Освещение механического цеха

 

 

2. Электротехнический  расчет

2.1. Выбор напряжения  и источника питания

 

Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения применяется напряжение 220 В переменного тока.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должно применяться напряжение не выше 220 В; с люминесцентными лампами также применяется напряжение не выше 220 В.

Допустимые отклонения и колебания напряжения у осветительных приборов не должны превышать указанного в ГОСТ 14109–87 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения».

Снижение напряжения по отношению к номинальному не должно, у наиболее отдаленных ламп превышать следующих значений:

• 2,5% – у ламп рабочего освещения промышленных и общественных зданий, а также прожекторного освещения наружных установок;
• 5% – у ламп рабочего освещения жилых зданий, наружного освещения, выполненного светильниками, и аварийного освещения.

При экономическом сопоставлении возможных вариантов сети при выборе напряжения учитывается:

– наименьший расход проводникового материала при более высоком напряжении;

– большая величина световой отдачи у ламп накаливания при меньшем напряжении;

– напряжение источника питания.

 Схемы электрических  сетей должны быть просты, экономичны  и строиться исходя из требований, предъявляемых к надежности электроснабжения.

Питание осветительной и силовой нагрузок осуществляется от трансформаторов со вторичным напряжением 380/220 В, общих для силовых и осветительных нагрузок.

Рабочее освещение рекомендуется питать по самостоятельным линиям от РУ щитов. Линии питающей сети рабочего освещения и эвакуационного освещения должны иметь в РУ, от которых эти линии отходят, самостоятельные аппараты защиты и управления для каждой линии.

 

2.2. Выбор схемы  питания осветительной установки

 

При выборе схемы питания осветительной установки важными являются следующие факторы:

• требование к бесперебойности действия осветительной установки;
• технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);
• удобство и безопасность управления, обслуживания и эксплуатации.

Источником питания могут быть цеховые трансформаторные подстанции, вводно-распределительные устройство и магистральные шинопроводы. Питание осветительных приемников от силовых пунктов распределительных шинопроводов не допускаются. Так как осветительные установки требуют достаточного качества по напряжению и могут возникнуть ситуации, когда необходимо проводить ремонт или ревизию силового пункта при наличии освещения.

Схемы осветительных сетей могут быть разнообразны и из их всего многообразия выделяют:

• радиальная;
• магистральная (шлейфом);
• смешанная.

Рекомендации по построению осветительной сети:

1. Формирование групповых линий по производственным помещениям – параллельно оконным проемом; управление групповыми линиями осуществляться автоматическими выключателями ГЩ освещения(в основном помещении) и выключатели (вспомогательных помещениях).
2. На каждую фазу групповой линии должна быть нагрузка до 25 А. При мощных ДРЛ (125 Вт и более) и ЛН (500 Вт и более) допускается нагрузка до 63 А.
3. Количество светильников (одноламповых) рекомендуется до 20 ламп на каждую фазу.
4. Протяженность групповой линии при U=380/200В для 4-хпроводных линий рекомендуется до 85 – 100 м.

Анализируя выше сказанное принимаем схему питания:

- питание электрического  освещения осуществляется совместно  с силовыми электроприемниками от трансформаторной подстанции (ТП 10/0,4-0,23) с трехфазным силовым трансформатором с глухозаземленной нейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 400/230 В.

- к источнику питания  присоединяются групповые щитки  освещения по радиальной и магистральной схеме. Выбор конкретной схемы питания зависит от величины электрической нагрузки освещения, количество и расположение групповых щитков освещения и определяется технико-экономическими показателями, удобством управления и простотой обслуживания.

- в соответствии с [5], питание электроприемников выполняем от сети TN-S (нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно). Для питания осветительных приборов общего внутреннего освещения применяем напряжение 380/220В переменного тока. Распределение светильников по фазам показано на плане цеха на листе 1. Такое распределение обеспечивает в максимальной степени снижение пульсаций и относительно равномерную освещенность помещений при отключении одной или двух фаз линий.

- светильники аварийного освещения питаются раздельно, по отдельной сети не связанной с сетью рабочего освещения начиная с РУ-0,4кВ в КТП. Питающая сеть осветительной установки и силового электрооборудования выполним раздельными линиями.

- в начале каждой питающей  сети устанавливаются аппараты защиты и отключения. Наглядное изображение схемы питания осветительной установки представлено на рис. 2.1.

 

Рисунок 2.1 - Схемы питания осветительной установки механического цеха.

 

 

2.3. Расчет нагрузки  электрического освещения методом коэффициента спроса

 

В результате выполнения светотехнических расчетов и выбора ламп определяем установленную мощность осветительной нагрузки.

Установленная мощность (Руст) состоит из мощности ламп выбранных для освещения помещений. При подсчете Руст ламп следует суммировать отдельно мощность ламп накаливания (SРлн), люминесцентных ламп низкого давления (SРлл), дуговых ртутных ламп высокого давления (SРрлвд).

Для получения расчетной мощности вводится поправочный коэффициент спроса (Кс) к установленной мощности, так как в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам может быть не включена.

Расчетная нагрузка освещения определяется умножением установленной мощности ламп на коэффициент спроса:

    (2.1)

где Ксо- коэффициент спроса освещения, характеризующий использование источников света по времени, принимаем в соответствии с [4] равным для основного помещения - 0,95 и для вспомогательных помещений - 0,6; для мелких производственных помещений - 1,0.

Рлл, Рлвд , Рлн - номинальная мощность источников света, соответственно люминесцентных ламп, разрядных ламп, ламп накаливания, кВт;

n- количество источников света;

(1,08…1,3); 1,1- коэффициенты, учитывающие  потери в ПРА осветительных  установок. Для ЛЛ с электронным ПРА принимаем 1,08.

Определим расчетную мощность группового щитка ЩО1:

где, Кс=0,95- для производственного помещения состоящего из крупных пролетов;

Кс =1,0- для мелких производственных помещений;

Кс=0,6- для вспомогательных помещений.

Определим расчетную мощность группового щитка ЩО2:

Определим расчетную мощность группового щитка ЩО3:

Расчётный ток находим по формуле: для однофазной сети

Iр = Pр / Uф cosj;      (2.2)

для трехфазной сети

;    (2.3)

Коэффициент мощности (cosj) следует принимать: 1,0 – для ламп накаливания; 0,85 – для одноламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления; 0,92 – для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления; 0,5 – для светильников с разрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ); 0,85 – для светильников с разрядными лампами высокого давления, имеющими ПРА с конденсатором [1]. Определим расчётный ток щитка ЩО1:

Определим расчётный ток щитка ЩО2:

 

Определим расчётный ток щитка ЩО3:

2.4. Выбор групповых  щитков освещения

 

Щитки освещения должны располагаться: по возможности ближе к центру электрических осветительных нагрузок; в местах безопасных и удобных для управления и обслуживания (у входов, выходов, в проходах на); таким образом, чтобы отсутствовали или имели место минимальные обратные потоки электроэнергии в электрической сети от источника питания до светильника (это обеспечивает минимальные потери напряжения в осветительной сети).

Для данного проекта принимаем расположение щитков освещения как показано в графической части. При этом выбор места расположения принимался из условия удобства эксплуатации и безопасности. Щитки для освещения основного помещения установлены у входа в помещение. Тип щитка выбирался по условию количества присоединяемых групповых линий .

Схема расположения щитков и трассы электрической сети приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2.  Схема расположения щитков освещения и трассы электрической сети .

Для освещения механического цеха выбираем навесные  щитки освещения типа ЩА-601, с 6 отходящими группами.

 

2.5. Выбор марки и способа прокладки проводников

 

В осветительных сетях промышленных предприятий, как правило, применяются провода и кабели с алюминиевыми жилами (поскольку помещение цеха с нормальными условиями среды, использование проводов и кабелей с медными жилами технически не обосновано).

Наметим основные решения по конструктивному исполнению осветительных сетей. Питающие линии С2 и С3 (к щиткам ЩО2 и ЩО3), принимаем марки АВВГ 5х16 и выполняем пятижильным кабелем (3-фазных, нулевой защитный и нулевой рабочий проводники). Кабель прокладывается открыто по строительным элементам здания с креплением скобами. Питающий кабель С1, к щитку ЩО1, принимается марки АВВГ 5х4 и прокладывается открыто по строительным элементам здания с креплением скобами. Таким образом, питающие линии выполняются кабелем АВВГ с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке без защитного покрова.

Групповые линии выполняются кабелем той же марки, прокладываются открыто по строительным элементам здания с креплением скобами или на тросах.

Для линии групповй сети кабелей в основном помещении организовываются открытым способам в коробах (в монтажном профиле). Для помещений нач. цеха и бытовок – скрыто, под слоем штукатурки в борозде стен. В остальных - непосредственно по строительным основаниям (с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы, на которые бандажом закрепляются провода и кабели).

Трасса электрической сети должна проходить таким образом, чтобы она охватывала значительное число щитков освещения и при этом обеспечивала минимум обратных потоков.

 

2.6. Выбор сечения  проводников

 

Электрический расчет осветительной проводки имеет целью определение номинальных токов аппаратов защиты на групповых щитках и вводном распределительном устройстве, а также сечений проводов

Расчет сечения токоведущей жилы по нагреву заключается в выборе такого проводника, чтобы рабочий ток, протекающий в нем при номинальной нагрузке, был бы меньше длительно допустимого табличного

В [4, табл. 12.6] приведены значения допустимых длительных токов для проводов и кабелей, в зависимости от их типов, способа прокладки, величины сечения токоведущих жил и их количества.

Величина расчетного тока токоприемников определяется по формуле:

• для однофазных        (2.3)
• для трехфазной  

где: Pp – активная расчетная мощность нагрузки одной или трех фаз соответственно,

cosφ – коэффициент мощности нагрузки,

Uл, Uф – линейное и  фазное напряжения сети

Соответственно cosφ – коэффициент мощности для различных источников света составляет: для ЛЛ – cosφ=0,92; для ЛН – cosφ=1,0; для ДРЛ=0,85.

Согласно ГОСТ 13109–97 задается допустимая потеря напряжения у источников света:

• для освещения промышленных зданий ∆U=2,5%.

Таким образом, зная допустимую потерю напряжения, можно определить сечение токоведущей жилы

       (2.4)

где М – момент нагрузки, кВт·м

li – длина групповой или питающей линии, м

с – табличный коэффициент, значение которого зависит от величины номинального напряжения и материала проводника, [4, табл. 12.46]: для групповой линии с=19,5.

Определим сечение кабеля идущего от щитка ЩО1 линии №1-1: