Расчет электрического освещения

Содержание

. Анализ технологического процесса

2. Светотехническая часть проекта

2.1 Выбор видов освещения

2.2 Выбор источников света

2.3 Выбор системы освещения

2.4 Выбор нормы освещенности и коэффициента запаса

2.5 Выбор типа светильников

2.6 Выбор размещения светильников

2.7 Светотехнический расчет

2.8 Определение коэффициента равномерности освещенности в помещении точечным методом

3. Электротехническая часть проекта

3.1 Выбор размещения групповых щитков, схемы и трассы сети, компоновка групповой сети

3.2 Определение расчетных осветительных нагрузок

3.3 Выбор типа и сечения проводников по методу моментов, исходя из минимума расхода проводникового материала

Литература

1. Анализ технологического процесса

В цехе не предъявляются повышенные требования к цветоразличению и цветопередаче.

Количество рабочих смен - 1.

Условия среды (нормальная) не требуют применения светильников с высокими уровнями защиты от пыли и влаги и с высокой эксплуатационной группой.

2. Светотехническая часть проекта

2.1 Выбор видов освещения

В данном цехе необходимо использовать следующие виды освещения:

рабочее,

эвакуационное - для эвакуации людей из помещения при внезапном отключении рабочего освещения, так как данный цех относится к производственным помещениям, выход из которых при погасании рабочего освещения связан с травматизмом из-за продолжения работы производственного оборудования.

дежурное - для освещения в нерабочее время, так как режим работы - односменный.

.2 Выбор источника света

Выбираем дуговые ртутные лампы с излучающими добавками типа ДРИ, так как их рекомендуется применять для освещения производственных помещений при большой высоте (более 6 м), когда имеются повышенные требования к качеству освещения (очень высокая точность работ -II разряд зрительной работы), но не требуются специальные требования к цветоразличению, а также согласно требованиям к осветительным установкам основных производственных помещений.

2.3 Выбор системы освещения

В результате очень высокой точности работ (II разряд зрительной работы) и отсутствия данных о расположении оборудования в производственном участке, принимается комбинированное освещение (местное плюс общее равномерное).

Расчет в соответствии с заданием будет проводиться только для системы комбинированного освещения.

2.4 Выбор освещенности и коэффициента запаса

освещенность проводник щиток сеть

По таблице 1 [1] согласно исходным данным (разряд зрительной работы - II, подразряд зрительной работы - в, контраст объекта с фоном - малый, характеристика фона - светлый) норма освещенности, при комбинированной системе освещения от общего освещения Е = 200 лк (согласно [1], таблица 1). Е_комб = 2000 лк, оставляя без изменений норму освещенности системы общего равномерного освещения. Поскольку условия среды - нормальные, отсутствуют факторы, влияющие на запыленность производственного помещения, то, руководствуясь данными таблицы 3 [1], выбираем коэффициента запаса:

K = 1,3 при эксплуатационной группе светильника - 1.

2.5 Выбор типа светильников

Согласно рекомендациям по таблице 12.4 для сборочного цеха, выбирается осветительный прибор ГСП19-700, который имеет следующие характеристики:

степень защиты от пыли и воды: IP23;

эксплуатационную группу: 1;

тип, количество и мощность применяемых ИС: ДРИ 700-5;

тип КСС в нижнюю полусферу: Д3;

общий КПД: 65%;

КПД в нижнюю полусферу : 70%.

2.6 Выбор размещения светильников в помещении

Расчетная высота подвеса светильников

,

где Н - высота помещения, м.;

h_Р - высота рабочей поверхности, принимаем 1,0 м.;

h_С- свес светильника, принимаем 0,5 м.;

Для КСС Д3 оптимальное отношение λ_О = 1,0.

Находим оптимальное расстояние между рядами светильников

_o = λ_Оh = 1,0·10,7 = 10,7 м.

Рациональное число ламп в ряду

_L= A / L_o= 76 / 10,7 ≈ 7,

Рациональное количество рядов светильников

_р = В / L_o= 46 / 10,7 ≈ 4 ,

где А - длина помещения, м;

В - ширина помещения, м.

В каждом ряду располагаем 7 светильников, число рядов светильников - 4, общее количество ОП - 28.

С учетом принятого количества светильников, определим фактическое расстояние между рядами светильников и светильниками в ряду.

L_В = В / N_р = 46 / 4 = 11,5 м,

расстояние от крайнего светильника до стены l_В = 5,75 м;

_А = А / N_L= 76 / 7 = 11 м,

расстояние от крайнего светильника до стены l_A = 5 м.

Расположение светильников в помещении показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Расположение светильников в помещении

2.7 Светотехнический расчет

Расчет производим по методу коэффициента использования светового потока.

Определим индекс помещения

Затем, зная индекс помещения и коэффициенты отражения ρ_п = 0,7, ρ_с = 0,5, ρ_р = 0,1, определим по таблице 8.8 [2] значение коэффициента использования помещения h_п=0,85.

Тогда коэффициент использования светового потока ИС

η = η_П η_С = 0,85 × 0,7 = 0,595.

Для ДРИ расчетное значение светового потока одного светильника определяется по формуле:

,

где Е - норма освещенности, лк;

К - коэффициент запаса;

S - площадь помещения, м²;

Z - коэффициент неравномерности освещенности в помещении (Z=1,15);

N - количество светильников принятое к установке;

h - коэффициент использования светового потока.

Таким образом,

Выбираем по таблице 3.26 тип лампы со стандартным значением светового потока. Его значение должно находиться в пределах (от - 10 до +20)% расчетного светового потока. Подходит лампа марки ДРИ 700 со стандартным значением светового потока Ф = 60000 лм.

Таблица 1 - Основные параметры лампы марки ДРИ 700

Окончательно принимаем N_р= 4, N_L= 7, L_А = 11 м, l_A = 5 м, L_В = 11 м, l_В = 6,5 м.

.8 Определение коэффициента равномерности освещенности в помещении точечным методом

Расстояние между светильниками 11,5 х 11 м.

. Выбираем контрольные точки А и Б (рис. 2) с предполагаемой минимальной освещенностью - в центре и посередине длинной стороны угловго поля и контрольную точку В с максимальной освещенностью - в центре помещения.

. Определяем расстояние d от проекции светильника на расчетную поверхность до контрольной точки и заносим их в табл. 2.

. При h = 10,7 м по рисунку находим значение e и заносим их в табл. 2.

Рисунок 2 - Точечный метод расчета освещенности

Таблица 2 - Значение условной освещенности в контрольных точках

. Как видно из таблицы наименьшая освещенность наблюдается в точке А, для нее определяем прямую составляющую освещенности

 ,

где m - коэффициент учета удаленных светильников (m=1,1).

Коэффициент использования отраженной составляющей освещенности

где ; ;;

Отраженная составляющая освещенности

Фактическая освещенность в точке Б

5. Наибольшая освещенность наблюдается в точке Б, для нее определяем прямую составляющую освещенности

где m - коэффициент учета удаленных светильников (m=1,1).

Отраженная составляющая освещенности

Фактическая освещенность

Согласно п. 7.9 СНиП [1], отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ II разряда:

3. Электротехническая часть проекта

3.1 Выбор размещения групповых щитков, схемы и трассы сети, компоновка групповой сети

Групповой щиток необходимо расположить по возможности ближе к центру электрической осветительной нагрузки. Поэтому расположим его так, как показано на рис. 3 на высоте 1,5 м от пола.

Поскольку применяются дуговые ртутные лампы (ДРИ) и требуется устранить пульсацию светового потока, необходимо использовать трехфазную групповую сеть. Питающая линия также должна быть трехфазной.

3.2 Определение расчетных осветительных нагрузок

Для трехфазной питающей линии

Рисунок 3 - Схема питания осветительной установки

где К_ПРА- коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре для дуговые ртутные лампы мощностью 700 Вт,

К_С- коэффициент спроса, для питающей сети при передаваемой мощности.

3.3 Выбор типа и сечения проводников по методу моментов, исходя из минимума расхода проводникового материала

По таблице 17 [4] определяем допустимые потери напряжения в трансформаторе при номинальной загрузке:

(S_тр= 1000 кВ·А, cosj=0,85),

тогда с учетом коэффициента загрузки трансформатора

;

.

Допустимые потери напряжения в осветительной сети

.

.

В качестве материала жил проводников выбираем алюминий.

Расчет осветительной сети проводим как для сети с несимметричной загрузкой фаз, так как

. Светильники подключены по схеме АВСАВСA.

. Количество подключенных светильников 7.

Схема расчета приведена на рис 4.

Рисунок 4.- Схема осветительной сети

Расчётная мощность цеха

;

,

- коэффициент спроса для групповых сетей.

Расчётная мощность групповой линии

;

Мощность дополнительной нагрузки

где L_ПЕР - периметр цеха, м.

Момент нагрузок питающей сети

М_ПИТ = L_ПИТ(Р_{Р ЦЕХ} + Р_ДОП)К_С,

Групповой щит расположим на высоте 1,5 м от пола,

+0,5·46);

;

Определяем сечение кабеля на первом участке

где С - коэффициент определенный по таблице 18 [4], для трехфазной сети с нулем.

Выбираем по табл. 9.7 [2] ближайшее стандартное сечение q_ст = 35 мм² кабель марки АВВГ.

Проверяем по длительному допустимому току нагрузки.

Определяем рабочий ток кабеля питающей сети

Условие - допустимый длительный ток для кабелей марки АВВГ 4x35, прокладываемых в воздухе, выполняется, следовательно, принятое сечение по условию проверки проходит.

Находим фактическую потерю напряжения на этом же участке

где k_р = 1,08 - коэффициент учета реактивной составляющей (таблица 9.13 [2]).

Определим допустимую потерю напряжения на последующих участках

;

Расчет потерь ведется для каждой фазы отдельно. Его целесообразно начинать с фазы, на которой расположена самая удаленная нагрузка.

Выбираем по табл. 9.7 [2] ближайшее стандартное сечение q_ст = 6 мм² кабель марки АВВГ.

Проверяем по длительному допустимому току нагрузки.

Определяем рабочий ток кабеля питающей сети

.

Условие I_Д ≥ I_Р,

где I_Д = 21 А - допустимый длительный ток для кабелей марки AВВГ 2x6 (табл. 1.3.7. [3]), 21А > 8,7A выполняется, следовательно, принятое сечение по условию проверки проходит.

Выбранные кабели AВВГ 4х35 мм² и 2х6 мм² по механической прочности проходят.

Список литературы

1.         СНиП-23-05-95.Естественное и искусственное освещение.- М.: Стройиздат,1995.

2.      Справочная книга по светотехнике: Справ. / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 528 с.

.        Правила устройства электроустановок. Раздел 6. Электрическое освещение. - 7-е издание. - СПб.: ДЕАН, 2006. - 80c.

.        Вязигин, В.Л. Электрическое освещение./В.Л.Вязигин - Методич. рекомендации - Омск,2007. - 123 с.

.        Электрическое освещение: справочник / В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - 2-е издание. - Минск: Техноперспектива, 2008. - 271с. : с ил.