ВКР. Курсовая работа электрическое освещение
 Скачать 0.85 Mb.
|
Входы в подъезды обычно рассчитываются точечным методом с обеспечением нормированной освещенности на углу входной площадки. Если в плане размеры площадки не указываются, то ее принимают условно размером 2х3 м.Основная расчётная формула:Фл = | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(1.21) Освещаемые объекты | Средняя горизонтальная освещенность, лк. |
| Площади общественных и торговых центров Поселковые улицы: С асфальтобетонными и переходными типами покрытий С покрытиями простейшего типа Поселковые дороги Улицы местного значения и пешеходные Площадки перед входом в здания | 4 4 2 2 2 2 |
Рис. 6 - Кривые относительной освещенности светильников:
а - =f(d/h) при d h; б - =f(h/d) при dh
1 - СЗПР-250МН-С; 2 - РТУ01-250/С53-02-У1; 3- НКУ01 (=0)
Расчёт по средней освещенности
В общем случае, когда расчетная точка освещается одновременно светильниками, расположенными в несколько рядов, причем на каждой опоре (точке подвеса), может быть расположено n светильников, расчет производится по формулам.
(1.22)В формуле приняты следующие обозначения: D – шаг светильников (расстояние между проекциями места установки светильников на горизонтальную плоскость), b – ширина освещаемой площади, м; К3 – коэффициент запаса; UЕ - коэффициент использования светового потока по освещенности для -го ряда светильников; Фл - световой поток светильника -го ряда, лм; N - число светильников на одной опоре, относящихся к -му ряду; М – число рядов светильников вдоль освещаемой полосы (каждый ряд должен состоять из однотипных светильников, одинаково ориентированных относительно освещаемого участка).
Коэффициент запаса при светильниках с лампами накаливания принимается равным 1,3, а с разрядными лампами – 1,5.
Коэффициент использования зависит от расположения светильников на освещаемой полосе и определяется из табл.4 по значению отношения b/h.
На рисунке 7 приведены три варианта расположения светильников относительно освещаемой площадки: когда светильники размещены над освещаемой полосой, коэффициенты использования U= U1+U2 (для симметричного расположения U=2U1=2U2); при расположении светильников вне освещаемой площадки U = U1 – U2, где U1 и U2 определяются соответственно по табл. П3.32 (UЕ). Для несимметричных светильников в табл.П3.32 приведены коэффициенты использования основного потока в направлении = 0 и потока, направленного в противоположную сторону (=1800).
Расчет освещенности, если уже заданы условия установки светильников (тип опор, способ и высота подвеса), сводится к определению шага светильников (часто в литературе встречаются синонимы: расстояние между опорами, пролет, длина пролета и т.д.) и выбору их числа.
Для определения шага светильников одного ряда формула записывается в виде:
(1.23)Необходимое число светильников N, расположенных равномерно по периметру больших площадей, рассчитывается по формуле:
(1.24.)где S – площадь освещаемой территории, м2.
Коэффициент использования UЕ в этом случае определяется по отношению b/h=45.
Пример: По оси дороги шириной 8 м на высоте 8 м установлены светильники типа РТУ 125/С53-2 с лампами типа ДРЛ125 (Фл = 6300 лм). Требуемая нормативная освещенность 2 лк. Определить шаг светильников.
Р е ш е н и е 1. Определяется отношение b/h=8/8=1.
2. Учитывая схему расположения светильников относительно освещаемой поверхности, вычисляем коэффициент использования UЕ = U1 + U2. В данном случае UЕ =2U1.
По отношению b1/h=b/(2h)=8/(2x8) = 0,5 в табл. для светильника РТУ 125/С53-2 находим коэффициент использования U1 = 0,081; коэффициент использования UЕ=2U1=0,162.
Шаг светильников определяется по формуле:
м
Рис. 7 - Расположение светильников относительно освещаемой поверхности - к определению коэффициента использования.
Таблица 8 – Светотехническая ведомость
| Характеристика помещения | Коэф-фициент отраже-ния | Вид освещения | Система освещения | Нормированная освещенность | Коэффициент запаса | Све-тиль-ник | Лампа | Штепсель-ные розетки или понизительные трансформа-торы | Установленная мощность приборов, Вт | Расчётная мощность, Вт (с учетом потерь в ПРА) | Удельная мощность, Вт/м2 | |||||||||
| № по плану | Наименование | Площадь, м2 | Высота, м | Класс помещения по среде | Стен | Потолка | Пола | Тип | Количество | Тип | Мощность | Количество | Мощность и тип | |||||||
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
II. Электротехнический раздел
В электрическую часть проекта в основном входят следующие вопросы:
а) выбор напряжения и источников питания;
б) выбор места установки осветительных щитов и способа их питания;
в) размещение на плане помещения мест установки светильников, выключателей, розеток и т.п., а также групповых линий, соединяющих эти токоприёмники с групповым осветительным щитом;
г) расчёт сечения проводов и определение потерь напряжения в сети;
д) выбор типа щитов, аппаратов управления и защиты сетей от коротких замыканий и перегрузок;
е) разработка мероприятий по защите обслуживающего персонала от поражения электрическим током.
2.1 Выбор напряжения и источников питания
Для осветительных установок применяются преимущественно осветительные сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжения 380/220 В.
Сети с изолированной нейтралью 220 В и ниже применяются, в основном, в специальных электроустановках при повышенных требованиях к электробезопасности.
Постоянный ток 220 В и ниже используется для резервного питания особо ответственных приёмников и в специальных электроустановках.
Сети напряжением 220/127 В переменного тока при заземленной нейтрали в отдельных случаях сохраняются при реконструкции и расширении действующих осветительных установок.
Напряжение 12 и 36 В применяется преимущественно для местного и переносного освещения лампами накаливания.
При напряжении силовых приёмников 380 В питание освещения, как правило, должно осуществляться от трансформаторов 380/220 В, общих для силовой и осветительной нагрузок.
Если в процессе работы осветительных установок возможны значительные отклонения напряжения, рекомендуется применять стабилизаторы или ограничители напряжения, особенно в установках с лампами накаливания.
Если силовая нагрузка вызывает недопустимые колебания напряжения, на осветительных линиях должны устанавливаться безинерционные стабилизаторы (например, тиристорные) или питание освещения должно предусматриваться от отдельных трансформаторов. Самостоятельные осветительные трансформаторы необходимо выделять и в случаях, когда напряжение 380 В не может быть допущено по условиям безопасности. Выделение для освещения отдельных трансформаторов рекомендуется при большой плотности осветительных нагрузок.
С точки зрения надежности электроснабжения осветительные установки делятся на 3 категории.
I категория – осветительные установки, перерыв в электроснабжении которых не должен иметь места или допускается лишь на время автоматического включения резерва. Питание установок I категории обеспечивается от двух независимых источников.
Если перерыв в электроснабжении установки угрожает жизни многих людей, ведет к разрушению особо важного технологического оборудования, нарушению работы важнейших узлов связи водоснабжения, энергетики и т.п., то осветительные установки выделяют из нагрузок I категории в так называемую «особую» группу и питаются от двух независимых источников с переключением части светильников на третий независимый источник при полном (а в некоторых случаях и частичном) погасании установки.
В качестве аварийных источников могут быть применены дизельные станции, бензиновые двигатели, аккумуляторные батареи или же использованы электрические связи с ближайшими независимыми источниками, которые остаются в работе при обесточивании предприятия, а в нормальном режиме, как правило, не используются.
II категория – осветительные установки, для которых допускаются перерывы в электроснабжении на время, необходимое для ручного включения резерва или с помощью автоматического ввода резерва.
III категория – все прочие осветительные установки, допускающие перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного элемента до одних суток.
В производственных зданиях без окон и фонарей использование электросиловых сетей питания общего рабочего и аварийного освещения не допускается в любых случаях.
2.2 Выбор места установки щита и ввода
Осветительный щит устанавливается вблизи основного рабочего входа в здание, в местах, недоступных для случайных повреждений его, с учётом подхода воздушной линии. В то же время щит рекомендуется устанавливать в центре нагрузки. В случае, если некоторые перечисленные выше пункты при выборе места установки щита окажутся в противоречии, то решающими должны быть экономические соображения.
Как показывают многолетний опыт эксплуатации и расчёт, применение самостоятельных осветительных трансформаторов технически и экономически не оправдано. Поэтому осветительные установки с.-х. предприятий обычно питаются от подстанций, общих для силовых и осветительных сетей. Более того, осветительные щиты запитываются через силовой распределительный щит (пункт).
Ввод в здание может осуществляться через стальные трубы, проходы в стенах, проводом в газовых трубах или кабелем.
2.3 Выбор марки проводов и способа прокладки.
Управление освещением
Марка проводов и способов прокладки определяются средой помещения, назначением помещения и размещением оборудования.
Согласно седьмого издания ПУЭ, в зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами.
Питающие и распределительные сети, как правило, должны выполняться кабелями и проводами с алюминиевыми жилами, если их расчётное сечение равно 16 мм2 и более.
Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемой от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприёмников, должны выполняться трёхпроводными (фазный – L, нулевой рабочий – N и нулевой защитный РЕ проводники).
Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.
Штепсельные розетки должны устанавливаться:
В производственных помещениях, как правило, на высоте 0,8-1 м; при подводке проводов сверху допускается установка на высоте до 1,5 м.
В административно-конторских, лабораторных, жилых и других помещениях на высоте, удобной для присоединения к ним электрических приборов, в зависимости от назначения помещений и оформления интерьера, но не выше 1 м. Допускается установка штепсельных розеток в (на) специально приспособленных для этого плинтусах, выполненных из негорючих материалов.
В школах и детских учреждениях (в помещениях для пребывания детей) на высоте 1,8 м.
Выключатели для светильников общего освещения должны устанавливаться на высоте от 0,8 до 1,7 м от пола, а в школах, детских яслях и садах в помещениях для пребывания детей – на высоте 1,8 м от пола. Допускается установка выключателей под потолком с управлением при помощи шнура.
Над каждым входом в здание должен быть установлен светильник. На плане здания размечаются места установки: светильников – в соответствии со светотехническим расчётом, выключателей – у входной двери, со стороны дверной ручки, розеток – по технологическим условиям. После этого токоприёмники собираются в отдельные группы. Каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ, в это число включаются также штепсельные розетки.
Для групповых линий, питающих светильники с люминесцентными лампами мощностью до 80 Вт, рекомендуется присоединять до 60 ламп на фазу.
В групповых линиях, питающих лампы мощностью 10 кВт и больше, каждая лампа должна иметь самостоятельный аппарат защиты.
После разметки линий составляется расчётная схема отдельно для каждой группы. В схеме указываются расстояния от щита до разветвлений, расстояния между токоприёмниками и их мощности. Дежурное освещение собирается в отдельную группу (рисунок 8).
Аварийное освещение запитывается либо от отдельного источника, либо непосредственно от ввода в здание, если питание всей электрической нагрузки осуществляется от одного источника.
2.4 Расчёт площади сечения проводов осветительной сети
Расчёт и выбор сечения проводов осветительной сети обеспечивают: 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 не ниже 0,9.
Площадь сечения проводов, мм2,
(2.1.)где
- сумма электрических моментов нагрузки, кВтм; С- коэффициент сети, зависящий от её напряжения, материала проводов и единиц измерения входящих в формулу величин (определяют по таблице 43) [6]; U
- расчётная допустимая потеря напряжения, %.Для внутренних осветительных сетей при номинальном напряжении на вводе допустимая потеря равна 2,5%, кроме жилых зданий, для которых это значение, как и для наружного и аварийного освещения, равно 5 %. Обычно рекомендуют из приведенных значений допустимой потери напряжения оставлять 0,2…0,3% на потери от вводного распределительного устройства до щита освещения.
В сетях напряжением до 36 В потеря напряжения допускается 10%, считая от вторичных выводов понижающих трансформаторов.
В общем случае допустимую потерю напряжения в осветительных сетях рассчитывают в зависимости от уровней напряжения на шинах источника питания и у наиболее удаленных ламп, мощности трансформатора, степени его загрузки и коэффициента мощности электроприёмников или определяют по справочным таблицам.
Площадь сечения проводов сети, у которой на магистральных участках и ответвлениях различное число проводов, находят по формуле:
(2.2)где
- сумма моментов расчётного и всех последующих участков с тем же числом проводов, кВтм; 
- сумма приведённых моментов всех последующих ответвлений с числом проводов, отличным от рассчитываемого участка, кВтм; 
- коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и участков ответвлений, определяемый по таблице 42[6].Моменты нагрузок определяют от самой удаленной от осветительного щита точки с наибольшей мощностью. Нагрузки потребителей ответвлений прикладывают к точке ответвлений. Любую равномерно распределенную нагрузку можно заменять равнодействующей, приложенной в центре нагрузки.
После расчёта выбирают ближайшую стандартную площадь сечения провода и проверяют на нагрев по условию
Ip Iдоп, (2.3)
где Ip - расчётный ток провода, А;
Iдоп - длительно допустимый для выбранной площади сечения провода ток, А (таблица 44) [6].
Для трёхфазной сети, с нулём и без нуля, при равномерной нагрузке фаз:
Ip =
(2.4)Для двухфазной сети с нулём, при равномерной нагрузке фаз:
Ip =
Для двухпроводной сети:
Ip =
(2.5)
Рисунок 10 - Пример составления схемы для расчёта
групп освещения
где Р1, Р2, Р3 – расчётная активная мощность нагрузки одной, двух или трёх фаз;
Uл ; Uф; Uн – линейное, фазное и номинальное напряжение сети, В;
cos - коэффициент мощности нагрузки.
В случае, если подключены потребители с различными значениями cos, определить средневзвешенное значение:
(2.6)При использовании в осветительных и облучательных установках разрядных источников излучения необходимо учитывать потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре. Расчётная мощность в этом случае для РЛНД определяется по формуле:
Ррасч.=1,2Руст. (2.7.)
а для ламп высокого давления
Ррасч. =1,1Руст.,
где Руст. - установленная мощность источников излучения, определенная в светотехническом расчёте.
Затем сечение проверяют на механическую прочность по условию
gcтgдоп, (2.8)
где gст - выбранная площадь сечения провода, мм2;
gдоп - допустимая для данного вида сети и принятого способа прокладки площадь сечения провода, мм2.
Определяются действительные потери напряжения Uдейств.%.
Uдейств.% =
(2.9)Рассчитать Uдейств.% всех групп, определить группу с наибольшим значением действительных потерь и вычислить допустимые потери на ввод в щит освещения:
Uдоп.ввод% = Uдоп% - Uдейств.max% (2.10)
По найденному значению Uдоп.ввод% рассчитать сечение кабеля или провода, необходимое для выполнения ввода в щит освещения.
2.5 Выбор щитов, коммутационных и
защитных аппаратов
Осветительные щиты выбираются в зависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а также условий среды, в которых они будут работать. Для сельскохозяйственных объектов рекомендуются щиты типов ОЩВ, ОП; ЯОУ и др.
При выборе токов аппаратов защиты должны учитываться пусковые токи при включении мощных ламп накаливания и ламп ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДнаТ.
Ток уставки теплового расцепителя автоматического выключателя Iуст выбирается из условия:
Iдоп Iуст. КпIp 1,2 (2.11)
где кп - коэффициент, учитывающий пусковые токи (таблица 9);
Iдоп. – длительно допустимый ток для провода данной группы, А;
Iр – расчётный ток группы, А.
Если выбраны щиты, на которых установлены автоматы только с тепловыми расцепителями, то для защиты линий от коротких замыканий на вводном или подстанционных щитах устанавливается дополнительная защита с электромагнитным расцепителем.
В пояснительной записке привести пример расчёта двух групп: наиболее разветвленной и наиболее протяженной. Результаты расчёта остальных групп свести в таблицу 10. Также привести пример расчёта ввода в щит освещения.
Таблица 9 - Выбор токов аппаратов защиты с учётом пусковых токов источников света
| Аппараты защиты | Отношение номинального тока плавкой вставки или уставки теплового расцепителя автомата к рабочему току линии не менее | ||
| Для ламп накалива-ния | Для ламп ДРЛ | Для люминес-центных ламп | |
| Плавкие предохранители Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями: с уставками менее 50 А с уставками 50 А и выше Автоматические выключатели с комбинированными расцепителями: с уставками менее 50 А с уставками 50 А и выше | 1,0 1,0 1,0 1,4 1,4 | 1,2 1,4 1,0 1,4 1,0 | 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 |
Таблица 10 – Сводная таблица расчета групп
| № групп | Наименование помещений, нагрузки которую питает данная группа | Руст | Мгр | gрасч | gcт. | Uдейст % | Iрасч |
| - | - | кВт | кВтм | мм2 | мм2 | % | А |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. 2. 3. … Ввод | | | | | | | |
Продолжение таблицы 10
| Iдоп. | Марка провода или кабеля, число и сечение жил | Способ прокладки | Тип аппарата защиты | Номин. ток аппарата защиты Iн | Ток уставки теплового расцепителя |
| А | - | - | - | А | А |
| 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
| 1. 2. 3. … Ввод | | | | | |
Список использованной литературы
1. Кнорринг, Г.М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения. 20е издание, переработанное и дополненное. - СПб: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 1992 - 448 с.; ил.
2. Правила устройства электроустановок. Раздел 6. Электрическое освещение. Раздел 7. Электрооборудования специальных установок. Глава 7.1. Электроустановки жилых, общественных, административных и бытовых зданий. Глава 7.2. Электроустановки зрелищных предприятий, клубных учреждений и спортивных сооружений. - 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 1999. - 80 с.
3.Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Знак, 2006. – 972 с.
4. СП 52.13330.2016. Естестественное и искусственное освещение.
5. СаНПиН 2.2.1/2.1.1 1278 – 03. Гигиенические требования к естественному, исскуственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.