ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ  УСТАНОВКИ  ДЛЯ  ЦЕХА  ПЛАСТМАСС

Милютин  Алексей  Юрьевич

Темников  Евгений  Александрович

студенты  3  курса,  энергетического  института,  Омского  государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Омск

Готфрид  Павел  Андреевич

студент  1  курса,  энергетического  института,  Омского  государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Омск

Е-mail :  EvgenTemnikov@mail.ru

В  данной  работе  мы  выполним  расчет  освещения  помещения  производственного  назначение  на  примере  цеха  пластмасс.

1.  Размеры  помещения  (в  метрах):

Длина  ,l  =  64;Ширина,  b  =  48;Высота,  H  =  10,4. 

2.  Условия  среды  —  жаркая.

3.  Освещенность  для  комбинированного  освещения  E  =  400  лк.

4.  Освещенность  для  общего  равномерного  освещения  Е  =  200  лк.

5.  Коэффициент  запаса  К  =  1,5.

6.  Эксплуатационную  группа  светильника  —  (1—4)

7.  Коэффициенты  отражения:  Потолка  ()  —  0,7;  Стен  ()  —  0,5.

8.  Характеристика  зрительной  работы  —  малой  точности.

9.  Контраст  объекта  с  фоном  —  малый.

10. Характеристика  фона  —  темный.

11.Особые  условия  —  нет.

12.Мощность  трансформатора:  400кВ∙А.

13.Коэффициент  загрузки  трансформатора:  0,6.

14.Коэффициент  мощности  нагрузки  трансформатора:  cosj  =  0,7. 

15.Расстояние  от  ТП  до  группового  щитка:  89  м.

16.Момент  дополнительных  нагрузок  питающей  линии:  М  =  4000кВт·м.

Выбор  типа  источников  света  и  выбор  системы  освещения

Руководствуясь  методическими  указаниями  на  стр.  22—25  [1]  и  блок-схемой  выбора  ИС  на  стр.  23,  выбираем  натриевые  лампы  высокого  давления.Исходя  из  разряда  зрительной  работы  помещения  (Va)  и  методических  указаний  на  стр.  30  [1]  и  блок-схемой  освещения  на  стр.  31  выбираем  комбинированное  освещение,  но  расчет  будем  выполнять  только  для  общего  равномерного  освещения.Согласно  рекомендации  табл.  12.3  [2]  выбираем  для  ламп  типа  ДНаТ  светильник  ЖСП20.

Таблица  1. 

Параметры  ламп

Расчетная  высота  подвеса  светильников:

8,9  м  ,

где:    —  Высота  помещения; 

  —  Высота  рабочей  поверхности;

  1  м;    —  Свес  светильника,  принимаем  равным  0,5  м.

Находим  оптимальное  расстояние  между  светильниками:

5,9  м,

где    —  Коэффициент  равномерности  освещения,  для  светильников  с  типом  КСС  Г30,66.

Рациональное  число  рядов  светильников:

Рациональное  число  светильников  в  ряду:

Расстояние  между  рядами  светильников:

Расстояние  между  светильниками  в  ряду:

Расстояние  от  светильника  до  стен:

м;,

Общее  число  светильников  в  помещении:

88;

Рисунок  2.1.  Взаимное  расположение  светильников  в  цеху

Светотехнический  расчет  методом  коэффициента  использования  светового  потока.

Определим  индекс  помещения:

Зная  индекс  помещения  и  коэффициенты  отражения,  определим  по  табл.  8.8  [2]  значение  коэффициента  использования  помещения  =0,84.

Тогда  полный  коэффициент  использования:

Расчетный  световой  поток  лампы:

где:  S  —  площадь  освещаемого  помещения,  м²;

z  —  коэффициент  неравномерности  распределения  освещенности  в  помещении,  принимаем  равным  1,15;

N  —  число  устанавливаемых  в  помещении  светильников.

Выбираем  по  табл.  3.29  [2]  тип  лампы  со  стандартным  значением  светового  потока.

Таблица  2.1. 

Параметры  используемых  ламп

Определение  коэффициента  равномерности  освещенности  в  помещении  точечным  методом

Определим  минимальную  освещенность  в  цехе,  если  освещение  выполнено  лампами  ДНаТ250  со  световым  потоком  Ф_ст=26000  лм,  установленными  в  светильниках  ЖСП20;  КПД  светильника  ;  КПД  в  нижнюю  полусферу;  КСС-Г3.  Количество  ламп  88  шт.  Размеры  помещения:  длина  l=64  м,  ширина  b=48  м,  расчетная  высота  подвеса  h  =8,9  м.  Коэффициент  отражения:  потолка  —  0,7;  стен  —  0,5.  Коэффициент  запаса  К_З=1,5.

В  качестве  контрольных  точек  выбираем  точки  А  и  Б  (рис.  3.2)  с  предполагаемой  минимальной  освещенностью,  точку  В  с  предполагаемой  максимальной  освещенностью. 

Используя  изолюксы  рис.  8.3—8.15  [2],  находим  условную  освещенность  в  контрольных  точках  от  всех  ближайших  светильников  и  сведем  результаты  расчета  в  таблицу  2.2.

Таблица  2.2.

Значение  условной  освещенности  в  контрольных  точках  А  и  Б

Рисунок  2.2.  Расположение  контрольных  точек

Как  видно  из  таблицы  наименьшая  освещенность  наблюдается  в  точке  А,  для  нее  определяем  фактическую  освещенность:

где  m  —  коэффициент  увеличения  освещённости  за  счёт  удаленных  светильников  (m  =  1,1  ÷  1,15).

Максимальная  освещенность  в  помещении  наблюдается  в  точке  В:

Отношение  максимальной  освещенности  в  помещении  к  минимальной:

По  методу  использования  светового  потока  найдем  отраженную  составляющую  освещённости:

Определим  по  табл.  8.8  [2]: 

Общая  освещённость  составляет: 

Вывод:  фактическая  освещенность  в  контрольной  точке  А  получилась  212,2  лк,  что  больше  нормированной  200  лк  на  5,7  %,  что  допустимо.  Следовательно,  расчет  произведен  верно.

Выбор  схемы  и  трассы  осветительной  сети

Для  осветительной  установки  будем  использовать  трехфазную  групповую  сеть,  т.  к.  она  рекомендуется  при  применении  разрядных  ламп  высокого  давления,  чтобы  устранить  пульсация  светового  потока.  Для  этого  соседние  в  ряду  лампы  распределяются  между  фазами  в  следующем  порядке:  А-В-С-А-В-С-….

Согласно  ПУЭ  [3]  ОП  с  РЛВД,  используемых  для  освещения  помещений,  должна  быть  предусмотрена  групповая  компенсация  реактивной  мощности,  т.  е.  должны  быть  установлены  трехфазные  конденсаторы  в  групповых  щитках  (рис.  3.1).

Рисунок  3.1

Согласно  ПУЭ  [3]  линии  групповой  сети  внутреннего  освещения  должны  быть  защищены  предохранителями  или  автоматическими  выключателями  на  рабочий  ток  не  более  63А;  и  для  линий,  питающих  светильники  с  лампами  НЛВД,  может  присоединяться  до  20  ламп  на  фазу.

Поскольку  нагрузка  в  трехфазной  сети  равномерна,  то  расчетный  ток  определяется  по  формуле:

где:  —  коэффициент  потерь  в  пускорегулирующей  аппаратуре  для  ламп  НЛВД,

  —  коэффициент  спроса,  для  групповой  сети.

Выбираем  радиально-магистральную  схему  питания  осветительной  установки  (рис.  3.2).

Определение  расчётных  осветительных  нагрузок

Расчётная  мощность  питающей  сети:

  кВт

Расчётная  мощность  всей  групповой  сети:

Выбор  типа  и  сечения  проводников

1.  По  допустимым  потерям  напряжения  из  табл.  17,  стр.  84  [1]  выбираем:

,  так  как  S_ТР  =  400  кВ·А,  cosj  =  0,7.

Тогда  с  учетом  коэффициента  загрузки  трансформатора:

2,58  %

Допустимая  потеря  напряжения:

В  качестве  материала  жил  проводников  выбираем  алюминий.

Расчет  осветительной  сети  проводим  как  для  сети  с  симметричной  загрузкой  фаз,  так  как:

1.  Светильники  подключены  по  схеме  А-В-С-А-В-С-…. 

2.  Количество  подключенных  светильников  11  шт.

Рисунок  3.2  Схема  осветительной  сети

Определим  моменты  нагрузки  на  всех  участках.

Определяем  сечение  кабеля  питающей  сети:

где  С  —  коэффициент  из  табл.  18,  стр.  85  [1],  для  трехфазной  сети  с  нулем. 

Принимаем  стандартное  сечение  q_СТ  =  50  мм². 

Согласно  табл.  9.7.  [2],  выбираем  провод  марки  АПВ.

Определяем  рабочий  ток  кабеля  питающей  сети:

Допустимый  длительный  ток  для  кабелей  марки  АПВ  сечением  50  мм²  равен  I_доп=  110  А  по  табл.  1.3.7  [3].  Следовательно,  по  длительно  допустимому  току  нагрузки  провод  АПВ  сечением  50  мм²  не  проходит.  Необходимо  увеличить  сечение  провода  до  95  мм²  с  I_{доп  =}  170  А

Находим  фактические  потери  напряжения  на  этом  же  участке:

где  k_P=1,09  —  коэффициент  увеличения  потерь  напряжения  за  счет  наличия  реактивной  составляющей  мощности,  определенный  по  табл.  9.13.  [2].

Так  как  кабель  проходит  по  допустимым  потерям,  то  выбираем  кабель  сечения  95  мм².

Потери  напряжения  в  групповой  сети:

Определим  сечение  групповой  сети  по  наибольшему  моменту:

Принимаем  стандартное  сечение  q_СТ  =  2  мм².

Определяем  рабочий  ток  кабеля  питающей  сети:

Допустимый  длительный  ток  для  проводов  марки  АПВ  сечением  2  мм²  равен  I_доп=  16  А  по  табл.  1.3.7  [3].

По  длительно  допустимому  току  нагрузки  провод  АПВ  сечением  2  мм²  проходит.

Находим  фактические  потери  напряжения  на  этом  же  участке:

По  потерям  напряжения  выбранная  сеть  проходит,  по  механической  прочности  наименьшее  сечение  проводов  с  алюминиевыми  жилами  должно  быть  2  мм²по  табл.  9.15  [2].  Выбранные  провода  АПВ  4  мм²и  4  мм²  по  механической  прочности  проходят.

Рисунок  5.1.  Расположение  светильников  в  помещении

Рисунок  5.2.  Схема  питания  осветительной  установки

Рисунок  5.3.  Схема  групповой  сети  трехфазная

Список  литературы:

1.Вязигин  В.Л.  Электрическое  освещение.  Методические  рекомендации  к  практическим  занятиям  и  самостоятельной  работе  студентов.  Омск,  2007.  —  123  с. 

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