Проект осветительной установки молочного блока производительностью 3 тонны молока в сутки
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 молочного блока производительностью 3 тонны молока в сутки»
Выполнил студент 6эпт группы 5 курса
Жигалко А.Г.
004168
Руководитель Никалаенок М.М.
Минск 2007г.
Аннотация
Курсовой проект по дисциплине «Электрическое освещение и облучение» на тему «Проект осветительной установки дезинфекционного блока транспортных средств» состоит из расчётно-пояснительной записки на 26 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 молочного блока, рассмотрены вопросы энергосбережения и эксплуатации осветительной установки.
Ключевые слова осветительная установка, нормированная освещённость, точечный метод, метод коэффициента светового потока, метод удельной мощности.
Содержание
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 в помещении
2.6.1 Точечный метод расчёта
2.6.2 Метод коэффициента использования светового потока
2.6.3 Метод удельной мощности
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
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
Данный молочный блок предназначен для сбора, хранения и последующей реализации молока населению.
Стены здания выполнены из обыкновенного глиняного кирпича. Перекрытие — совмещенное из сборных железобетонных плит. Полы — асфальтобетонные, бетонные из керамических плиток и линолеума. Окна, двери — деревянные.
Отделочные работы — внутренняя поверхность стен штукатурится керамической плиткой; в проходной, коридоре и тамбуре окрашивается клеевой краской с устройством панели масляной окраски на высоту дверных проёмов; в остальных помещениях стены белятся известью.
Инженерное оборудование.
Отопление — центральное водяное с параметрами 95 — 70°С.
Вентиляция — приточно-вытяжная с механическим побуждением.
Таблица 1 — Характеристика помещений
№ на плане
Наименование и размеры (длина х ширина х высота, м) помещений
Характеристика поверхностей
стен
потолка
1
Молочная (6х6х2,7)
Штукатурится керамической плиткой
Чистые бетонные плиты
2
Вакуум-насосная (3х2х2,7)
Чистая бетонная штукатурка, окрашенная светлой известковой краской
То же
3
Моечная (3х2х2,7)
Штукатурится керамической плиткой
То же
4
Лаборатория (4х3,5х2,7)
Штукатурится керамической плиткой
То же
5
Компрессорная (4х2,5х2,7)
Чистая бетонная штукатурка окрашенная известковой краской
То же
6
Тамбур (1,5х1,5х2,7)
Чистая бетонная штукатурка окрашенная известковой краской
То же
7
Венткамера (4,5х6,5х2,7)
Чистая бетонная штукатурка окрашенная клеевой краской
То же
8
Манеж (4,5х3х2,7)
Чистая бетонная штукатурка окрашенная известковой краской
То же
9
Лаборатория (2,3х2,5х2,7)
Штукатурится керамической плиткой
То же
10
Инвентарная и склад моющих средств (2,2х2,5х2,7)
Чистая бетонная штукатурка
То же
11
Санузел (2,5х2,5х2,7)
Штукатурится керамической плиткой
То же
12
Коридор (10,5х1,5х2,7)
Чистая бетонная штукатурка окрашенная известковой краской
То же
1.2 Описание технологического процесса
Полученное молоко из молочно-товарной фермы по молокопроводам поступает в молочный блок где оно проходит процесс очистки, тепловой обработки, и далее поступает на временное хранение в специальные резервуары и реализацию населению.
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».
В соответствии с требованиями СНиП для помещений производственного назначения (№1) принимаем газоразрядные лампы низкого давления, а в помещениях вспомогательного характера №2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 — лампы накаливания.
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 Кз, 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.
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 2,7м, то целесообразно (табл.3.1) выбрать светильник, имеющий кривую силы света Г-1. Окончательно принимаем светильник ЛСП18-40 прямого светораспределения (П) с кривой силой света (Д-1) и степенью защиты 5′4.
Аналогично выбираем светильники для других помещений и данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2 — Результаты выбора светильников
№ по плану и 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. Молочная
Сырое
150
1.3
Пол
Общая равномерная во всех помещениях
5′4
Рабочее во всех помещениях
ЛСП18-40
Д-1
5′4
2. Вакуум-насосная
сухое
75
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
3. Моечная
Особо сырое
100
1,15
Пол
Ip54
НСП11-100
Д-2
Ip54
4. Лаборатория
сухое
100
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
5. Компрессорная
сухое
50
1,15
B-1.5
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
6. Тамбур
влажное
50
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
7. Венткамера
сухое
50
1,15
B-1.5
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
8. Манеж
сухое
100
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
9. Лаборатория
сухое
100
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
10. Инвентарная и склад моющих средств
сухое
20
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
11. Санузел
сырое
75
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
12. Коридор
сухое
50
1,15
Пол
Ip20
НСП11-100
Д-2
Ip54
2.5 Размещение осветительных приборов в освещаемом пространстве
Размещение светильников при равномерном освещении производят по углам прямоугольника (соотношение сторон не более 1.5 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.
2.6 Расчёт мощности или определение количества светильников, устанавливаемых в помещении
Помещение №1. По табл. П.3.3, высота светильника hcв=0м. Светильник крепится на потолок, на высоте Но=2,7м.
Расчётная высота установки светильника,
Нр =Но — hсв = 2,7-0 = 2.7м.
где Но — высота помещения, м; hс — высота свеса светильника (расстояние от светового центра светильника до перекрытия), определяемая с учётом размеров светильников и способа их установки, м; Для светильника ЛСП18-40 λс=1,45 (табл. П.3.14). Расстояние между рядами светильников и между светильниками в ряду
L′А, В= (1,45) ·Нр= (1,45) ·2.7=3,78м.
Расстояние от стены до крайнего ряда и до крайнего светильника в ряду
l′А,B= (0.4) L′А, В =0.4·3.78=1.51 м
Число рядов
N2=
где В — ширина помещения, м;
Принимаем N2=2ряда. Расстояние от стены до крайнего ряда lв=1.5м.
Определяем число светильников в ряду
N1=
Где А — длина помещения, м.
Принимаем 2 светильника
Определяем общее количество светильников в помещении
=2·2=4шт.
Действительное расстояние между рядами светильников и между светильниками в ряду
LА= Lв=
Где а =0,4 при lAB =0.3LAB и а=0 при lAB =0.5LAB
Помещение №2. По табл. П.3.3, высота светильника hcв=0м. Светильник крепится на потолок, на высоте Но=2,7м.
Расчётная высота установки светильника,
Нр =Но — hсв = 2,7-0 = 2.7м.
где Но — высота помещения, м;
hс — высота свеса светильника (расстояние от светового центра светильника до перекрытия), определяемая с учётом размеров светильников и способа их установки, м;
Для светильника НСП11-100 λс=1,3 (табл. П.3.14). Расстояние между рядами светильников и между светильниками в ряду
L′АВ= 1,3·Нр= 1,3·2.7=3,51м.
Расстояние от стены до крайнего ряда и до крайнего светильника в ряду
l′АВ=0,4L′в=0,4·3,51=1,4м.
Число рядов
N2=
где В — ширина помещения, м;
Принимаем N2=1ряд.
Определяем число светильников в ряду
N1=
Где А — длинна помещения, м. Принимаем 2 светильника.
Определяем общее количество светильников в помещении
N=N1·N2=2·1=2 шт.
Действительное расстояние между рядами светильников
LА=; LВ=
Помещение №12. По табл. П.3.3, высота светильника hcв=0м. Светильник крепится на потолок, на высоте Но=2,7м.
Расчётная высота установки светильника,
Нр =Но — hсв = 2,7-0 = 2.7м.
где Но — высота помещения, м; hс — высота свеса светильника (расстояние от светового центра светильника до перекрытия), определяемая с учётом размеров светильников и способа их установки, м. Для светильника НСП11-100 λс=1,3 (табл. П.3.14). Расстояние между рядами светильников и между светильниками в ряду
L′АВ= 1,3·Нр= 1,3·2.7=3,51м.
Расстояние от стены до крайнего ряда и до крайнего светильника в ряду
l′АВ=0,4L′в=0,4·3,51=1,4м.
Число рядов
N2=
где В — ширина помещения, м;
Принимаем N2=1ряд.
Определяем число светильников в ряду
N1=
Где А — длинна помещения, м.
Принимаем 4 светильника.
Определяем общее количество светильников в помещении
N=N1·N2=4·1=4 шт.
Действительное расстояние между рядами светильников
LА=; LВ=
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
НР, м
Количество, шт.,
Расстояние, м
N2
N1
N
LA
LB
l′АВ
1. Молочная
2,7
2
2
4
2.72
2.72
1.51
2. Вакуум-насосная
2,7
1
2
2
1.3
1.6
1.4
3. Моечная
2,7
1
2
2
1.3
1.6
1.4
4. Лаборатория
2,7
2
2
4
1.8
1.59
1.4
5. Компрессорная
2,7
1
2
2
1.82
2.08
1.4
6. Тамбур
2,7
1
1
1
1.25
1.25
1.4
7. Венткамера
2,7
1 1
2 1
2 1
2.95
2.04
1.4
8. Манеж
2,7
2
2
4
2.04
1.36
1.4
9. Лаборатория
2,7
2
2
4
1.36
1.13
1.4
10. Инвентарная и склад моющих средств
2,7
1
1
1
1.8
2.08
1.4
11. Санузел
2,7
1
2
2
1.56
2.08
1.4
12. Коридор
2,7
1
4
4
2.5
1.25
1.4
2.6.1 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 №1 (формат А1), приняв исходные данные по табл.2,3.
1. По табл.2 определяем Ен=150лк, коэффициент запаса Кз=1.3 Расчётная высота установки светильников Нр=2.7м (табл.3)
2. Размещаем ряды светильников на плане помещения в соответствии с исходными данными и намечаем контрольную точку А (рис.1).
Рис.1 — план помещения №1.
3. Определяем длины полурядов и расстояние от контрольной точки до проекции рядов на рабочую поверхность (Рис.1).
L11=L21=Нр/2=1.35м.
L12 = L22 = А — 2lа — L11 = 6 — 2 ·1,51 — 1,35 = 1,65м.
Р1=Р2=1.51м.
4. Определяем приведённые размеры
L′11=L′21=L11/Нр=1,35/2.7=0,5
L′12 = L′22 = L12/Нр=1,65/2.7=0,61
Принимаем L′12 = 1.
Р′1=Р′2=1,51/2,7=0,55
По рис.3.10 определяем условную освещённость в контрольной точке от всех полурядов (светильник ЛСП 18-40 имеет кривую силы света Д-1), для которых приведённое расстояние Р′≤4
е11=60лк; е21=60лк; е12=70лк; е22=70лк;
Суммарная условная освещённость в контрольной точке
∑еа = е11 + е21 + е12 + е22 = 60 + 60 + 70 + 70 = 260 лк.
5. Определяем расчётное значение линейной плотности светового потока
Ф′р=-1
где Ен — нормированное значение освещённости рабочей поверхности, лк;
Кз — 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 150лк. Принимаем лампу типа ЛД и учитывая мощность светильника, окончательно — ЛД-40.
По табл. П.2.7, поток лампы Фл=2500 лм.
7. Количество светильников в светящемся ряду длиной
Lр = А — 2·lа = 6 — 3 = 3 м
N1 =
где nс — число ламп в светильнике, шт.;
Lр — длина светящегося ряда, м.
Принимаем N1=2.
8. Расстояние между светильниками в ряду, предварительно определив длину светильника по табл. П.3.3 lс=1.348м,
м
9. Проверяем расположение светильников в ряду с учётом требований равномерности
0 ≤ lр ≤ 1.5·L′в
0 ≤ 0,3 ≤ 5,67
Требование равномерности выполнено. 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.
Помещение №2.1 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 ρп=70%, стен ρс=50%, рабочей поверхности ρр=30%.
3. Индекс помещения
i = 0,44
4. По КСС светильника Д-2, индексу помещения i= 0,44 и коэффициентам отражения поверхностей ρп=70%, ρс=50%, ρр=30% определяем коэффициент использования светового потока в нижнюю ή1=44% (табл. П.3.23), — и в верхнюю ή2=25% (табл. П.3.25), — полусферы. В табл. П.3.4 находим КПД в нижнюю (ήн=40%) и в верхнюю (ήв=30%) полусферы. Коэффициент использования светового потока
ή = ή1·ήн + ή2·ήв = 0,44·0,4+0,25·0,3=0,251
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 БК и, исходя из мощности светильника, окончательно — лампу БК-100, поток которой Фл = 1450 лм (табл. П.2.7).
6. Суммарное число светильников в помещении
N∑ =
где S — площадь освещаемого помещения, м2.
Z — коэффициент минимальной освещённости (отношение средней освещённости к минимальной);
ή — коэффициент использования светового потока в долях единицы.
Принимаем число светильников в помещении N∑=2
7. Число светильников в ряду
N1 = N∑ / N2 =2/1=2
Результаты расчёта приведены на плане помещения (формат А1).
2.6.3 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 №12.1 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)
Рудт=15,7 Вт/м2.
3. Определяем в зависимости от материала и окраски поверхностей коэффициенты отражения потолка ρп=50%, стен ρс=30%, рабочей поверхности ρр=10% (табл. П.3.22).
4. Вычисляем поправочные коэффициенты
К1 — коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению;
К1 = Кзреал / Кзтабл = 1.15/1.3 = 0.86
где Кзреал = 1.15 — реальное значение коэффициента запаса осветительной установки (табл.2); Кзтабл = 1.3 — табличное значение коэффициента запаса осветительной установки; К2 — коэффициент приведения коэффициентов отражения поверхностей помещения к табличному значению; К2 =1, К4 — коэффициент приведения напряжения питания источников к табличному значению; К4=1 так как Uс = 220 В.
Расчётное значение удельной мощности
Руд = Вт·м2
5. Расчётное значение мощности лампы
Рр = Вт
6. Подбираем мощность лампы с учётом требований 0,9Рр ≤ Рл ≤ 1,2Рр
(табл. П.2.6)
0,9·36 ≤ Рл ≤ 1,2·36
32,4 ≤ 40 ≤ 43,2
Выбираем лампу БК 220 — 230 — 40
7. Проверяем возможность установки лампы в светильник Рл ≤ Рсвет;
Рл = 40 Вт < 100 Вт = Рсвет.
Результаты расчёта приведены на плане помещения (формат А1).
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 щиtkob до светильников или облучателей и штепсельных розеток. К питающим линиям относят участки сети от источника питания до групповых щитков.
Питающие линии обычно выполняют четырехпроводными (трёхфазными), а групповые — двух- , 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 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.
В помещениях данного блока отсутствуют светильники переносные и местного освещения, высота подвеса светильников общего освещения не менее 2.5 м от пола.
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
nш=
где nщ — 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 хц, уц — координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;
Рi — мощность i-й электрической нагрузки, кВт;
хi, уi — 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 = 12 м.
Вычисляем требуемое количество групповых щитков по формуле
nш = =
Принимаем один щиток. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки. Исходя из количества светильников и мощности ламп, в каждом помещении определяем установленную мощность по формуле Рi = N1i N2i nci Pлi
Р1 = 2 · 2 · 1 · 0,04 = 0,16 кВт,
Р2 = 2 ·1 · 1 · 0,1 = 0,24 кВт,
Р3 = 2 · 1 · 1 · 0,4 = 0,2 кВт,
Р4 = 2 ·2 · 1 · 0,14 = 0,4 кВт,
Р5 = 2 ·1 · 1 · 0,04 = 0,08 кВт,
Р6 = 1 ·1 · 1 · 0,04 = 0,04 кВт,
Р7 = 1 ·3 · 1 · 0,04 = 0,12 кВт,
Р8 = 2 ·2 · 1 · 0,1 = 0,4 кВт,
Р9 = 2 ·2 · 1 · 0,06 = 0,24 кВт,
Р10 = 1 ·1 · 1 · 0,04 = 0,04 кВт.
Приняв, что нагрузка каждого помещения сосредоточена в центре, и построив оси координат, определим координаты центров всех помещений, считая левый нижний угол началом координат.д.анные сводим в таблицу 4.
Таблица 4 — определение координат центра нагрузок
№ по плану и наименование помещения
Руст, кВт
Х, м
У, м
1. Молочная
0,16
3
3
2. Вакуум-насосная
0,2
7
1,5
3. Моечная
0,2
7
4,5
4. Лаборатория
0,4
10
1,75
5. Компрессорная
0,08
10
4,75
6. Тамбур
0,04
11,25
6,75
7. Венткамера
0,12
8,75
9,75
8. Манеж
0,4
1,5
9,75
9. Лаборатория
0,24
4,25
10,85
10. Инвентарная и склад моющих средств
0,04
4,25
8,6
11. Санузел
0,12
10
8,75
12. Коридор
0,12
5,25
6,75
Определяем координаты центра электрических нагрузок всего здания по формуле
м,
м.
С учётом рассчитанного центра электрических нагрузок и с целью обеспечения удобства обслуживания и экономии проводникового материала размещаем групповой щиток на стене, максимально близко к центру электрической нагрузки.
Определяем требуемое количество групповых линий в групповом щитке
1). Количество однофазных групп
Для удобства управления освещением в разных концах здания принимаем две 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 медньгми 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 помещениях молочного блока способ прокладки кабеля -скрытая проводка.
По категории помещения и условиям окружающей среды из табл. П.5.1 [3] выбираем кабель АВВГ.
Составляем расчётную схему сети.
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% и коэффициент спроса Кс = 0.85 (П.5.5 [3]). Тогда расчётное значение сечения проводника на участке 0 — 1
где S — сечение проводов участка, мм2;
∑М = ∑Рl — сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;
∑αm — 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,
— допустимая потеря напряжения,% от Uн;
L — длина участка, м.
Определяем сечение на головном участке
С учётом механической прочности принимаем ближайшее стандартное большее сечение S0-1=4 мм2
Определим коэффициент мощности на участке 1-2
Определяем расчётный ток на участке 1-2
где Uл=220В
Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=28А.
Iдоп ≥ Iр
28 ≥ 3,4А — условие выполняется.
Определяем действительную потерю напряжения в линии гр.1.
Потери в линии не превышают допустимых.
По расчётному току выбираем на вводе автоматический выключатель типа АЕ2066 с Iн. пл. вст=20А, установленный в распределительном шкафу типа ПР11-3046-21У3 с Iн. =90 А.
Определяем сечение первой групповой линии
С учётом механической прочности принимаем ближайшее стандартное большее сечение S1-2=2.5 мм2. Приняв для люминесцентных одноламповых светильников соsφл. л.1=0.85, для ламп накаливания cosφл. н=1.0
Определим коэффициент мощности на участке 1-2
Определяем расчётный ток на участке 1-2
где Uл=220В
Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=19А.
Iдоп ≥ Iр
19 ≥ 6,2А — условие выполняется.
Определяем действительную потерю напряжения в линии гр.1.
ΔU1-4= ΔU1-2+ ΔU2-6+ ΔU5-6+ ΔU4-5 =0,09+0, 19+0,22+0,16=0,66%<<2.5%
Потери в линии не превышают допустимых.
По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.
Iу ≥ Iр = 6,2А, Iу = 8 > 6,2 А (из табл. П.5.10 [3])
Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата
Iдоп ≥ βIу
где β — коэффициент учитывающий нормированное соотношение между длительно допустимым током проводников и токов уставки защитного аппарата (П.5.1 [3]) β = 1.
Iдоп = 19А > 1 · 8 = 8 А Условие выполняется.
Определяем сечение второй группы
С учётом механической прочности принимаем ближайшее стандартное большее сечение S1-3=2.5 мм2
Определим коэффициент мощности на участке 1-9
, т.к на участке 1-3 — лампы накаливания.
Определяем расчётный ток на участке 1-9
Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=19А.
Iдоп ≥ Iр
19 ≥ 4,72А — условие выполняется.
По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.
Iу ≥ Iр = 4,72А
Iу = 6,3 > 4,72 А (из табл. П.5.10 [3])
Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата Iдоп ≥ βIу
где β — коэффициент учитывающий нормированное соотношение между длительно допустимым током проводников и токов уставки защитного аппарата (П.5.1 [3]) β = 1.
Iдоп = 19А > 1 · 6,3 = 6,3 А Условие выполняется.
Определяем действительную потерю напряжения в линии гр.2.
ΔU1-13= ΔU1-3+ ΔU3-11+ ΔU3-12 +ΔU3-13==0,054+0,072+
0,022+0,176=0,324%<<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 молочного блока 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 50 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 2,7м, 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.
«