Светотехника инструментального цеха. курсовая рабта Матусевич Вариант 11. 1 Расчёт осветительной установки
 Скачать 417.02 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ Электрическое освещение является важным фактором, оказывающим влияние на комфорт пребывания и работы людей. Основные показатели искусственного освещения (нормируемый уровень горизонтальной освещенности, яркость и спектральный состав света) должны обеспечивать нормальные и безопасные условия труда людей. Это способствует повышению производительности труда и качеству продукции. Важное требование, предъявляемое к осветительной установке – её экономичность. В качестве источника света применяют лампы накаливания или люминесцентные лампы. Основные достоинства лампы накаливания – простота конструкции, относительно невысокая стоимость, упрощение условия монтажа, надежность, возможность плавного регулирования освещенности, невысокая требовательность к качеству электроэнергии. К их недостаткам относят: низкую световую отдачу, неудовлетворительный спектральный состав излучения, необходимость применения защитных устройств от слепящего действия ламп. Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют более мягкий спектр излучения, в 4-5 раз большую световую отдачу, более длительный срок службы и значительно меньшую яркость. Однако эти лампы нуждаются в дополнительной пусковой аппаратуре. Для них характерны: высокая стоимость установки, пульсация светового потока, его изменение при температуре минус 15 ºС и выше плюс 40 ºС, повышение напряжения зажигания при увеличении влажности воздуха, меньшая надежность.  1 Расчет осветительной установки 1.1 Выбор системы и вида освещения Электрическое освещение – это один из важнейших факторов, от которого во многом зависит внутреннее состояние человека, а значит и его производительность труда. Основные показатели искусственного освещения: горизонтальная освещенность на нормируемом уровне, спектральный состав, пульсация светового потока, яркость, эффективность использования. Источники света должны соответствовать нормам и обеспечивать безопасные условия труда людей. И как следствие, их действие должно способствовать повышению производительности труда и качества продукции. Метод удельной мощности используется для расчета общего равномерного освещения не загроможденных помещений. Инструментальный цех предназначен для изготовления и сборки различного измерительного, режущего, вспомогательного инструмента и т.д. Инструментальный цех является вспомогательным цехом завода по изготовлению механического оборудованию и станков. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. Данный цех имеет малое выделение влаги и пыли, помещения относятся к пожаро- и взрывозащищённым. Высота помещения Н=8м, следовательно, в цехе устанавливаются лампы типа ДРЛ. Исходя из характеристик данного цеха принимаем kз = 1,5, т.к. помещение содержит низкий уровень влаги и пыли, z = 1,1 т.к. Потолок и стены побелены белой краской, пол бетонный, поэтому  принимаем коэффициенты отражения, %, 50, 30 и 10 соответственно. Исходя из параметров данного помещения, в цехе устанавливаются светильники ДРИ250 Е40, имеющий КСС Д, который соответствует значению λэ = 1,4. Таблица 1.1 – Данные для расчета
1.2 Светотехнический расчёт установки Станочное отделение А Расчетная высота установки светильника hр, м, определяется по формуле hр = H - hc - hрп , (1.1) где H – высота помещения, м; hc – высота свеса, м; hрп – высота рабочей поверхности, м. hр= 8-3-0,9=4,1м. Расстояние между светильниками L, м L= λэ∙ hр, (1.2) где λэ – относительное расстояние между светильниками; L= 1,4∙4,1=5,74 м. Количество светильников в ряду NА, шт  (1.3)  Количество рядов светильников в помещении Nв, шт  (1.4) где А и В длина и ширина помещения. Общее количество светильников N, шт N= NA∙NB, (1.5) N= 6∙4=30 шт. Определяем индекс помещенияi  (1.6) Определив индекс помещения, с учетом коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности, определяем коэффициент использования светового потока: при i = 3,25 η = 0,6 Расчётный световой поток определяется по формуле  (1.7)где Ен – норма освещенности, лк; S – площадь помещения, м2; kз – коэффициент запаса; Nобщ– общее число светильников.   По справочной таблице выбираем лампу ДРИ 250 со световым потоком Ф=18700 лм. Проверяем допустимое отклонение освещенности -10%≤   ≤+20%, (1.8)-10%≤  ≤ +20%,-10% ≤ -5,5 % ≤ +20%. Полученное значение входит в диапазон допустимых отклонений освещенности, отсюда следует, что расчет произведен , верно. Действительная освещенность  , лк площади при выбранном источнике света (1.9)  Мощность осветительной установки  (1.10) где  - номинальная мощность лампы, Вт, - общее число ламп в помещении, шт. Мощность пускорегулирующей аппаратуры РПРА, Вт  (1.11) Суммарная мощность осветительной установки Ро.у., Вт  (1.12) (1.12)  Затем рассчитываем станочное отделение Б hр= 8-3-0,9=4,1м, L= 1,4∙4,1=5,74 м. Для данного помещения применяются светильники ЛСП14 Количество светильников в ряду NА, шт  Количество рядов светильников в помещении NВ, шт  Общее количество светильников N, шт N= 3∙5=15 шт. Определяем индекс помещения i   Определив индекс помещения, с учетом коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности, определяем коэффициент использования светового потока: при i=0,48, η=0,53Находим общий световой поток:  По справочной таблице выбираем лампу ДРЛ400 со световым потоком Ф=22000лм. Проверяем допустимое отклонение освещенности: -10% ≤  ≤ +20%-10% ≤ -1,85 % ≤ +20% Полученное значение входит в диапазон допустимых отклонений освещенности, отсюда следует, что расчет произведен верно. Действительная освещенность , лк площади при выбранном источнике света: Мощность осветительной установки  Вт,  Мощность пускорегулирующей аппаратуры РПРА, Вт  Суммарная мощность осветительной установки Ро.у., Вт  Расчет остальных помещений производим аналогично, результаты сводим в светотехническую ведомость.   Таблица 1.2 - Светотехническая ведомость
1.2 Точечный метод расчета  Рисунок 2.1 – Точечный метод расчета Расчёт следует проводить по линейным изолюксам. На плане помещения намечаем контрольные точки А и В и находим условную освещённость.
 Суммарная условная освещенность в точке А  Суммарная условная освещенность в точке В  Световой поток для единицы длины светящей линии  , лм/м  (1.13) Проверяем допустимое отклонение освещенности: -10% ≤  ≤ +20%-10% ≤ -6,28 % ≤ +20% Мощность лампы совпадает с выбранной лампой ДРИ250 Е40 1.4 Метод удельной мощности Расчет для Станочного отделения(А).  По расчетной высоте подвеса  и площади освещаемого помещения  для выбранного типа светильника определяют табличное значение удельной мощности  которое затем корректируют для приведения в соответствии с данными таблиц. После корректировки интерполированием получают расчетное значение удельной мощности источников где  – коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению;  – коэффициент приведения коэффициента отражения поверхностей помещения к табличному значению; Расчётная единичная мощность источника   где S – площадь освещаемой поверхности,  ;N – число светильников, шт.; n – число ламп в светильнике, шт.   2 ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Напряжения, применяемые в производственных установках, как правило, 380/220В при заземлённых нейтралях сетей. Такие напряжения возможны в любых помещениях для установок общего освещения при высоте подвеса более 2,5 м, при меньшей высоте - только в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током. В помещениях же с повышенной опасностью осветительную сеть прокладывают в металлических трубах, а светильники снабжают защитными сетками. Осветительные щитки следует располагать вблизи основного рабочего входа в здание; по возможности в центре питаемых нагрузок; в местах, удобных для обслуживания и с благоприятными условиями среды, недоступных для случайных повреждений (чтобы были видны хотя бы частично управляемые светильники); с учётом подхода воздушных линий. 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 на вводе отклонение напряжения от номинального, не выходящие за допустимые пределы ±5 и -2,5%. После размещения осветительных щитков все светильники делят на группы. При этом всю нагрузку вначале делят равномерно на три части (по числу фаз питающей сети), а затем нагрузку каждой фазы делят на группы с учётом рекомендаций: - каждая групповая линия должна иметь на фазе не более 20 светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, натриевыми и не более 50 светильников с люминесцентными лампами; - каждая групповая линия с лампами накаливания мощностью до  500Вт, люминесцентными лампами и штепсельными розетками должна быть защищена автоматом или предохранителем на ток не более 25 А, а линии с лампами накаливания мощностью свыше 500 Вт или с лампами ДРЛ - не более 63 А; - группы распределяют по условию экономии проводникового материала, исключая перекос фаз и обеспечивая равномерность нагрузки. На плане объекта наряду со светильниками наносят групповые и питающие щитки, выключатели, штепсельные розетки. После этого токоприемники, выделенные в группы, соединяют групповыми линиями и для каждой группы составляют расчётную схему. В схеме указывают длины участков от щитка до разветвлений и между токоприёмниками, а также мощности токоприемников. Все схемы должны быть приведены в расчетно-пояснительной записке. Марку проводов осветительной сети и способ их прокладки определяют в соответствии с условиями окружающей среды.  Расчёт и выбор сечения проводов осветительной сети обеспечивает: отклонение напряжения у источников света в допустимых пределах; нагрев проводов не выше допустимой температуры; достаточную механическую прочность проводов. Поэтому сечение проводов обычно рассчитывают по допустимой потере напряжения, а затем проверяют по нагреву и механической прочности. При этом индуктивное сопротивление проводов внутренних осветительных сетей можно не учитывать. Индуктивное сопротивление осветительной нагрузки не учитывают, так как коэффициент мощности установок не ниже 0,9. Определяется момент нагрузок на вводе Мо, кВт·м М = Р  l0, (2.1) где Ро – мощность всей осветительной сети, кВт; Lо – длина провода от силового щита до щита освещения, м. М = 19,002 2 = 38кВт м. Рисунок 1.2 - Расчётная схема осветительной сети. Определяем момент нагрузок на каждой группе mгр, кВт м , (2.2) где Lгр – длина группы, м. m1 =  кВт мm2 =  кВт м;m3 =  кВт м;m4 = 10∙(0,625+0,4+0,09+0,15)+9∙(0,4+0,09+0,15)+6∙ (0,09+0,15)+7∙0,15=25,76 кВт м; 42∙(0,1+0,162+0,2+0,4)+6∙(0,162+0,2+0,4)+8∙(0,2+0,4)+9∙0,4=49,174кВт∙м  Площадь сечения провода на вводе Sввод, мм2 определяется по формуле  (2.3) где αпр – коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка; αпр = 1,85; ∆U – допустимая потеря напряжения, для освещения ∆U = 2,5%; С – характеристический коэффициент линии, для трёхфазной сети напряжением 380/220 В, выполненной медным проводом, С = 77; Σmгр – суммарный момент всех групп, кВт м. Принимается сечение из стандартного ряда Sо= 6 мм2. Это сечение проверяется на нагрев по длительно допустимому току. Выбирается кабель ВВГ 3x6 (медный с поливинилхлоридной оболочкой и поливинилхлоридной изоляцией, применяется в агрессивных средах).  Определяется рабочий ток Iр., А на вводе (2.4) где Uл – напряжение сети, Uл =380 В. 0)  1)  2)  3)  4)  5)  Определяется длительно допустимый ток  (2.5) 0)  1)  2)  3)  4)  5)  Для выбранного кабеля ВВГ сечением Sо = 6 мм2 длительно допустимый ток равен Iдоп.о. = 42 А, то есть Iр.о. < Iдоп.о., минимальная площадь сечения по механической прочности для медного кабеля равна 1,5 мм2, следовательно сечение выбранного кабеля удовлетворяет условиям выбора. Определяем истинное отклонение напряжения на вводном участке  (2.6)   Допустимые потери для сети ответвления ∆Uотв, %  (2.7)  Определяется сечение провода для первой группы S1, мм2  (2.8)      Принимается сечение кабеля Sотв1 = 4 мм2. Выбирается кабель ВВГ 3x4 (медный с полихлорвиниловой изоляцией). Для сечения кабеля  Выбирается кабель ВВГ 3x6 (медный с поливинилхлоридной оболочкой и поливинилхлоридной изоляцией, применяется в агрессивных средах).Проверяется провод по допустимому нагреву  (2.9) 9 )  Определяем фактические потери напряжения в первой группе ΔU1, %  (2.10)       ΔUотв > ΔUист.отв, это говорит о том, что выбранный провод подходит по всем условиям выбора. Расчёт и проверка остальных групп проводится аналогично, и результаты сводятся в таблицу 2.1 Таблица 2.1 – Результаты электротехнического расчёта
Выбираем автоматические выключатели для всей нашей системы. На ввод устанавливаем трёхполюсной автоматический выключатель марки ВА60-40-34-20 О4 на номинальный ток 40А. На ответвления принимаем 3 автомата марки ВА47-29 на номинальный ток 10 А, Далее выбираем щит освещения марки ОП5, имеющий 5 группы.  ЗАКЛЮЧЕНИЕ Электрическое освещение в жизни человека играет огромную роль. Значимость его определяется тем, что при правильном выполнении осветительных установок, электрическое освещение способствует повышению производительности труда, улучшению качества выпускаемой продукции, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижает утомляемость рабочих; обеспечивает значительную работоспособность и создает нормальные эстетическое, физиологическое и психологическое воздействия на человека. Целью проектирования осветительной установки является создание такой световой среды, которая бы обеспечивала светотехническую эффективность освещения с учетом требований физиологии зрения, гигиены труда, техники безопасности при минимальных расходах электроэнергии и затратах материальных и трудовых ресурсов на приобретение, монтаж и эксплуатацию осветительных установок.  СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Баев В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению/ В.И. Баев. – М.: Агропромиздат,2006 – 175 с. Кнорринг Г. М. Осветительные установки. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. – 288 с. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. - М.: Эксмо, 2012.-752с. -(Российское законодательство. Техническая литература). Алиев И.И. Электротехнический справочник. -5-е изд., стереотип. - М.: ИП РадиоСофт, 2010.-384 с.:ил. Козловская, В.Б. Электрическое освещение: справочник / В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич.-Минск: Техноперспектива, 2007.-225 с. + [8] л. цв. ил. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е издание перераб. и доп М:Знак-972 с.: ил  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||