Проектирование электрического освещения механического цеха
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Светотехническая часть
1.1 Выбор систем освещения помещений цеха
1.2 Выбор нормируемой освещенности
1.3 Выбор источников света
1.4 Выбор светильников и их размещение
1.5 Расчет электрического освещения
2. Электротехническая часть проекта
2.1 Выбор напряжения и источника питания
2.2 Выбор схемы питания осветительной установки
2.3 Расчет нагрузки электрического освещения
2.4 Выбор групповых щитков освещения
2.5 Выбор марки и способов прокладки проводников
2.6 Расчет сечения проводников по нагреву и потере напряжения
2.7 Выбор защитно-коммутационных аппаратов
2.8 Расчет токов однофазного короткого замыкания и
проверка аппаратов защиты
2.9 Расчет потерь напряжения в проводниках
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Высокий технический уровень проектных решений и хорошее качество проектов электрического освещения в значительной степени зависят от организации светотехнического проектирования. Специфика осветительных установок обуславливает целесообразность выполнения проектов освещения специализированными проектными подразделениями.
В крупных проектных институтах проектирование освещения осуществляется светотехническими отделами или секторами. В ряде отраслевых комплексных проектных организаций в составе электротехнических отделов имеются светотехнические бригады, реже секторы. Однако во многих проектных организациях одни и те же проектировщики выполняют проекты разных электрических установок. В составе светотехнического отдела кроме проектировщиков целесообразно иметь конструкторов, специализирующихся в разработке рабочих конструктивных чертежей для проектов освещения.
Отдельные части проектов – сложные схемы управления освещением, задания заводам электротехнической промышленности на щиты и пульты управления, сметы – нужно выполнять в соответствующих специализированных подразделениях проектных организаций при обязательном участии проектировщиков-светотехников, состоящем в выдаче заданий и контроле.
Проектирование осветительных установок подчиняется общим положениям, принятым в области разработки проектов и смет для строительства предприятий, зданий и сооружений.
В целом при проектировании электроосвещения выделяют светотехническую и электротехническую части проекта.
Проектирование осветительных установок регламентировано СП 52-13330-2011 «Естественное и искусственное освещение», отраслевыми нормами искусственного освещения, инструкциями по проектированию, а также ПУЭ, ГОСТами и некоторыми другими нормативными документами.
Исходные данные представлены в таблице В1
Задание: проектирование электрического освещения механического цеха.
Табл.В1
|
№ варианта
|
Цех промышленного предприятия
|
Длина цеха, м
|
Ширина цеха, м
|
Высота основного(ых) помещения(ий) цеха, м
|
Высота вспомогательных помещений цеха, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
Штамповочный цех
|
48
|
30
|
9
|
4
|
Размеры и характеристика помещений представлены в таблице В2
Табл. В2
|
наименование помещения
|
|
|
S кв.м
|
строит.
|
коэффициенты отражения
|
среда
|
|
|
а, м
|
b, м
|
|
модуль
|
|
|
|
|
|
|
|
м
|
потолка
|
стен
|
пола
|
|
|
Станочное отделение
|
40
|
30
|
1052
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,3
|
норм
|
|
Склад заготовок
|
8
|
6
|
48
|
8*6
|
0,8
|
0,5
|
0,1
|
норм
|
|
раздевалка
|
8
|
6
|
48
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,2
|
норм
|
|
Склад готовой продукции
|
8
|
12
|
96
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,1
|
норм
|
|
Ремонтная мастерская
|
12
|
6
|
72
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,1
|
норм
|
|
Инструментальная
|
4
|
6
|
24
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,2
|
норм
|
|
Помещение мастера
|
4
|
6
|
24
|
8*6
|
0,8
|
0,5
|
0,3
|
норм
|
|
Вентиляционная
|
4
|
6
|
24
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,2
|
норм
|
|
ТП
|
8
|
6
|
48
|
8*6
|
0,7
|
0,5
|
0,1
|
норм
|
1. СВЕТОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Выбор системы освещения
Систему комбинированного освещения – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. Данная система включает в себя как светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные для освещения только лишь рабочей поверхности (местное освещение), так и светильники общего освещения, предназначенные для выравнивания распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам помещения.
Систему общего освещения – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Его назначение состоит не только в освещении рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, поскольку светильники общего освещения обычно размещаются под потолком помещения на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.
Данные по выбранным системам освещения для каждого помещения представлены в таблице 1.1
1.2 Выбор нормируемой освещенности
Выбор освещенности производим по табл. 1, 2, 3 СП 52-13330-2011 и табл. 14.2, 12.39[9], 4-2, 4-4з,4-4к,4-5 [4].
1.3 Выбор источников света
Для вспомогательных помещений (бытовое помещения, складских помещений, ремонтной мастерской, инструментальной, вентиляционной, трансформаторной подстанции выбираю промышленные светодиодные светильники Айсберг 36W-4400Lm, IP 65, для рабочего помещения выбираю сведодиодный прожектор СЦС-100 С диаграммой рассеивания 90*90 град.Заявленный срок службы этих светильников 100000 ч.
1.4 Выбор светильников и их размещение
Осветительным прибором называют совокупность осветительной арматуры и помещенного в нее источника света. Осветительные приборы, предназначенные для освещения объектов, расположенных относительно близко от них, называют светильниками.
табл. 1.1
|
наименование помещения
|
разряд
|
Коэф-ент
|
Освещ.
|
рабочая поверхность
|
Система освещения
|
|
|
зрительной
|
запаса
|
Лк
|
м
|
|
|
|
работы
|
|
|
|
|
|
Станочное отделение
|
IIIб
|
1,5
|
300
|
0,8
|
Комбинир.
|
|
Склад заготовок
|
VI
|
1,2
|
75
|
0
|
общее
|
|
раздевалка
|
VI
|
1,4
|
50
|
0
|
общее
|
|
Склад готовой продукции
|
VI
|
1,5
|
75
|
0
|
общее
|
|
Ремонтная мастерская
|
III
|
1,5
|
200
|
0,8
|
Комбинир.
|
|
Инструментальная
|
III
|
1,5
|
200
|
0,8
|
Общее
|
|
Помещение мастера
|
V
|
1,4
|
300
|
0,8
|
Общее
|
|
Вентиляционная
|
VI
|
1,2
|
75
|
0
|
Общее
|
|
ТП
|
VI
|
1,2
|
200
|
0
|
Общее
|
Табл.1.2
|
цоколь
|
Р, Вт
|
I, А
|
производитель
|
поток, Лм
|
|
Айсберг 36W
|
36
|
0,16
|
OSRAM
|
4400
|
|
СЦС-100
|
100
|
45
|
Taiwan Genesis Photonics
|
12000
|
Айсберг 36W СЦС-100
Данные по выбранным светильникам приведены в таблице 1.3.
Табл.1.3
|
тип светильника
|
|
cos
|
IP
|
способ
|
размеры, мм
|
цоколь
|
|
|
|
|
|
установки
|
h
|
a
|
b
|
|
|
Айсберг 36W
|
66
|
95
|
65
|
на поверх. пот.
|
100
|
1270
|
150
|
|
|
СЦС-100
|
68
|
95
|
65
|
на поверх. пот.
|
120
|
460
|
400
|
|
Данные по способу размещения и высоте подвеса сведены в таблицу 1.4.
Табл. 1.4
|
помещение
|
h, м
|
hсвет, м
|
h рабочего места
|
h подвеса , м
|
h до рабочего места,м
|
способ размещения
|
|
|
|
|
, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Станочное отделение
|
9
|
0,120
|
0,8
|
8
|
7,2
|
рядами
|
|
Склад заготовок
|
4
|
0,100
|
0
|
3,9
|
3,9
|
рядами
|
|
раздевалка
|
4
|
0,100
|
0
|
3,9
|
3,9
|
рядами
|
|
Склад готовой продукции
|
4
|
0,100
|
0
|
3,9
|
3,9
|
рядами
|
|
Ремонтная мастерская
|
4
|
0,100
|
0,8
|
3,9
|
3,1
|
рядами
|
|
Инструментальная
|
4
|
0,100
|
0,8
|
3,9
|
3,1
|
рядами
|
|
Помещение мастера
|
4
|
0,100
|
0,8
|
3,9
|
31
|
рядами
|
|
Вентиляционная
|
4
|
0,100
|
0
|
3,9
|
3,9
|
рядами
|
|
ТП
|
4
|
0,100
|
0,8
|
3,9
|
3,1
|
рядами
|
Данные по способу размещения, расстояниям и количеству светильников сведены в таблицу 1.4.
Табл. 1.4
|
помещение
|
Площадь, S
|
Количество светильников
|
расстояние между светильниками L,м
|
расстояние до стены l, м
|
способ размещения
|
|
Станочное отделение
|
1056
|
27
|
6,0*6,0
|
3,0
|
рядами
|
|
Склад заготовок
|
48
|
4
|
3,0*2,0
|
2,0
|
рядами
|
|
раздевалка
|
48
|
3
|
3,0*2,0
|
2,0
|
рядами
|
|
Склад готовой продукции
|
96
|
8
|
3,0*2,0
|
2,0
|
рядами
|
|
Ремонтная мастерская
|
72
|
6
|
3,0*2,0
|
2,0
|
рядами
|
|
Инструментальная
|
24
|
4
|
1,5
|
2,0
|
рядами
|
|
Помещение мастера
|
24
|
3
|
3,0
|
2,0
|
рядами
|
|
Вентиляционная
|
24
|
2
|
3,0*2,0
|
2,0
|
рядами
|
|
ТП
|
48
|
3
|
3,0*2,0
|
2,0
|
рядами
|
1.5 Расчет электрического освещения
Расчет будем производить методом коэффициента использования. Данный метод применим, и дает достаточные для практики результаты при расчете общего равномерного освещения. При этом определяется освещенность поверхности с учетом как светового потока, падающего непосредственно на освещаемую поверхность, так и отраженного от стен, потолков и самой освещаемой поверхности.
Как известно, на рабочую поверхность падает не весь световой поток установленных ламп, так как некоторая часть его поглощается осветительной арматурой, стенами и потолком. Следовательно,
(1.1)
где n – число ламп, Фл – световой поток одной лампы.
Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, подающего на поверхность, равную площади помещения, к суммарному световому потоку всех источников света
(1.2)
Для определения коэффициента использования можно воспользоваться выражением
, (1.3)
где С – КПД светильника, П – коэффициент использования помещения, определяемый по светотехническому справочнику с учетом коэффициентов отражения пот – потолка, ст – стен, р – расчетной поверхности, а также индекса помещения
, (1.4)
где a и b – длина и ширина помещения.
Средняя освещенность поверхности определяется выражением
. (1.5)
Нормативные документы устанавливают наименьшие величины освещенности. Поэтому при расчете необходимо обеспечить минимальную освещенность. Для этого вводится поправочный коэффициент
. (1.6)
Значение z можно принять для светодиодных ламп, равным 1,15.
Также в выражение вводится коэффициент запаса kз для компенсации снижения освещенности от осветительной установки с течением времени. С учетом вышесказанного получаем:
. (1.7)
Тогда основное выражение для определения светового потока отдельной лампы будет следующим:. (1.8)
Произведем расчет освещения станочного отделения в порядке указанном в методическом пособии [1].
определяем индекс помещения:
По табл. 9.14 [3] определяем коэффициент использования, который равен 50. Определяют по справочным данным значение коэффициента запаса kз по табл. 7.33 [9] коэффициент запаса равен 1,5
Определение коэффициента запаса: коэффициент запаса зависит от степени загрязнения помещения, частоты техническогообслуживания светильника, интенсивности эксплуатации светильников и принимает значения от 1,2 до 2 см.
.Таблица коэффициентов отражения:
|
материал
|
Коэффициент отражения, %
|
|
Поверхность белого цвета
|
70 - 80
|
|
Светлая поверхность
|
50
|
|
Поверхность серого цвета
|
30
|
|
Поверхность темно-серого цвета
|
20
|
|
Темная поверхность
|
10
|
Характеристика помещений:
Табл. 1.5
|
помещение
|
hр, м
|
S, м.кв
|
а, м
|
b, м
|
i
|
kз
|
К-т отражения помещения потолок/стены/пол
|
Поправочный к-т z
|
ki
|
|
Станочное отделение
|
7,2
|
1056
|
40
|
30
|
2.86
|
1,4
|
70/50/10
|
1.1
|
46
|
|
Склад заготовок
|
3,9
|
48
|
8
|
6
|
0,88
|
1,4
|
70/30/10
|
1.1
|
24
|
|
раздевалка
|
3,9
|
48
|
8
|
6
|
0.88
|
1,4
|
70/50/20
|
1.1
|
30
|
|
Склад готовой продукции
|
3,9
|
96
|
8
|
12
|
1,23
|
1,4
|
70/30/10
|
1.1
|
31
|
|
Ремонтная мастерская
|
3,1
|
72
|
12
|
6
|
1,29
|
1,4
|
70/30/10
|
1.1
|
32
|
|
Инструментальная
|
3,1
|
24
|
4
|
6
|
0.77
|
1,4
|
70/50/20
|
1.1
|
25
|
|
Помещение мастера
|
3,1
|
24
|
4
|
6
|
0.77
|
1,4
|
70/50/20
|
1.1
|
25
|
|
Вентиляционная
|
3,9
|
24
|
4
|
6
|
0,62
|
1,4
|
70/30/10
|
1.1
|
17
|
|
ТП
|
3,1
|
48
|
8
|
6
|
1.1
|
1,4
|
70/30/10
|
1.1
|
27
|
Рассчитывается необходимое количество ламп:
шт
Устанавливаем 86 светильников СЦС-100. Поток лампы не должен отличаться от требуемого расчетом более, чем на -10 и +20%, что соответствует данным условиям (отличие +2 %).
Расчеты остальных помещений аналогичны приведенному.
Данные расчетов приведены в таблицах 1.5 и 1.6
Табл.1.6
|
помещение
|
S, м.кв
|
Освещ.
|
поток
лампы, Лм
|
kз
|
z
|
ki
|
св
|
свет, шт
|
поток лампы
|
разница
|
|
|
|
Лк
|
|
|
|
|
|
|
расчет., Лм
|
%
|
|
Станочное отделение
|
1056
|
300
|
12000
|
1,4
|
1,1
|
0,46
|
0,95
|
86
|
11800
|
2
|
|
Склад заготовок
|
48
|
75
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,34
|
0,92
|
4
|
4200
|
4,5
|
|
раздевалка
|
48
|
50
|
4400
|
1,4
|
1,15
|
0,40
|
0,92
|
2
|
4200
|
4,5
|
|
Склад готовой продукции
|
96
|
75
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,41
|
0,92
|
6
|
4300
|
2,2
|
|
Ремонтная мастерская
|
72
|
200
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,42
|
0,92
|
12
|
4300
|
2,2
|
|
Инструментальная
|
24
|
200
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,30
|
0,92
|
6
|
4300
|
2,2
|
|
Помещение мастера
|
24
|
300
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,35
|
0,92
|
7
|
4200
|
2,2
|
|
Вентиляционная
|
24
|
75
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,27
|
0,92
|
2
|
4400
|
0,00
|
|
ТП
|
48
|
100
|
4400
|
1,4
|
1,1
|
0,29
|
0,92
|
6
|
4400
|
0,00
|
2. Электротехническая часть проекта
Структура электротехнической части проекта, направленной на выполнение проектирования осветительной электрической сети, включает в себя выбор напряжения и источника питания осветительной установки, выбор и обоснование схемы питания, расчет марки и сечения проводников, способов их прокладки и т.д.
2.1 Выбор напряжения питания
Для светильников общего освещения применяем напряжение не выше 380/220 В переменного тока – при заземленной нейтрали.
Напряжение большинства выпускаемых промышленностью источников света не превышает 220В, что соответствует требованиям электробезопасности.
Осветительные сети обычно не совмещаются с силовыми сетями. Тем не менее, питание осветительных установок обычно производится от общих для силовых и осветительных сетей трансформаторов на напряжении 380/220 В при глухом заземлении нейтрали.
2.2 Выбор схемы питания
Электрическая осветительная сеть в общем случае состоит из следующих звеньев (рис. 2.1): распределительное устройство трансформаторной подстанции 1, питающая сеть 2, магистральный щиток 3, щитки аварийного 4 и групповые щитки рабочего 5 освещения, групповая сеть 6, а также источники света 7. При реализации конкретных схем питания осветительных установок те или иные звенья могут отсутствовать.
Как показано, сети освещения разделяются на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии от трансформаторных подстанций или других точек питания до групповых щитков, к групповой сети – линии от групповых щитков до осветительных приборов.
Магистральные осветительные щиты получают питание одной мощной линией от подстанции, а затем осуществляют распределение электроэнергии между присоединенными к ним групповым щиткам.
Групповые щитки, в которых устанавливаются аппараты защиты и управления для групповых линий, предназначены для питания непосредственно осветительных приборов.
При распределении светильников между линиями групповой сети следует руководствоваться установленными ПУЭ предельными данными по максимальному току аппаратов и числу подключенных ламп.
При построении групповой сети для трехфазной системы переменного тока применим следующие схемы – трехпроводная двухфазная с нулевым проводом (рис. 2.2.а), двухпроводная однофазная (рис. 2.2.б)
В качестве способа подключения осветительных приборов по фазам групповой линии предпочтительным является A–B–C–A–B–C. Такой вариант наиболее оптимален с точки зрения, как снижения пульсаций освещенности, так и равномерности распределения освещенности
Рис. 2.2 Схема групповой сети
2.3 Расчет нагрузки электрического освещения
При выполнении осветительных сетей выдвигаются ряд обязательных требований, которые должны быть при этом учтены. Среди таких требований можно выделить надежность, долговечность, пожаробезопасность, экономичность, а также удобство эксплуатации сетей.
В зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по различным причинам обычно не включена, поэтому при расчете сетей электрического освещения пользуются расчетной мощностью, которая определяется с использованием коэффициента спроса.
, (2.1)
где n – количество ламп, Р – мощность одной лампы, Кс – коэффициент спроса, – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре.
Для светодиодных ламп коэффициент равен 1 Коэффициенты спроса для некоторых объектов приведены в [9].
Реактивная мощность осветительной установки вычисляется по формуле. (2.2)
При этом коэффициент реактивной мощности определяется видом источников света. Для светодиодных ламп tg равен 0,1-0,2
Данные расчетов сведены в таблицу 2.1
2.4 Выбор групповых щитков освещения
Для щита освещения (ЩО) выбираю корпус ЩРн-36з-0 74 У2 IP54, предназначенные для установки в жилых, общественных, промышленных и др. зданиях, объектах средней мощности включая металлические сооружения с повышенными требованиями к электробезопасности. В щите установлены автоматические выключатели серии ВА 47-29 для распределения по групповым сетям: 8 групп однофазных на дополнительные помещения и одна трехфазная группа для цехового освещения.
Функциональные возможности:
- Ввод трехфазный или однофазный электрической сети
- Распределение электрической энергии по трехфазной или/и однофазной цепям
- Защита всех цепей от перегрузок и токов короткого замыкания
Табл.2.1
|
|
№ линии
|
Р кВт
|
kс
|
|
Рр кВт
|
Qр кВАр
|
Sр кВА
|
|
Общая мощность освещения
|
|
9,86
|
1
|
1
|
9,86
|
1,97
|
10,05
|
|
Станочное отделение
|
1
|
8,6
|
1
|
1
|
8,6
|
1,72
|
8,77
|
|
Склад заготовок
|
2
|
0,144
|
0,6
|
1
|
0,086
|
0,0172
|
0,09
|
|
раздевалка
|
3
|
0,072
|
0,8
|
1
|
0,058
|
0,0116
|
0,06
|
|
Склад готовой продукции
|
4
|
0,216
|
0,6
|
1
|
0,13
|
0,026
|
0,13
|
|
Ремонтная мастерская
|
5
|
0,432
|
0,9
|
1
|
0,39
|
0,078
|
0,40
|
|
Инструментальная
|
6
|
0,214
|
0,9
|
1
|
0,19
|
0,038
|
0,19
|
|
Помещение мастера
|
7
|
0,252
|
0,9
|
1
|
0,23
|
0,046
|
0,23
|
|
Вентиляционная
|
8
|
0,072
|
0,6
|
1
|
0,043
|
0,0086
|
0,04
|
|
ТП
|
9
|
0,216
|
0,6
|
1
|
0,13
|
0,026
|
0,13
|
2.5 Выбор марки проводников и способов их прокладки
Основные рекомендации по использованию конкретных видов и марок проводников в зависимости от характеристики окружающей среды и особенностей помещения приводятся в нормативно-технической литературе.
Для производственных зданий следует преимущественно применять открытую проводку. Тип применяемого кабеля во всех помещениях ВВГнг.
2.6 Расчет сечения проводников
Для трехфазной сети
, (2.3)
для однофазной сети
; (2.4)
где Pp – активная расчетная мощность нагрузки, cos – коэффициент мощности нагрузки, Uф –фазное напряжения сети.
Табл. 2.2
|
|
№ линии
|
Sр кВА
|
U В
|
Iр А
|
Iдд А
|
Марка кабеля, сечение
s мм.кв
|
|
Общая мощность освещения
|
|
10,05
|
380
|
15,8
|
24
|
ВВГнг 5*2,5
|
|
Станочное отделение
|
1
|
8,77
|
220
|
3*13,02
|
24
|
ВВГнг 5*2,5
|
|
Склад заготовок
|
2
|
0,09
|
220
|
0,39
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
раздевалка
|
3
|
0,06
|
220
|
0,26
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
Склад готовой продукции
|
4
|
0,13
|
220
|
0,59
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
Ремонтная мастерская
|
5
|
0,40
|
220
|
1,77
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
Инструментальная
|
6
|
0,19
|
220
|
0,86
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
Помещение мастера
|
7
|
0,23
|
220
|
1,04
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
Вентиляционная
|
8
|
0,04
|
220
|
0,20
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
|
ТП
|
9
|
0,13
|
220
|
0,59
|
16
|
ВВГнг 3*1,5
|
В соответствии с расчетным током по справочной литературе определяется длительно допустимая токовая нагрузка проводника.
Данные расчетов сводим в таблицу 2.2
2.7 Выбор защитных коммутационных аппаратов
Осветительные сети независимо от способа их прокладки должны быть защищены от токов короткого замыкания. Кроме того, некоторые виды осветительных сетей согласно ПУЭ должны иметь также защиту от перегрузки.
Защита осветительных сетей осуществляется при помощи автоматических выключателей, установленных на щитах подстанции, магистральных и групповых щитках.
Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи (расчетный ток) не превышал номинального тока аппарата
Автоматы необходимо также выбрать из условия реализации защитной функции. При этом оцениваются значения номинальных токов тепловых расцепителей по выражения
(2.7)
где коэффициент 1,25 необходим для учета разброса защитной характеристики, – номинальный ток теплового расцепителя автомата.
Данные выбранных автоматов сведены в таблицу 2.3
2.8 Расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов защиты
Расчет тока однофазного к.з. с учетом переходного сопротивления.
Ток однофазного к.з. через переходное сопротивление с учетом мощности энергосистемы рассчитывается по формуле:
, где
ZПТ-полное сопротивление петли фаза-нуль линии до наиболее удалённой точки сети (по табл.105 [10]).
Табл.2.3
|
№ линии
|
Iр А
|
тип автомата
|
Iз.ав А
|
хар-ка
|
наибольшая пред.
|
наибольшая раб.
|
|
|
|
|
|
автомата
|
откл. Способность
|
откл. Способность %
|
|
Ввод
|
15,8
|
ВА47-100
|
25
|
С
|
1,5
|
100
|
|
1
|
3*13,02
|
ВА47-29
|
16
|
С
|
1,5
|
100
|
|
2
|
0,39
|
ВА47-29
|
1
|
С
|
1,5
|
100
|
|
3
|
0,26
|
ВА47-29
|
1
|
С
|
1,5
|
100
|
|
4
|
0,59
|
ВА47-29
|
1
|
С
|
1,5
|
100
|
|
5
|
1,77
|
ВА47-29
|
3
|
С
|
1,5
|
100
|
|
6
|
0,86
|
ВА47-29
|
2
|
С
|
1,5
|
100
|
|
7
|
1,04
|
ВА47-29
|
2
|
С
|
1,5
|
100
|
|
8
|
0,20
|
ВА47-29
|
1
|
С
|
1,5
|
100
|
|
9
|
0,59
|
ВА47-29
|
1
|
С
|
1,5
|
100
|
Должно выполнятся условие:
IОТС – ток срабатывания максимального расцепителя автомата
Значение Zт/3 для трансформатора мощностью 630кВА (трансформатор выбран условно) составляет 0,009Ом (табл.100 [10]).
Полное сопротивление петли фаза-нуль кабельной линии определяется по формуле:, где
ZПТ.УД-удельное сопротивление петли фаза-нуль.
По схеме замещения (рис 2.3) рассчитаем токи однофазного короткого замыкания. Данные расчетов сведем в таблицу 2.4
Для примера проверки условия срабатывания защиты произведем расчет ОКЗ для линии №2. Ток однофазного короткого замыкания определяется приближенно по формуле:
После определения тока однофазного короткого замыкания у удаленного электроприемника, оценивается кратность этого тока к номинальному току теплового расцепителя автомата по выражению
Если полученная кратность тока больше кратности срабатывания электромагнитного расцепителя, определяемой защитной характеристикой автомата типа В, С или D, то условие срабатывания защиты выполнится, так как автомат отключит ток однофазного короткого замыкания за время не более 0,4 с. В противном случае необходимо увеличить сечения линий с целью увеличения тока однофазного короткого замыкания и выполнения условия срабатывания защиты. В данном случае условие выполняется
Табл. 2.4
|
|
№ точки кз
|
s мм.кв
|
Zпт.уд Ом/км
|
l м
|
Zпт. Ом
|
Zпт.сум Ом
|
Iодн.кз А
|
k
|
|
Ввод
|
|
2,5
|
15,2
|
8
|
0,1216
|
0,121
|
1684,533
|
67
|
|
Станочное отделение
|
1
|
2,5
|
15,2
|
66
|
1,0032
|
1,12
|
194,0377
|
12
|
|
Склад заготовок
|
2
|
1,5
|
25,2
|
81
|
2,0412
|
2,16
|
101,2985
|
101
|
|
раздевалка
|
3
|
1,5
|
25,2
|
75
|
1,89
|
2,01
|
108,8786
|
109
|
|
Склад готовой продукции
|
4
|
1,5
|
25,2
|
63
|
1,5876
|
1,71
|
128,041
|
128
|
|
Ремонтная мастерская
|
5
|
1,5
|
25,2
|
53
|
1,3356
|
1,46
|
150,0477
|
50
|
|
Инструментальная
|
6
|
1,5
|
25,2
|
37
|
0,9324
|
1,05
|
206,9614
|
103
|
|
Помещение мастера
|
7
|
1,5
|
25,2
|
40
|
1,008
|
1,13
|
193,2197
|
97
|
|
Вентиляционная
|
8
|
1,5
|
25,2
|
10
|
0,252
|
0,37
|
575,0131
|
575
|
|
ТП
|
9
|
1,5
|
25,2
|
10
|
0,252
|
0,37
|
575,0131
|
575
|
2.9 Расчет потерь напряжения в проводниках
Выбор сечения по допустимой потере напряжения целесообразно проводить для сетей, где отсутствуют регулирующие устройства. Для систем электроснабжения – это сети 0,38 кВ.
Потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по выражению
где – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки (кВт, квар); – активное и реактивное сопротивление линии (Ом), – номинальное напряжение сети (кВ).
Рис. 2.3 Схема замещения
Активное и реактивное сопротивления линии определяются исходя из удельных сопротивлений и длины линии по выражениям
где – определяются по табл. 10[2], а длина линии L оценивается по планировке трассы ЛЭП на объекте.
Потеря напряжения до удаленного потребителя, подключенного к распределительной сети 0,38 кВ не должно превышать 4-6%. Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и соответственно, к уменьшению потери напряжения.
Потери в линии
Табл. 2.5
|
линия
|
s мм.кв
|
r Ом/км
|
x Ом/км
|
l м
|
ri Ом
|
xi Ом
|
Рр кВт
|
Qр кВАр
|
Ui%
|
|
1
|
2,5
|
7,5
|
0,1
|
8
|
0,06
|
0,0008
|
9,86
|
1,97
|
0,009
|
|
2
|
2,5
|
7,5
|
0,1
|
66
|
0,495
|
0,0066
|
8,6
|
1,72
|
0,065
|
|
3
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
81
|
1,0206
|
0,010206
|
0,086
|
0,0172
|
0,004
|
|
4
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
75
|
0,945
|
0,00945
|
0,058
|
0,0116
|
0,002
|
|
5
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
63
|
0,7938
|
0,007938
|
0,13
|
0,026
|
0,005
|
|
6
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
53
|
0,6678
|
0,006678
|
0,39
|
0,078
|
0,012
|
|
7
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
37
|
0,4662
|
0,004662
|
0,19
|
0,038
|
0,004
|
|
8
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
40
|
0,504
|
0,00504
|
0,23
|
0,046
|
0,005
|
|
9
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
10
|
0,126
|
0,00126
|
0,043
|
0,0086
|
0,000
|
|
10
|
1,5
|
12,6
|
0,126
|
10
|
0,126
|
0,00126
|
0,13
|
0,026
|
0,001
|
Остальные расчеты аналогичны приведенным и сведены таблицу 2.5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения работы были произведены светотехнический и электротехнический расчеты освещения механосборочного цеха.
В светотехнической части были решены следующие вопросы: произведен выбор системы освещения помещений цеха, нормируемой освещенности по СП 52.13330.2011 для каждого помещения, источников света, светильников и их размещение, расчет электрического освещения методом коэффициента использования.
В электротехнической части были решены следующие вопросы: произведен выбор напряжения и источника питания, схемы питания осветительной установки, расчет нагрузки методом коэффициента спроса, выбор групповых щитков освещения, марки и способа прокладки проводников, расчет сечения проводников по нагреву и потере напряжения, выбор защитно-коммутационных аппаратов, расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов защиты.
Графическая часть содержит: план расположения для цеха промышленного предприятия с указанием наименований и характеристик помещений, светильников, осветительной сети и щитков освещения.
Принципиальную схему питающей сети осветительной установки с указанием параметров всех выбранных распределительных пунктов, защитно-коммутационных аппаратов и проводников.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Павлюченко Д.А., Хохлова С.В. Технология проектирования электрического освещения. Учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003
2. ПУЭ 7-е изд. Министерство Энергетики РФ М.: НЦ ЭНАС 2003
3. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
4. Кноринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения.- М.: Госэнергоиздат, 1976.
5. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. – М.: Минстрой России, 1995.
6. ГОСТ 21.608-84 “Система проектной документации для строительства. Внутреннее электрическое освещение. Рабочие чертежи”. – М.: Госстандарт, 1984
7. Электронный каталог “Расчет освещения”
8. Электронный каталог “Оборудование”
9. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. – 3-е изд. перераб. и доп. М.: Знак.- 972 с. ил.
10. Справочник по расчету электрических сетей. И.Ф. Шаповалов. – 3-е изд. перераб. и доп. – К.: Будивильник, 1986. – 224с.
Приложение.
План-схема штамповочного цеха.
Однолинейная схема электроосвещения цеха.
2
Проектирование электрического освещения механического цеха