БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра: "Электротехнологий"
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине:
"Светотехника и электротехнология"
на тему:
"Проектирование электрического освещения сельскохозяйственных объектов"
Брянск 2009
Введение
Искусственное освещение сельскохозяйственных помещений, облучение животных и растений – это одна из сфер использования электрической энергии. Для этих целей на сельскохозяйственных предприятиях расходуется около 19…28% всей потребляемой электроэнергии.
Искусственное освещение помещений, облучение животных и растений производиться различными осветительными приборами.
Осветительным прибором называют совокупность источника света и арматуры, предназначенной для рационального перераспределения светового потока, защиты глаз от чрезмерной яркости, крепление и предохранение от механических повреждений и загрязнений.
Светильники, выпускаемые промышленностью, отличаются формой кривой силы света, характеристиками светораспределения, типоразмером источника, способом установки и возможностью перемещения при эксплуатации, степенью защиты от пыли и воды, а также классом защиты от поражения электрическим током.
1. Исходные данные
Ремонтная мастерская:
Размеры 54м – 16м – 4,5м
Площадь 864 м2
Помещение для персонала:
Размеры 19,44м – 8м – 4,5м
Площадь 155,52 м2
Инвентарная:
Размеры 19,44м – 8м - 4,5м
Площадь 155,52 м2
2. Характеристика объекта
Объектом является кормоцех площадью 864 м2
. Класс опасности данного помещения повышенный, так как полы токопроводящие, а изолирующие покрытие имеется лишь в определенных местах помещения.
Проведем характеристику каждого помещения:
Основное помещение - низкая влажность, токопроводящий пол;
Помещение для персонала - низкая влажность, токопроводящий пол;
Инвентарная - низкая влажность, токопроводящий пол.
3. Светотехническая часть
3.1 Выбор источника света
В применяемых электрических источниках света электрическая энергия преобразуется в лучистую двумя основными способами: нагрева тела электрическим током и электрическим разрядом в газах и парах металлов. В соответствии с этим электрические источники света подразделяются на тепловые и разрядные.
Тепловые источники света выполняют в виде различных ламп накаливания (ЛН).
Разрядные источники света делятся на разрядные лампы низкого давления - люминесцентные лампы (ЛЛ) и разрядные лампы высокого давления: дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ), металлогалогенные лампы ДРИ) и натриевые лампы (ДНаТ).
Выбор источников света определяется показателями экономической целесообразности и эффективности.
Лампы накаливания следует применять для освещения вспомогательных (санузлы, лестницы, коридоры, тамбуры и т.д.) и складских помещений, и помещений с частыми включениями и отключеньями ламп. Их допускается использовать в помещениях основного производственного назначения для хранения селькохозяйственной продукции, размещения растений, животных и птицы.
Люминесцентные лампы следует использовать при повышенных требованиях к цветопередаче, в помещениях с напряженной зрительной работой, в общественных и административных зданиях.
Разрядные лампы высокого давления применяют для освещения высоких производственных помещений при высоте подвеса не менее 4м и для освещения открытых территорий, улиц, дорог.
При выборе источника света необходимо учитывать, что расход электрической энергии по сравнению с лампами накаливания меньше при лампах ДРЛ на 40%, люминесцентных - 55%, металлогалогенных - типа ДРИ - 65%, натриевых лампах - до 70%.
В связи с вышеуказанным в основном помещении и помещение для персонала устанавливаем светильники с лампами ДРЛ, в инвентарной устанавливаем лампы накаливания.
3.2 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса
Нормированная освещенность - это наименьшая допустимая освещенность в "наихудших" точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников. Значение нормированной освещенности выбирается в зависимости от характера зрительной работы, размеров объекта различия, фона и контраста объекта с фоном, вида и системы освещения, типа источника света.
На основе СНиП 23-05-95 разработаны отраслевые нормы рабочего освещения производственных, административных, общественных и бытовых помещений. В том числе и для сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений.
При выборе нормированной освещенности необходимо иметь в виду, что в общем случае при освещенности внутри помещения до 50лк в качестве источника света следует использовать лампы накаливания, а свыше 50лк - люминесцентные. Нормы освещенности для люминесцентного освещения из-за его специфики превышают нормы, установленные для ламп накаливания.
Снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света и их старения при расчетах учитывают коэффициент запаса .Кз
. Для ламп накаливания принимают К3
=1,15...1,7, для газоразрядных К3
=1,3...2,1. Для сельскохозяйственных производственных помещений рекомендуется принимать для ламп накаливания К3
=1,15, для газоразрядных К3
=1,3. Для помещений общественных и жилых зданий рекомендуется принимать для ламп накаливания К3
=1,3, для газоразрядных К3
=1,5.
| Наименование помещения | Нормируемаяосвещенность, лк |
| Основное помещение | 100 |
| Помещение для персонала | 300 |
| Инвентарная | 20 |
Таблица 1 – Нормируемая освещенность помещений кормоцеха.
3.3 Выбор типа светильника
Выбор светильников определяется: характером окружающей среды, требованиями к характеру светораспределения и ограничения слепящего действия, экономической целесообразностью и эксплуатационной группой светильников.
Светильники выбирают так, чтобы степень защиты соответствовала характеру окружающей среды в помещении.
Для сухих отапливаемых помещений тип светильников выбирают по светотехническим характеристикам, а для помещений со сложными условиями еще и его исполнению.
По характеру светораспределения для производственных помещений обычно применяют светильники прямого или преимущественно прямого распределения с типовыми кривыми силы света (КСС) К, Г или Д. Для административных, общественных и жилых помещений применяют светильники рассеянного, преимущественно отраженного или отраженного светораспределения с типовыми кривыми силы света М, Л или Ш.
С увеличением высоты помещения предпочтение отдается светильникам с более концентрированными кривыми силы света Г, Д и т.д.
Для создания требуемого уровня освещенности в вертикальной плоскости применяют светильники класса Р с полуширокой кривой типа Л или равномерной типа М.
Затраты на оборудование и эксплуатацию осветительных установок определяются сроком службы источников, ценой источников и осветительных приборов, числом чисток и стоимостью одной чистки осветительных приборов.
Руководствуясь вышеуказанным устанавливаем в основном помещении и помещения для персонала светильник с лампами ДРЛ, РСП 08, для сухих помещений, в инвентарной устанавливаем светильник НСП 01.
3.4 Выбор системы и вида освещения
В сельскохозяйственных помещениях предусматриваются следующие виды освещения: рабочее освещение двух разновидностей - технологическое и дежурное.
Технологическое освещение обеспечивает нужную продуктивность животных, птицы, а также условия видения для выполнения обслуживающим персоналом производственных операций. Технологическое освещение располагают в зоне расположения животных.
Рабочее освещение обеспечивает нормированную освещенность во всех точках рабочей поверхности. Рабочее освещение включается только при выполнении персоналом работ в данном помещении.
Дежурное освещение предназначено для наблюдения на объекте в ночное время с минимальной освещенностью. Светильники дежурного освещения выделяются из числа светильников общего освещения. В помещениях для содержания животных они составляют 10%, а в родильных отделениях 15% от общего числа светильников в помещении. Дежурное освещение располагается равномерно по проходам производственных помещений. К дежурному освещению может относиться наружное освещение входов в помещение.
Различают две системы освещения: общего и комбинированного. Система комбинированного освещения характеризуется наличием местных светильников, установленных непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.
Общее освещение может быть равномерным и локализованным. Общее равномерное освещение обеспечивает равномерное распределение освещения заданного уровня по всей поверхности помещения.
Общее локализованное освещение создает необходимую освещенность на различных участках освещаемой поверхности.
Для кормоцеха принимаем вид освещения рабочие, а систему – общее равномерное.
3.5 Размещение светильников
Существуют два вида размещения светильников: равномерное и локализованное. При локализованном способе размещения светильников выбор их места расположения решается в каждом случае индивидуально и зависит от технологического процесса и плана размещения освещаемых объектов.
Наиболее рациональным является равномерное размещение светильников по вершинам квадратов и прямоугольников. Оптимальное расстояние между светильниками определяется по формуле:
где λс
и λэ
- относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;
h - расчетная высота подвеса светильника, м;
L - расстояние между светильниками на плане, м.
Численные значения λс
и λэ
зависят от типа кривой силы света и определяются по таблице.
Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:
где Н - высота помещения, м;
hс
- высота свеса светильника, м;
hp
- высота освещаемой рабочей поверхности от пола, м.
Высота свеса подвесных светильников hс
= 0,3...0,5м, а для плафонов и встроенных светильников до hc
= 0,2м. Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих их раскачивания.
Расстояние от стен до крайних светильников выбирается в пределах l=(0,3—0,5)L. Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайними светильниками рекомендуется брать 0,3L.
При определении расстояния между светильниками с газоразрядными лампами λэ
не учитывается.
По рассчитанному значению L, l, длине А и ширине В помещения определяют число светильников по длине помещения.
Число светильников по ширине помещения:
И общее количество светильников в помещении:
Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом λс
, то полученные значения NA
и NB
округляют до целого числа в сторону наименьшего значения, если с учетом λэ
в сторону большего значения.
После чего размещают светильники на плане помещения и определяют действительные расстояния между светильниками и рядами.
При равномерном размещении светильников по углам прямоугольника рекомендуется, чтобы LA
:LB
< 1,5.
В узких помещениях допустимо однородное расположение светильников. Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется устанавливать рядами, преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами. Светильники с четырьмя и более люминесцентными лампами могут располагаться также, как и светильники с точечными источниками света (лампы накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ).
Следует отметить, что при проектировании осветительных установок со светильниками с люминесцентными лампами первоначально определяют только число рядов NB
, а число светильников в ряду NА
и в помещении N определяют следующим светотехническим расчетом. При этом светотехнически наивыгоднейшее относительное расстояние λс
определяется по поперечной кривой силы света светильников.
3.5.1 Размещение светильников в основном помещении
Принимаем что в данном помещении светильники находятся в углах квадрата. Расстояние между светильником в ряду и между рядами определяется по формуле:
где λc
– наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками, принимается по кривой силы света (в данном помещении установлен светильник РСП 20, кривая силы света для этого светильника Г ), λс
= 0,8…1,2 м;
h - расчетная высота установки светильника.
Рисунок 1 – Схема наглядного представления высот.
Расчетную высоту h, определяем по формуле:
где Н – высота помещения, принимаем Н = 4,5м;
hc
- высота свеса светильника (расстояние от светового центра до перекрытия), для данного светильника принимаем hc
= 0,3 м;
hр
- высота расчетной поверхности над полом, на которой нормируется освещенность, принимаем hр
= 0,8 м.
Определим расчетную высоту:
Расстояние между светильниками равно:
Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:
Получим:
Тогда по известным значениям и , длине A, и ширине B, помещения можно определить число рядов светильников, и число светильников в ряду.
Определим число рядов светильников:
где ширина помещения B = 16 м.
Определим число светильников в ряду:
где длина помещения A = 54 м.
Определим общее число светильников:
Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников:
Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:
3.5.2 Размещение светильников в помещении для персонала
Принимаем что в данном помещении светильники находятся в углах квадрата. Расстояние между светильником в ряду и между рядами определяется по формуле:
где λc
– наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками, принимается по кривой силы света (в данном помещении установлен светильник РСП 08, кривая силы света для этого светильника Г ), λс
= 0,8…1,2 м;
h - расчетная высота установки светильника.
Расчетную высоту h, определяем по формуле:
где Н – высота помещения, принимаем Н = 4,5м;
hc
- высота свеса светильника (расстояние от светового центра до перекрытия), для данного светильника принимаем hc
= 0,3 м;
hр
- высота расчетной поверхности над полом, на которой нормируется освещенность, принимаем hр
= 0,8 м.
Определим расчетную высоту:
Расстояние между светильниками равно:
Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:
Получим:
Тогда по известным значениям и , длине A, и ширине B, помещения можно определить число рядов светильников, и число светильников в ряду.
Определим число рядов светильников:
где ширина помещения B = 8 м.
Определим число светильников в ряду:
где длина помещения A = 19,44 м.
Определим общее число светильников:
Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников:
Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:
3.5.3 Размещение светильников в инвентарной
Принимаем что в данном помещении светильники находятся в углах квадрата. Расстояние между светильником в ряду и между рядами определяется по формуле:
где λc
– наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками, принимается по кривой силы света (в данном помещении установлен светильник НСП 02, кривая силы света для этого светильника М ), λс
= 1,8…2,6 м;
h - расчетная высота установки светильника.
Расчетную высоту h, определяем по формуле:
где Н – высота помещения, принимаем Н = 4,5м;
hc
- высота свеса светильника (расстояние от светового центра до перекрытия), для данного светильника принимаем hc
= 0,5 м;
hр
- высота расчетной поверхности над полом, на которой нормируется освещенность, принимаем hр
= 0 м.
Определим расчетную высоту:
Расстояние между светильниками равно:
Определим расстояние до крайних светильников или рядов светильников до стены, по формуле:
Получим:
Тогда по известным значениям и , длине A, и ширине B, помещения можно определить число рядов светильников, и число светильников в ряду.
Определим число рядов светильников:
где ширина помещения B = 8 м.
Определим число светильников в ряду:
где длина помещения A = 19,44 м.
Определим общее число светильников:
Определим действительное расстояние от стен до ближайшего ряда светильников:
Определяем расстояние до ближайшего светильника в ряду:
3.6 Светотехнический расчёт
Задача светотехнического расчета - определить потребную мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате расчета находят световой поток источника света, устанавливаемого в светильнике. По расчетному световому потоку выбирают стандартную лампу. Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного значения допускается в пределах
-10...+20 % . Если расхождение больше, то необходимо изменить число светильников, их размещение, тип и выполнить перерасчет, чтобы это расхождение укладывалось в допустимые пределы.
Иногда возникает необходимость в проверочном расчете - определение освещенности на рабочих поверхностях при известной установленной мощности источника.
Светотехнические расчеты осветительных установок в значительной мере унифицированы и обеспечены большим объемом справочных материалов. В практике расчета общего электрического освещения помещений наиболее распространены следующие методы светотехнического расчета: точечный метод, метод коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности, подразделенный, в зависимости от вида источника, на методы пространственных (лампы накаливания. ДРЛ, ДРИ, ДнаТ) и линейных (люминесцентные лампы) изолюкс.
3.6.1 Светотехнический расчет в основном помещении
Светотехнический расчет светильников в помещении для хранения кормов проведем точечным методом. Данный метод позволяет определить световой поток источников света, необходимый для создания требуемой освещенности в любой точке, произвольно расположенной на плоскости при известном размещении светильников, и условия, что отражение от стен, потолка, пола не учитывается.
На плане помещения с размещенными светильниками намечаем контрольные точки, в которых следует рассчитать по пространственным изолюксам условную освещенность.
Рисунок 2 – Схема выбора контрольных точек.
На плане помещения отметим две контрольные точки, точку a, и точку b. Составим для этих точек расчетную таблицу.
Таблица 2 – расчетная таблица.
| Контрольные точки | № светильника | d, м | е, лк | |
| От 1 св. | От всех светил. | |||
| a | 1, 2 | 1,7 | 14,14 | 28,28 |
| 17, 18 | 3,8 | 5,96 | 11,92 | |
| 33, 34 | 7,01 | 1,44 | 2,88 | |
| 3 | 5,1 | 3,08 | 3,08 | |
| 19 | 6,1 | 1,91 | 1,91 | |
| 35 | 8,5 | 0,77 | 0,77 | |
| b | 1, 2, 17, 18 | 2,4 | 10,71 | 42,84 |
| 3, 19, 33, 34 | 5,4 | 2,79 | 11,16 | |
| 35 | 7,21 | 1,11 | 1,11 | |
Условную освещенность еi
определяем по формуле:
где αi
- угол между вертикалью и направлением силы света i- ого светильника в контрольную точку, град.
Iα
1000
- сила света i-ого источника света с условной лампой, световой поток которой равен 1000 лм, в направлении расчетной точки, лк
Условную освещенность в контрольной точке определяют по формуле:
Расчетной точкой является точка a в которой ea
=48.84 лк.
Определим расчетный световой поток источника по формуле:
где Eн
- нормативная освещенность рабочей поверхности, Eн
= 300 лк
Кз
- коэффициент запаса, для ламп ДРЛ Кз
= 1,15;
μ - коэффициент добавочной поверхности, учитывая воздействие удаленных светильников и отраженных световых потоков, принимая μ=1,2;
еа
- суммарная условная освещенность в расчетной точке;
По данному световому потоку подбираем ближайшую лампу ДРЛ-125:
Световой поток лампы: Фл
= 6000 лк
Мощность лампы: Pл
= 125 Вт
Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:
Неравенство выполняется, значит лампу выбрали верно.
Определим установленную мощность осветительной установки по формуле:
где N – количество ламп, N = 80 штука.
Удельная мощность осветительной установки определяем по формуле:
где S – площадь помещения, S = 864 м2
.
3.6.2 Светотехнический расчет светильников в помещении для персонала
Светотехнический расчет для данного помещения проведем методом коэффициента использования светового потока.
Данный метод применяется при расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещении при отсутствии крупных затемняющих предметов, и с учетом отраженных от стен и потолка световых потоков.
ρп
=70%, ρс
=50%, ρр
=30%
Индекс помещения определим по формуле:
где A – длина помещения, A = 19,44 м;
B – ширина помещения, B = 8 м;
h - высота помещения, h = 4,5 м.
Определяем световой поток лампы по формуле:
где Eн
- нормируемая освещенность, Eн
= 300 лк;
Kз
– коэффициент запаса, для ламп ДРЛ, Kз
= 1,3;
S – площадь помещения, S = 155,52;
z – коэффициент неравномерности освещения, z = 1,15;
N – общие число светильников в помещении, N = 18 штук;
ηu
- коэффициент использования светового потока, определяется исходя из индекса помещения и коэффициента отражения поверхностей помещения, ηu
= 0,71;
По данному световому потоку, для служебного помещения, подбираем ближайшую лампу ДРЛ 125:
Световой поток лампу - Фл
= 6000 лм
Мощность лампы Pл
= 125 Вт
Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:
Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:
Неравенство выполняется, значит лампу выбрали
Определим установленную мощность осветительной установки по формуле:
где N – количество ламп, N = 18 штук.
Удельная мощность осветительной установки определяем по формуле:
где S – площадь помещения, S = 155,52 м2
.
3.6.3 Светотехнический расчет в инвентарной
Светотехнический расчет светильников в данном помещении проведем методом удельной мощности.
Этим методом пользуются для приближенного расчета осветительных установок помещений, в которых отсутствуют существенные затемнения поверхностей и освещенность которых не предъявляет особых требований, например вспомогательные и складские помещения, кладовые, коридоры и т.д.
Определим расчетную единицу мощности источника по формуле:
Где Pуд
– удельная мощность источника, определяется по нормируемой освещенности, расчетной высоте, площади и типа светильника.
Принимаем Pуд
=3,68 Вт/м2
S – площадь освещаемой поверхности, S = 155,52 м2
;
N – количество светильников, N = 3;
По расчетной мощности лампы, с учетом шкалы мощностей выбираем лампы Б-215 -225 -200
Световой поток лампы Фл
= 2920 лм
Мощность лампы Pл
= 200 Вт
Световой поток лампы выбран верно, если выполняется неравенство:
Неравенство выполняется, значит лампу выбрали верно.
Определим установленную мощность осветительной установки по формуле:
где N – количество ламп, N =3штуки.
Удельная мощность осветительной установки определяем по формуле:
где S – площадь помещения, S = 155,52 м2
.
3.7 Светотехническая ведомость
Результаты расчетов остальных помещений заносим в светотехническую ведомость
Таблица 5 – Светотехническая ведомость
Характеристика помещений |
Коэффициент отражения, % |
Нормированная освещённость, Em
лк |
Коэффициент запаса k3
|
Светильник | Лампа | Установленная мощность установки, кВт |
Удельная мощность, Вт/м2
|
|||||||
| № | Наименование | Площаь, | Высота, м | Потолок | Стена | Пол | Тип | Количество | Тип | Мощность, Вт | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 1 | Кормоцех | 864 | 4,5 | 50 | 30 | 10 | 100 | 1,15 | РСП 08 | 80 | ДРЛ 125 | 125 | 11,6 | 13,43 |
| 2 | Служебное помещение | 155,52 | 4,5 | 70 | 50 | 30 | 300 | 1,3 | РСП 08 | 18 | ДРЛ 125 | 125 | 2,61 | 16,78 |
| 3 | Инвентарная | 155,52 | 4,5 | 50 | 30 | 10 | 20 | 1,15 | НСП 02 | 3 | Б215-225-200 | 200 | 0,6 | 3,86 |
4. Электротехническая часть
4.1 Выбор напряжения и источника питания
Источниками питания осветительных установок сельскохозяйственных объектов чаше всего служат трехфазные понижающие трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4кВ, размещенные в населенных пунктах или вблизи предприятий сельскохозяйственного производства. Причем они общие для осветительных и силовых нагрузок.
В сельскохозяйственном производстве в основном применяют осветительные сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380/220В.
4.2 Выбор места ввода и установки осветительного щитка
Осветительный щит устанавливается вблизи основного рабочего входа в здание, в местах недоступных для случайных повреждений его, с учетом подхода воздушной линии. В то же время щит рекомендуется устанавливать в центре нагрузки. В случае, если некоторые перечисленные выше пункты при выборе щита окажутся противоречивыми, то решающими должны быть экономические соображения.
Ввод в помещение осуществляется наружной магистральной линией напряжением 380/220В, которая может быть воздушной (ВЛ) или кабельной (КЛ).
Питание рабочего освещения должно быть от отдельного ввода. Однако допускается питание осветительных щитков от общего с силовой нагрузкой ввода при условии, что питающая линия обеспечит отклонение напряжения у наиболее удаленных ламп не более 2,5% от номинального напряжения сети.
Групповые щитки располагают по возможности в центре питаемых или электрических нагрузок в местах, удобных для обслуживания. Рациональное размещение групповых щитков обеспечивает удобство эксплуатации осветительной установки и позволяет сократить протяжность внутренних сетей.
4.3 Компоновка осветительной сети
Компоновку осветительной сети начнем с выбора места ввода проводки в здание, которая должна учитывать удобство размещение осветительной сети, и равномерность размещения проводки.
Разделим всю осветительную нагрузку на три части, по числу фаз, затем каждую фазу делим на группы следуя рекомендациям:
Ток группы не должен превышать 25 А
Заканчивают этот раздел составлением расчетной схемы, на которой указывают все осветительные щиты и группы, число проводов и длину групп, мощность источников света и розеток, а также места ответвлений.
4.4 Выбор марок проводов, и способа их прокладки
Для распределения электроэнергии электрическая осветительная часть выполняется в виде электропроводки с установкой аппаратов автоматической защиты и коммутации.
Выбор марки провода для проводки осветительной сети определяется условиями окружающей среды, назначением помещения, электро- и пожаробезопасностью, удобством монтажа и эстетическими требованиями. Выбор производится по специальным таблицам.
Способ прокладки должен обеспечить надежность, долговечность, пожарную безопасность, экономичность и по возможности заменяемость проводов. Основными видами прокладок являются скрытые и открытые.
Скрытой электропроводкой называется проводка, проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях и т. д.).
Открытой электропроводкой называется проводка, проложенная по поверхности стен, потолков, по фермам и другим строительным элементам зданий, сооружений, по опорам и т. п.
В общественных, административных, бытовых, лабораторных помещениях, как правило, используют скрытые электропроводки. При скрытой прокладке плоских проводов под штукатуркой запрещается заделка проводов растворами, содержащими и другие вещества, которые могут разрушать изоляцию.
В производственных и вспомогательных помещениях следует преимущественно применять открытую проводку, выполненную на тросах или тросовыми проводами, кабелями, шнурами и изолированными проводами с размещением на изоляторах, в лотках, коробах, трубах. Открытые электропроводки должны прокладываться в местах, где исключена возможность их механических повреждений.
На вводе в помещение будем использовать кабель, марки ВВГ на скобах. От осветительного щитка будем применять провод ПВ. Провод проложим открыто.
4.5 Расчёт сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической прочности, тока нагрузки и потери напряжения.
В процессе монтажа и эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в зависимости от способа прокладки и материала токоведущих жил. Например, согласно ПУЭ в общем случае сечение жил проводов и кабелей, используемых для внутренней электропроводки, должно быть не менее 2,5 мм2
для алюминиевых жил и 1 мм2
для медных, а при прокладке на изоляторах - соответственно 4 мм2
и 1,5мм2
.
Нагрев проводников вызывается прохождением по ним электрического тока. Температура провода зависит от величины этого тока и условий теплоотдачи в окружающую среду. Допустимая температура провода ограничивается классом нагревостойкости его изоляции. Чтобы температура не превысила допустимого значения, в зависимости от класса изоляции, материала жил провода и способа его прокладки (в воздухе, в трубе, в земле и т.д.), для каждого стандартного значения согласно табличным данным, приводимых в ПУЭ, ограничивают допустимую силу рабочего тока. В приложении 14 приведены значения длительно допустимых токов нагрузки для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными и алюминиевыми жилами, проложенными открыто и в одной трубе.
Произведем расчет осветительной сети. Принимаем отклонения напряжения в сети 3 %. Сеть рассчитана на напряжение 380/220 В. Способ прокладки проводов в здании – открыто.
Расчет будем производить последовательно, вначале рассчитаем проводку до осветительного силового щитка, затем проведем расчет каждой фазы. В каждой фазе рассчитаем наиболее загруженную группу. Полученное сечение провода примем и в других группах.
Определим сечение проводов для участка S по формуле:
где - сумма моментов данного участка, и последующих их участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт×м
- сумма моментов от n участков с другим числом проводов, чем у рассчитываемого участка, умноженные на коэффициент α, кВт×м.
α - коэффициент приведения моментов.
C - характерный коэффициент сети
cosφ - средневзвешенный коэффициент мощности нагрузки
ΔU – располагаемая потеря напряжения, %
Определим моменты для каждого участка сети, по формуле:
где = мощность нагрузки участка, кВт
= длина участка, м
Рассчитаем моменты всех участков:
1·(10+2,75+1,1)= 13,85 кВт·м
= 0,12524,9+28,3+ 31,7+35,1+38,5+41,9+45,3+48,7+52,1)=53,2 кВт·м
0,125 · (4,8+8,2+11,6+15+18,4+21,8+25,2+28,6+32+35,4+38,8+
42,2+45,6+49+52,4+55,8) = 60,6 кВт·м
0,125·(8,3+11,7+15,1+18,5+21,9+25,3+28,7+32,1+35,5+38,9+42,3+
45,7+49,1+52,5+55,9+59,3)= кВт·м
0,125 · (11,7+15,1+18,5+21,9+25,3+28,7+32,1+35,5+38,9+42,3+
45,7+49,1+52,5+55,9+59,3+62,7) = 74,4 кВт·м
0,125 · (15,2+18,6+22+25,4+28,8+32,2+35,6+39+42,4+45,8+49,2+
52,6+56+59,4+62,8+66,2) = 81,4 кВт·м
+++
0,2 · (5,5+13,5+21,5)+0,5·5,3+0,125· (16,5+19,9+23,3+26,7+30,1+
33,5)+0,125· (13,1+16,5+19,9+23,3+26,7+30,1)+0,125·(16,5+19,9+23,3+
26,7+30,1+33,5)+0,5·14,2= 71,55 кВт·м
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка:
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим кабель на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
4≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим кабель по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
23,32 А ≤ 41,6 А
Оба условия выполняется, следовательно кабель выбран верно.
Определим потери напряжения для участка :
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
2,5 ≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
10,1 А ≤ 31,2 А
Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.
Определим потери напряжения для участка:
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
2,5 ≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
10,1А ≤ 31,2 А
Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.
Определим потери напряжения для участка :
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
2,5 ≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
10.1 А ≤ 31,2 А
Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.
Определим потери напряжения для участка :
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
2,5 ≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
10.1 А ≤ 31,2 А
Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.
Определим потери напряжения для участка :
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
2,5 ≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
10.1 А ≤ 31,2 А
Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.
Определим потери напряжения для участка :
Принимаем ближайшее стандартное сечение для данного участка;
Определим действительные потери на участке , по формуле:
Находим расчетный ток участка, по формуле:
где - количество фаз, фазы;
– фазное напряжение, = 220 В;
Проверим провод на прочность, при этом должно выполняться неравенство:
2,5 ≥ 1,5
Условие выполняется.
Проверим провод по допустимому нагреву, при этом должно выполняться условие:
19,44 А ≤ 31,2 А
Оба условия выполняется, следовательно провод выбран верно.
4.5 Выбор щита управления
Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий в осветительных сетях применяют осветительные щиты.
Осветительные щиты классифицируются по назначению, по способу установки (навесные, стоячие и т.д.), по виду защиты от воздействия окружающей среды (защищенные, защищенные с уплотнением, взрывозащитные), по схемам электрических соединений, по типам защиты на отходящих линиях с автоматическими выключателями (автоматами) или предохранителями. Поэтому осветительные щиты выбираются в зависимости от групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а гак же по условиям среды, в которых они будут работать.
Для сельскохозяйственных объектов рекомендуются щиты типов ОЩВ, ОП с плавкими предохранителями или автоматическими выключателями типа А 3161, АБ 25 и др.
Ток уставки аппарата защиты (предохранителя, автомата) Iу
определяется из условия
где Iр
- расчетный ток нагрузки участка линии, защищаемого данным аппаратом защиты, А,
Номинальные токи аппаратов защиты должны быть не менее расчетных токов защищаемых участков, по возможности близкими к ним и не должны отключать установку при включении ламп. Для этого номинальные токи плавких вставок предохранителей и уставок автоматических выключателей с учетом пусковых токов мощных ламп накаливания и ламп ДРЛ, ДРИ, ДНаТ относительно рабочего тока линий, как правило, завышают в 1,4 раза для автоматов и в 1,2 раза для предохранителей.
Для данной осветительной сети принимаем по одному автоматическому выключателю на группу.
Для первой группы с номинальным током 10,1 А, принимаем автоматический выключатель типа А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц;
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток расцепления, = 16 А;
Число полюсов – 1;
Применяется для защиты промышленных электрических сетей, электродвигателей, ламп.
Для второй группы с номинальным током 10,1 А, принимаем автоматический выключатель серии А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц;
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток, = 16 А;
Число полюсов – 1;
Применяется для защиты промышленных электрических сетей, электродвигателей, ламп.
Для третьей группы с номинальным током 10,1 А, принимаем автоматический выключатель серии А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц;
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток, = 16 А;
Число полюсов – 1;
Применяется для защиты промышленных электрических сетей, электродвигателей, ламп.
Для четвертой группы с номинальным током 10,1 А, принимаем автоматический выключатель серии А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц;
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток, = 16 А;
Число полюсов – 1;
Применяется для защиты промышленных электрических сетей, электродвигателей, ламп.
Для пятой группы с номинальным током 10,1 А, принимаем автоматический выключатель серии А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц;
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток, = 16 А;
Число полюсов – 1;
Применяется для защиты промышленных электрических сетей, электродвигателей, ламп.
Для шестой группы с номинальным током 19,44 А, принимаем автоматический выключатель серии А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц;
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток, = 25 А;
Число полюсов – 1;
Применяется для защиты промышленных электрических сетей, электродвигателей, ламп.
На входе в осветительный щит, с номинальным током 23,32 А, принимаем трехполюсный автоматический выключатель серии А 3161.
Род тока - переменный, частота 50(60)Гц
Номинальное напряжение, = 230/240В;
Номинальный ток, = 25 А;
Число полюсов – 3.
4.6 Меры безопасности при эксплуатации осветительных установок
Для обеспечения электробезопасности в сельскохозяйственных объектах, необходимо руководствоваться правилами технической эксплуатации (ПУЭ). К числу технических мер обеспечения электробезопасности, в первую очередь относят электрическую изоляцию, заземление, зануление, выравнивание защитных потенциалов, защитное отключение, применение малых напряжений, электрическое регулирование сети с помощью разделяющих трансформаторов.
Для обеспечения пожаробезопасности необходимо осветительные щиты, и выключатели выносить из пожароопасных зон.
Электроустановки запираемых складских помещений должны иметь аппараты для отключения силовых и осветительных сетей, независимо от наличия отключающих внутри помещения. Защитная аппаратура должна быть установлена на несгораемых материалах.
Заключение
В данной курсовой работе было необходимо рассчитать освещение сельскохозяйственного объекта – кузницы площадью 72.
Вначале, исходя из габаритов помещений, мы определим их площади.
Затем зная характер помещений и допускаемую нормируемую освещенность для каждого помещения выберем типы светильников, их количество и размещение внутри предложенных для рассмотрения помещениях.
В дальнейших расчетах определим сечение питающих жил, учитывая что в помещении предусмотрена установка розеток. Потом выбрали аппаратуру управления и защиты линий от возможных отказов и разместили ее в осветительном щите, расположение которого заранее было выбрано с учетом определенных требований.
В заключении расчетов были описаны некоторые из мер безопасности при эксплуатации осветительных установок.
Список литературы
1.Афанасьева Е. Н., Скобелев В.М. Источники света и пускорегулирующая аппаратура.- М.: Энергоатомиздат, 1986.-272 с.
2.Баев В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению.- М.: Агропромиздат,1991.-175 с.
3. Гаврилов П.В. Периодичность чисток светильников с люминесцентными лампами в коровниках // Светотехника,- 1992.-№1 - с.19-20
4.Газалов B.C. Светотехника и электротехнология. Часть 1.- Ростов на Дону: "Тера", 2004.-344с.
5.Живописцев Е.Н., Косицин О. А. Электротехнология и электрическое освещение.- М.: Агропромиздат, 1990.-303 с.
6.Жилинский Ю.Н., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение.-М.:Колос,1982.-272 с.
7.Кноринг Г.К. Методика расчета освещения при отсутствии расчетных таблиц и графиков для данного типа светильника // Светотехника.-1995.-№8.с. 27-30
8.Козинский В.Д. Электрическое освещение и облучение.- М.: - Агропро-издат, 1991.-239 с.
9.Лямцов А.К., Тищенко ГА. Электроосветительные и облучательные установки.- М.: Колос, 1983.- 224 с.
10.Методические рекомендации по применению инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения молодняка.- М.: ВИЭСХ, 1975.-60с.
11.Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий, сооружений.- М.: ВИЭСХ, 1992.-27с.
12.Правила устройства электроустановок.- М.: Энергоатомиздат, 1998.-550 с.
13.Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.М. Кноринга.- Л.: Энергия, 1976.-384 с.
14.Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга, 2 изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1995.-528 с.
15.Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства /Учебное пособие.- М,: Информагротех, 1993.-536 с.
16.Степанцов В.П. Светотехническое оборудование сельскохозяйственного производства / Справочное пособие.- Минск, Урожай, 1987.-216 с.
17.Фалилеев А.А., Ляпин В.Г. Проектирование электрического освещения.-М.:ВСХИЗО, 1989.-97 с.
18.Фрайа Л.Д. Оптимизация проектирования установок внутреннего освещения // Светотехника.- 1996.- №8. с. 19-21.
ЩепинаН.С. Основы светотехники.- М.: Энергоатомиздат, 1985.-320 с.