и (или) рассеивателя, патрона и крепящего устройства.

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

В зависимости от источника света (ИС), характеристики помещения, способа крепления, по [4] выбираем тип и степень защиты светильников, тип кривые силы света и класс светораспределения.

В помещении механического цеха (станочное отделение), которое имеет высоту Н=7м, устанавливаем светильники типа РСП05 (подвешенные натросу), со степенью защиты IP20, т.к. помещение имеет сухую среду, без повышенной опасности.

В помещении вентиляторной устанавливаем светильники типа НСП02 (подвешенные на крюках) со степенью защиты IP52, высота подвески Н=2,5м.

В помещениях заточной, фрезерной, бытовках, кабинете начальника цеха устанавливаем светильники типа ПВЛМ и ЛСП02 со степенью защитыIP53и IP20 соответственно. Помещения имеют высоту Н=4,0м, поэтому крепим светильники на крюк на кронштейнах.

В ТП устанавливаем светильники типа ЛСП01 (настенные), из-за особенностей данного помещения: в ТП имеется трансформатор и другое электрооборудование значительной высоты (до потолка), которое, кроме того, представляет непосредственную опасность для жизни обслуживающего персонала. Степень защиты светильников IP54,т.к. помещение имеет пожароопасную окружающую среду, с повышенной опасностью.

Результаты выбора помещаем в табл.1.2.

Таблица 1.2Выбор светильников рабочего освещения

№ п/п	Наименование помещения	Тип ИС	Характеристика помещения	Способ крепления	Тип светильника	Степень защиты	Тип КСС
1	Станочноеотделение	ДРЛ	Сухая	На тросу	РСП05	IP23	Д
2	Вентиляторная	ЛН	Пыльная	На крюк	НСП02	IP52	М
3	Заточная.	ЛЛ	Пыльная	На крюк	ПВЛМ	IP53	Д
4	Фрезерная	ЛЛ	Пыльная	На крюк	ПВЛМ	IP53	Д
5	Кабинет нач. цеха	ЛЛ	Сухая	На крюк	ЛСП02	IP20	Д-2
6	Бытовка 1	ЛЛ	Пожароопас.	На крюк	ПВЛМ	IP53	Д
7	Бытовка 2	ЛЛ	Пожароопас.	На крюк	ПВЛМ	IP53	Д
8	ТП	ЛЛ	Пожароопас.	На стену	ЛСП01	IP54	Д-1
9	Склад	ЛН	Сухая	На стену	ЛСП02	IP23	Д-2

1.5 Расчет электрического освещения методом коэффициента использования

Метод коэффициента использования светового потока применим, и это дает достаточные для практики данные при расчете общего равномерного освещения горизонтальных плоскостей закрытых помещений симметрично размещенными светильниками при условии отсутствия в помещении громоздкого оборудования, затемняющего рабочие места.

Исходными данными для расчета являются:

- H, высота помещения, м;

- hp. высота рабочей поверхности над полом, (если неизвестна, принимается высота условной рабочей поверхности 0,8 м), м;

- высота свеса, т.е. расстояние от точки крепления до светильника, м; принимается равной от 0 (при установке на потолке) до 1,5 м.

L - расстояние между соседними светильниками в ряду или рядами светильников, м;

Hр - расчетная высота от условной рабочей поверхности до светильника, м;

- коэффициенты отражения поверхностей помещения (потолка - п; стен - с; рабочей поверхности или пола - р).

- коэффициент запаса, принимаемый при освещении лампами накаливания и ламп ДРЛ - 1,3, для люминесцентных ламп - 1,5

- коэффициент неравномерности z=1,15 - для ламп накаливания и ДРЛ, и z=1,1 - для люминесцентных ламп.

Расчетная высота от условной рабочей поверхности до светильника определяется по формуле:

h=H-(hс+hp) (1.1)

l - расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены, м (принимается (0,3 - 0,5)L в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест);

А - длина помещения, м;

В - ширина помещения, м.

Распределение освещенности по освещаемой поверхности определяется типом КСС и отношением расстояния между соседними светильниками или рядами к высоте их установки (L/ Hр). Для каждой КСС существует наивыгоднейшее значение L/ Hр, обеспечивающее наибольшую равномерность распределения освещенности и максимальную энергетическую эффективность, [1табл. 7.1].

Учитывая, что в помещении станочного участка выполняется зрительная работа средней точности, различение цветов не нужно и высота 7м, принимаем в качестве источника света ртутную лампу типа ДРЛ-700.

С учетом требований к светораспределению условий среды, экономичности, по [1] выбираем светильник РСП05-700, табл. 1.3.

Таблица 1.3. Данные светильника

Тип	Мощность, Вт	Степень защиты	КСС	КПД %	Способ установки	Цоколь
РСП05-700	700	ІP23	Д	70	На профиль	Е40

Определив Hр и задавшись значением L/ Hр. Вычисляют расстояние L.

Число рядов светильников вычисляется по выражению:

R=, (1.2)

а число светильников в ряду из соотношения:

NR=(1.3)

Полученные результаты округляются до ближайшего целого числа.

Общее число светильников определяем по формуле

Nсв=R·NR(1.4)

Для определения коэффициента использования определяют индекс помещения по формуле:

, (1.5)

Световой поток осветительной установки:

(1.6)

Станочный участок.

Задаемся расстоянием светильника от перекрытияh=1м, высота рабочей поверхности задана по [1, табл. 12.4.4. ст. 286 ] hp= 0,8 м.

Определяем расчетную высоту светильника:

;

h=7-(1+0,8) =5,2 м

По [1, табл. 12.2, стр. 238] для светильников с КСС L/h = 0,8ч1,2.

Световой поток осветительной установки:

1499271,43 лм

Количество светильников выбираем согласно лампы ДРЛ-700:

(1.7)

где n - число ламп в светильнике, n=1

Фл - световой поток лампы,

Фл=41кЛм, [4, табл. 4.14, стр82], для лампы ДРЛ-700.

Выбираем к размещению 36 ламп РСП05-700.

Таблиця 1.4. Данные лампы

Тип лампы	Фл, лм	dk, мм	l, мм	Тип цоколя
ДРЛ 700(10)-4	41000	152	368	Е40/45

Вентиляторная.

А=6м; В=6м; H=4м.

Определение общих параметров электрического освещения:

Ен=50лк; показатель ослепленности отсутствует; коэффициент пульсации отсутствует.

Условия среды в помещении- сухое, пыльное и коэффициент запаса Кз=1,3.

h=4-1,5 =2,5м

Определяем индекс помещения:

По [2, таб. 6.4, стр. 145] находим коэффициент использования светового потока: з=0,62.

Световой поток осветительной установки:

3685,89 лм

Количество светильников выбираем согласно лампы накаливания Б220-230-150:

Световой поток осветительной установки:

10152,35 лм

Количество светильников выбираем согласно люминесцентной лампы ЛБ40:

Принимаем количество светильников N=4шт.

Световой поток осветительной установки:

19706,32 лм

Количество светильников выбираем согласно люминесцентной лампы ЛБ40:

ПринимаемколичествосветильниковN=4шт.

Фрезерная

А=12м; В=9м; H=4м.

Ен=200лк; показатель ослепленности отсутствует; коэффициент пульсации отсутствует.

Условия среды в помещении- сухое, пыльное и коэффициент запаса Кз=1,5.

h=4-1 =3 м

Определяем индекс помещения:

Находим коэффициент использования светового потока: з=0,74.

Световой поток осветительной установки:

42632,43 лм

Количество светильников выбираем согласно люминесцентной лампы ЛБ40:

ПринимаемколичествосветильниковN=8шт.

Склад

А=18м; В=12м; H=4м.

Ен=75лк; показатель ослепленности отсутствует; коэффициент пульсации отсутствует.

Условия среды в помещении- сухое, пыльное и коэффициент запаса Кз=1,5.

Световой поток осветительной установки:

25059,38 лм

Количество светильников выбираем согласно люминесцентной лампы ЛБ36:

Принимаем количество светильников N=5шт.

Кабинет нач. цеха

А=6м; В=6м; H=4м.

Ен=300лк; показатель ослепленности отсутствует; коэффициент пульсации отсутствует.

Условия среды в помещении- сухое, пыльное и коэффициент запаса Кз=1,5.

h=4-1 =3 м

Световой поток осветительной установки:

38726,51 лм

Количество светильников выбираем согласно люминесцентной лампы ЛБ36:

ПринимаемколичествосветильниковN=6шт.

ТП

А=12м; В=9м; H=4м.

Ен=100лк; показатель ослепленности отсутствует; коэффициент пульсации отсутствует.

Условия среды в помещении- сухое, пыльное и коэффициент запаса Кз=1,5.

h=4-1 =3 м

Определяем индекс помещения:

Световой поток осветительной установки:



20680 лм

Количество светильников выбираем согласно люминесцентной лампы ЛБ40:

ПринимаемколичествосветильниковN=4шт.



2. Электротехнический расчет

2.1 Выбор напряжения и источника питания

Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения применяется напряжение 220 В переменного тока.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должно применяться напряжение не выше 220 В; с люминесцентными лампами также применяется напряжение не выше 220 В.

Допустимые отклонения и колебания напряжения у осветительных приборов не должны превышать указанного в ГОСТ 14109-87 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения».

Снижение напряжения по отношению к номинальному не должно, у наиболее отдаленных ламп превышать следующих значений:

2,5% - у ламп рабочего освещения промышленных и общественных зданий, а также прожекторного освещения наружных установок;

5% - у ламп рабочего освещения жилых зданий, наружного освещения, выполненного светильниками, и аварийного освещения.

При экономическом сопоставлении возможных вариантов сети при выборе напряжения учитывается:

- наименьший расход проводникового материала при более высоком напряжении;

- большая величина световой отдачи у ламп накаливания при меньшем напряжении;

- напряжение источника питания.

Схемы электрических сетей должны быть просты, экономичны и строиться исходя из требований, предъявляемых к надежности электроснабжения.

Питание осветительной и силовой нагрузок осуществляется от трансформаторов со вторичным напряжением 380/220 В, общих для силовых и осветительных нагрузок.

Рабочее освещение рекомендуется питать по самостоятельным линиям от РУ щитов. Линии питающей сети рабочего освещения и эвакуационного освещения должны иметь в РУ, от которых эти линии отходят, самостоятельные аппараты защиты и управления для каждой линии.

2.2 Выбор схемы питания осветительной установки

При выборе схемы питания осветительной установки важными являются следующие факторы:

требование к бесперебойности действия осветительной установки;

технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

удобство и безопасность управления, обслуживания и эксплуатации.

Источником питания могут быть цеховые трансформаторные подстанции, вводно-распределительные устройство и магистральные шинопроводы. Питание осветительных приемников от силовых пунктов распределительных шинопроводов не допускаются. Так как осветительные установки требуют достаточного качества по напряжению и могут возникнуть ситуации, когда необходимо проводить ремонт или ревизию силового пункта при наличии освещения.

Схемы осветительных сетей могут быть разнообразны и из их всего многообразия выделяют:

радиальная;

магистральная (шлейфом);

смешанная.

Рекомендации по построению осветительной сети:

Формирование групповых линий по производственным помещениям - параллельно оконным проемом; управление групповыми линиями осуществляться автоматическими выключателями ГЩ освещения(в основном помещении) и выключатели (вспомогательных помещениях).

На каждую фазу групповой линии должна быть нагрузка до 25 А. При мощных ДРЛ (125 Вт и более) и ЛН (500 Вт и более) допускается нагрузка до 63 А.

Количество светильников (одноламповых) рекомендуется до 20 ламп на каждую фазу.

Протяженность групповой линии при U=380/200В для 4-хпроводных линий рекомендуется до 85 - 100 м.

Анализируя выше сказанное принимаем схему питания:

- питание электрического освещения осуществляется совместно с силовыми электроприемниками от трансформаторной подстанции (ТП 10/0,4-0,23) с трехфазным силовым трансформатором с глухозаземленнойнейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 400/230 В.

- к источнику питания присоединяются групповые щитки освещения по радиальной и магистральной схеме. Выбор конкретной схемы питания зависит от величины электрической нагрузки освещения, количество и расположение групповых щитков освещения и определяется технико-экономическими показателями, удобством управления и простотой обслуживания.

- в соответствии с [5], питание электроприемников выполняем от сети TN-S (нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно). Для питания осветительных приборов общего внутреннего освещения применяем напряжение 380/220В переменного тока. Распределение светильников по фазам показано на плане цеха на листе 1. Такое распределение обеспечивает в максимальной степени снижение пульсаций и относительно равномерную освещенность помещений при отключении одной или двух фаз линий.

- светильники аварийного освещения питаются раздельно, по отдельной сети не связанной с сетью рабочего освещения начиная с РУ-0,4кВ в КТП. Питающая сеть осветительной установки и силового электрооборудования выполним раздельными линиями.

- в начале каждой питающей сети устанавливаются аппараты защиты и отключения.Наглядное изображение схемы питания осветительной установки представлено на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 - Схемы питания осветительной установки механического цеха.

электрический освещение светильник замыкание

2.3 Расчет нагрузки электрического освещения методом коэффициента спроса

В результате выполнения светотехнических расчетов и выбора ламп определяем установленную мощность осветительной нагрузки.

Установленная мощность (Руст) состоит из мощности ламп выбранных для освещения помещений. При подсчете Руст ламп следует суммировать отдельно мощность ламп накаливания (Рлн), люминесцентных ламп низкого давления (Рлл), дуговых ртутных ламп высокого давления (Ррлвд).

Для получения расчетной мощности вводится поправочный коэффициент спроса (Кс) к установленной мощности, так как в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам может быть не включена.

Расчетная нагрузка освещения определяется умножением установленной мощности ламп на коэффициент спроса:

(2.1)

где Ксо- коэффициент спроса освещения, характеризующий использование источников света по времени, принимаем в соответствии с [4] равным для основного помещения-0,95 и для вспомогательных помещений-0,6; для мелких производственных помещений-1,0.

Рлл, Рлвд ,Рлн - номинальная мощность источников света, соответственно люминесцентных ламп, разрядных ламп, ламп накаливания, кВт;

n- количество источников света;

(1,08…1,3); 1,1- коэффициенты, учитывающие потери в ПРА осветительных установок. Для ЛЛ с электронным ПРА принимаем 1,08.

Определим расчетную мощность группового щитка ЩО1:

где, Кс=0,95- для производственного помещения состоящего из крупных пролетов;

Кс =1,0- для мелких производственных помещений;

Кс=0,6- для вспомогательных помещений.

Определим расчетную мощность группового щитка ЩО2:

Определим расчетную мощность группового щитка ЩО3:

Расчётный ток находим по формуле: для однофазной сети

Iр = Pр / Uфcos; (2.2)

для трехфазнойсети

; (2.3)

Коэффициент мощности (cos) следует принимать:1,0 - для ламп накаливания;0,85 - для одноламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления;0,92 - для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления;0,5 - для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ);0,85 - для светильников с разрядными лампами высокого давления, имеющими ПРА с конденсатором[1].Определим расчётный ток щитка ЩО1:



Определим расчётный ток щитка ЩО2:

Определим расчётный ток щитка ЩО3:

2.4 Выбор групповых щитков освещения

Щитки освещения должны располагаться: по возможности ближе к центру электрических осветительных нагрузок; в местах безопасных и удобных для управления и обслуживания (у входов, выходов, в проходах на); таким образом, чтобы отсутствовали или имели место минимальные обратные потоки электроэнергии в электрической сети от источника питания до светильника (это обеспечивает минимальные потери напряжения в осветительной сети).

Для данного проекта принимаем расположение щитков освещения как показано в графической части. При этом выбор места расположения принимался из условия удобства эксплуатации и безопасности. Щитки для освещения основного помещения установлены у входа в помещение. Тип щитка выбирался по условию количества присоединяемых групповых линий

Для освещения механического цеха выбираем навесные щитки освещения типа ЩА-601, с 6 отходящими группами.



2.5 Выбор марки и способа прокладки проводников

В осветительных сетях промышленных предприятий, как правило, применяются провода и кабели с алюминиевыми жилами (поскольку помещение цеха с нормальными условиями среды, использование проводов и кабелей с медными жилами технически не обосновано).

Наметим основные решения по конструктивному исполнению осветительных сетей. Питающие линии С2 и С3 (к щиткам ЩО2 и ЩО3), принимаем марки АВВГ 5х16 и выполняем пятижильным кабелем (3-фазных, нулевой защитный и нулевой рабочий проводники). Кабель прокладывается открыто по строительным элементам здания с креплением скобами. Питающий кабель С1, к щитку ЩО1, принимается марки АВВГ 5х4 и прокладывается открыто по строительным элементам здания с креплением скобами. Таким образом, питающие линии выполняются кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке без защитного покрова.

Групповые линии выполняются кабелем той же марки, прокладываются открыто по строительным элементам здания с креплением скобами или на тросах.

Для линии групповй сети кабелей в основном помещении организовываются открытым способам в коробах (в монтажном профиле). Для помещений нач. цеха и бытовок - скрыто, под слоем штукатурки в борозде стен. В остальных - непосредственно по строительным основаниям (с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы, на которые бандажом закрепляются провода и кабели).

Трасса электрической сети должна проходить таким образом, чтобы она охватывала значительное число щитков освещения и при этом обеспечивала минимум обратных потоков.



2.6 Выбор сечения проводников

Электрический расчет осветительной проводки имеет целью определение номинальных токов аппаратов защиты на групповых щитках и вводном распределительном устройстве, а также сечений проводов

Расчет сечения токоведущей жилы по нагреву заключается в выборе такого проводника, чтобы рабочий ток, протекающий в нем при номинальной нагрузке, был бы меньше длительно допустимого табличного

В [4, табл. 12.6] приведены значения допустимых длительных токов для проводов и кабелей, в зависимости от их типов, способа прокладки, величины сечения токоведущих жил и их количества.

Величина расчетного тока токоприемников определяется по формуле:

для однофазных (2.3)

для трехфазной

где: Pp- активная расчетная мощность нагрузки одной или трех фаз соответственно,

cosц -коэффициент мощности нагрузки,

Uл, Uф - линейное и фазное напряжения сети

Соответственноcosц - коэффициент мощности для различных источников света составляет: для ЛЛ - cosц=0,92; для ЛН - cosц=1,0; для ДРЛ=0,85.

Согласно ГОСТ 13109-97 задается допустимая потеря напряжения у источников света:

для освещения промышленных зданий ?U=2,5%.

Таким образом, зная допустимую потерю напряжения, можно определить сечение токоведущей жилы

(2.4)

где М - момент нагрузки, кВт·м

li - длина групповой или питающей линии, м

с - табличный коэффициент, значение которого зависит от величины номинального напряжения и материала проводника, [4, табл. 12.46]: для групповой линии с=19,5.

Определим сечение кабеля идущего от щитка ЩО1 линии №1-1:

Выбираем сечение по каталогу 2,5 мм2.

Данные по всем линиям заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. Выбор сечения проводов и кабелей

№	P, кВт	L, м	I, А	Sр, мм2	S, мм2	Потери %	M, кВт·м	Кабель, марка, сечение
ЩО1
№1-1	0,52	52	2,57	0,55	1,5	0,007	133,64	АВВГ 3х1,5
№1-2	1,0	25	4,94	0,51	1,5	0,001	25	АВВГ 3х1,5
№1-3	0,48	28	2,37	0,28	1,5	0,015	13,44	АВВГ 3х1,5
№1-4	0,92	50	4,55	0,94	1,5	0,028	46	АВВГ 3х1,5
ЩО2
№2-1	2,1	50	11,23	1,2	4	2,05	105	ВВГ 3х4
№2-2	2,1	60	11,23	1,64	4	2,46	126	ВВГ 3х4
№2-3	2,1	70	11,23	1,68	6	1,97	147	ВВГ 3х6
№2-4	2,1	80	11,23	1,92	6	2,18	168	ВВГ 3х6
ЩО3
№3-1	2,1	65	11,23	1,67	6	1,75	136,5	ВВГ 3х6
№3-2	2,1	75	11,23	1,98	6	2,05	157,5	ВВГ 3х6
№3-3	2,1	85	11,23	2,04	6	2,32	178,5	ВВГ 3х6
№3-4	2,1	95	11,23	2,28	10	1,56	199,5	ВВГ 3х10
№3-5	2,1	105	11,23	2,52	10	1,72	220,5	ВВГ 3х10

2.7 Выбор защитно-коммутационных аппаратов

Выбор защитно-коммутационного аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий рабочий ток не превышал номинального тока аппарата:

Ip? Iном а (2.5)

Автоматические выключатели необходимо также выбрать из условия реализации защитной функции. При этом для них оцениваются значения номинальных токов тепловых расцепителей:

Iномрасц ? 1,25Ip(2.6)

где коэффициент 1,25 необходим для учета разброса защитной характеристики,

Iномрасц - номинальный ток теплового расцепителя автомата.

Кроме этого для автоматов номинальный ток теплового расцепителя необходимо согласовать с длительно допустимой токовой нагрузкой кабеля, присоединенного к этому автомату, по условию:

Iдд ? Iномрасц(2.7)

Результаты выбора автоматических выключателей заносим в таблицу 2.2.



Таблица 2.2 Выбор автоматических выключателей

Линия	Расчетный ток линии Iр, А	Кол-во полюсов автом. вык., шт	Тип автомата	Iн.а., А	Iн.р, А
С1	1,73	3	АЕ2046	63	16
С2	37,63	3	АЕ2046	63	50
С3	46,85	3	АЕ2046	63	63
№1-1	2,57	3	АЕ1031	25	6,3
№1-2	4,94	1	АЕ1031	25	6,3
№1-3	2,37	1	АЕ1031	25	6,3
№1-4	4,55	1	АЕ1031	25	6,3
№2-1	11,23	1	АЕ1031	25	16
№2-2	11,23	1	АЕ1031	25	16
№2-3	11,23	1	АЕ1031	25	16
№2-4	11,23	1	АЕ1031	25	16
№3-1	11,23	1	АЕ1031	25	16
№3-2	11,23	1	АЕ1031	25	16
№3-3	11,23	1	АЕ1031	25	16
№3-4	11,23	1	АЕ1031	25	16
№3-5	11,23	1	АЕ1031	25	16

Времятоковые характеристики выбранных выключателей показаны на рис.2.3-2.4.

Рис. 2.3 Время токовая характеристика отключения АЕ2046

Рис. 2.4 Время токовая характеристика отключения АЕ1031

2.8 Расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов

Проверку на чувствительность автоматического выключателя на линии от ТП к ЩО1 производим по схеме, показанной на рис. 2.5.

Рис. 2.5 Схема КЗ для проверки на чувствительность автоматического выключателя

Линия выполнена кабелем АВВГ 5х4, длина 0,05 км.

L=0,05км,

R=r0·L=8.3·0.05=0.415 Ом

Х=х0·L=0,1·0,05=0,005 Ом

Z===0.415 Ом

Znфо=2Z=2·0.415=0.83Ом

Iкз==0,48 кА

Индуктивные сопротивления кабелей взяты из [4, табл. 12.43].

Рассчитаем кратность:

= =24

По характеристике определяем время срабатывания: tсраб=0,015с, а максимальное допустимое равно 5 с, следовательно, оставляем ранее выбранный выключатель. Проверку на чувствительность автоматического выключателя на линиях, отходящих от ЩО 1, производим по схеме, показанной на рис. 2.6, для самой удаленной точки.

Рис. 2.6 Схема КЗ для проверки на чувствительность автоматического выключателя

Линия №1-1:

Линия выполнена кабелем АВВГ 3х2,5, длина 0,052 км.

L=0.052 км ,r01=12.5 ом/км, х01=0,116 Ом/км

R1 = r01L = 12.5·0.052 = 0.65 Ом

Х1=х01L=0.116·0.052= 0.006 Ом

Z===0.65Ом

Znфо=2Z1 +2Z=2·0.65+2·0.415=2.13Ом

Iкз==0,101 кА

Индуктивные сопротивления кабелей взяты из [4].

Рассчитаем кратность:

= =16

По характеристике определяем время срабатывания: tсраб=0,009с, а максимальное допустимое равно 0,4 с, следовательно, оставляем ранее выбранный выключатель.

Проверку на чувствительность автоматического выключателя на линии от ТП к ЩО2 производим по схеме, показанной на рис. 2.7.

Рис. 2.7 Схема КЗ для проверки на чувствительность автоматического выключателя

Линия выполнена кабелем АВВГ 5х16, длина 0,025 км.

L=0,025 км,

R=r0·L=2.06·0.025=0.0515 Ом

Х=х0·L=0,08·0,025=0,002 Ом

Z===0.0515 Ом

Znфо=2Z=2·0.0515=0.103Ом

Iкз==2.56 кА

Рассчитаем кратность:

= =128

По характеристике определяем время срабатывания:tсраб=0,01с, а максимальное допустимое равно 5 с, следовательно, оставляем ранее выбранный выключатель.

Проверку на чувствительность автоматического выключателя на линиях, отходящих от ЩО2, производим по схеме, показанной на рис. 2.8, для самой удаленной точки.

Рис. 2.8 Схема КЗ для проверки на чувствительность автоматического выключателя

Линия №2-4:

Линия выполнена кабелем ВВГ 3х6, длина 0,08 км.

L=0.08км ,r04=3.3ом/км, х04=0,09 Ом/км

R4= r01L = 3.3·0.08 = 0.264 Ом

Х4=х01L=0.09·0.08= 0.0072 Ом

Z===0.264Ом

Znфо=2Zл4 +2Z=2·0.264+2·0.103=0.734Ом

Iкз==0,284 кА

Рассчитаем кратность:

= =17.75

По характеристике определяем время срабатывания: , а максимальное допустимое равно 0,4 с, следовательно, оставляем ранее выбранный выключатель.

Проверку на чувствительность автоматического выключателя на линии от ТП к ЩО3 производим по схеме, показанной на рис. 2.9.

Рис. 2.9 Схема КЗ для проверки на чувствительность автоматического выключателя

Линия выполнена кабелем АВВГ 5х16, длина 0,085 км.

L=0,085км,

R=r0·L=2.06·0.085=0.1751Ом

Х=х0·L=0,08·0,085=0,0068 Ом

Z===0.175Ом

Znфо=2Z=2·0.175=0.35Ом

Iкз==0,564 кА

Рассчитаем кратность:

= =28.7

По характеристике определяем время срабатывания: tсраб=0,02с, а максимальное допустимое равно 5 с, следовательно, оставляем ранее выбранный выключатель.

Проверку на чувствительность автоматического выключателя на линиях, отходящих от ЩО 3, производим по схеме, показанной на рис. 2.10, для самой удаленной точки.

Рис. 2.10 Схема КЗ для проверки на чувствительность автоматического выключателя

Линия №3-5:

Линия выполнена кабелем ВВГ 3х10, длина 0,105 км.

L=0.052 км ,r05=2,0ом/км, х05=0,08 Ом/км

R5= r05L = 2·0.105 = 0.21Ом

Х5=х05L=0.08·0.105= 0.0084Ом

Zл5===0.21Ом

Znфо=2Zл5 +2Z=2·0.21+2·0.175=0,77Ом

Iкз==0,2716 кА

Рассчитаем кратность:

= =17

По характеристике определяем время срабатывания: tсраб=0,007с, а максимальное допустимое равно 0,4 с, следовательно, оставляем ранее выбранный выключатель.

2.9 Расчет потерь напряжения в проводниках

Для выбранного сечения определяется фактическая потеря напряжения:

, % (2.8)

где P, Q - активная и реактивная составляющие электрической нагрузки; R, X - активное и реактивное сопротивление линии; U- номинальное напряжение сети.

Активное и реактивное сопротивления линии определяются, исходя из удельных сопротивлений r0, x0 и длины линии L.

Потеря напряжения до удаленного светильника не должна превышать 4-6%. Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и соответственно, к уменьшению потери напряжения.

Рассчитаем потерю напряжения для линии №1-1 ЩО1.

Определяем фактическую потерю напряжения в проводниках:

= 0,007 %

Для кабеля АВВГ сеч 2,5 мм2[4], r0=13,2 Ом, x0=0,1Ом, L=95 м:

R=r0L=13,2·52=684,4Ом

Х=х0·L=0,1·52=5,2 Ом

Другие линии рассчитываем аналогично и расчеты сведем в таблицу 2.1.

Для линии от ТП к ЩО1:

= 0,005 %

Для кабеля АВВГ сеч 4 мм2[4], r0=8,3 Ом, x0=0,1Ом, L=70 м:

R=r0L=8,3·70=581Ом

Х=х0·L=0,1·70=7 Ом

Таблица 2.3 Расчет отклонений напряжения вводных щитов

Номер щита	Длина линии,м	Сечение кабеля,мм2	Р, кВт	Q, кВар	?U%
ЩО1	70	5х4	1,32	1,45	0,005
ЩО2	35	5х16	12,32	13,55	0,59
ЩО3	102	5х16	15,4	16,94	2,14

Отклонения напряжения удовлетворяют заданным требованиям: 5% для питающих проводников.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был произведён расчёт осветительной сети механического цеха промышленного предприятия. Было сделано следующее:

- разработана наиболее простая и экономичная система освещения, отвечающая всем действующим нормам и правилам;

- выбраны источники света, а также светильники и их размещение;

- определены нагрузки освещения и выбрана схема питания осветительной сети;

- выбраны групповые щитки освещения, провода и кабели, а также защитные аппараты осветительной сети.



Список литературы

Алексеев А.П. Проектирование установок электрического освещения. Учебное пособие по выпуску расчетно-графической работы / ВолгГТУ, Волгоград, 2004 -72 с.

Щербаков Ю.Н., Электрическое освещение, Л., ЛВВИСКУ, 1987 г.

ГОСТ 17677*82 (ст. СЭВ 3182-82). Светильники. Общие технические условия; М., Издательство стандартов.

Кнорринг Г.М. и др., Справочная книга для проектирования электрического освещения, Л., «Энергия», 1999 г.

Правила устройства электроустановок, раздел 6,7, 7-е издание, М: Минтопэнерго РФ, 1999

«Проектирование электрического освещения цеха промышленного предприятия» Методические указания к курсовому проектированию

Ра по дисциплине «Технология проектирования систем электроснабжения»

СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение

Кнорринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения». Л: Энергия 1976г

Размещено на Allbest.ru