База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

Минсельхозпрод Республики Беларусь

Белорусский государственный аграрный технический университет

Кафедра электрооборудования

с. х. предприятий

Расчётно-пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине "Электрическое освещение и облучение"

на тему

"Проект осветительной установки свинарника на 1840 голов поросят-отъемышей "

Выполнил: студент 4эпт группы 5 курса

Семижон Дмитрий Владимирович

Руководитель: ст. преподаватель

Кустова Раиса Ивановна

Минск 2008г.

Содержание

Аннотация

Введение

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика помещений

1.2 Описание технологического процесса

2. Светотехнический расчёт

2.1 Выбор источников света

2.2 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса

2.3 Выбор системы и вида освещения

2.4 Выбор осветительных приборов

2.5 Размещение осветительных приборов в освещаемом пространстве

2.6 Расчёт мощности или определение количества светильников, устанавливаемых помещении

2.6.1 Метод удельной мощности

2.6.2 Метод коэффициента использования светового потока

2.6.3 Точечный метод расчёта

2.7 Составление светотехнической ведомости

3. Расчёт электрических сетей осветительных установок

3.1 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети

3.2 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

3.3 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладки сети

3.4 Защита электрической сети от аварийных режимов

3.5 Расчёт и проверка сечения проводников электрической сети

3.6 Мероприятия по повышению коэффициента мощности электрической сети осветительной установки

4. Эксплуатация осветительной установки

4.1 Определение мер защиты от поражения электрическим током

4.2 Указания по энергосбережению и эксплуатации осветительной установки

Литература

Аннотация

Курсовой проект по дисциплине "Электрическое освещение и облучение" на тему "Проект осветительной установки свинарник на 1840 поросят - отъемышей " состоит из расчётно-пояснительной записки на листах формата А4, содержащий 4 таблицы, 2 рисунка и одного листа графической части формата А1.

В курсовом проекте разработаны все пункты, согласно задания, а именно, произведён светотехнический и электрический расчёты осветительной установки свинарника, рассмотрены вопросы энергосбережения и эксплуатации осветительной установки.

Ключевые слова: осветительная установка, нормированная освещённость, точечный метод, метод коэффициента светового потока, метод удельной мощности.

Введение

Рост производительности труда, повышение качества выпускаемой продукции, продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы возможны при соответствующем уровне и качестве искусственного освещения помещений. Для этого необходима реконструкция осветительных установок, зачастую с заменой светильников, электрических сетей, коммутирующей и защитной аппаратуры.

На электрическое освещение затрачивается более 13% вырабатываемой электроэнергии. Расход электроэнергии на облучательные установки так же значителен. Рациональное проектное решение, переход к энергоэкономичным лампам и энергосберегающим облучательным установкам, как показывает практика, позволяет сэкономить не менее 20% электроэнергии.

Грамотное применение осветительных и облучательных установок может повысить производительность труда на 5-10%, продуктивность животных - на 8-15%, дать более высокие урожаи сельскохозяйственных культур, особенно при использовании защищённого грунта, улучшить качество выпускаемой продукции перерабатывающей промышленности и ремонтных предприятий.

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика помещений

Стены здания выполнены из трехслойных железобетонных панелей. Перекрытие - из сборных железобетонных плит. Полы - бетонные, керамзитобетонные, деревянные и из керамических плиток. Окна, двери - деревянные. Отделка внутренняя - поверхности стен и перекрытия окрашиваются известковым раствором, в служебном помещении и санузле стены штукатурятся.

Инженерное оборудование. Отопление - водяное централизованное. Вентиляция - приточно-вытяжная с естественным и механическим побуждением.

Таблица 1 - Характеристика помещений

№ на плане	Наименование и размеры (длина × ширина × высота, м) помещений	Коэффициенты отражения (ρП* ρс* ρр)	Характеристика помещений
			Стен	Потолка
1	Отделение на 1840 поросят (31*18*2,58) (18*15*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
2 3	Отделение на 270 голов ремонтного молодняка (18*11*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
3	Кормоприемное отделение (6,8*3,5*2,58) (4,2*3,5*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
4	Вентиляционная камера (6,4*4,5*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
5	Вентиляционная камера с тепловым узлом (7*4,5*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
6	Помещение для обслуживающего персонала (4,5*4*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
7	Электрощитовая (4,5*4*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
8	Уборная (3,6*5*2,58)	50*30*10	штукатурка	Чистые бетонные стены
9	Инвентарная, вентиляционная (3,2*5*2,58)	70*50*30	штукатурка	Побелка
10	Тамбур (5*5*2,58) (6,2*5*2,58) (4,5*2,5*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
11 1	Коридор (10*2*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены
12	Кладовая (3*2,6*2,58)	50*30*10	Окрашены известковым раствором	Чистые бетонные стены

1.2 Описание технологического процесса

В большинстве хозяйств поросят отнимают от свиноматок в возрасте 2 месяца. В этом возрасте при нормальных условиях содержания и кормления живая масса поросят достигает 16…20 кг.

Отъем проводят постепенно за 3-4 дня. Перед отъемом рацион свиноматок уменьшают на 25-30% исключая из него сочные корма и снижая долю концентратов.

В первые дни после отъема поросята получают те же корма, эффективность откорма будет снижаться, если на откорм ставить отстающих в росте и развитии поросят. Еще более важно выращивать отъемышей для получения ремонтного молодняка. После отъема поросят объединяют в небольшие группы 20…25 голов с учетом их развития и половых признаков. Скорость роста отъемышей очень велика, среднесуточный прирост достигает 500…550 г, поэтому их следует обеспечить полноценным питанием. Основу рациона составляют зерновые корма, содержащие много протеина, также вводят богатые минеральными веществами и витаминные добавки. При отсутствии специальных комбикормов следует использовать смесь концентратов, корма животного происхождения (обезжиренное молоко, рыбную муку) минеральные вещества, травяную муку искусственной сушки из клевера и люцерны, корнеклубнеплоды, хороший результат дают зернобобовые и кормовые дрожжи.

2. Светотехнический расчёт

2.1 Выбор источников света

Выбор источников света определяется технико-экономическими показателями и производится по рекомендациям СНиП II-4-79 "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования" и "Отраслевых норм освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений".

2.2 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса

Нормируемую освещенность рабочих поверхностей можно определить по таблице, приведенной в СНиП II-4-79, в зависимости от характеристики зрительных работ, наименьшего размера объекта различения, контраста объекта различения с фоном и характеристики фона. Для облегчения определения норм освещенности на основе СНиП II-4-79 разработаны отраслевые нормы рабочего освещения производственных, административных, общественных и бытовых помещений, нормируемая освещенность по которым определяется в зависимости от технологического назначения помещений.

Уменьшение освещенности в расчетах установленной мощности источников учитывается коэффициентом запаса К_з, значение которого зависит от наличия пыли, дыма и копоти в рабочей зоне помещения, от конструкции светильников, типа источников света и периодичности чисток светильников.

Значение коэффициентов запаса приведены в СНиП II-4-79.

Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений рекомендуют принимать коэффициент запаса для ламп накаливания 1,15, а для газоразрядных ламп - 1,3.

При этом чистка светильников должна проводиться не реже 1 раза в 3 месяца. Результаты решений сведём в таблицу 2.

2.3 Выбор системы и вида освещения

Выбор системы освещения зависит от уровня нормируемой освещенности рабочих поверхностей. Так как нормируемая освещенность рабочей поверхности менее 200 лк применяют систему общего освещения, которое может быть выполнено с равномерным или локализованным (неравномерным) размещением светильников. Вид освещения - рабочее, а в помещении №1,2, где содержатся животные, кроме того, выделив 10% светильников рабочего освещения и равномерно расположив их над основными проходами.

2.4 Выбор осветительных приборов

Определяем категорию помещения №1 по условиям окружающей среды (табл.3.15) и минимально допустимую степень защиты светильника (табл. П3.13). Из номенклатуры светильников (табл. П3.1) выделяем те, которые удовлетворяют минимально допустимой степени защиты. Учитывая производственный характер помещения, оставляем светильники имеющие прямой (П) класс светораспределения. Так как высота подвеса светильников 2.5м, то целесообразно (табл.3.1) выбрать светильник, имеющий кривую силы света Д-3 или Г-0. Окончательно принимаем светильник ЛСП18*40 прямого светораспределения (П) с кривой силой света (Д-3) и степенью защиты 5′4. Аналогично выбираем светильники для других помещений и данные заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты выбора светильников

№	Наименование помещения	Категория среды	Е, лк	Кз	Плоскость нормирования	Система освещения	Минимально допустимая степень защиты	Вид освещения	Принятый светильник
									Наименование серии	Тип КСС	Степень защиты
1	Отделение на 1840 голов поросят-отьемышей	С хим. акт. средой	75	1.3	г-00	Общая равномерная во всех помещениях	5′4	Рабочее, дежурное	ЛСП18-40	Д-2	5′4
2	Отделение на 270 голов ремонтного молодняка	С хим акт средой	75	1.3	г-00		5'4	Рабочее, дежурное	ЛСП18-40	Д-2	5′4
3	Кормоприемное отд,	Сырое	20	1.3	г-0.8		5'4	Рабочее во всех помещениях	ЛСП18*40	Д-2	5′4
4	Вентиляционная камера	Сухое	50	1.3	г-00		2,0		ЛСП18*40	Д-2	5′4
5	Венткамера с тепловым узлом	Сухое	50	1.3	г-00		2,0		ЛСП18*40	Д-2	5′4
6	Помещение для персонала	Сухое	50	1.3	г-00		2,0		ЛСП18*40	Д-2	5′4
7	Электрощитовая	Сухое	150	1.3	г-0.8		2,0		ЛСП18*40	Д-2	5′4
8	Уборная	Сухое	75	1.15	в-0.8		5'4		НСП11-100	Д-3	5′4
9	Инвентарная, вентиляционная	Сухое	150	1.3	г-00		5'4		ЛСП18*40	Д-2	5′4
10	Тамбур	Сухое	30	1.15	г-00		2,0		НСП11-100	Д-3	5′4
11	Коридор	Сухое	30	1.15	г-00		20		НСП11-100	Д-3	5′4
12	Кладовая	Сухое	10	1.15	г-00		2,0		НСП11-100	Д-3	5′4

2.5 Размещение осветительных приборов в освещаемом пространстве

Размещение светильников при равномерном освещении производят по углам прямоугольника (соотношение сторон не более 1.5:

1) или вершинам ромба с учётом допуска к светильникам для обслуживания.

Требования к минимально допустимой высоте установки светильников изложены в ПУЭ и зависят от категории помещения по степени опасности поражения электрическим током, конструкции светильника, напряжения питания ламп.

Отделение на 270 голов ремонтного молодняка. По табл.2, высота светильника h_cв=0.166м. Светильник подвешивается на тросе, проложенном на высоте Н_о=2.5м.

Расчётная высота установки светильника:

Н_р =Н_о - h_св = 2.5 - 0.166-0 = 2.33м.

где Н_о - высота помещения, м; h_с - высота свеса светильника (расстояние от светового центра светильника до перекрытия), определяемая с учётом размеров светильников и способа их установки, м. Для светильника ЛСП18-40 λ_с=1.2…1.6 (табл. П.3.14). Расстояние между рядами светильников и между светильниками в ряду.

L_{А, В}= (1.2…1.6) ·Н_р= 1.6·2.33= 3.73 м.

Расстояние от стены до крайнего ряда и до крайнего светильника в ряду.

l_{А, В}= (0.3…0.5) L_{А, В}= 0.5·3.78 =1.87 м.

Число рядов:

N₂ =ряда

где В - ширина помещения, м;

Принимаем N₂=3 ряда.

Расстояние от стены до крайнего ряда l_{А, В}=1.87м.

Действительное расстояние между рядами светильников

Для помещений с точечными излучателями дополнительно рассчитывается: число светильников в ряду: для кладовой (3*2,6м)

H_р=2.58-0.332-0.05=2.2 м, L_{А, В}=1.6*2.2=3.52 м l_{А, В}=0.5*3.52=1.76 м

шт

Принимаем 1

Число светильников в одном ряду

где А - длина помещения, м;

м

Принимаем 1 шт

Общее число светильников в помещении:

N_∑=1*1=1

Аналогично размещаем светильники и в других помещениях, и результаты сносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Параметры размещения светильников в помещениях

№	№ по плану и наименование помещения	A*B*H, м	НР, м	Количество, шт.,		Расстояние, м
				N1	N2	LA	LB	lA	lВ
1	Отделение на 1840 голов поросят-отъемышей	31*18* 2,58	2,33		5		3,6	1,8	1,8
		18* 15* 2,58	2,33		5		2,85	1,8	1,8
2	Отделение на 270 голов ремонтного молодняка	18*11*2,58	2,33		3		3,7	1,8	1,8
3	Кормоприемное отд,	6,8*3,5*2,58	1,53		2		1,5	1	1
		4,2*3,5*2,58	1,53		2		1,5	1	1
4	Вентиляционная камера	6,4*4,5*2,58	1,53		2		2,1	1,2	1,2
5	Венткамера с тепловым узлом	7*4,5* 2,58	2,33		1		2,3	1,1	1,1
6	Помещение для персонала	4,5*4* 2,58	2,33		2			1,3	1,3
7	Электрощитовая	4,5*4* 2,58	2,33		1			1,2	1,2
8	Уборная	5*3,6* 2,58	2,2	2	1	2		1,5	1,5
9	Инвентарная, вентиляционная	5*3,2*2,58	2,33		2			1,1	1,1
10	. Тамбур	5*5*2,58; 6,2*5* 2,58; 4,5*2,5*2,58	2,2; 2,2; 2,2	2 2 2	2 2 1	2,4 3,8 1,5	2,4 2,6	1,3 1,2 1,5	1,3 1,2 1,5
11	Коридор	10*2*2,58	2,2	3	1	3,3		1,5	1,5
12	Кладовая	3*2,6* 2,58	2,2	1	1			1,3	1,3

2.6 Расчёт мощности или определение количества светильников, устанавливаемых помещении

2.6.1 Метод удельной мощности

Метод удельной мощности применяют для приближённого расчёта осветительных установок помещений, к освещению которых не предъявляют особых требований и в которых отсутствуют существенные затенения рабочих поверхностей, например, вспомогательных и складских помещений, кладовых, коридоров и т.п. Помещение кладовая (3*2,6) Проверяем применимость метода. Так как помещение не затемнено громоздкими предметами, то для приближённого светотехнического расчёта применяем метод удельной мощности.

2. Табличное значение удельной мощности (табл. П.3.19)

Р_уд^т=24,3 Вт/м².

3. Определяем в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения потолка: ρ_п=50%, стен: ρ_с=30%, рабочей поверхности: ρ_р=10% (табл. П.3.22).

4. Вычисляем поправочные коэффициенты:

где К₁ - коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению;

К_з^реал = 1.15 - реальное значение коэффициента запаса осветительной установки (табл.2);

К_з^табл = 1.3 - табличное значение коэффициента запаса осветительной установки;

К₂ - коэффициент приведения коэффициентов отражения поверхностей помещения к табличному значению;

т.к ρ_п=50%, ρ_с=30%, ρ_р=10%

 Вт·м²

где К₄ - коэффициент приведения напряжения питания источников к табличному значению (К₄=1 так как Uс = 220 В);

5. Расчётное значение мощности лампы:

 Вт

6_. Подбираем мощность лампы с учётом требований (табл. П.2.6):

0.9Р_р ≤ Р_л ≤ 1.2Р_р

9,8<Р_р<13.1вт

Выбираем лампу Б 230 - 240 - 15

7. Проверяем возможность установки лампы в светильник:

Р_л ≤ Р_свет, Р_л=15 Вт = Р_свет=100 Вт.

Результаты расчёта приведены на плане помещения (формат А1).

2.6.2 Метод коэффициента использования светового потока

Метод коэффициента использования светового потока осветительной установки применяют при расчёте общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениях, которых отсутствуют крупные затеняющие предметы.

Помещения коридор (11) Метод применим, так как в помещении отсутствуют крупные затеняющие предметы, расчётная поверхность расположена горизонтально.

2. Определяем в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения (табл. П.3.22) потолка: ρ_п=50%, стен: ρ_с=30%, рабочей поверхности: ρ_р=10%.

3. Индекс помещения

4. По КСС светильника Д-3, индексу помещения i= 0,76 и коэффициентам отражения поверхностей ρ_п=50%, ρ_с=30%, ρ_р=10% определяем коэффициент использования светового потока в нижнюю: η ₁=47% (табл. П.3.23), - и в верхнюю: η ₂=14% (табл. П.3.25), - полусферы. В табл. П.3.4 находим КПД в нижнюю (η _н=67%) и в верхнюю (η _в=0%) полусферы. Коэффициент использования светового потока:

η = η ₁· η _{н +} η ₂· η _в = 0.47·0.67+0.14·0. =0.3

5. Выбираем тип источника света (табл. П.3.33) в зависимости от зрительной работы - работа с ахроматическими объектами при освещённости менее 150 лк. Принимаем лампы типа ЛБ и, исходя из мощности светильника, окончательно - лампу ЛБ-40, поток которой Ф_л = 3200 лм (табл. П.2.7).

6. Суммарный световой поток:

лм

где S - площадь освещаемого помещения, м².

z - коэффициент минимальной освещённости (отношение средней освещённости к минимальной);

η - коэффициент использования светового потока в долях единицы.

С учетом требований

0,9*Ф_р<Ф_л<1,2*Ф_р

793<Ф_л<1057 лм

По справочнику выбираем лампу В 220-230-75 мощностью 75 вт с световым потоком 935 лм. Лампа подходит. Проверяем возможность установки лампы в светильник

Р_л<Р_свет

75<100вт

2.6.3 Точечный метод расчёта

Метод применяют при расчёте общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения, освещения вертикальных и наклонных к горизонту плоскостей, наружного освещения. Последовательность расчёта следующая. На плане помещения помечают контрольные точки - точки с минимальной освещённостью. Затем вычисляют значения условной освещённости в контрольных точках.

Выполняем светотехнический расчёт точечным методом для помещения на 270 голов ремонтного молодняка (18*11) (формат А1), приняв исходные данные по табл.2,3.

1. По табл.2 определяем Е_н=75лк, коэффициент запаса К_з=1.3

2. Размещаем ряды светильников на плане помещения в соответствии с исходными данными и намечаем контрольную точку А (рис.1).

Рис.2 - План помещения №1.

3. Определяем длины полурядов и расстояние от контрольной точки до проекции рядов на рабочую поверхность (Рис.1).

L₁₁=L₂₁=L₃₁=H_p=2.33 м.

L₁₂ = L₂₂ =L₃₂ =A - 2l_а - L₁₁ = 18 - 2 ·1.8 - 2.33 = 12.07м.

Р₁=Р₂=1.9м; Р₁=Р₁+L_b=1,9+3,8=5,7 м;

4. Определяем приведённые размеры:

Принимаем L₁₂ = 4.

По рис.3.10 определяем условную освещённость в контрольной точке от всех полурядов (светильник ЛСП 18-40 имеет кривую силы света Д-3), для которых приведённое расстояние Р′≤4:

Е₁₁=40лк; Е₂₁=40лк; Е₃₁=7лк; Е₁₂=50лк; Е₂₂=50лк; Е₃₂=8лк.

Суммарная условная освещённость в контрольной точке

∑е = 40+40+50+50+8+7=195лк

5. Определяем расчётное значение линейной плотности светового потока

лм·м^-1

где Е_н - нормированное значение освещённости рабочей поверхности, лк;

К_з - коэффициент запаса;

µ - коэффициент добавочной освещённости, учитывающий воздействие "удалённых" светильников и отражённых световых потоков на освещаемую поверхность (принимаем равным 1.1…1.2);

6. Выбираем тип источника света (табл. П.3.33) в зависимости от характеристики зрительной работы - различие цветных объектов без контроля и сопоставления при освещенности менее 150лк. Принимаем лампу типа ЛБ и учитывая мощность светильника, окончательно - ЛБ-40. По табл. П.2.7, поток лампы Ф_л=3200 лм.

7. Количество светильников в светящемся ряду длиной

L_р = А - 2·l_а = 8-2*1,8= 14,4 м

шт

где n_с - число ламп в светильнике, шт.;

L_р - длина светящегося ряда, м

Принимаем N₁=5шт

8. Расстояние между светильниками в ряду, предварительно определив длину светильника по табл. П.3.3 l_с=1.348м,

м

9. Проверяем расположение светильников в ряду с учётом требований равномерности:

0 ≤ l_р ≤ 1.5·L_в

0 ≤ 1,9 ≤ 1,5*3,6 м

Требование равномерности выполнено. Результаты расчёта приведены на плане помещения (формат А1).

2.7 Составление светотехнической ведомости

Таблица 2.7 Светотехническая ведомость.

п/п

помещения

Категория среды

Коэффициенты отражения (ρп, ρс, ρр),%

Вид осве-щения

Система освеще-ния

Норма освещенности, лк

Тип

Число

Лампы (тип, мощ-ность)

Тип

Число

Установленная мощность, кВт

Примание

Отделение на 1840 голов поросят-отъемышей

31*18*2,58 18*15*2,58

С хим. акт. средой

50*30*10

Рабочее, дежурное

Общая равномерная во всех помещениях

75

Г-00

ЛСП18*40

45 25

ЛБ-40

Отделение на 270 голов ремонтного молодняка

18*11*2,58

С хим. акт. средой

50*30*10

Рабочее и дежурное

75

Г-00

ЛСП18*40

15

ЛБ-40

Кормоприемное отд,

6,8*3,5*2,58 4,2*3,5*2,58

сырое

50*30*10

Рабочее

20

Г-08

ЛСП18*40

4 2

ЛБ-40 ЛБ-40

Инвентарная, вентиляционная

4,5*4*2,58

сухое

70*50*30

Рабочее и дежурное

50

Г-00

ЛСП18*40

2

ЛБ-40

Вентиляционная камера

7*4,5*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

50

Г-00

ЛСП18*40

4

ЛБ-40

Венткамера с тепловым узлом

4,5*4*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

50

Г-00

ЛСП18*40

1

ЛБ-40

Помещение для обслуживающего персонала

6,4*4,5*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

150

Г-08

ЛСП18*40

2

ЛБ-40

Рш-2-0-18-6/220

1

1

Уборная

3,6*5*2,58

сырое

50*30*10

Рабочее

75

Г-00

НСП-11-100

2

Б-220-230-60

Электрощитовая

3,2*5*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

150

В-08

ЛСП18*40

2

ЛБ-40

Тамбур

5*5*2,58 6,2*5*2,58 4,5*2,5*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

30

Г-00

НСП-11-100

4 4 2

Б-220-230-40 Б-220-230-40 Б-220-230-40

Коридор

10*2*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

30

Г-00

НСП-11-100

3

Б-220-230-75

Кладовая

3*2,6*2,58

сухое

50*30*10

Рабочее

10

Г-00

НСП-11-100

1

Б-220-230-15

3. Расчёт электрических сетей осветительных установок

3.1 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети

В общем случае выбор напряжения электрической сети осветительной установки определяется степенью опасности поражения людей и животных электрическим током в рассматриваемом помещении.

В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В допускают для всех светильников общего назначения независимо от высоты их установки.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при установке светильников с лампами накаливания на высоте более 2,5 м над полом или обслуживающей площадкой так же допускают напряжение 220 В. При высоте подвеса меньше 2,5 м должны применять светильники, конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений, либо напряжение должно быть не выше 42 В. Разрешается установка светильников с люминесцентными лампами на высоте менее 2,5 при условии, что их контактные части будут недоступны для случайных прикосновений.

Светильники местного стационарного освещения с лампами накаливания в помещениях без повышенной опасности должны питаться напряжением 220 В, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 42 В. Для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных также должно применяться напряжение не выше 42 В. При этом применяют трансформаторы типа ОСОВ-0.25 и ТСЗИ.

В случаях, если опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленными поверхностями, питание переносных светильников должно быть не выше 12 В.

Наиболее часто для питания электрического освещения в сельскохозяйственном производстве применяют систему трехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Источники света при этом подключают, как правило, на фазное напряжение. Газоразрядные лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДКсТ и др.), рассчитанные на напряжение 380 В, допускается подключать на линейное напряжение 380 В системы 380/220 В.

Осветительные и облучательные сети, прокладываемые от источников питания до потребителей, состоят из групповых и пи тающих линий. Групповые линии прокладывают от групповых щитков до светильников или облучателей и штепсельных розеток.

К питающим линиям относят участки сети от источника питания до групповых щитков.

Питающие линии обычно выполняют пятипроводными (трёхфазными), а групповые - трех - и четырёхпроводными в зависимости от нагрузки и длинны.

Питающие линии могут быть магистральными, радиальными или радиально-магистральными. Наиболее широкое распространение на сельскохозяйственных предприятиях нашли радиально-магистральные схемы.

Схемы питания осветительной или облучательной установки выбирают по следующим условиям: надёжность электроснабжения, экономичность (минимальные капитальные и эксплуатационные затраты), удобство в управлении и простота эксплуатации.

Радиальные сети по сравнению с магистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режима при неисправности в питающих сетях, но большую общую протяжённость. Необходимость применения радиальной сети может быть также вызвана условиями взаимной планировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трасса магистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.

Применение чисто магистральной сети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвления линии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить как магистральные, так и радиальные групповые линии.

При планировке сети возможны различные варианты её выполнения, даже в пределах одной радиально магистральной системы. Когда применение одного варианта не очевидно, тогда необходимо прибегать к технико-экономическому сопоставлению вариантов.

Помещения блока относится к помещениям без повышенной опасности. ПУЭ в этом случае допускает применение напряжения 220В. При этом конструкция светильника должна исключать доступ к лампе без специальных приспособлений (для светильников с лампами накаливания) и случайное прикосновение к контактным частям (для светильников с люминесцентными лампами).

3.2 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

Количество групповых щитков осветительной установки определяют, исходя из размеров здания и рекомендуемой протяжённости групповых линий.

Принимают длину четырехпроводных трехфазных групповых линий напряжением 380/220 В равной 80 м, напряжением - 220/127 В - 60 м и, соответственно, двухпроводных однофазных - равной 35 м и 25 м. Однофазные групповые линии целесообразно применять в небольших конторах, а также в средних помещениях при установке в них светильников с лампами накаливания мощностью до 200 Вт и с люминесцентными лампами. Применение трехфазных групповых линий экономично в больших помещениях (птичниках, коровниках и т.д.), освещаемых как лампами накаливания, так и газоразрядными лампами.

Ориентировочное количество групповых щитков можно определить по формуле:

где n_щ - рекомендуемое количество групповых щитков, шт;

А, В - длина и ширина здания, м;

r - рекомендуемая протяженность групповой линии, м.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки, координаты которого

;

где х_ц, у_ц - координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;

Р_i - мощность i-й электрической нагрузки, кВт;

х_i, у_i - координаты i-й электрической нагрузки в координатных осях х, у;

При выборе мест установки групповых осветительных щитков учитывают также и то, что групповые щитки, предназначенные для управления источниками оптического излучения, устанавливают в местах, удобных для обслуживания: проходах, коридорax и на лестничных клетках. Щитки, имеющие отключающие аппараты, устанавливают на доступной для обслуживания высоте (1,8...2,0 мот пола).

При компоновке внутренних сетей светильники объединяют в группы так, чтобы на одну фазу группы приходилось не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРН, ДНаТ и розеток или 50 люминесцентных ламп.

Осветительные щитки выбирают в зависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а также по условиям среды, в которых они будут работать. В зависимости от условий среды в помещениях применяют групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением. Щитки защищенные с уплотнением предназначены для установки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды. Большое значение имеет также выбор трассы сети, которая должна быть не только кратчайшей, но и наиболее удобной для монтажа и обслуживания. Прокладка сети по геометрически кратчайшим трассам практически невозможна или нецелесообразна по причинам конструктивного и технологического характера. Трассу открытой проводки, как по конструктивным, так и по эстетическим соображениям намечают параллельно и перпендикулярно основным плоскостям помещений. Только при скрытой проводке на горизонтальных плоскостях можно применять прямолинейную трассировку между фиксированными точками сети.

Выбранные трассы питающих и групповых линий, места установки групповых щитков, светильников, выключателей и розеток наносят на план помещения согласно условным обозначениям, принятым в ГОСТ 21.608 - 84 и ГОСТ 2.754 - 72. В соответствии с результатами светотехнического расчёта вычерчиваем план здания (формат А1). Наносим на него в виде условных обозначений светильники (ряды светильников). Принимаем щиток с однофазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r = 74 м.

Вычисляем требуемое количество групповых щитков по формуле:

Принимаем два щитка. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки.

Для определения места установки щитка рассчитываем координаты центра электрической нагрузки.

Где х_ц, у_ц-координаты центра эл нагрузок в координатных осях х, у

Р_i-мощность i-ой элекрической нагрузки, кВт.

Хi, Уi - координаты электрической нагрузки, сведены в таблице 5.

Х_ц=192.51\5.28=36.5 м

У_ц=48,31\5,28=9,1 м

Данные сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - определение координат центра нагрузок

№ по плану и наименование помещения	Размеры	Хi, м	Уi, м	Р, кВт	Рi*Хi	Рi*Уi
1 Отделение на 1840 голов поросят-отъемышей	31*18*2,58	54	9	1,8	97,2	16,2
	18*15*2,58	25	9	1	25	9
2 Отделение на 270 голов ремонтного молодняка	18*11*2,58	12	9	0,6	7,2	5,4
3 Кормоприемное отделение	6,8*3,5*2,58	1,5	14	0,16	0,24	2,24
	4,2*3,5*2,58	1,5	2	0,08	0,12	0,16
4 Вентиляционная камера	6,4*4,5*2,58	34,5	9	0,08	8,28	2,16
5 Вентиляционная камера с тепловым узлом	7*4,5*2,58	2	7,5	0,16	0,32	1,2
6 Помещение для обслуживающего персонала	4,5*4*2,58	35	16	0,04	1,4	0,64
7 Электрощитовая	4,5*4*2,58	34,5	2	0,08	1,38	0,08
8 Уборная	3,6*5*2,58	68	11,5	0,12	8,16	1,38
9 Инвентарная, вентиляторная	3,2*5*2,58	68	8,5	0,08	5,44	0,68
10Тамбур	5*5*2,58	68	18	0,16	10,88	2,88
	6,2*5*2,58	68	3,5	0,16	10,88	0,56
	4,5*2,5*2,58	38	2	0,08	3,04	0,16
	4,5*2,5*2,58	38	16	0,08	3,04	1,28
11 коридор	10*2*2,58	5,5	9	0,225	1,23	2,025
	10*2*2,58	38	9	0,225	8,55	2,025
12 Кладовая	3*2,6*2,58	5	2	0,015	0,075	0,03
	3*2,6*2,58	5	14	0,015	0,075	0,21
				55,28	192,51	548,31

Определяем требуемое количество групповых линий в групповом щитке:

количество однофазных групп

Для удобства управления освещением в разных половинах здания принимаем три группы.

Выбираем из [3] табл. П.5.2 групповой щиток ЯРН 8501-8301 с 6-ю однополюсными автоматическими выключателями.

На плане здания намечаем трассы прокладки сетей, места установки выключателей, обозначаем, номера групп и приводим данные светильников.

3.3 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладки сети

Осветительную электропроводку, как правило, следует выполнять проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. С медными жилами ее выполняют только во взрывоопасных помещениях классов В-1 и В-la. Гибкие кабели с медной жилой и резиновой изоляцией марки КРПТ, КРПГ применяют для подключения переносных или передвижных источников оптического излучения.

При проектировании сельскохозяйственных объектов используют следующие способы прокладки электропроводок: на тросе; на лотках и в коробах; в пластмассовых и стальных трубах; металлических и гибких резинотехнических рукавах; в каналах строительных конструкций; проводом и кабелем по строительным основаниям и конструкциям (ОСТ 70.004.0013 - 81).

При выборе того или иного способа прокладки электропроводки необходимо учитывать условия среды помещения, его строительные особенности, архитектурно-художественные экономические требования.

В помещении для содержания животных, способ прокладки кабеля - на тросах, во всех остальных помещениях - скрытая проводка.

По категории помещения и условиям окружающей среды из табл. П.5.1 [3] выбираем кабель АВВГ.

Составляем расчётную схему сети рис 3

3.4 Защита электрической сети от аварийных режимов

К аварийным режимам в осветительных сетях относят: токи короткого замыкания, неполнофазный режим работы (для трёхфазной линии), токи утечки. Для защиты от токов короткого замыкания служат автоматические выключатели ВА 14 - 26. Для защиты от токов утечки согласно ПУЭ принимаем УЗО с уставкой 30 мкА.

3.5 Расчёт и проверка сечения проводников электрической сети

Принимаем допустимые потери напряжения ΔU = 2.5%. Тогда расчётное значение сечения проводника на участке:

где S - сечение проводов участка, мм²;

ΣМ = ∑Р·l - сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;

Σα·m - сумма моментов всех ответвлений с числом проводов, отличающихся от числа проводов рассчитываемого участка, кВт·м;

α - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях [3] П.5.3;

С - коэффициент зависящий от материала проводов, системы и напряжения сети,

ΔU - допустимая потеря напряжения,% от U_н;

l - длина участка, м.

Определяем сечение первой групповой линии:

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_0-1=2.5 мм²

Приняв для люминесцентных одноламповых светильников соsφ_{л. л.1}=0.85, для ламп накаливания cosφ_{л. н}=1.0

Определим коэффициент мощности на участке 1-2:

Определяем расчётный ток на участке 1-2:

где U_л=220В

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=19А. I_доп ≥ I_р, 19≥ 5.36А - условие выполняется.

Определяем действительную потерю напряжения в линии 1.

По расчетному току выбираем плавкую вставку защитного аппарата, установленного в распределительном щите. Принимаем для защиты плавкий предохранитель. Из табл. П.5.9 выбираем I_в ≥ I_Р =4.36 А. Используя табл. П.5.10 принимаем ток плавкой вставки I_в =6.0 А.

Проверяем сечение на соответствие вставке защитного аппарата. Принимаем β =1.0 Тогда I_доп =19А≥ 1·10=10А

Определяем сечение первой групповой линии:

s=

C учетом механической прочности (табл. П.5.6) принимаем ближайшее стандартное большее сечение S_1-2=2.5 мм²

cos

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения (табл. П.5.7) I_доп=21А.

Коэффициент мощности на участке 1-2 (5.10).

Расчетный ток на участке 1-2 (5.9)

I_р1-2=А

Тогда I_доп=21А> I_р=1.7А

По расчетному току выбираем уставку защитного аппарата в групповом щитке. Из табл.5.9 принимаем I_в ≥ I_Р =1.7А. В табл. П.5.11 находим ближайший номинальный ток расцепителя автоматического выключателя I_в =6.0 А.

Проверяем выбранное сечение на соответствие уставке защитного аппарата (5.11). Из таблицы 5.1 принимаем β=1.0. Тогда I_доп=21А>1.0·6.0 =6А.

Так как сечение на головном участке групповой линии менее 2.5мм^{2, т}о сечения последующих участков линии не рассчитываем, а принимаем по механической прочности (табл. П.5.6) равными 2.5мм^2.

Определяем действительную потерю напряжения на остальных участках.

Определяем сечение второй группы.

S_{1-9 =}

учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_1-9 =2.5 мм² Определим коэффициент мощности на участке 1-9:

Определяем расчётный ток на участке 1-9:

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=21А

I_доп ≥ I_р

21 ≥ 3.65

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

I_у ≥ 1.4·I_р

I_у = 6> 5.11А (из табл. П.5.10 [3])

Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата

I_доп ≥ β·I_у

I_доп = 21> 1 · 6= 6А - условие выполняется.

Определяем действительную потерю напряжения в линии 1-9

Определяем сечение третьей группы:

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_1-16=2.5 мм²

По механической прочности принимаем сечение на остальных участках 2.5 мм^2.

Определим коэффициент мощности на участке 1-40:

Определяем расчётный ток:

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=21А

I_доп ≥ I_р

21 ≥ 3.85

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

I_у ≥ 1.4·I_р

I_у = 6> 5.39 (из табл. П.5.10 [3])

Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата

I_доп ≥ β·I_у

I_доп = 21> 1*6= 6А - условие выполняется.

Так как сечение на головном участке данной групповой линии менее 2.5 мм^{2, т}о сечение последующих участков линии не рассчитываем, а принимаем по механической прочности (табл. П.5.6) равными 2.5мм².

Определяем сечение четвертой группы:

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_1-19 =2.5 мм²

Определим коэффициент мощности на участке 1-19:

Определяем расчётный ток на участке 1-19:

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=21А

I_доп ≥ I_р

21 ≥ 1.61

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

I_у = 6>1.61Атабл. П.5.10 [3])

Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата

I_доп ≥ β·I_у

I_доп = 21> 1 ·6=6А условие выполняется.

Определяем сечение пятой группы:

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_1-17=2.5 мм^2. По механической прочности принимаем сечение на остальных участках 2.5 мм^2.

Определим коэффициент мощности на участке 1-17:

Определяем расчётный ток на участке 1-17:

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=21А

I_доп ≥ I_р

21 ≥ 1.93

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

I_у = 6> 1.93 (табл П.5.10 [3])

Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата

I_доп ≥ β·I_у

I_доп = 21> 1 · 6= 6А - условие выполняется.

Так как сечение на головном участке данной групповой линии менее 2.5 мм^{2, т}о сечение последующих участков линии не рассчитываем, а принимаем по механической прочности (табл. П.5.6) равными 2.5мм².

Определяем сечение шестой группы:

С учётом механической прочности принимаем ближайшее, стандартное большее сечение S_1-67=2.5 мм^2. По механической прочности принимаем сечение на остальных участках 2.5 мм^2.

Определим коэффициент мощности на участке 1-33:

Определяем расчётный ток на участке 1-33:

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп=21А

I_доп ≥ I_р

21 ≥ 2.64

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

I_у = 6> 2.64 (табл П.5.10 [3])

Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата

I_доп ≥ β·I_у

I_доп = 21> 1 · 6= 6А - условие выполняется.

Так как сечение на головном участке данной групповой линии менее 2.5 мм^{2, т}о сечение последующих участков линии не рассчитываем, а принимаем по механической прочности (табл. П.5.6) равными 2.5мм².

Проводим аналогичный расчет для ЩО-2.

Результаты сводим в таблицу.

Таблица 6. Расчет сечений для второго щитка.

Участок	Sр. мм2	Iф, А	соs		Iрасц	Рф
1-38	2,5	4,33	0,87	0,01	6,3	2,9
38-39	2,5	2,35	0,85	0,03	6,3	0,44
3-44	2,5	3,21	0,85	0,44	6,3	0,6
38-49	2,5	3,21	0,85	0,75	6,3	0,6
38-54	2,5	1,75	0,93	0,01	6,3	0,36
38-71	2,5	1,5	0,85	0,04	6,3	0,28
38-76	2,5	3,21	0,91	1,4	6,3	0,64

Исходя из условий экономии электроэнергии и проводникового материала для подключения осветительного щитка, используем однофазную трёхпроводную линию, выполненную кабелем АВВГ 3×2.5.

3.6 Мероприятия по повышению коэффициента мощности электрической сети осветительной установки

Повышение коэффициента мощности электроустановок - важная задача, так как низкий cosφ приводит к перерасходу металла на сооружение электрических сетей, увеличивает потери электроэнергии, недоиспользование мощности и снижение коэффициента полезного действия первичных двигателей и генераторов электростанций и трансформаторов электрических подстанций.

Для сельских электроустановок наиболее приемлемым способом повышения коэффициента мощности является компенсация реактивной мощности при помощи статических конденсаторов. Статические конденсаторы имеют очень малые потери мощности, бесшумны в работе, износоустойчивы, просты и удобны в эксплуатации.

Статические конденсаторы могут быть подобраны на малые мощности, что особенно важно для сельскохозяйственных установок.

Кроме того, выбор конденсаторных установок производится с учетом всех приёмников здания.

4. Эксплуатация осветительной установки

4.1 Определение мер защиты от поражения электрическим током

Для защиты людей от возможного поражения электрическим током электрические сети здания блока дезинфекции транспортных средств выполняются трёхпроводным кабелем, одна из жил которого выполняет роль специального защитного проводника. К ней подключаются все металлические предметы и корпуса светильников. Защитный проводник соединён с нулевой точкой трансформатора и заземляющим контуром. В помещении установлено УЗО, защищающее от токов утечки более 30 мкА.

При монтаже светильников на тросах несущие тросы зануляют не менее чем в двух точках по концам линии, путём присоединения к защитному (РЕ) проводнику, гибким медным проводником. Соединение гибкого проводника с тросом выполняется с помощью ответвительного зажима.

Сопротивление изоляции кабелей осветительной сети должно быть не менее 0.5МОм.

Светильники во всех помещениях расположены на высоте 2.5м, что затрудняет к ним доступ без специальных приспособлений и способствует электробезопасности.

4.2 Указания по энергосбережению и эксплуатации осветительной установки

При проектировании осветительной установки были использованы следующие светотехнические решения:

1. для производственных помещений использованы наиболее экономные источники освещения, а именно: газоразрядные лампы низкого давления;

2. стены помещения покрыты побелкой с целью увеличения коэффициента использования светового потока;

3. схема питания освещения - радиальная;

4. принято наибольшее разрешённое напряжение питания;

5. групповой щит установлен в центре электрических нагрузок;

6. лампы имеют диапазон рабочего напряжения равный напряжению питания, что позволяет избежать перерасхода электроэнергии и уменьшения срока службы.

Эксплуатация электрооборудования осуществляется энергетической службой предприятия с участием "Агропромэнерго"

Энергосберегающие мероприятия при эксплуатации осветительных установок:

своевременная очистка светильников;

своевременная замена ламп;

окраска рабочих поверхностей в светлые тона;

чистка оконных проёмов.

Литература

1. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 2000г.

2. Стандарт предприятия. СТП БАТУ01.11 - 98. Правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ) для специальности С.03.02. - 00 "Электрификация и автоматизация сельского хозяйства" - Мн.: Ротапринт БАТУ 1999г.

3. Николаёнок М.М., Заяц Е.М. Расчёт осветительных и облучательных установок сельскохозяйственного назначения. Под ред. Зайца Е.М. - Мн.: ООО "Лазурак", 1999г.

4. Электрооборудование осветительных и облучательных установок. Справочное пособие под редакцией В.П. Степанцова. - Мн.: Ураджай, 1991г.

Минсельхозпрод Республики Беларусь Белорусский государственный аграрный технический университет Кафедра электрооборудования с. х. предприятийРасчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине &quot;Электрическое освещение и

 

• 14:21 05 Июля 2016
  Российско-китайский медуниверситет откроет магистерскую программу по TCM
• 01:21 05 Июля 2016
  На форуме МГУ Россия и Китай обсудят научно-образовательное сотрудничество
• 11:00 04 Июля 2016
  Реморенко: "ЕГЭ-туризм" в России сходит на нет
• 10:52 04 Июля 2016
  Летняя российско-австрийская школа откроется в Москве
• 15:31 01 Июля 2016
  В СПбГУ могут воссоздать географический факультет

Заказать уникальную работу