(4 оценок, среднее: 4,75 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Разработка схемы освещения литейного цеха
2
Расположено на
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Светотехнический раздел
1.1 Выбор системы освещения
1.2 Выбор нормируемой освещенности
1.3 Выбор источников света
1.4 Выбор осветительных приборов и их размещение
1.5 Расчёт электронного освещения
2. Электротехнический раздел
2.1 Выбор напряжения питания
2.2 Выбор схемы питания
2.3 Выбор марки проводника и метода прокладки
2.4 Расчёт сечения проводников и по нагреву и потере напряжения
2.5 Выбор защитно-коммутационных аппаратов
Заключение
Перечень применяемых источников
ВВЕДЕНИЕ
Под проектированием соображают процесс выработки и фиксации определенного минимума данных, тщательно характеризующих некий объект, в каком очень употребляется стандартизированные элементы.
С действием проектирования конкретно соединено также понятие инженерного проекта. Посреди требований, предъявляемых к хорошему проекту, можно выделить:
· малые Издержки на его реализацию;
· наибольшее удобство эксплуатации объекта;
· применение типовых обычных узлов;
· избегание излишней детализации и повторений представления материалов.
процесс проектирования осуществляется в два шага. Отправной точкой является — техническое задание. Техническое задание — совокупа сведений о предназначении объекта, главных требованиях, предъявляемых к проекту, главных показателях и свойствах объекта. В данном курсовом проекте рассматриваются вопросцы проектирования одной из систем электроснабжения промышленных компаний.
В качестве начальных данных для проектирования систем электроснабжения могут задаваться: короткая черта источника питания; мощность; степень обеспечения электроэнергией; обычное эксплуатационное напряжение, количество питающих линий, которые могут быть выделены для питания проектируемого компании; технические условия энергоснабжающей организации на присоединение компании к питающей сети; токи недлинного замыкания в питающей сети.
Высочайший технический уровень проектных решений и не плохое свойство проектов электронного освещения в значимой степени зависят от организации светотехнического проектирования. Специфичность осветительных установок обуславливает необходимость выполнения проектов освещения спец проектными подразделениями.
Для проектирования внутреннего освещения нужна последующая первичная документация: архитектурно-строительные планы и разрезы спостроек с указанием предназначения отдельных помещений, чертежи железных конструкций, технологические планы и разрезы, чертежи санитарно-технических коммуникаций, сведения о нраве среды в помещениях, данные о особенностях технологического процесса и остальные требования.
Проектирование осветительных установок регламентировано СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», отраслевыми нормами искусственного освещения, инструкциями по проектированию, также ПУЭ, ГОСТами и иными нормативными документами, которые употребляются в данном курсовом проекте.
Начальные данные:
1. Номер варианта = № 1.
2. объект освещения — литейный цех.
3. Черта помещения — жаркое, пыльное.
4. Коэффициенты отражения: потолка = 0,3; стенок = 0,1; пола = 0,1.
5. Разряд зрительной работы — VII.
6. Строй размеры: длина = 18 м; ширина = 18 м; высота = 16 м.
7. Строительный модуль = 6 х 18.
Задание на проектирование:
Создать схему освещения литейного цеха, которая содержит в себе: выбор и размещения источников света, выбор напряжения питания, выбор марки проводников, метода прокладки и выбор устройств защиты.
1. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Выбор системы освещения
1.1.1 Характеристики световой энергии
Хоть какое тело, температура которого выше полностью нуля, испускает в окружающее место лучистую энергию. Энергию излучения принято определять в джоулях (Дж). Мощность излучения, характеризующая количество энергии, излучаемой в единицу времени, именуется потоком излучения либо лучистым потоком. Единицей лучистого потока служит 1 Ватт (Вт).
В светотехнике, где главным приемником является глаз человека, для оценки эффективности деяния лучистого потока принята система световых величин и единиц. Одним из главных понятий в данной для нас системе является световой поток — это та часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет и измеряется в люменах (лм).
Единица силы света — кандела (кд) — это световой поток в люменах (лм), испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср (лм/ср).
Для количественной оценки освещения какой-нибудь поверхности пользуются понятием освещенности Е, т.е. отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади данной для нас поверхности:
. (1.1)
Единица освещенности — люкс (лк) — это освещенность поверхности площадью 1м2 световым потоком 1 лм (лм/м2).
В расчётах для свойства светящихся поверхностей, в том числе и источников света, пользуются светимостью М, которая оценивает плотность светового потока, излучаемого светящей поверхностью:
. (1.2)
Единицей светимости служит люмен на квадратный метр (лм/м2) светящей поверхности, что соответствует плоской поверхности площадью 1 м2, умеренно излучающей (в одну сторону) световой поток в 1 лм.
Условия видения объектов, имеющих разные характеристики, количественно характеризуются величиной яркости L. Яркостью именуется отношение силы света, излучаемого поверхностью в данном направлении к величине данной для нас поверхности:
. (1.3)
Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд/м2).
1.1.2 Виды и системы освещения
В производственных помещениях употребляется три типа освещения:
· Естественное — освещение помещений светом неба (прямым либо отраженным), проникающим через световые просветы в внешних ограждающих системах.
· Искусственное — освещение помещений искусственным светом при помощи электронных ламп — газоразрядных либо накаливания.
· Совмещенное либо смешанное — освещение, при котором недостающее естественное освещение дополняется искусственным.
В практике проектирования осветительных установок промышленных спостроек употребляются две хорошие друг от друга системы освещения.
1-ая система — система общего освещения — это освещение, при котором осветительные приборы располагаются в верхней зоне помещения. Его предназначение состоит не только лишь в освещении рабочих поверхностей, да и всего помещения в целом, так как осветительные приборы общего освещения обычно располагаются под потолком помещения на довольно большенном расстоянии от рабочих поверхностей.
В системе общего освещения принято различать два метода размещения осветительных приборов: равномерное и локализованное. В системе общего равномерного освещения расстояния меж светильниками в любом ряду и расстояния меж рядами выдерживаются постоянными. В системе общего локализованного освещения положение всякого осветительного прибора определяется соображениями выбора наивыгоднейшего направления светового потока и устранения теней на освещаемом рабочем месте, т.е. полностью зависит от расположения оборудования.
2-ая система — система комбинированного освещения — освещение, при котором к общему свету добавляется местное. Данная система содержит в себе как осветительные приборы, расположенные конкретно у рабочего места и созданные для освещения лишь только рабочей поверхности (местное освещение), так и осветительные приборы общего освещения, созданные для сглаживания распределения яркости в поле зрения и сотворения нужной освещенности по проходам помещения. Система комбинированного освещения обычно характеризуется завышенными первоначальными затратами на оборудование по сопоставлению с системой общего освещения, но потому что осветительные приборы местного освещения размещены у рабочих мест, то существенно упрощаются их очистка, смена перегоревших ламп, также периодический надзор и текущий ремонт осветительной установки. Местное освещение на рабочих местах, на которых в данный момент работа не делается, быть может выключено, что обеспечивает огромную упругость в эксплуатации освещения, исключая непродуктивный расход электроэнергии.
Не считая систем общего освещения в любом производственном помещении нужно предугадать не считая рабочего ещё аварийное, охранное и дежурное. Рабочее освещение — освещение, обеспечивающее нормируемую освещенность в помещениях — применяется во всех без исключения помещениях.
Аварийное освещение — освещение, обеспечивающее минимальную допустимую освещенность при выключении рабочего освещения. При всем этом различают освещение сохранности (для продолжения работы при аварийном выключении рабочего освещения) и эвакуационное освещение (для воплощения эвакуации при аварийном выключении рабочего освещения). Охранное освещение — освещение вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Освещенность, создаваемая при всем этом, обязана быть не наименее 0,5 лк. Дежурное освещение — освещение в нерабочее время. Область внедрения, величины освещенности, равномерность и требования к качеству для дежурного освещения не нормируются.
В итоге анализа преимуществ и недочетов систем освещения выбираю систему рабочего освещения в литейном цехе — это совмещённая (естественная + искусственная) и комбинированная (общая + местное). Избранная система соответствует производственным помещениям, в каких производятся работы со светящимися материалами и изделиями, относящиеся к уровню VII по СНиП 23-05-95. Одним из причин выбора системы освещения, является черта зрительной работы. В проектируемом цехе разряд зрительной работы соответствует IV, т.е при котором малый размер объекта различения наиболее 0,5 мм связан с грубой точностью выполняемой работы.
производственное освещение проводник
1.2. Выбор нормируемой освещённости
Согласно СНиП 23 — 05 — 95 пт 5, 6, 7 в производственных помещениях со зрительной работой VII разряда следует устраивать совмещенное освещение. Допускается применение верхнего естественного освещения в крупнопролётных сборочных цехах либо литейных цехах.
В согласовании с техническим заданием выбираю нормы на характеристики освещённости литейного цеха. Требования к свету помещений промышленных компаний (КЕО, нормируемая освещенность, допустимые сочетания характеристик ослепленности и коэффициента пульсации освещенности) принимаю по таблице 1.1 с учетом требований пп. 7.5 и 7.6.
Коэффициент припаса Кз при проектировании естественного, искусственного и совмещенного освещения следует принимать по таблице 1.2.
Нормы проектируемого литейного цеха последующие:
1. Группа Административного района (Новосибирская область) по ресурсам светового атмосферного климата = № 1.
2. Коэффициент светового атмосферного климата m = 1.
3.
4. Коэффициент естественного освещения КЕО ен = 3 %.
5. Показатель ослеплённости Р = 40.
6. Коэффициент пульсаций Кп = 20 %.
7. Коэффициент припаса Кз = 2,0.
Таблица 1.1
Черта
зрительной работы
Меньший либо
эквивалентный размер объекта различения, мм
Раз
ряд зрительной
работы
Подразряд
зрительной работы
Искусственное освещение
Естественное освещение
Совмещенное освещение
Освещенность, лк
Сочетание нормируемых
величин показателя ослеплен-ности и коэффициента пульсации
КЕО, еН, %
при системе комбинированного освещения
при системе общего освещения
при верхнем либо комбинированном освещении
при боковом освещении
при верхнем либо комбинированном осве
щении
при боко
вом
осве
щении
Все
го
от общего
Р
Кп, %
Работа со светящимися материалами и изделиями в жарких цехах
Наиболее 0,5
VII
Независимо от черт фона и контраста объекта с фоном
200
40
20
3
1
1,8
0,6
Таблица 1.2.
Помещения и местности
Примеры помещений
Искусственное освещение
Естественное освещение
Коэф-фи-циент припаса Кз
Если-чество чисток светиль-ников в год
Коэффициент припаса Кз
количество чисток остекления свето-проемов
в год
Эксплуатационная группа осветительных приборов по приложению Г
Угол наклона светопропускающего материала к горизонту, градусы
1-4
5-6
7
0-15
16-45
46-75
76-90
1 Производственные помещения с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне:
а) св. 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти
б) от 1 до 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти
в) наименее 1 мг/м3 пыли, дыма, копоти
Агломерационные фабрики, цементные фабрики и обрубные отделения литейных цехов
Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, сборного железобетона
Цехи инструментальные, сборочные, механические, механосборочные, пошивочные
2,0
18
1,8
6
1,5
4
1,7
6
1,6
4
1,4
2
1,6
4
1,6
2
1,4
1
2,0
4
1,8
3
1,6
2
1,8
4
1,6
3
1,5
2
1,7
4
1,5
3
1,4
2
1,5
4
1,4
3
1,3
2
Неравномерность естественного освещения не нормируется для помещений с боковым освещением для производственных помещений, в каких производятся работы VII и VIII разрядов.
Отношение наибольшей освещенности к малой не обязано превосходить для работ разрядов IVVII —1,5 при люминесцентных лампах и 2,0 при остальных источниках света.
1.3 Выбор источников света
К числу источников искусственного света массового внедрения, выпускаемых нашей индустрией, относятся лампы накаливания, люминесцентные лампы и дуговые разрядные лампы.
Лампы накаливания. действие ламп накаливания основано на принципе термического излучения. Свечение в этих лампах возникает в итоге нагрева вольфрамовой нити до высочайшей температуры. Индустрия выпускает разные типы ламп накаливания: вакуумные (В), газонаполненные (Г) (наполнитель — смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым заполнением (К).
Газоразрядные лампы источают свет в итоге электронных разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность пробирки нанесен слой светящегося вещества — люминофора, трансформирующего электронные разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высочайшего давления (ДРЛ).
Люминесцентные лампы делают в производственных и остальных помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному, наиболее экономны в сопоставлении с иными лампами и делают освещение наиболее подходящее с гигиенической точки зрения. Зависимо от состава люминофора и особенностей конструкции различают несколько типов люминесцентных ламп: ЛБ — лампы белоснежного света, ЛД — лампы дневного света, ЛТБ — лампы тепло-белого света, ЛХБ — лампы прохладного света, ЛДЦ — лампы дневного света правильной цветопередачи. К преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы и высочайшая световая отдача, достигающая для ламп неких видов 75 лм/Вт, т.е. они в 2,5 — 3 раза экономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки, а, как следует, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп существенно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности пробирки (около 5°С), делает лампу относительно пожаробезопасной. Люминесцентное освещение имеет недочеты: пульсация светового потока, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия объектов различения); непростая схема включения, требующая регулирующих пусковых устройств (дроссели, стартеры); чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды (лучшая температура 20-25°С); снижение и увеличение температуры вызывает уменьшение светового потока.
Для освещения открытых пространств, больших (наиболее 6 м) производственных помещений огромное распространение получили дуговые люминесцентные ртутные лампы высочайшего давления (ДРЛ). Эти лампы, в отличие от обыденных люминесцентных ламп, сосредотачивают в маленьком объеме значительную мощность. Конструктивно лампа состоит из наружного баллона, выполненного из стекла, снутри которого помещена кварцевая газоразрядная лампа, заполненная неким количеством ртути и инертным газом. На внутреннюю поверхность баллона нанесен слой люминофора.
Главные плюсы ламп ДРЛ состоят в стойкости к атмосферным действиям (лампы работают при хоть какой температуре наружной среды), способности производства ламп большенный мощности. Не считая того, их можно устанавливать в обыденных светильниках взамен ламп накаливания. К недочетам ламп относится долгое разгорание при включении (5 — 7 мин), также способность повторно загораться лишь опосля остывания. Необходимо подчеркнуть, что также значимым недочетом является нехорошая цветопередача, позволяющая использовать лампы лишь при отсутствии каких-то требований к различению цветов.
Пользуясь советами СНиП 23-05-95 и ПЭУ п.6.1.16 для искусственного освещения больших производственных помещений выше 6 м (по заданию 16 м) более экономные разрядные лампы типа ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ и ДНаТ (пункты 6.2.1 — 6.2.2), которые могут применяться как для общего, так и для местного освещения. Освещённость рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, обязана составлять не наименее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые используются для местного освещения. При всем этом освещенность обязана быть не наименее 200 лк при разрядных лампах, не наименее 75 лк при лампах накаливания.
Выбор источников света по цветовым чертам следует создавать на основании приложения Е (СНиП 23-05-95). Для местного освещения рабочих мест следует употреблять осветительные приборы с непросвечивающими отражателями. Яркость рабочей поверхности не обязана превосходить значений, обозначенных в таблице 1.3.
Таблица 1.3
Площадь рабочей поверхности, м2
Большая допустимая яркость, кд/м2
Наименее 1 10-4
От 1 10-4 до 1 10-3
« 1 10-3 « 1 10-2
« 1 10-2 « 1 10-1
Наиболее 1 10-1
2000
1500
1000
750
500
Согласно приложения Е СНиП 23-05-95 для комбинированного освещения цеха, где не предъявляют требования к цветоразличию выбираю лампы типа ДРЛ для общего и лампы типа ЛБ для местного. Крайние неотклонимы для освещения рабочих поверхностей большенный протяжённости, также при работах с блестящими поверхностями [4]. На рисунке 1.1 приведён наружный вид лампы ДРЛ.
Набросок 1.1 Лампа ДРЛ
1.4 Выбор осветительных приборов и их размещение
Осветительным устройством именуют совокупа осветительной арматуры и помещенного в нее источника света. Осветительные приборы, созданные для освещения объектов, расположенных относительно близко от их, именуют светильниками, а удаленных объектов — прожекторами.
Необходимость помещения лампы вовнутрь осветительной арматуры вызывается последующими соображениями. При горении открытая лампа испускает световой поток в место умеренно во все стороны. Осветительная арматура дозволяет перераспределить световой поток источника света, т.е. отправить его в подходящем направлении.
Осветительные приборы зависимо от данных критерий распределения светового потока меж верхней и нижней полусферами делятся на последующие группы:
· Осветительные приборы прямого света (П) направляют не наименее 80% всего светового потока, излучаемого лампой, в нижнюю полусферу используются для освещения производственных помещений и внешнего освещения. Их недочет заключается в возникновении достаточно резких теней.
· Осветительные приборы в большей степени прямого света (Н) источают в нижнюю полусферу от 60 до 80% всего светового потока. Такие осветительные приборы используются в цехах с отлично отражающими стенками и потолками.
· Осветительные приборы растерянного света (Р) источают световой поток во все стороны (от 40 до 60% в каждую полусферу). Эта группа является промежной меж светильниками прямого и отраженного света и применяется в производственных помещениях, употребляются для освещения административных помещений, школ, библиотек и бытовых помещений при светлых тонах расцветки потолков и стенок.
· Осветительные приборы в большей степени отраженного света (В) направляют от 60 до 80% светового потока в верхнюю полусферу и используются в тех вариантах, когда по одна проходит через тело накала лампы, а иная соединяет крайнюю точку тела накала с обратным краем отражателя (набросок 1.3).
Отношение светового потока осветительного прибора Фсв к световому сгустку источника света (лампы) Фл именуется коэффициентом полезного деяния осветительного прибора:
. (1.4)
Общее освещение быть может выполнено при равномерном либо локализованном расположении осветительных приборов. Размещение осветительных приборов локализованного освещения, их мощность и высота подвеса определяются персонально для всякого рабочего места либо участка производственного помещения.
Рис. 1.2. Типовые кривые силы света
Набросок 1.3. Защитный угол осветительного прибора
При равномерном размещении осветительных приборов нужно отыскать наивыгоднейшее расстояние меж ними, при котором для данных освещенностей потребляется меньшее количество энергии. Размещение осветительных приборов почаще всего делается по углам квадрата, прямоугольника либо в шахматном порядке (набросок 1.4).
При размещении осветительных приборов нужно учесть величину относительного расстояния меж светильниками, которое представляет собой отношение абсолютной величины расстояния меж светильниками L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Hp (набросок 1.5). При прямоугольном размещении осветительных приборов под L следует осознавать среднегеометрическую величину из длины и ширины освещаемой поверхности. Тогда относительное расстояние будет равно:
, (1.5)
где La, Lb — расстояния меж светильниками по ширине и длине помещения.
Конструктивные группы осветительных приборов представлены в таблице 1.4 с указанием материала покрытия.
Таблица 1.4.Эксплуатационные группы осветительных приборов приложение Г [3]
Набросок 1.4. Варианты размещения осветительных приборов
Набросок 1.5. Размещение осветительных приборов по высоте помещения
Выбираю осветительные приборы для общего освещения в большей степени прямого света (Н) с глубочайшей кривой света Г (картинки 1.2, 1.6); эксплуатационная группа по конструкции А1 (таблица 1.4); материал покрытия — Т (твёрдый непрозрачный) с расположением осветительных приборов по периметру цеха по углам квадрата.
Набросок 1.6. Навесные светильники-глубокоизлучатели
При проектировании осветительных установок вероятны отступления от наивыгоднейшего дела . Не считая расстояния меж светильниками выбираю расстояние от последнего ряда осветительных приборов до стенок. Оно находится в границах, когда у стенки размещаются проходы и проезды:
. (1.6)
Осветительные приборы местного освещения должны размещаться таковым образом, чтоб их светящие элементы не попадали в поле зрения работающих на освещаемом рабочем месте и на остальных рабочих местах. Местное освещение рабочих мест, как правило, обязано быть оборудовано регуляторами освещения. По ТУ не задано количество производственных устройств, потому при размещении осветительных приборов местного освещения зададимся установленной мощностью, если на каждое рабочее пространство приходится площадь 5 м2 [4 стр.44].
По советам СНиП 23-05-95 в помещениях, где может быть появление стробоскопического эффекта, нужно включение примыкающих ламп в 3 фазы питающего напряжения либо включение их в сеть с электрическими пускорегулирующими аппаратами.
Результаты выбора и расчёта размещения осветительных приборов:
· Н = 16 м — высота литейного цеха;
· Нп = 14 м — высота ферменных перекрытий;
· Нр = 13,5 м — высота подвеса верхних осветительных приборов над рабочей поверхностью;
· l а = 2,25 м, l в = 2,25 м — расстояние меж верхними последними светильниками и стенкой по ширине и длине;
· Lа = 4,5 м — расстояние меж верхними светильниками по ширине.
· Lв = 4,5 м — расстояние меж верхними светильниками по длине.
· количество верхних осветительных приборов по длине Nвв = 4 рядов, по ширине
Nва = 4 ряда.
· количество нижних осветительных приборов для стенок с окнами, т.е. для местного освещения по длине Nнв = 5, по ширине Nна = 5.
В литейном цехе для общего верхнего освещения предусматриваем ферменные покрытия (для больших цехов), где осветительные приборы типа ДРЛ инсталлируются на фермах вдоль светотехнических мостиков. Они инсталлируются на уровне настила мостиков с отклонением +0,5 м [4], потому что при установке на стойках от мостиков падала бы части цеха и обеспечения местного освещения устанавливаем лампы ЛБ на стенках на креплениях на высоте 3 м. Они наращивают вертикальную освещённость на оборудовании и разрешают осветить пол либо оборудование с малой высоты [4 стр.73-76], в тёмное время суток подменяют естественное освещение.
Схема расположения осветительных приборов верхнего освещения, установленных на фермах в литейном цехе изображена на рисунке 1.7 (вид сверху) в масштабе 1 : 150.
Набросок 1.7
Схема расположения осветительных приборов комбинационного освещения представлена на рисунке 1.8 (вид сбоку) в масштабе 1: 150.
Набросок 1.8 Места установки осветительных приборов в цехе
На рисунке 1.8 обозначены: 1 — ферменное покрытие; 2 — осветительные приборы верхнего освещении, 3 — мостовой кран ; 4 — осветительные приборы нижнего местного освещения, подвешенные на креплениях.
Выполним проверку по относительному расстоянию меж светильниками по формуле (1.5):
.
1.5 Расчёт электронного освещения
Расчёт при проектировании осветительных установок состоит в определении мощности отдельной лампы и мощности всей установки в целом. При расчёте сначала определяется световой поток, нужный для сотворения данной освещённости, а потом по световому сгустку выбираются обычные лампы.
Светотехнические расчеты производятся последующими способами:
· точечный способ;
· способ удельной мощности;
· способ коэффициента использования.
Точечный способ. Данный способ применим для определения освещенности хоть какой точки на рабочей поверхности, как при равномерном, так и при локализованном расположении осветительных приборов. Также точечный способ употребляется для проверочных расчетов. Недочетом его будет то, что он не учитывает освещенность, создаваемую отраженным световым потоком.
способ удельной мощности. Этот способ является облегченной формой расчета освещенности способом коэффициента использования. Расчет по удельной мощности применяется для определения мощности осветительной установки при общем равномерном освещении, также для оценки корректности произведенного светотехнического расчета. Данный метод непригоден для расчета локализованного освещения, также для расчета помещений, затененных массивным оборудованием.
Произведём расчёт по способу коэффициента использования.
способ коэффициента использования. Данный способ применим, и дает достаточные для практики результаты при расчете общего равномерного освещения. При всем этом определяется освещенность поверхности с учетом как светового потока, падающего конкретно на освещаемую поверхность, так и отраженного от стенок, потолков и самой освещаемой поверхности.
Порядок расчёта по способу коэффициента использования последующий:
1.Избран тип осветительного прибора в большей степени прямого света (Н) с глубочайшей кривой света, высота его подвеса Нп = 14 м и число осветительных приборов верхнего освещения n = 16.
2. Малый нормируемый уровень освещенности Е = 200 лм.
3. Определяю коэффициент использования осветительной установки. На рабочую поверхность падает не весь световой поток установленных ламп, потому что некая часть его поглощается осветительной арматурой, стенками и потолком. Как следует,
, (1.7)
где n — число ламп, Фл — световой поток одной лампы.
Коэффициентом использования светового потока осветительной установки именуется отношение светового потока, подающего на поверхность, равную площади помещения, к суммарному световому сгустку всех источников света
. (1.8)
Коэффициент использования определяю по выражению:
, (1.9)
где зС — КПД осветительного прибора, зП — коэффициент использования помещения, определяемый по светотехническому справочнику с учетом коэффициентов отражения спот = 0,3 — потолка, сст = 0,1 — стенок, сп = 0,1 — пола, также индекса помещения
, (1.10)
где a и b — длина и ширина помещения.
Используя таблицу 3.1 [4 стр.102] для ДРЛ ГсЛР с глубочайшей кривой света находим коэффициент использования: з = 0,36 (36 %).
4. Коэффициент припаса Кз = 2,0.
5. Поправочный коэффициент рассчитывается по формуле:
. (1.11)
6. Рассчитываю световой поток лампы. Нормативные документы устанавливают меньшие величины освещенности. С учетом вышесказанного получаю:
. (1.12)
Тогда выражение для определения светового потока отдельной лампы будет последующим:
(1.13)
7. По расчётному сгустку подбираю обычную лампу, поток которой не должен различаться от требуемого расчетом наиболее, чем на -10 и +20%. По таблице 60 справочника [5 стр.114] выбираю лампы типа ДРЛ400 с мощностью 400 Вт со световым потоком Фном = 22000 лм. Определяю отклонение Фрасчётной от Фном = 22000 лм Д +17,6 %. Отклонение освещённости для цеха соответствуют норме, потому в цехе устанавливаю лампы ДРЛ 400.
8. Наибольшая освещенность поверхности определяется выражением
. (1.14)
Согласно нормам наибольшая освещённость не обязана превосходить нормативный показатель в 2,0 раза. Данное условие производится, означает лампы выбраны верною
9.По таблице 59 [5] выбираю тип лампы для местного освещения со средней мощностью ЛБ80, из-за огромных размеров освещаемой площади.
10. Результаты выбора осветительных приборов свожу в таблицу 1.5.
Таблица 1.5
Тип лампы
количество
Мощность, Вт
Световой поток, лк
Поперечник трубки, мм
Длина лампы, мм
ДРЛ400
16
400
22000
122
292
ЛБ80
20
80
5220
40
1514,2
2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ часть
2.1 Выбор напряжения питания
Для осветительных приборов общего освещения разрешается использовать напряжения:
· не выше 380/220 В переменного тока — при заземленной нейтрали;
· 220 В — при изолированной нейтрали.
Для осветительных приборов местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться напряжения:
· в помещениях без завышенной угрозы не выше 220 В;
· в помещениях с завышенной угрозой не выше 50 В.
Напряжение большинства выпускаемых индустрией источников света не превосходит 220 В, что соответствует требованиям электробезопасности. Для газоразрядных ламп, рассчитанных на напряжение 380 В, допускается использовать линейное напряжение 380 В системы 380/220 В.
Для системы комбинированного освещения выбираю согласно ТУ для питания газоразрядных ламп ДРЛ400 и ЛБ80 напряжение питания 380/220 В с заземлённой нейтралью (номинал трансформаторов 400/231).
2.2 Выбор схемы питания
Электронная осветительная сеть состоит из последующих звеньев (набросок 2.1): распределительное устройство трансформаторной подстанции 1, питающая сеть 2, магистральный щиток 3, щитки аварийного 4 и групповые щитки рабочего 5 освещения, групповая сеть 6, также источники света 7. Сети освещения делятся на питающие и групповые. К питающей сети относятся полосы от трансформаторных подстанций либо остальных точек питания до групповых щитков, к групповой сети — полосы от групповых щитков до осветительных устройств.
Сначала каждой питающей полосы инсталлируются аппараты защиты и отключения. Сначала групповой полосы обязателен аппарат защиты.
Набросок 2.1. структура осветительной сети
Магистральные осветительные щиты получают питание одной сильной линией от подстанции, а потом производят распределение электроэнергии меж присоединёнными к ним групповыми щитками. Групповые щитки, в каких инсталлируются аппараты защиты и управления для групповых линий, предусмотрены для питания конкретно осветительных устройств.
Схемы питающих сетей могут быть как круговые, так и магистральные. В главном при решении вопросца питания осветительных установок руководствуются компоновкой помещений. С одной стороны, при использовании огромного числа круговых линий возрастает общая протяженность сетей. С иной стороны, при использовании магистралей могут чрезвычайно возрастать сечения проводников. Выбираю схему (набросок 2.2), где питание происходит через магистральный щиток.
При распределении осветительных приборов меж линиями групповой сети следует управляться установленными ПУЭ предельными данными по наибольшему току аппаратов и числу присоединенных ламп. к примеру, в каждую фазу групповой полосы врубается не наиболее 20 ламп накаливания, ДРЛ либо не наиболее 60-100 люминесцентных ламп зависимо от наибольшей единичной мощности источника света.
Набросок 2.2. Схема питания осветительных сетей через магистральный щиток: 1 — групповые щитки рабочего освещения, 2 — отходящие полосы силовых электроприёмников, 3 — щитки аварийного освещения.
Групповые полосы делают одно-, двух- и трёхфазными. Выбираю групповые полосы трёхфазными, т.к. повышение фазности уменьшает уровень пульсаций освещенности. При построении групповых сетей для трёхфазных систем переменного тока используются последующие схемы с глухозаземлённой нейтралью либо с изолированной нейтралью.
Набросок 2.3. Схема групповых сетей
Выбираю схему построения групповых сетей четырёхпроводную трёхфазную (набросок 2.3) с глухозаземлённой нейтралью. В качестве метода подключения осветительных устройств по фазам групповой полосы желаемым является A-B-C-A-B-C…. Данный вариант более оптимален как исходя из убеждений понижения пульсаций освещенности, так и равномерности распределения освещенности.
Избранные методы питания сетей соответствуют пт СНиП 23-05-95: 6.1.3. Питающая осветительная сеть — сеть от распределительного устройства подстанции.
6.1.4. Распределительная сеть — сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пт, щитков и пт питания внешнего освещения.
6.1.5. Групповая сеть — сеть от щитков до осветительных приборов, штепсельных розеток и остальных электроприемников.
6.1.6. Для ламп типа ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ может применяться как групповая, так и персональная правило, обязано применяться напряжение не выше 220 В переменного либо неизменного тока. В помещениях без завышенной угрозы напряжение 220 В может применяться для всех стационарно установленных осветительных устройств вне зависимости от высоты их установки.
6.2.2. Питание осветительных приборов местного освещения (без понижающего трансформатора либо через понижающий трансформатор) может осуществляться с помощью ответвления от силовой цепи механизма либо станка, для которого предназначен осветительный прибор. При всем этом может не устанавливаться отдельный защитный аппарат в осветительной цепи, если защитный аппарат силовой цепи имеет ток установки не наиболее 25 А. Ответвление к светильникам местного освещения при напряжении наиболее 50 В в границах рабочего места обязано производиться в выполненных из негорючих материалов трубах и коробах и остальных механически крепких системах.
2.3 Выбор марки проводников и метода прокладки
В качестве проводникового материала для выполнения сетей используются алюминий и медь. Наибольшее распространение получили провода и кабели с дюралевыми жилами в главном вследствие собственной большей экономичности. Применение же медных проводников, владеющих несколько наилучшими чертами (наименьшее удельное сопротивление, большая механическая крепкость), рекомендуется в помещениях с химически брутальными средами, с огромным уровнем вибрации, во взрывоопасных помещения, также в жилых зданиях.
Главные советы по использованию определенных видов и марок проводников зависимо от свойства окружающей среды и особенностей помещения приводятся в нормативно-технической литературе. Посреди более всераспространенных видов проводки можно используют последующие:
· незащищенные изолированные провода (АПРТО, АПВ, АРТВ);
· защищенные провода (АПРФ);
· кабели (АВВГ, АВРГ, АНРГ);
· осветительные шинопроводы (ШОС).
По способу выполнения проводки в зданиях разделяются на открытые и сокрытые. В истинное время в публичных, административно-бытовых, инженерно-лабораторных и остальных схожих зданиях, обязана применяться сокрытая прокладка проводов. Сокрытая проводка производится: в имеющихся каналах и пустотах строй конструкций, в зазорах меж плитами, в слое штукатурки, в специально приготовленных бороздах и т.д. По мере необходимости выполнения сменяемой проводки вероятна прокладка проводов в полиэтиленовых либо железных трубах.
Согласно СНиП 23-05-95 пт 6.1.31 сечение нулевых рабочих проводников трехфазных питающих и групповых линий с лампами люминесцентными, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ при одновременном выключении всех фазных проводов полосы обязано выбираться:
1. Для участков сети, по которым протекает ток от ламп с возмещенными пускорегулирующими аппаратами, равным фазному независимо от сечения.
2. Для участков сети, по которым протекает ток от ламп с некомпенсированными пускорегулирующими аппаратами, равным фазному при сечении фазных проводников наименее либо равном 16 мм2 для медных и 25 мм2 для дюралевых проводов и не наименее 50 % сечения фазных проводников при огромных сечениях, но не наименее 16 мм2 для медных и 25 мм2 для дюралевых проводов.
По пт 6.1.32 при защите трёхфазных осветительных питающих и групповых линий предохранителями либо однополюсными автоматическими выключателями при всех источниках света сечение нулевых рабочих проводников следует принимать равным сечению фазных проводников.
Выбираю марку кабелей для сокрытой прокладки АВВГ для напряжения до 660 В с номинальным сечением от 2,5 до 50 мм2. Хорошим сечением дюралевого и нейтрального провода следует считать 25 мм2 . Выполним проверку сечения кабеля на нагрев и утрату напряжения.
2.4 Расчёт сечения проводников по нагреву и потере напряжения
Зависимо от нрава производства и предназначения помещений часть ламп по разным причинам обычно не включена, потому при расчете сетей электронного освещения пользуются расчетной мощностью, которая определяется с внедрением коэффициента спроса.
, (2.1)
где n — количество ламп, Р — мощность одной лампы, Кс — коэффициент спроса, б — коэффициент, учитывающий утраты в пускорегулирующей аппаратуре.
Для люминесцентных ламп при стартерных схемах включения коэффициент б равен 1,2, для ламп ДРЛ — 1,1.
Коэффициенты спроса для неких объектов приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1.Величины Кс для разных объектов
Наименование
Кс
Групповые сети
1
Аварийное освещение, внешнее освещение
1
Маленькие производственные строения
0,95
Административные строения
0,9
Большие производственные строения
0,8
Складские помещения
0,6
Рассчитываю мощность сети освещения по формуле 2.1:
Реактивная мощность осветительной установки рассчитывается по формуле:
. (2.2)
При всем этом коэффициент реактивной мощности определяется видом источников света. Для газоразрядных ламп при использовании возмещенных схем пускорегулирующих устройств tgц равен 0,9-0,95, без компенсации реактивной мощности — 0,5-0,75.
Рассчитываю реактивную мощность осветительной установки по формуле 2.2 при использовании компенсации пусковых устройств:
.
2.4.1 Выбор сечений проводников по нагреву.
Для трёхфазной сети ток осветительной сети определяется по формуле:
, (2.3)
где Pp — активная расчетная мощность перегрузки трёх фаз, cosц=0,91 — коэффициент мощности перегрузки, Uл — линейное напряжение сети.
В согласовании с расчётным током по справочной литературе определяется продолжительно допустимая токовая перегрузка проводника. При всем этом согласно ПУЭ сечение нулевых рабочих проводников трехфазных питающих и групповых линий обязано выбираться:
· для участков сети, по которым протекает ток от газоразрядных ламп с возмещенными пускорегулирующими аппаратами, также при защите трехфазных осветительных питающих и групповых линий предохранителями либо однополюсными автоматическими выключателями при всех источниках света, сечение нулевых рабочих проводников следует принимать равным сечению фазных проводников;
· для участков сети, по которым протекает ток от газоразрядных ламп с некомпенсированными пускорегулирующими аппаратами — не наименее половины сечения фазных проводников при огромных сечениях, но не наименее 16 мм2 для медных и 25 мм2 для дюралевых проводов.
2.4.2 Выбор сечений проводников по потере напряжения.
Источники света, используемые в сетях электронного освещения очень чувствительны к потерям напряжения. Потому в осветительных сетях принципиально обеспечить допустимый уровень напряжения, обозначенный ПУЭ.
Общая утрата напряжения в сети до более удаленного осветительного прибора
, (2.4)
где ДUд — располагаемая утрата напряжения в сети, Uхх — номинальное напряжение при холостом ходе трансформатора, Umin — допустимая величина напряжения у более удаленного осветительного прибора, ДUТ — утрата напряжения в трансформаторе.
В выражении (2.4) напряжение холостого хода трансформаторов принимается равным 105% номинального значения напряжения ламп, допускаемое понижение напряжения по ГОСТ 13109-97 у ламп рабочего освещения промышленных спостроек составляет 2,5%.
Общие утраты напряжения в сети зависят от ДUТ мощности питающего трансформатора, его загрузки и коэффициента мощности сети. Определенные по формуле (2.4) значения ДUд с общей расчётной перегрузке трансформаторной подстанции, от которой запитаны осветительные сети.
Расчёт сечения трёхпроводной полосы разглядим на примере определения утрат напряжения в двухпроводной сети (набросок 2.4).
Набросок 2.4. Однолинейное изображение двухпроводной полосы
Утрата напряжения в двухпроводной полосы равна разности абсолютных величин напряжения сначала и в конце полосы. При всем этом для определения утраты напряжения в двухпроводной сети довольно найти утрату напряжения в одном проводе и приобретенный итог удвоить. Для полосы с n ответвлениями
, (2.5)
где I — токи в ответвлениях полосы, R — сопротивления проводов от начала полосы до соответственного ответвления. Полагая сечение и материал проводов вдоль всей полосы схожими, получим выражение для определения утраты напряжения:
, (2.6)
где г — проводимость проводов, S — сечение участков полосы, L — длины проводов от начала полосы до соответственного ответвления. Перейдя в выражении от токов к данным мощностям ответвлений, получаем окончательное выражение для утраты напряжения
, (2.7)
где P — мощность электроприемников всякого ответвления. Все приведённые выводы справедливы и для трёхфазных сетей. Тогда с учетом выражения (2.7) сечение полосы, рассчитанное по утраты напряжения можно найти последующим образом:
, (2.8)
где М — момент перегрузки, равный , С — коэффициент, зависящий от напряжения и материала проводника и включающий в себя в неизменные величины выражения (2.8). Вероятные значения С приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 Значения коэффициента С
Напряжение, В
Система сети и род тока
Значения коэффициента для проводников
медных
дюралевых
380/220
Трехфазная четырехпроводная
72
44
380
Трехфазная трехпроводная
72
44
220
Трехфазная трехпроводная
24
14,7
380/220
Двухфазная трехпроводная
32
19,5
220
Двухпроводная переменного и неизменного тока
12
7,4
Отдельные участки сети могут быть выполнены проводниками различного сечения, то возникает неувязка более экономного распределения утрат напряжения меж отдельными звеньями сети. При всем этом расчет следует создавать по условиям общего минимума расхода проводникового материала. В этом случае сечение всякого участка определяется с учетом приведенного момента
, (2.9)
где УМ — сумма моментов данного и всех следующих участков, с этим же числом проводов в полосы, Уm — сумма моментов питаемых через данный участок линий с другим числом проводов, б — коэффициент приведения моментов (таблица 2.3).
Таблица 2.3 значения коэффициента б
Линия
Ответвление
Коэффициент приведения
Трехфазная
четырехпроводная
Однофазное
1,85
Двухфазное трехпроводное
1,39
Двухфазная
трехпроводная
Однофазное
1,33
Трехфазная
трехпроводная
Двухпроводное
1,15
С учётом вышесказанного расчёт моментов перегрузки для групповых линий по формулам (2.8, 2.9): ,кВт
С учётом ответвлений, площадь сечения проводника:
, мм2,
где У М — сумма моментов участков с схожим числом проводов;
У б.m — сумма моментов всех ответвлений, питаемых данным участком и имеющих другое число проводов в полосы, чем на этом участке,
б = 1,39 — коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов на участке и в ответвлениях (таблица 2.3),
Кс = 44 — схемный коэффициент для трёхфазной сети с нулём 380/220 В, выполненной при помощи дюралевого провода (таблица 2.2),
ДUp = 2,5 % — допустимые утраты напряжения для ламп ДРЛ.
Выражение для S соответствует способу расчёта проводникового материала по
меньшему его расходу. Он поочередно применяется ко всем участкам сети, начиная с наиблежайшего к источнику питания (щитку).
Рассчитываю моменты перегрузки для общего освещения:
Рассчитываю моменты перегрузки для местного освещения:
Сечение проводников от магистрального щита до групповых щитков:
Подбираю наиблежайшее обычное сечение равное 4 мм2. По справочнику [4] подбираю кабель марки АВВГ 4 х 4, у которого количество жил 4 и сечение жилы составляет 4 мм2. Выбранное сечение кабеля может выдержать токовые перегрузки до 24 А (Iр = 20,7 А) [4 таблица 6-1 стр.198]. С учётом электронного припаса по току выбираю сечение 6 мм2 с допустимым током 29 А.совсем от магистрального щитка до групповых прокладываю кабель АВВГ 6 х 4.
Определяю действительные утраты напряжения по формуле (2.4):
.
Для группового щитка 1 (ГЩ1), питающего верхние ряды ламп:
.
Для группового щитка 2 (ГЩ2), питающего нижние ряды ламп:
.
Определяю сечение проводов на участках общего освещения:
Принимаю кабель для общего освещения АВВГ сечением жил 2,5мм2.
Определяю сечение проводов на участках местного освещения:
Принимаю кабель для местного освещения АВВГ сечением жил 2,5мм2.
Принимаю кабель АВВГ 2,5 х 2 на всех групповых участках.
Набросок 2.5 сеть комбинированного освещения
На рисунке 2.5 приведена схема освещения цеха в масштабе 1 : 150. Групповой щиток 1 ГЩ1 и групповой щиток ГЩ2 питаются от магистрального МЩ. На МЩ питание приходит от трансформаторной подстанции расположенной вне стенок цеха. Проводка общего освещения прокладывается на фермах на высоте 14 м, а проводка местного освещения на уровне 3 м скрытной. Щитки в цехе прикрепляют на доступной для обслуживания высоте выбираю 1,5 м.
2.5. Выбор защитно-коммутационных аппаратов
2.5.1 Нормы на защиту осветительной сети
Осветительные сети независимо от метода их прокладки должны быть защищены от токов недлинного замыкания и перегрузки.
защита осветительных сетей осуществляется с помощью плавких предохранителей либо автоматических выключателей, установленных на щитах подстанции, магистральных и групповых щитках.
Номинальные токи аппаратов защиты выбираю меньшими по расчетным токам соответственных участков сети, но совместно с тем они не должны срабатывать при случайных пиках перегрузки. В осветительных сетях такие пики создаются из-за наличия у источников света пусковых токов. Более неблагоприятны тут газоразрядные лампы высочайшего давления. С учетом этих условия следует выбирать защитный аппарат по условию:
, (2.10)
где Iз.ап. — ток защитного аппарата, К — коэффициент, учитывающий пусковой ток источника света, Iр — расчетный ток полосы. Коэффициент К воспринимает значения 1,0-1,4 зависимо от применяемых источников света.
ПУЭ устанавливают вместе с проверкой на допустимые нагрев и утрату напряжения определенные соотношения меж токами защитных аппаратов и продолжительно допустимыми токами проводников, т.е. пропускной способностью проводов и кабелей. В согласовании с сиим, в сетях, защищаемых лишь от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки) обязано обеспечиваться условие, чтоб по отношению к продолжительно допустимым токовым перегрузкам проводников аппараты защиты имели кратность не наиболее:
· 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
· 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего лишь наибольший расцепитель (отсечку);
· 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой назад зависящей от тока чертой (независимо от наличия либо отсутствия отсечки);
· 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой оборотной зависящей от тока чертой.
В сетях, защищаемых от перегрузок, обязано быть обеспечено условие, чтоб по отношению к продолжительно допустимым токовым перегрузкам аппараты защиты имели кратность не наиболее:
· 80% для номинального тока плавкой вставки либо тока уставки автоматического выключателя, имеющего лишь наибольший расцепитель, — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных компаний, допускается 100%;
· 100% для номинального тока плавкой вставки либо тока уставки автоматического выключателя, имеющего лишь наибольший расцепитель, — для кабелей с картонной изоляцией;
· 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой назад зависящей от тока чертой (независимо от наличия либо отсутствия отсечки) — для проводников всех марок;
· 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой назад зависящей от тока чертой — для проводников с поливинилхлоридной, резиновой изоляцией;
· 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой назад зависящей от тока чертой — для кабелей с картонной изоляцией.
В случае, когда при ублажении этих критерий, ток не совпадает с допустимым током проводника, разрешается использовать провод наиблежайшего наименьшего сечения. Но при всем этом он не должен быть меньше расчетного тока полосы.
Согласно пт СНиП 23-05-95 6.1.16 для питания осветительных приборов местного стационарного освещения с лампами накаливания применяется напряжение 220 В в помещении с завышенной угрозой. В этом случае обязано быть предвидено либо защитное отключение полосы при токе утечки до 30 мА, либо питание всякого осветительного прибора через разделяющий трансформатор (разделяющий трансформатор может иметь несколько электрически несвязанных вторичных обмоток). По пт 6.1.38 защитное заземление железных корпусов осветительных приборов общего освещения с лампами накаливания и с лампами люминесцентными, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, натриевыми со встроенными вовнутрь осветительного прибора пускорегулирующими аппаратами следует производить: в сетях с заземленной нейтралью — присоединением к заземляющему винту корпуса осветительного прибора РЕ проводника. Заземление корпуса осветительного прибора ответвлением от нулевого рабочего провода снутри осветительного прибора запрещается.
]]>