Курсовая работа: Установка освещения на птицефабрике

Рисунок 5 – План уборной

1.6.3 Выбор источника света

Определим мощность осветительной установки методом коэффициента использования светового потока.

Определим индекс помещения по следующей формуле:

где а, b – длина и ширина помещения,

Далее по справочной литературе определим коэффициент использования светового потока. Этот коэффициент учитывает долю светового потока генерируемого источником света, доходящую до рабочей поверхности.

Принимаем η=0,25 [3, с.83].

Вычислим световой поток ламп в светильнике по формуле (1.9):

где η – коэффициент использования светового потока светильника;

z – коэффициент неравномерности, z=1,1…1,2 [4, с.10].

Для ЛН рекомендуется Z = 1,15.

 лм.

Далее по найденному значению светового потока выберем стандартную лампу и рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (1.10): ФН=2220 лм, Б215-225-150 [3, с.98].

Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (1.11):

где Рл – мощность лампы, Вт; N – количество светильников; А – площадь помещения, м2.

 Вт/м2

1.7 Электрощитовая

1.7.1 Выбор светового прибора

Таблица 6 – Технические характеристики светильников

Учитывая высокий КПД, требования к КСС и степень защиты, выбираем светильник ЛСП02.

1.7.2 Размещение светильников на плане

Определим расчетную высоту осветительной установки по формуле

(1.2):

Нр = Н0 – hсв – hр

hсв=0,1 м; hр =1,5м,

 м.

Рисунок 6 – План электрощитовой

1.7.3 Выбор источника света

Определяем мощность осветительной установки точечным методом.

Точечный метод применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения помещений и открытых пространств, а также местного освещения при любом расположении освещаемых поверхностей.

Так как длина светового прибора больше 0,5НР (линейный источник света),то сначала определяем относительную освещенность:

       (1.14)

где –горизонтальная относительная освещенность, лк.

Численные значения находим по кривым изолюкс в зависимости от приведенной длины  и удаленности точки от светящейся линии

          (1.15)

где L–длина светильника, м.

         (1.16)

где Р– расстояние между светильником и рабочей поверхностью (щитом), м; НР– высота рабочей поверхности, м.

Разбиваем источник света на две части:

лк [6, с.72],

Так как освещенность нормируется в вертикальной плоскости, то приводим    к

      (1.17)

где–вертикальная относительная освещенность, лк;

– коэффициент перевода от  к .

       (1.18)

 лк.

Определяем световой поток лампы на единицу длины:

,     (1.19)

где 1000 – световой поток лампы; EН–нормированная освещенность, лк;

–коэффициент запаса; m - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность за счет влияния удаленных светильников и отражения от

ограждающих конструкций; –вертикальная относительная условная

освещенность, лк.

лм/м.

Определяем поток для светящейся линии:

       (1.20)

 лм.

Определяем световой поток для одной лампы:

       (1.21)

По численному значению потока и каталожным данным выберем

стандартную лампу: ЛБР-40, ФН=2250 лм [3,с.102].

Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (1.6):

Определим удельную мощность осветительной установки по формуле:

 Вт/м2

1.8 Тамбур (2 помещения)

1.8.1 Выбор светового прибора

В соответствии с технико-экономическими критериями (конструктивным исполнением, светотехническими характеристиками и экономическими показателями) выберем для освещения данного помещения световой прибор НСР01.

1.8.2 Размещение светильников на плане

Определим расчетную высоту осветительной установки по формуле (1.2):

Нр = Н0 – hсв – hр ,

hсв=0,3, м; hр =0 м

м

Так как световой прибор НСР01 имеет кривую силы света типа М, то λс = 2 и λэ = 2,6 [4, с.12].

Определяем расстояние между светильниками из соотношения (1.1):

λс×Нр £ L £ λэ× Нр,

 м.

Определим количество световых приборов в помещении и количество световых приборов:

Количество рядов светильников определяется по формуле (1.3):

Количество светильников в ряду определяется по формуле (1.4)

Общее количество светильников: N=na× nb=1× 1=1шт.

Крайние светильники устанавливаются на расстоянии (0,3…0,5)L от стены:

Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить один световой прибор данного типа.

Рисунок 7 – План тамбура

1.8.3 Выбор источника света

Определим мощность осветительной установки методом коэффициента использования светового потока.

Определим индекс помещения по формуле (1.8):

где а, b – длина и ширина помещения,

Далее по справочной литературе определим коэффициент использования светового потока. Этот коэффициент учитывает долю светового потока генерируемого источником света, доходящую до рабочей поверхности.

Принимаем η=0,27 [4, с.18].

Вычислим световой поток ламп в светильнике по формуле (1.9):

где η–коэффициент использования светового потока светильника;

z – коэффициент неравномерности, z=1,1…1,2 [1, с.10].

Для ЛН рекомендуется Z = 1,15.

 лм.

Далее по найденному значению светового потока выберем стандартную лампу и рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (1.10): ФН=2090 лм, Г215-225-150 [3, с.98].

Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (1.11):

где Рл – мощность лампы, Вт; N – количество светильников;

А – площадь помещения, м2.

 Вт/м2.

1.9 Вход (4 шт.)

1.9.1 Выбор светового прибора

Таблица 7– Технические характеристики светильников

Учитывая высокий КПД, требования к КСС и степень защиты, выбираем светильник ПСХ 60М.

1.9.2 Размещение светильников на плане

Рисунок 8 – План входа

1.9.3 Выбор источника света

 м,

Далее определяют в данной контрольной точке условную освещенность по формуле:

,  (1.22)

где a - угол между вертикалью и направлением силы света светильника в расчетную точку; Ja1000 - сила света i-го светильника с условной лампой (со световым потоком в 1000 лм) в направлении расчетной точки. Численное значение Ja1000 определяют по кривым силы света.

кд

 лк.

С учетом этой освещенности рассчитывают световой поток источника света в светильнике по формуле (1.9):

,

где m - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность за счет влияния удаленных светильников и отражения от ограждающих конструкций; 1000 – световой поток лампы; hсв – КПД светильника.

 лм,

По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: ФН=415 лм, Б-215-225-40 [3, с.62].

Рассчитаем отклонение расчетного потока от каталожного по формуле (1.10):

Определим удельную мощность осветительной установки по формуле (1.11):

 Вт/м2.

2. Электротехнический раздел

2.1 Выбор схемы электроснабжения  и  напряжения питания

осветительной установки

Как показывают многолетний опыт эксплуатации и расчет, применение самостоятельных осветительных трансформаторов технически и экономически неоправданно. Поэтому осветительные установки сельскохозяйственных предприятий обычно питаются от подстанций, общих для силовых и осветительных сетей. Осветительные щиты запитываются через силовой распределительный щит. На каждый осветительный щит в силовом распределительном пункте предусматривается отдельная группа.

Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220 В.

2.2 Компоновка осветительной сети

На этой стадии проектирования решаются вопросы о месте расположения осветительных щитов, о числе групп и количестве проводов на участках сети.

Далее составим расчетную схему, на которой покажем все осветительные щиты и группы, число проводов и длину групп, мощность источников света и места ответвления (рисунок 9).

2.2.1 Разделение потребителей на группы

Согласно ПУЭ, предельный ток группы не должен превышать 25А. Если к группе присоединены ЛН мощностью более 500Вт или газоразрядные лампы высокого и сверхвысокого давления мощностью более 125Вт, то предельный ток группы может быть увеличен до 63А.

Разделение на группы делаем, опираясь на следующие рекомендации: число светильников на одну двухпроводную группу не должно превышать 20 шт., а на двухфазную трехпроводную и трехфазную четырехпроводную 40 – 60 шт. соответственно.

Длина четырехпроводной группы должна быть около 80 м, а трех– и двухпроводной соответственно 60 и 35 м.

а) Первая группа: двухфазная, трехпроводная, питающая 16 светильников:

·  16 светильникаН2Т3Л с лампами ЛБ40-1 в помещении для птиц.

Длина группы 71,5 м;

б) Вторая группа: двухфазная, трехпроводная, питающая 11 светильников:

·  11 светильника Н2Т3Л с лампами ЛБ40-1 в помещении для птиц.

Длина группы 82,3 м;

в) Третья группа :двухфазная, трехпроводная , питающая 11 светильников:

·  11 светильника Н2Т3Л с лампами ЛБ40-1в помещении для птиц.

Длина группы 82м;

г) Четвертая группа: двухфазная, трехпроводная, питающая 16 светильников:

·  16 светильникаН2Т3Л с лампами ЛБ40-1 в помещении для птиц.

Длина группы 83,5 м.

д) Пятая группа: двухфазная, трехпроводная, питающая 16 светильников:

·  2 светильника НПП 02 с лампами БК-215-225-60 в насосной

·  1 светильник НСП 23 с лампами Б215-225-150 в уборной,

·  6 светильников НСО11 с лампами Б220-235-40 в подсобном помещении

·  4 светильника НПП 02 с лампами БК-215-225-40 в венткамере.

·  3 светильника ПСХ 60М с лампой Б215-225-40 на входах.

Длина группы 56 м.

е) Шестая группа (дежурная): двухфазная, двухпроводная, питающая 10 светильников:

·  10 светильников Н2Т3Л с лампами ЛБ40-1 в помещении для птиц.

Длина группы 83 м.

ж) Седьмая группа: двухфазная, трехпроводная, питающая 10 светильников:

·  2 светильника НСР 01 с лампами Г215-225-150 в тамбуре

·  3 светильника ПСХ 60М с лампой Б215-225-40 на входе.

·  4 светильника НПП 02 с лампами БК-215-225-40 в венткамере.

·  1 светильник ЛСП 02 с 2-мя лампами ЛБР-40 в электрощитовой.

Длина группы 120,4 м.

2.2.2 Расчет токов в группах и на вводе

Определим ток на вводе:

,      (2.1)    

 А,

где S– полная мощность, В×А; m – число фаз; Uф – фазное напряжение, В.

      (2.2)

где Р–активная мощность, Вт: Q–реактивная мощность, вар.

Рлл=1,2×PН          (2.3)

  Qлл=Рлл×tgj,      (2.4)

где tgj=0,38, т.к. cosj=0,935  j=210.

Рлл=1,2×40=48 Вт;

Qлл=48×0,38=18,24 вар.

Определим ток в 1-й группе:

Для ЛЛ cosj=0,92…0,97.

,       А.

Qлл=Рлл×tgj=96×0.38=36.48 вар.

Qлл=48×0,38=18,24 вар.

tgj=0,38, т.к. cosj=0.935  j=210.

Определим ток в 2-й группе:

Для ЛЛ cosj=0,92…0,97.

 ,     А.

 Рлл=1,2×PН= 1,2×40=48 Вт;   Qлл=Рлл×tgj=48×0.38=18.24 Вар,

tgj=0,38, т.к. cosj=0.935  j=210.

Определим ток в 3-й группе:

,      А

где Р–активная мощность, Вт: Q–активная мощность, ВАр.

 Рлл=1,2×PН= 1,2×40=48 Вт ;   Qлл=Рлл×tgj=48×0.38=18.24 ВАр

tgj=0,38, т.к. cosj=0.935  j=210.

.

Определим ток в 4-й группе:

,      А

Определим ток в 5-й группе:

А

Определим ток в 6-й группе (дежурной):

,      А

где Р–активная мощность, Вт: Q–активная мощность, вар.

Рлл=1,2×PН= 1,2×40=48 Вт ;   Qлл=Рлл×tgj=48×0.38=18,24 вар

tgj=0,38, т.к. cosj=0.935  j=210.

.

Определим ток в 7-й группе:

А

Рлл=1,2×PН= 1,2×40=48 Вт ;   Qлл=Рлл×tgj=48×0.38=18,24 вар

Таблица 9 – Характеристика групп

2.2.3 Выбор осветительного щита и составление расчетной схемы

Щиты применяются для защиты отходящих линий в осветительных сетях. Щит выбираем по количеству групп, по окружающей среде, назначению.

Выбираем распределительный пункт: ПР11-1068-IP21У3 (1000Х800Х200) [3, с.130]. Тип автоматических выключателей АЕ2036 3-полюсный (восемь). Номинальный ток IН =25 А.

Таблица 10 - Техническая характеристика автоматических выключателей распределительного пункта ПР11-1068-IP21У3.

2.3 Выбор защитной аппаратуры

Согласно ПУЭ все осветительные сети необходимо защищать от токов короткого замыкания и перегрузок. В данном расчете выбираем токи уставок автоматов. Автоматы устанавливают на линиях, отходящих от

щитов, на вводах в здание.

Расчетное значение тока уставки комбинированного  и теплового  расцепителей:

,      (2.5)

где  - коэффициент, учитывающий пусковые токи (= 1 – для маломощных ЛН (до 300 Вт) и ГРЛ низкого давления, а для всех других = 1,4). [3, с.25].

 I гр.:  А;

II гр.:  А;

III гр.:  А;

IV гр.:А;

V гр.:А;

VI гр.:А;

VII гр.:А

Между щитами:  А.

Выбираем значения номинальных токов расцепителей для групп и на вводе из таблицы 10.

 для 1-ой группы:

 для 2-ой группы:

 для 3-ой группы:

 для 4-ой группы:

 для 5-ой группы:

 для 6-ой группы:

 для 7-ой группы:

 для ввода:

2.4 Выбор проводов

2.4.1 Выбор марки проводов и способа их прокладки

Для прокладки в данном здании выберем провод АПВ в винипластовой трубе в сырых, особо сырых, с химически активной средой и открыто в нормальных помещениях [3, с.107]. На участке от силового щита до осветительного выберем провод АПВ, проложенный в стальной трубе.

2.4.2 Выбор сечения проводов

Сечение проводов выбираем, исходя из механической прочности, нагрева, потери напряжения и согласования с током защитного аппарата.

Определяем сечение провода между силовым и осветительным  щитами:

а) Выбираем сечение провода по механической прочности, наименьшее допустимое значение Sстанд=2,5 мм2 [3, с.115]; Принимаем Sстанд=2,5 мм2

б) Проверяем по потере напряжения;

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

,(2.6)

где с – коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы и числа проводов в группе, с = 44 – для 3-х фазной линии [2, с.348];

 - электрический момент на каждом участке для каждого i-го светильника, кВт×м, определяется по формуле:

,       (2.7)

где  - мощность определенного участка, Вт;

 - длина участка от щита до i-го светильника, м.

Т.к. суммарная мощность всей сети:

Р =64×48+6×40+8×40+150+2×60+2×150+2×48+6×40=4538Вт

Определяем фактическую потерю напряжения:

,      (2.8)           

%.

Допустимая потеря напряжения = 0,2%.

       (2.9)

0,2%>0,123%

Проверяем сечение по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов, в нашем случае четырех одножильных алюминиевых проводов, проложенных в стальной трубе, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

  Iрасч. £ Iдоп..      (2.10)

7,11< 21,

следовательно по нагреву проходит, т.к. меньше допустимого значения.

Проверяем сечение по согласованию с током аппарата:

       (2.11)

А,  = 10 А.

21 А > 12,5 А,

следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Выбираем марку провода из [3, с.104]: между щитами провод с поливинилхлоридной изоляцией, алюминиевый с прокладкой в стальной трубе, марка: АПВ − 5 (1х3).

Выбор сечения провода для 1-й групповой линии

а) Выбираем по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2 .

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

=30,144 кВт×м.

,

%.

1,6 %>0,61%

где с = 19,5 – для 2-х фазной линии [2, с.348];  - потери напряжения в осветительной сети. Допустимая потеря напряжения = 1,6%.

в) Проверяем сечение по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов, в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А.

Iрасч. £ Iдоп ,

1,86 £ 19 ,

следовательно по нагреву проходит, т.к. меньше допустимого значения.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата

Согласование тока уставки с допустимым током провода:

 , А; А,  = 6,3 А.

А

19 А > 7,875 А , следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Принимаем провод АПВ − 4 (1×2,5 мм2).

Выбор сечения провода для 2-й групповой линии:

а) Выбираем по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2 .

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

,

 =25,406 кВт×м

%.

Допустимая потеря напряжения = 1,6%.

1,6%>0,52%.

в) Проверяем сечение провода по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А.

Iрасч. £ Iдоп,

1,28 < 19, следовательно по нагреву проходит, т.к. меньше допустимого значения.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата

 А;  А,  = 6,3 А.

 А

19 А > 7,88 А, следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Принимаем АПВ − 4 (1×2,5).

Выбор сечения провода для 3-й групповой линии:

а) Выбираем сечение провода по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

,

=25,925 кВт×м.     

,%.

0,53%<1,6%.

в) Проверяем сечение провода по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А.

Iрасч. £ Iдоп,

1,28 <19, следовательно по нагреву проходит, т.к.меньше допустимого значения.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата.

 А; А,  = 6,3А.

 А

19 А>7,88 А, следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Принимаем провод АПВ − 4 (1×2,5 мм2).

Выбор провода для 4-й групповой линии

а) Выбираем сечение провода по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

,

=37,056 кВт×м. 

%.

0,76%<1,6%.

в) Проверяем сечение провода по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А .

Iрасч. £ Iдоп,

1,86 < 22, следовательно по нагреву проходит.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата.

 А;  А,  = 6,3 А.

А

22 А>7,88 А, следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Принимаем провод АПВ − 4 (1×2,5 мм2).

Выбор провода для 5-й групповой линии

а) Выбираем сечение провода по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

,

=9,482 кВт×м.

 %.

0,19%<1,6%.

в) Проверяем сечение провода по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А .

Iрасч. £ Iдоп,

1,79 < 19, следовательно по нагреву проходит.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата.

 А;  А,  = 6,3 А.

А

19 А>7,88 А, следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Выбираем марку провода из [3, с.104]: провод 5-й группы с поливинилхлоридной изоляцией, прокладка в винипластовой трубе в насосной, уборной и в венткамере, а в электрощитовой, подсобном помещении открыто по поверхности стен, марка: АПВ − 4 (1×2,5).

Выбор провода для 6-й групповой линии

а) Выбираем сечение провода по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

, 

=21,696 кВт×м.

 %.

0,44%<1,6%.

в) Проверяем сечение провода по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А .

Iрасч. £ Iдоп,

1,16 < 19, следовательно по нагреву проходит.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата.

 А;  А,  = 6,3 А.

А

19 А>7,88 А, следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Принимаем провод АПВ − 4 (1×2,5 мм2).

Выбор провода для 7-й групповой линии

а) Выбираем сечение провода по механической прочности. Сечение алюминиевого провода не может быть менее 2,5 мм2 [2, с.337]. Принимаем Sстанд=2,5 мм2

б) Проверяем сечение провода по потере напряжения.

Определяем фактическую потерю напряжения по формуле:

, 

=56,122 кВт×м.

 %.

1,15%<1,6%.

в) Проверяем сечение провода по допустимому току в зависимости от сечения и количества проводов в нашем случае трех одножильных алюминиевых проводов, выбираем [3, с.111] длительно допустимый ток:

 А .

Iрасч. £ Iдоп,

1,26 < 19, следовательно по нагреву проходит.

г) Проверяем сечение провода по согласованию с током защитного аппарата.

 А;  А,  = 6,3 А.

А

19 А>7,88 А, следовательно провод проходит по согласованию с током автомата.

Принимаем провод АПВ − 4 (1×2,5 мм2).

2.4.3 Определение суммарных потерь напряжения

Определяем суммарные потери напряжения 1-й группы:

%.

Определяем суммарные потери напряжения 2-й группы:

%.

Определяем суммарные потери напряжения 3-й группы:

%.

Определяем суммарные потери напряжения 4-й группы:

%.

Определяем суммарные потери напряжения 5-й группы:

%.

Определяем суммарные потери напряжения 6-й группы:

%.

Определяем суммарные потери напряжения 7-й группы:

%.

Список литературы

1. Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений. – М.: ВИЭСХ, 1992.– 27с.

2. Справочная книга для проектирования электрического освещения. / Под редакцией Г.М. Кнорринга – Л.: Энергия, 1976. – 382с.

3. Быков В.Г. Справочные материалы для проектирования электрического освещения – Челябинск, 2006. – 141с.

4. Методические указания к курсовой работе по проектированию электрических осветительных установок. – Ч.: ЧГАУ, 2003. – 59с.

5. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 470с.

6. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 470с.

7. Правила устройства электроустановок. Издание седьмое. Челябинск, центр безопасности труда, 2006. – 843с.