Минсельхозпрод Республики Беларусь
Белорусский государственный аграрный технический университет
Кафедра электротехнологии
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту подисциплине
“Электрическое освещение и облучение”
на тему:
“Проект осветительной установки свинарника для опоросов
на 24 места”
Выполнил: студент 9эпт группы 5курса
Потачиц Александр Геннадьевич — 0242033
Руководитель: ст. Преподаватель
Кустова Раиса Ивановна
Минск 2005 г.
Аннотация
Курсовой проект по дисциплине«Электрическое освещение и облучение» на тему «Проектосветительной установки свинарника для опоросов на 24 места» состоит израсчётно-пояснительной записки на 30 листах формата А4, содержащих 5 таблиц, 2рисунка и одного листа графической части формата А1.
В курсовом проекте разработанывсе пункты, согласно задания, а именно, произведён светотехнический и электрическийрасчёты осветительной установки блока для дезинфекции транспортных средств,рассмотрены вопросы энергосбережения и эксплуатации осветительной установки.
Ключевые слова: осветительнаяустановка, нормированная освещённость, точечный метод, метод коэффициентасветового 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 системы и вида освещения
2.3 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса
2.4 Выбор осветительных приборов
2.5 Размещение осветительныхприборов в освещаемом пространстве
2.6 Расчёт мощности или определение количествасветильников, устанавливаемых в помещении
2.6.1 Точечный метод расчёта
2.6.2 Метод коэффициента использования светового потока
2.6.3 Метод удельной мощности
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 групповыхщитков, выбор их типа и компоновка трассы сети
3.3 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладкисети
3.4 Защита электрической сети отаварийных режимов
3.5 Расчёт и проверка сечения проводников электрическойсети
3.6 Мероприятия по повышению коэффициента мощностиэлектрической сети осветительной установки
4.Эксплуатация осветительной установки
4.1 Определение мер защиты от поражения электрическим током
4.2 Указания по энергосбережению и эксплуатацииосветительной установки
Литература
Введение
Рост производительности труда,повышение качества выпускаемой продукции, продуктивности сельскохозяйственныхживотных и птицы возможны при соответствующем уровне и качестве искусственногоосвещения помещений. Для этого необходима реконструкция осветительныхустановок, зачастую с заменой светильников, электрических сетей, коммутирующейи защитной аппаратуры.
На электрическое освещениезатрачивается более 13% вырабатываемой электроэнергии. Расход электроэнергии наоблучательные установки так же значителен. Рациональное проектное решение,переход к энергоэкономичным лампам и энергосберегающим облучательнымустановкам, как показывает практика, позволяет сэкономить не менее 20%электроэнергии.
Грамотное применениеосветительных и облучательных установок может повысить производительность трудана 5-10%, продуктивность животных — на 8-15%, дать более высокие урожаи сельскохозяйственныхкультур, особенно при использовании защищённого грунта, улучшить качествовыпускаемой продукции перерабатывающей промышленности и ремонтных предприятий.
1. Общая часть1.1 Краткая характеристика помещений
Данное здание предназначено длясодержания и опороса 24 маток. Стены — железобетонные панели и кирпич. Перекрытие- сборные железобетонные плиты. Полы — бетонные, деревянные. Окна, двери — деревянные.
Отделка внутренняя — поверхностистен и перекрытий окрашиваются известковой краской; окна и ворота окрашиваютсямасляной краской. Инженерное оборудование:
Отопление — водяноецентрализованное.
Вентиляция — приточно-вытяжная сестественным и механическим побуждением.
Таблица 1 — Характеристикапомещений№ на плане
Наименование и размеры
(длина × ширина × высота, м)
помещений Категория по условиям окружающей среды Потолок
Коэффициен-ты отражения
(ρп,ρс,ρр. п),% 1 Помещение для опоросов (41,7х9х3,17) сырое, с химически активной средой Известковая краска (30×10×10) 2 Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок (18х12,7х3,17) (5х2,5х3,17) (5х2,5х3,17) сырое, с химически активной средой Известковая краска (30×10×10) 3 Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков (39,4х9х3,17) сырое, с химически активной средой Известковая краска (30×10×10) 4 Тамбур (3,6х2,5х3,17) (2,5х2,3х3,17) (2,5х2,3х3,17) сырое Известковая краска (30×10×10) 5 Инвентарная (7,3х5,8х3,17) сухое Известковая краска (30×10×10) 6 Помещение теплового узла (7,3х2,9х3,17) сырое Известковая краска (30×10×10) 7 Электрощитовая (4,5х3,2х3,17) сухое Известковая краска (30×10×10) 8 Машинное отделение с навозосборником (5,9х2,9х3,17) сырое, с химически активной средой Известковая краска (30×10×10) 9 Приточная венткамера (3,1х2,9х3,17) сухое Известковая краска (30×10×10) 10
Вспомогательное помещение
(5,8х3,6х3,17) сухое Известковая краска (30×10×10) 11 Площадка для взвешивания (2,5х1,8х3,17) влажное Известковая краска (30×10×10) 12 Служебное помещение (6,3х3,1х3,17) сухое Известковая краска (50×30×10) 13 Санузел (3,1х2,2х3,17) сырое Известковая краска (50×30×10) 14 Коридор (14,3х6,3х3,17) (4,5х2,7х3,17) (6,3х2,9х3,17) сырое Известковая краска (30×10×10) 1.2 Описание технологического процесса
Опорос свиноматок происходит в помещении1. Поросята отъемыши содержатся в помещении 2, а холостые супоросные матки впомещении 3. Также в здании находятся ряд служебные и специальных помещенияпредназначенных для обеспечения технологических процессов. В зданиипредусмотрены помещения для обслуживающего персонала. Здание свинарника входитв проектируемый свиноводческий комплекс.
2. Светотехнический расчёт2.1 Выбор источников света
Выбор источников светаопределяется технико-экономическими показателями и производится порекомендациям СНБ2.0405-98.
В соответствии с требованиямиСНБ для помещений № 1,2,3,6,10,12,14 принимаем газоразрядные лампы низкогодавления, а в помещениях № 4,5,7,8,9,11,13 — лампы накаливания.2.2 Выбор системы и вида освещения
Выбор системы освещения зависитот уровня нормируемой освещенности рабочих поверхностей. Так как нормируемаяосвещенность рабочей поверхности 200 лк и менее применяем систему общегоосвещения, которое выполнено с равномерным размещением светильников. Видосвещения — рабочее и дежурное.2.3 Выбор нормируемой освещенности и коэффициентазапаса
Нормируемую освещенность рабочихповерхностей можно определить по таблице, приведенной в СНБ 2.0405-98, взависимости от характеристики зрительных работ, наименьшего размера объектаразличения, контраста объекта различения с фоном и характеристики фона. Дляоблегчения определения норм освещенности на основе СНБ 2.0405-98 разработаныотраслевые нормы рабочего освещения производственных, административных,общественных и бытовых помещений, нормируемая освещенность по которымопределяется в зависимости от технологического назначения помещений.
Уменьшение освещенности врасчетах установленной мощности источников учитывается коэффициентом запаса Кз,значение которого зависит от наличия пыли, дыма и копоти в рабочей зонепомещения, от конструкции светильников, типа источников света и периодичностичисток светильников. Значение коэффициентов запаса приведены в СНБ 2.0405-98.
Отраслевые нормы освещениясельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений рекомендуют приниматькоэффициент запаса для ламп накаливания 1,15, а для газоразрядных ламп — 1,3. Приэтом чистка светильников должна проводиться не реже 1 раза в 3 месяца. Результатырешений сведём в таблицу 2.2.4 Выбор осветительных приборов
Определяем категорию помещения№1 по условиям окружающей среды (табл.3.15) и минимально допустимую степеньзащиты светильника (табл. П3.13). Из номенклатуры светильников (табл. П3.1) выделяемте, которые удовлетворяют минимально допустимой степени защиты. Учитываяпроизводственный характер помещения, принимаем светильники, имеющие прямой (П) илипреимущественно прямой (Н) класс светораспределения и кривую силы света Д-1. Предварительнопринимаем светильник ЛСП18-40 прямого светораспределения (П) с кривой силойсвета (Д) и степенью защиты 5`4. Аналогично выбираем светильники для другихпомещений и данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2 — Результаты выборасветильников№ по плану и наименование помещения Категория среды Е, лк
Кз Плоскость нормирова-ния Система освещения Мини-мально допус-тимая степень защиты Вид освещения Принятый светильник Наимено-вание серии Тип КСС Сте-пень защи-ты 1 Помещение для опоросов сырое, с химически активной средой 75 1,3 Пол
Общая
равномерная во всех помещениях 5’4 Рабочее и дежурное ЛСП18-40 Д-1 5’4 2 Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок сырое, с химически активной средой 75 1,3 Пол 5′4 ЛСП18-40 Д-1 5’4 3 Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков сырое, с химически активной средой 75 1,3 Пол 5′4 ЛСП18-40 Д-1 5’4 4 Тамбур сырое 50 1,15 Пол IP53 НСП21 Д-2 Iр53 5 Инвентарная сухое 10 1,15 Пол IP20 НСП21 Д-2 Iр53 6 Помещение теплового узла сырое 75 1,3 В-1,5 5′3 ЛСП18-40 Д-1 5’4 7 Электрощито-вая сухое 150 1,15 В-1,5 IP20 НСП21 Д-2 Iр53 8 Машинное отделение с навозозбор-ником сырое, с химически активной средой 20 1,15 Пол IP54 НСП21 Д-2 Iр53 9 Приточная венткамера сухое 20 1,15 Пол IP20 НСП21 Д-2 Iр53 10 Вспомогате-льное помещение сухое 100 1,3 Пол 2′0 ЛСП02-40 Д-2 2’0 11 Площадка для взвешива-ния влажное 100 1,15 Г-0,8 IP53 НСП21 Д-2 Iр53 12 Служебное помещение сухое 150 1,3 Г-0,8 2′0 ЛСП02-40 Д-2 2’0 13 Санузел сырое 50 1,15 Пол IP53 НСП21 Д-2 Iр53 14 Коридор сырое 50 1,3 Пол 5′3 ЛСП18-40 Д-1 5’4 2.5 Размещение осветительных приборов в освещаемомпространстве
Размещение светильников приравномерном освещении производят по углам прямоугольника или вершинам ромба сучётом допуска к светильникам для обслуживания.
Требования к минимальнодопустимой высоте установки светильников изложены в ПУЭ и зависят от категориипомещения по степени опасности
поражения электрическим током,конструкции светильника, напряжения питания ламп.2.6 Расчёт мощности или определение количествасветильников, устанавливаемых в помещении
Помещение №1. По табл. П.3.3,высота свеса светильника hcв=0,2м.
Светильник подвешивается натросу, расположенном на высоте Нтр=3,1 м.
Расчётная высота установкисветильника:
Нр =Нтр-hсв-hp=3,1-0,2-0=2,9м.(2.1)
где Нтр — высотаподвеса тросса, м; hсв — высота свесасветильника (расстояние от светового центра светильника до перекрытия),определяемая с учётом размеров светильников и способа их установки, м. Длясветильника ЛСП18-40 λс=1,2-1,6 (табл.2.14 [1]). Принимаемλс=1,55.
Расстояние между рядамисветильников и между светильниками в ряду.
L′в=1,55·Нр= 1,55·2,9=4,5 м. (2.2)
Расстояние от стены до крайнегоряда и до крайнего светильника в ряду.
LВ,А= (0,3…0,5) *L′в=0,5*4,5=2,25 м(2.3)
Число рядов:
/> (2.4)
где В — ширина помещения, м;
Принимаем N2=2ряда.
Действительное расстояние междурядами светильников
/>
Расстояние от стены до крайнегоряда lВ=2,25 м, lА=2,25м
Помещение №2. По табл. П.3.3,высота свеса светильника hcв=0,2м.
Светильник подвешивается натросу, расположенном на высоте
Нтр=3,1 м.
Расчётная высота установкисветильника:
Нр =Нтр-hсв-hp=3,1-0,2-0=2,9м.
Для светильника ЛСП18-40 λс=1,2-1,6(табл.2.14 [1]). Принимаем λс=1,45.
Расстояние между рядамисветильников и между светильниками в ряду.
L′в=1,6·Нр= 1,45·2,9=4,2 м.
Расстояние от стены до крайнегоряда и до крайнего светильника в ряду.
LВ,А= (0,3…0,5) *L′в=0,5*4,2=2,1 м
Число рядов:
/>
Действительное расстояние междурядами светильников
/>
где В — ширина помещения, м;
Принимаем N2=3рядов.
Расстояние от стены до крайнегоряда lВ=2,1 м, lА=2,1м
Помещение №4. По табл. П.3.3,высота свеса светильника hcв=0,4м.
Светильник подвешивается накрюке, расположенном на высоте
Но=3,17 м
Расчётная высота установкисветильника:
Нр =Но-hсв-hp=3,17-0,4-0=2,77м.
Для светильника НСП 21 λс=1,2-1,6(табл. П.2.14 [1]). Принимаем λс=1,3.
Расстояние между рядамисветильников и между светильниками в ряду.
L′a= L′в=λс·Нр=1,3·2,77=3,6 м.
Расстояние от стены до крайнегоряда и до крайнего светильника в ряду.
lа=lв = (0,3…0,5) *L′a=0,5·3,6=1,8 м.
Число рядов:
/>
где В — ширина помещения, м;
Принимаем N2=1ряд.
Число светильников в ряду:
/>
где А — длина помещения, м;
Принимаем N1=1.
Общее число светильников впомещении:
/> (2.5)
Расстояние от стены до крайнегоряда lв=1,25 м; la=1,8м
Аналогично размещаем светильникии в других помещениях, и результаты сносим в таблицу 3.
Таблица 3 — Параметры размещениясветильников в помещениях
№ по плану и наименование помещения/>
НР,
М Количество, шт. Расстояние, м Способ крепления светильников
N2
N1
LA
LB
lA
lВ 1 Помещение для опоросов 2,9 2 – – 4,5 2,25 2,25 На тросу 2 Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок 2,9
3
1
1 – – 4,2
2,1
2,5
2,5
2,1
1,25
1,25
На тросу
На крюке
На крюке 3 Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков 2,9 2 – – 4,5 2,25 2,25 На тросу 4 Тамбур 2,8
1
1
1
1
1
1 – –
1,8
1,25
1,25
1,25
1,15
1,15 На крюке 5 Инвентарная 2,8 1 2 3,7 – 1,8 2,85 На потолке 6 Помещение теплового узла 1,3 1 – – – 1,8 1,45 На потолке 7 Электрощитовая 1,3 1 2 2,2 – 1,15 1,6 На потолке 8 Машинное отделение с навозозборником 2,8 1 2 2,9 – 1,5 1,45 На потолке 9 Приточная венткамера 2,8 1 1 – – 1,55 1,45 На потолке 10 Вспомогательное помещение 2,9 1 – – – 2,1 1,8 На потолке 11 Площадка для взвешивания 2 1 1 – – 1,25 0,9 На потолке 12 Служебное помещение 2,1 1 – – – 1,5 1,55 На потолке 13 Санузел 2,8 1 1 – – 1,55 1,1 На потолке 14 Коридор 2,9
2
1
1 – – –
2,1
2,1
2,1
1,3
1,35
1,45
На тросу
На крюке
На крюке
2.6.1 Точечный метод расчёта
Метод применяют при расчётеобщего равномерного и локализованного освещения, местного освещения, освещениявертикальных и наклонных к горизонту плоскостей, наружного освещения. Последовательностьрасчёта следующая. На плане помещения помечают контрольные точки — точки сминимальной освещённостью. Затем вычисляют значения условной освещённости вконтрольных точках.
Выполняем светотехническийрасчёт точечным методом для помещения №1 (формат А1), приняв исходные данные потабл.3.
1. По табл.2 определяем Ен=75лк, коэффициент запаса Кз=1,3. Расчётная высота установкисветильников Нр=2,9 м (табл.3)
/>
Рис.1 — План помещения №1.
2. Размещаем ряды светильниковна плане помещения в соответствии с исходными данными и намечаем контрольнуюточку А (рис.1).
3. Определяем длины полурядов ирасстояние от контрольной точки до проекции рядов на рабочую поверхность (Рис.1).
L11=L21=Нр=2,9 м. (2.6), L12=L22= А — 2lа — L11 = 41,7-2·2,25-2,9=34,3 м. (2.7), Р1= Р2=2,25 м.
4. Определяем приведённыеразмеры:
/> (2.8)
/>
/>
По линейным изолюксам длясветильников с ЛЛ и КСС типа Д-1 (рис.2.13) [1] определяем условнуюосвещённость в контрольной точке от всех полурядов:
Е11=Е21=65лк; Е12=Е22=85 лк
Условная суммарная освещённостьв контрольной точке
∑еа = е11 +е21 + е12 + е22 = 65 + 65 + 85 + 85 = 300 лк.(2.9)
5. Определяем расчётное значениелинейной плотности светового потока
/> лм·м-1 (2.10)
где Ен — нормированное значение освещённости рабочей поверхности, лк; Кз — коэффициент запаса; µ — коэффициент добавочной освещённости, учитывающийвоздействие «удалённых» светильников и отражённых световых потоков наосвещаемую поверхность (принимаем равным 1,1…1,2);
6. Выбираем тип источника света(табл.1.7) [1] в зависимости от характеристики зрительной работы — различиецветных объектов без контроля и сопоставления при освещенности 150 … 300 лк. Принимаемлампу типа ЛБ и учитывая мощность светильника, окончательно — ЛБ — 36. По табл.1.7,поток лампы Фл=3000 лм.
7. Количество светильников всветящемся ряду длиной
Lр= А-2·lа =41,7-2·2,25=37,2 м
/> светильников (2.11)
где nс — число ламп в светильнике, шт.;
Lр — длина светящегося ряда, м
Принимаем N1=10светильников.
8. Общее число светильников впомещении (по формуле 2,5).
/>светильников
9. Расстояние междусветильниками в ряду, предварительно определив длину светильника по табл.1.17 [1] lс=1,33м
/>м (2.12)
10. Проверяем расположениесветильников в ряду с учётом требований равномерности:
0 ≤ lр≤ 1,5·L′в (2.13)
0
Требование равномерностивыполнено.
2.6.2 Метод коэффициента использования световогопотока
Метод коэффициента использованиясветового потока осветительной установки применяют при расчёте общегоравномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениях.
Помещение №2.
1. Определяем в зависимости отматериала и окраски поверхностей коэффициенты отражения (табл.2.17 [1]) потолка:ρп=30%, стен: ρс=10%, рабочей поверхности: ρр=10%.
2. Индекс помещения
/> (2.14)
По КСС светильника Д-1, индексупомещения i=0,81 и коэффициентам отражения поверхностейρп=30%, ρс=10%, ρр=10%определяем коэффициент использования светового потока η=19% (табл.2.15 [1]).
4. Выбираем тип источника света(табл.1.7) [1] в зависимости от зрительной работы — работа с ахроматическимиобъектами при освещённости менее 150 лк. Принимаем лампу типа ЛБ исходя измощности светильника, окончательно выбираем лампу ЛБ-36, поток которой Фл= 3000 лм (табл.2.2) [2].
5. Суммарное число светильниковв помещении:
/> светильника(2.15)
где S — площадь освещаемого помещения, м2.
z — коэффициент минимальной освещённости (отношение среднейосвещённости к минимальной);
η — коэффициент использованиясветового потока в долях единицы.
Принимаем N∑=9светильников
6. Число светильников в ряду (поформуле 2.5):
/>шт.
7. Расстояние междусветильниками в ряду. (длина светильника таблица 2.15 lс=1,33м)(по формуле 2.12)
/>м
8. Проверяем расположениесветильников в ряду с учётом требований равномерности (по формуле 2,13):
0 ≤ lр≤ 1,5·L′в
0 ≤ 4,76 ≤ 6,75
Требование равномерностивыполнено.2.6.3 Метод удельной мощности
Метод удельной мощностиприменяют для приближённого расчёта осветительных установок помещений, косвещению которых не предъявляют особых требований и в которых отсутствуютсущественные затенения рабочих поверхностей, например, вспомогательных искладских помещений, кладовых, коридоров и т.п.
Помещение №4.
1. Проверяем применимость метода.Так как помещение не затемнено громоздкими предметами, то для приближённогосветотехнического расчёта применяем метод удельной мощности.
2. Табличное значение удельноймощности (табл.2.18 [1])
Рудт=18,4Вт/м2.
3. Определяем в зависимости отматериала и окраски поверхностей коэффициенты отражения потолка: ρп=30%,стен: ρс=10%, рабочей поверхности: ρр=10% (табл.2.17).
4. Вычисляем поправочныекоэффициенты:
/> (2.16)
где К1 — коэффициентприведения коэффициента запаса к табличному значению;
Кзреал =1,15 — реальное значение коэффициента запаса осветительной установки (табл.2);
Кзтабл =1,3 — табличное значение коэффициента запаса осветительной установки;
К2 — коэффициентприведения коэффициентов отражения поверхностей помещения к табличномузначению,
К2=/> (2.17)
К2=/>
Расчётное значение удельноймощности:
/> Вт·м2 (2.18)
где К3 — коэффициентприведения напряжения питания источников к табличному значению (К3=1так как Uс = 220 В);
5. Расчётное значение мощностилампы:
/> Вт (2.19)
6. Подбираем мощностьлампы с учётом требований (табл.1.2):
0,9Рр ≤ Рл≤ 1,2Рр
0,9·72,9 ≤ Рл ≤1,2·72,9
65,61 ≤ 75 ≤ 87,48
Выбираем лампу В220-230-75
7. Проверяем возможностьустановки лампы в светильник:
Рл ≤ Рсвет
Рл=75 Вт
Результаты расчёта приведены наплане помещения (формат А1).2.7 Составление светотехнической ведомости
После расчета всех помещенийздания составляется светотехническая ведомость объекта. В ней сведены вседанные, использовавшиеся для проектирования осветительной установки, а такжеокончательные решения по выбору осветительных приборов и источников света. Светотехническаяведомость приведена в таблице 4.
Таблица 4. СветотехническаяведомостьНаименование помещения
Габариты (длинахширинах
высота) Класс по условиям окружающей среды
Коэффициенты отражения
(ρп, ρс, ρр),% Система освещения Нормы освещенности, лк Поверхность нормирования освещенности Светильники Лампы (тип, мощность, Вт) Установленная мощность, Вт Примечание Тип Число Помещение для опоросов 41,7х9х3,17 сырое, с хими-чески активной средой 30×10×10 Общая равномерная во всех помещениях 75 Пол ЛСП18-40 19 ЛБ36 684 Дежурное освещение Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок
18х12,7х3,17
5х2,5х3,17 5х2,5х3,17 сырое, с химически активной средой 30×10×10 75 Пол ЛСП18-40
9
1
1 ЛБ36 396 Условно разбито на три. Деж. освещение Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков 39,4х9х3,17 сырое, с хими-чески активной средой 30×10×10 75 Пол ЛСП18-40 17 ЛБ36 612 Дежурное освещение Тамбур 3,6х2,5х3,17 2,5х2,3х3,17 2,5х2,3х3,17 сырое 30×10×10 50 Пол НСП21
1
1
1 Б220-230-75 Б220-230-60 Б220-230-60 195 Три помещения Инвентарная 7,3х5,8х3,17 сухое 30×10×10 10 Пол НСП21 2 Б220-230-40 80 Помещение теплового узла 7,3х2,9х3,17 сырое 30×10×10 75 В-1,5 ЛСП18-40 2 ЛБ36 72 Электрощитовая 4,5х3,2х3,17 сухое 30×10×10 150 В-1,5 НСП21 2 Б220-230-100 200 Машинное отделение с навозозборником 5,9х2,9х3,17 сырое, с химически активной средой 30×10×10 20 Пол НСП21 2 Б220-230-40 80 Приточная венткамера 3,1х2,9х3,17 сухое 30×10×10 20 Пол НСП21 1 В220-230-40 40 Вспомогательное помещ. 5,8х3,6х3,17 сухое 30×10×10 100 Пол ЛСП02-40 2 ЛБ36 144 Площадка для взвешивания 2,5х1,8х3,17 влажное 30×10×10 100 Г-0,8 НСП21 1 Б220-230-100 100 Служебное помещение 6,3х3,1х3,17 сухое 50×30×10 150 Г-0,8 ЛСП02-40 2 ЛБ36 144 Санузел 3,1х2,2х3,17 сырое 50×30×10 50 Пол НСП21 1 Б220-230-60 60 Коридор 14,3х6,3х3,17. 4,5х2,7х3,17 ,3х2,9х3,17 сырое 30×10×10 50 Пол ЛСП18-40
6
1
1 ЛБ36 288 Условно разбито на три Уличное освещение – – – – – – ПСХ 5 Б220-230-60 300
3. Расчёт электрических сетей осветительныхустановок3.1 Выбор напряжения и схемы питания электрическойсети
В общем случае выбор напряженияэлектрической сети осветительной установки определяется степенью опасностипоражения людей и животных электрическим током в рассматриваемом помещении.
В помещениях без повышеннойопасности напряжение 220 В допускают для всех светильников общего назначениянезависимо от высоты их установки.
В помещениях с повышеннойопасностью и особо опасных при установке светильников с лампами накаливания навысоте более 2,5 м над полом или обслуживающей площадкой так же допускают напряжение220 В. При высоте подвеса меньше 2,5 м должны применять светильники,конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальныхприспособлений, либо напряжение должно быть не выше 42 В. Разрешается установкасветильников с люминесцентными лампами на высоте менее 2,5 при условии, что ихконтактные части будут недоступны для случайных прикосновений.
Светильники местногостационарного освещения с лампами накаливания в помещениях без повышеннойопасности должны питаться напряжением 220 В, а в помещениях с повышеннойопасностью и особо опасных — не выше 42 В. Для питания переносных светильниковв помещениях с повышенной опасностью и особо опасных также должно применятьсянапряжение не выше 42 В. При этом применяют трансформаторы типа ОСОВ-0.25 иТСЗИ.
В случаях, если опасностьпоражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положениемработающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленнымиповерхностями, питание переносных светильников должно быть не выше 12 В.
Наиболее часто для питанияэлектрического освещения в сельскохозяйственном производстве применяют системутрехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Источникисвета при этом подключают, как правило, на фазное напряжение. Газоразрядныелампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДКсТ и др.), рассчитанные нанапряжение 380 В, допускается подключать на линейное напряжение 380 В системы380/220 В.
Осветительные и облучательныесети, прокладываемые от источников питания до потребителей, состоят изгрупповых и пи тающих линий. Групповые линии прокладывают от групповых щитковдо светильников или облучателей и штепсельных розеток. К питающим линиямотносят участки сети от источника питания до групповых щитков.
Питающие линии обычно выполняютпятипроводными (трёхфазными), а групповые — трех — и четырёхпроводными взависимости от нагрузки и длинны.
Питающие линии могут бытьмагистральными, радиальными или радиально-магистральными. Наиболее широкоераспространение на сельскохозяйственных предприятиях нашлирадиально-магистральные схемы.
Схемы питания осветительной илиоблучательной установки выбирают по следующим условиям: надёжностьэлектроснабжения, экономичность (минимальные капитальные и эксплуатационныезатраты), удобство в управлении и простота эксплуатации.
Радиальные сети по сравнению смагистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режимапри неисправности в питающих сетях, но большую общую протяжённость. Необходимостьприменения радиальной сети может быть также вызвана условиями взаимнойпланировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трассамагистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.
Применение чисто магистральнойсети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвлениялинии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить какмагистральные, так и радиальные групповые линии.
При планировке сети возможныразличные варианты её выполнения, даже в пределах одной радиально магистральнойсистемы. Когда применение одного варианта не очевидно, тогда необходимоприбегать к технико-экономическому сопоставлению вариантов.
Помещения относится к помещениямбез повышенной опасности. ПУЭ в этом случае допускает применение напряжения220В. При этом конструкция светильника должна исключать доступ к лампе безспециальных приспособлений (для светильников с лампами накаливания) и случайноеприкосновение к контактным частям (для светильников с люминесцентными лампами).3.2 Определение количества и мест расположениягрупповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети
Количество групповых щитковосветительной установки определяют, исходя из размеров здания и рекомендуемойпротяжённости групповых линий. Принимают длину четырехпроводных трехфазныхгрупповых линий напряжением 380/220В равной 80 м, напряжением — 220/127 В — 60м и, соответственно, двухпроводных однофазных — равной 35 м и 25 м. Однофазныегрупповые линии целесообразно применять в небольших конторах, а также в среднихпомещениях при установке в них светильников с лампами накаливания мощностью до200 Вт и с люминесцентными лампами. Применение трехфазных групповых линийэкономично в больших помещениях (птичниках, коровниках и т.д.), освещаемых каклампами накаливания, так и газоразрядными лампами.
Ориентировочное количествогрупповых щитков можно определить по формуле:
/> (3.1)
где nщ — рекомендуемое количество групповых щитков, шт.;
А, В — длина и ширина здания, м;
r — рекомендуемаяпротяженность групповой линии, м.
Для уменьшения протяженности исечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центреэлектрической нагрузки, координаты которого
/>;/> (3.2)
где хц, уц — координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;
Рi — мощность i-й электрической нагрузки, кВт;
хi,уi — координаты i-йэлектрической нагрузки в координатных осях х, у;
При выборе мест установкигрупповых осветительных щитков учитывают также и то, что групповые щитки,предназначенные для управления источниками оптического излучения, устанавливаютв местах, удобных для обслуживания: проходах, коридорaxи на лестничных клетках. Щитки, имеющие отключающие аппараты, устанавливают надоступной для обслуживания высоте (1,8…2,0 м от пола).
При компоновке внутренних сетейсветильники объединяют в группы так, чтобы на одну фазу группы приходилось неболее 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРН, ДНаТ и розеток или 50 люминесцентных ламп.
Осветительные щитки выбирают взависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления изащиты, а также по условиям среды, в которых они будут работать. В зависимостиот условий среды в помещениях применяют групповые щитки незащищенные, защищенныеи защищенные с уплотнением. Щитки защищенные с уплотнением предназначены дляустановки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды. Большоезначение имеет также выбор трассы сети, которая должна быть не толькократчайшей, но и наиболее удобной для монтажа и обслуживания. Прокладка сети погеометрически кратчайшим трассам практически невозможна или нецелесообразна попричинам конструктивного и технологического характера.
Трассу открытой проводки, как поконструктивным, так и по эстетическим соображениям намечают параллельно иперпендикулярно основным плоскостям помещений.
Только при скрытой проводке нагоризонтальных плоскостях можно применять прямолинейную трассировку междуфиксированными точками сети.
Выбранные трассы питающих игрупповых линий, места установки групповых щитков, светильников, выключателей ирозеток наносят на план помещения согласно условным обозначениям, принятым вГОСТ 21.608 — 84 и ГОСТ 2.754 — 72.
В соответствии с результатамисветотехнического расчёта вычерчиваем план здания (формат А1). Наносим на негов виде условных обозначений светильники (ряды светильников). Принимаем щиток стрехфазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r= 80 м.
Вычисляем требуемое количествогрупповых щитков по формуле (3.1):
/>/>
Принимаем один щиток. Дляопределения места его установки рассчитываем координаты центра электрическойнагрузки. Исходя из количества светильников и мощности ламп, в каждом помещенииопределяем установленную мощность по формуле
Рi = Ni ·nci ·Pлi (3.3)
Р1=19·1·0,036=0,684кВт, Р7 =2·1·0,1=0,2 кВт,
Р2=11·1·0,036=0,396кВт, Р8=2·1·0,04=0,08 кВт,
Р3=17·1·0,036=0,612кВт, Р9 =1·1·0,04=0,04 кВт,
Р4 (1) =1·1·0,075=0,075кВт, Р10=2·2·0,036=0,144 кВт,
Р4 (2) =1·2·0,06=0,06кВт, Р11 = 1·1·0,1=0,1 кВт,
Р4 (3) =1·1·0,06=0,06 кВт, Р12 = 2·2·0,036=0,144 кВт,
Р5 =2·1·0,04=0,08кВт, Р13= 1·1·0,06=0,06 кВт
Р6 =2·1·0,036=0,072кВт, Р14 =8·1·0,036=0,288 кВт,
Приняв, что нагрузка каждогопомещения сосредоточена в центре, и построив оси координат, определимкоординаты центров всех помещений, считая левый нижний угол началом координат.Данные сводим в таблицу 5.
Таблица 5 — определениекоординат центра нагрузок№ по плану и наименование помещения
Руст, кВт Х, м У, м /> /> 1 Помещение для опоросов 0,684 31,7 13,5
2 Помещение для поросят отъемышей и ремонтных свинок 0,396 59,3 9
3 Помещение холостых супоросных маток и отделение для хряков 0,612 32,6 4,5
4 Тамбур
0,075
0,06
0,06
50,3
71,1
71,1
1,6
13,3
4,7
5 Инвентарная 0,08 68,9 9
6 Помещение теплового узла 0,072 68,9 16,2
7 Электрощитовая 0,2 70,2 1,6
8 Машинное отделение с навозосборником 0,08 9,5 16,2
9 Приточная венткамера 0,04 10,9 1,6
10 Вспомогательное помещение 0,144 8,6 9
11 Площадка для взвешивания 0,1 11,3 9,4
12 Служебное помещение 0,144 3,6 1,6
13 Санузел 0,06 7,7 1,6
14 Коридор 0,288 3,4 10,8
Определяем координаты центраэлектрических нагрузок всего здания по формуле: (3.2)
/>
/>/>
/>
/>/>
С учётом рассчитанного центраэлектрических нагрузок и с целью обеспечения удобства обслуживания и экономиипроводникового материала размещаем групповой щиток в помещении №4 на стене,максимально близко к центру электрической нагрузки, с координатами x=51 м; y=1,6 м.
Определяем требуемое количествогрупповых линий в групповом щитке:
/> (3.4)
n=2.
Для удобства управленияосвещением в разных половинах здания принимаем три группы.
Выбираем из [4] табл. П.5.2групповой щиток ЯРН 8501-8301 с 6-ью однополюсными автоматическимивыключателями.
На плане здания намечаем трассыпрокладки сетей, места установки выключателей, обозначаем, номера групп иприводим данные светильников.3.3 Выбор марки проводов (кабелей) и способовпрокладки сети
Осветительную электропроводку,как правило, следует выполнять проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. Смедными жилами ее выполняют только во взрывоопасных помещениях классов В-1 и В-la. Гибкие кабели с медной жилой и резиновой изоляцией маркиКРПТ, КРПГ применяют для подключения переносных или передвижных источниковоптического излучения.
При проектированиисельскохозяйственных объектов используют следующие способы прокладкиэлектропроводок: на тросе; на лотках и в коробах; в пластмассовых и стальныхтрубах; металлических и гибких резинотехнических рукавах; в каналахстроительных конструкций; проводом и кабелем по строительным основаниям иконструкциям (ОСТ 70.004.0013 — 81).
При выборе того или иногоспособа прокладки электропроводки необходимо учитывать условия среды помещения,его строительные особенности, архитектурно-художественные экономическиетребования.
В помещении №1,2,3 и 5 способпрокладки кабеля — на тросе, во всех остальных помещениях — скрытая проводка.
По категории помещения иусловиям окружающей среды из табл. П.5.1 [4] выбираем кабель АВВГ.
/>
Рис.2 — Расчётная схемаосветительной сети
Составляем расчётную схему сети,на которой указываем номера расчетных точек, длины участков и присоединенныемощности.3.4 Защита электрической сети от аварийных режимов
К аварийным режимам восветительных сетях относят: токи короткого замыкания, неполнофазный режимработы (для трёхфазной линии), токи утечки. Для защиты от токов короткогозамыкания служат автоматические выключатели ВА 14 — 26. Для защиты от токовутечки согласно ПУЭ принимаем УЗО с установкой 30 мкА.
3.5 Расчёт и проверка сечения проводниковэлектрической сети
Принимаем допустимые потеринапряжения ΔU = 2,5% и коэффициент спроса Кс=0,8[4] П.5.5. Тогда расчётное значение сечения проводника на участке:
/> (3.5)
где S — сечение проводов участка, мм2;
ΣМ = ∑Р·l — сумма моментов рассчитываемого ивсех 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 приведениямоментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях[4] П.5.3;
С — коэффициент зависящий отматериала проводов, системы и напряжения сети, />
ΔU — допустимая потеря напряжения, % от Uн;
l — длина участка, м.
Определяем сечение линии от ВРУдо щитка освещения:
/>/>/>/>/>/>
/>
/>/>/>
/>
/>/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>
С учётом механической прочностипринимаем ближайшее, стандартное большее сечение S0-1=2,5мм2.
Принимаем для люминесцентныхсветильников соsφл. л.1=0,85, для лампнакаливания cosφл. н=1,0.
Определим коэффициент мощностина участке 0-1:
/> (3.6)
/>
Определяем расчётный ток научастке 0-1:
/> (3.7)
где Uл=380В
/>
Проверяем принятое сечение нанагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=19А.
Iдоп≥ Iр (3.8)
19 ≥ 5,7 А — условиевыполняется.
Определяем действительную потерюнапряжения в магистрали.
/> (3.9), />
По расчётному току выбираем токустановки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.
Iу≥1,4* Iр. =1,4*5,7= 7,98А (3.10)
Iу= 8 > 7,98 А (из табл. П.5.10 [3])
Проверяем выбранное сечение насоответствие вставке защитного аппарата
Iдоп≥ β·Iу (3.11)
где β — коэффициент,учитывающий нормированное соотношение между длительно допустимым токомпроводников и током уставки защитного аппарата (П.5.1 [3]) β = 1.
Iдоп= 19А > 1 · 8 = 8 А — условие выполняется.
Определяем сечение первойгрупповой линии:
/>/>/>/>/>
/>/>
С учётом механической прочностипринимаем ближайшее, стандартное большее сечение S1-2=2,5мм2. На остальных участках данной группы сечение кабеля также будет S=2,5 мм2.
Определим коэффициент мощностина участке 1-2 (по формуле 3.6):
/>
Определяем расчётный ток научастке 1-2 (по формуле 3.7):
/>
Проверяем принятое сечение нанагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=19А(по формуле 3.8):
Iдоп≥ Iр
19 ≥ 2,4А — условиевыполняется.
Определяем действительную потерюнапряжения в линии 1 (по формуле 3.9).
/>
Потеря напряжения на последующихучастках будет ещё меньше.
По расчётному току выбираем токустановки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя. (поформуле 3.10)
Iу≥ 1,4* Iр. = 1,4*2,4=3,36А
Iу= 4 > 3,36 А (из табл. П.5.10 [3])
Проверяем выбранное сечение насоответствие вставке защитного аппарата (по формуле 3,11)
Iдоп≥ β·Iу
Iдоп= 19А > 1 · 3,36 = 3,36 А — условие выполняется.
Определяем сечение второйгрупповой линии:
/>/>/>
/>
/>
/>/>
/>
С учётом механической прочностипринимаем ближайшее, стандартное большее сечение S1-23=2,5мм2. На остальных участках данной группы сечение кабеля также будет S=2,5 мм2.
Определим коэффициент мощностина участке 1-23 (по формуле 3.6):
/>
Определяем расчётный ток научастке 1-23 (по формуле 3.7):
/>
Проверяем принятое сечение нанагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=19А.(по формуле 3.8)
Iдоп≥ Iр
19 ≥ 2,56 А — условиевыполняется.
По расчётному току выбираем токустановки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя. (поформуле 3.10)
Iу≥ 1,4* Iр. =1,4*2,56=3,58 А
Iу= 4 > 3,58 А (из табл. П.5.10 [3])
Проверяем выбранное сечение насоответствие вставке защитного аппарата (по формуле 3.11)
Iдоп≥ β·Iу
Iдоп= 19А > 4 А — условие выполняется.
Определяем действительную потерюнапряжения в линии 2 (по формуле 3.9).
/>
Потеря напряжения на последующихучастках будет ещё меньше.
Определяем сечение третьейгрупповой линии:
/>/>/>
/>
/>
/>
/>
С учётом механической прочностипринимаем ближайшее, стандартное большее сечение S1-48=2,5мм2.
Определим коэффициент мощностина участке 1-48:
/>
Определяем расчётный ток научастке 1-48 (по формуле 3.7):
/>
Проверяем принятое сечение нанагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения Iдоп=19А(по формуле 3.8).
Iдоп.≥ Iр.
19 ≥ 0,78 А — условиевыполняется.
По расчётному току выбираем токустановки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя. (поформуле 3.10)
Iу≥ 1,4* Iр. =1,4*0,78=1,09 А
Iу= 1,25 > 1,09 А (из табл. П.5.10 [3])
Проверяем выбранное сечение насоответствие вставке защитного аппарата (по формуле 3.11)
Iдоп≥ β·Iу
Iдоп= 19А > 1·1,25 А — условие выполняется.
Определяем действительную потерюнапряжения в линии 3 на участке (1-48) (по формуле 3.9):
/>
Исходя из условий экономииэлектроэнергии и проводникового материала для подключения осветительного щитка,используем кабель АВВГ 5×2,5, для выполнения групповых линий кабель АВВГ5×2,5.3.6 Мероприятия по повышению коэффициента мощностиэлектрической сети осветительной установки
Повышение коэффициента мощностиэлектроустановок — важная задача, так как низкий cosφприводит к перерасходу металла на сооружение электрических сетей, увеличиваетпотери электроэнергии, недоиспользование мощности и снижение коэффициентаполезного действия первичных двигателей и генераторов электростанций итрансформаторов электрических подстанций.
Для сельских электроустановокнаиболее приемлемым способом повышения коэффициента мощности являетсякомпенсация реактивной мощности при помощи статических конденсаторов. Статическиеконденсаторы имеют очень малые потери мощности, бесшумны в работе, износоустойчивы,просты и удобны в эксплуатации.
Статические конденсаторы могутбыть подобраны на малые мощности, что особенно важно для сельскохозяйственныхустановок.
Кроме того, выбор конденсаторныхустановок производится с учетом всех приёмников здания.
4.Эксплуатация осветительной установки4.1 Определение мер защиты от пораженияэлектрическим током
Для защиты людей от возможногопоражения электрическим током электрические сети здания блока дезинфекциитранспортных средств выполняются трёхпроводным кабелем, одна из жил котороговыполняет роль специального защитного проводника. К ней подключаются всеметаллические предметы и корпуса светильников. Защитный проводник соединён снулевой точкой трансформатора и заземляющим контуром. В помещении установленоУЗО, защищающее от токов утечки более 30 мкА.
При монтаже светильников натросах несущие тросы зануляют не менее чем в двух точках по концам линии, путёмприсоединения к защитному (РЕ) проводнику, гибким медным проводником. Соединениегибкого проводника с тросом выполняется с помощью ответвительного зажима.
Сопротивление изоляции кабелейосветительной сети должно быть не менее 0.5МОм.
Светильники во всех помещенияхрасположены на высоте более 2.5м, что затрудняет к ним доступ без специальныхприспособлений и способствует электробезопасности.4.2 Указания по энергосбережению и эксплуатацииосветительной установки
При проектировании осветительнойустановки были использованы следующие светотехнические решения:
1. для производственныхпомещений использованы наиболее экономные источники освещения, а именно: газоразрядныелампы низкого давления;
2. стены помещения покрытыпобелкой с целью увеличения коэффициента использования светового потока;
3. схема питания освещения — радиальная;
4. принято наибольшееразрешённое напряжение питания;
5. групповой щит установлен вцентре электрических нагрузок;
6. лампы имеют диапазон рабочегонапряжения равный напряжению питания, что позволяет избежать перерасходаэлектроэнергии и уменьшения срока службы.
Эксплуатация электрооборудованияосуществляется энергетической службой предприятия с участием «Агропромэнерго»
Энергосберегающие мероприятияпри эксплуатации осветительных установок:
своевременная очисткасветильников;
своевременная замена ламп;
окраска рабочих поверхностей всветлые тона;
чистка оконных проёмов.
Литература
1. Светотехническое оборудование в сельскохозяйственном производстве.Справочное пособие. Степанцов В.П. — Мн.: “Ураджай”, 1987г.
2. Правила устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 2000г.
3. Стандарт предприятия. СТП БАТУ01.11 — 98. Правила оформления дипломныхи курсовых проектов (работ) для специальности С.03.02. — 00 «Электрификацияи автоматизация сельского хозяйства» — Мн.: Ротапринт БАТУ 1999г.
4. Николаёнок М.М., Заяц Е.М. Расчёт осветительных и облучательных установоксельскохозяйственного назначения. Под ред. Зайца Е.М. — Мн.: ООО «Лазурак»,1999г.