1. Светотехническая часть 3
1.1 Определение качественных и количественных показателей нормируемых показателей освещения 3
1.2 Выбрать источники света, типы светильников для рабочего и аварийного освещения, соответствующие условиям окружающей среды 3
1.3 Расчет количества светильников и размещение их на плане 3
2. Электротехнический расчет 6
2.1 Расчет сечения проводников групповой сети по нагреву, потере напряжения и условиям защиты 7
2.2 Расчет сечения проводников питающей сети по нагреву, потери напряжения и условиям защиты 10
Литература 14

Задание на выполнение курсовой работы

Для столярного цеха спроектировать установку электрического освещения, которое состоит из рабочего и аварийного освещения.

Исходные данные
Строительные габариты цеха:

длина - 18 м; ширина - 27 м; высота - 6 м;

строительный модуль - 9*6 м.

Коэффициенты отражения потолка, стен, расчетной поверхности или пола принимаем: п = 30, с = 30, р = 10.

Возможные источники питания электрических сетей: ТП 250-1000 кВА 380/220 В, длина питающей линии 50 м.

1. Светотехническая часть
1.1 Определение качественных и количественных показателей нормируемых показателей освещения
Согласно СНиП:

а) минимальная освещенность - Ен = 300 лк;

б) коэффициент пульсации - 15%

в) коэффициент запаса - Кз = 2;

г) расчетная нормируемая плоскость - Г = 0,8 м;

1.2 Выбрать источники света, типы светильников для рабочего и аварийного освещения, соответствующие условиям окружающей среды
Окружающая среда в столярном цехе пыльная. В качестве осветительных приборов для общего рабочего освещения выбираем светильники для производственных помещений типа ГСП15 с металлогалогеновыми лампами типа ДРИ, с кривой силы света (КСС) - Г2 и КПД светильника - 60% (зсв=0,6), степень защиты светильника - IP54.

Для общего рабочего освещения к установке в светильниках намечаем лампы типа ДРИ 400 мощностью 400 Вт со световым потоком Фном = 34000 лм. Напряжение питания - 220 В

1.3 Расчет количества светильников и размещение их на плане
Определяем расчетную высоту:

h = H - hсв - hрп,

где H = 6 м - высота помещения;

hсв = 0,4 м - высота свеса;

hрп = 0,8 м - высота рабочей поверхности;

h = 6 - 0,4 - 0,8 = 4,8 м.

Индекс помещения:

На основании индекса помещения i = 2,25, КСС - Г-2 и коэффициентов отражения сп = 30%, сс = 10%, ср = 10% по таблице 13 [8] выбирают коэффициент полезного действия помещения 90% (зп = 0,9).

Коэффициент использования осветительной установки:

зи = зсв•зп = 0,6•0,9= 0,54.

Общее количество светильников для проектируемой установки:

где S - площадь помещения (18•27 = 486 м2),

n - число ламп в светильнике;

z = 1,15 - для ламп типа ДРИ.

Минимальное и максимальное расстояние между светильниками для светильников с КСС типа Г-2 по таблице рекомендуемых значений л = (0,8 - 1,1).

L = h • л;

L1 = 4,8 • 0,8 = 3,84 м;

L2 = 4,8 • 1,1 = 5,28 м;

Значение L2 = 5,28 м получилось близкое к проектному расстоянию между светильниками по длине помещения, поэтому светильники намечаем разместить на фермах через 5 метров. Значение L1 = 3,84 м соответствует расстоянию между светильниками по ширине. Так предполагаем 4 ряда светильников по 5 светильников в каждом.

Nуст = 4 • 5 = 20

Проверяем, укладывается ли расчетное количество светильников в допустимые значения ( - 5% - + 10%) .

Количество светильников по расчету и по расположению совпадают.

Окончательно принимаем 20 светильников размещенных в 4 ряда, по 5 штук в каждом ряду. Наносим светильники на план цеха.

Количество светильников аварийного освещения для эвакуации людей составляет (10-15)% от количества светильников рабочего освещения.

Nab = 20 • 0,15 = 3 шт.

2. Электротехнический расчет
Так как светильники с газоразрядными лампами типа ДРИ и помещение пыльное то выполняется трехфазная питающая сеть типа ТN-С напряжением 380/220 В (3 фазы, нулевой рабочий проводник N) медным четырехжильным кабелем. Групповая сеть освещения выполняется трехфазной типа TN-S напряжением 380/220 В медным пятижильным кабелем (3 фазы, нулевой рабочий проводник N, нулевой защитный проводник PE - для заземления корпусов светильников)

Для групповой сети с учетом требования ограничения коэффициента пульсации принимаем пятипроводную сеть напряжением 380/220В.

Для рабочего освещения выбирается щиток освещения типа ПР11 с типом вводного аппарата А3710Б на ток от 160 А с трехполюсными выключателями распределения серии АЕ2046 на Iн = 63 А. Конструктивное исполнение шкафа - напольное со степенью защиты IР54.

Рис2. Схема групповой сети рабочего освещения столярного цеха

2.1 Расчет сечения проводников групповой сети по нагреву, потере напряжения и условиям защиты
Проверяем, на сколько равномерно по трем фазам распределены светильники:

Рр. фазы А = NА•Рл•Кпра,

где NА - количество светильников в группе, подключенных к фазе А;

Рл - мощность лампы, кВт

Кпра - коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре;

Рр. фазы А = 2• 0,4 • 1,1 = 0,88 кВт,

Рр. фазы В = 2• 0,4• 1,1 = 0,88 кВт,

Рр. фазы А = 1• 0,4• 1,1 = 0,44 кВт.

Вычисляем степень неравномерной нагрузки по фазам:

Найдем наиболее удаленную от щитка и наиболее загруженную группу

Рр. гр = Nгрn ·РлКПРА,

Ргр = 5 * 0,4 *1,1 = 2,2 кВт.

Выбор сечений проводников по нагреву осуществляется по расчетному току Iр:

;

где cos =0,5 - коэффициент мощности нагрузки.

Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать осветительные сети, так как они открыто проложены. Определяют ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя осветительного щитка на группу:

Iрасц 1,2 Iр.

Iрасц = 1,2 Iр = 1,2 • 6.69 = 8,03 А.

Принимают ближайшее стандартное значение Iрасч. ном = 10 А на групповой выключатель АЕ2046. По справочным данным для групповой сети принимаем пятижильный кабель с медными жилами сечением 1,5 мм2 марки ВВГ5х1,5, с допустимым током Iд = 17 А при прокладке кабеля в воздухе.

По условию выбора провода

Iр Iд;

8.03 А 17 А.

Iд ? Iрасц

17 А ? 10 А

При заданных номинальном напряжении сети и материале проводника

где с = 72 - коэффициент для медных проводов.

S - сечение данного участка сети, мм2;

М= Рр. гр ·l2 + Рр.3 ·l3/2 - сумма моментов участков сети, кВтм

где Рр. гр - расчетная мощность светильников наиболее удаленной группы, кВт;

l2 - длина кабеля от щитка освещения до наиболее удаленной группы, м;

l3 - длина кабеля большего участка группы, м;

l3/2 - так как светильники на участке распределены равномерно;

Рр.3 - расчетная мощность светильников, подключенных от большего участка группы, кВт.

2.2 Расчет сечения проводников питающей сети по нагреву, потери напряжения и условиям защиты
Определяем расчетную мощность рабочего освещения цеха

Рр = Руст · Кс ·КПРА,

где Кс - коэффициент спроса;

Руст - установленная мощность;

Для столярного цеха, Кс= 1,

Рр = 8 ·1 ·1,1 = 8.8 кВт.

Определяем расчетный ток питающей сети:

Данная питающая сеть должна быть защищена от токов КЗ и от перегрузки, поэтому определим расчетный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя:

Iрасц = 1,2 Iр = 1,2 • 26,77 = 32,13 А.

Примем по шкале ближайшее стандартное значение номинального тока I расц = 38 А. Принимаем четырехжильный кабель с медными жилами сечением 6 мм2

ВВГ 4х6мм2 с Iдоп = 38 А.

По условию выбора провода:

Iр Iд;

26,77 А 38 А.

Условие защиты сети от перегрузки

Iдоп = 38 А Iрасц = 80 А.

В целях обеспечения селективности защиты рекомендуется принимать не менее чем на 2 ступени большими тока последующего аппарата. Требование по обеспечению селективности защиты выполнено, так как номинальный ток расцепителя автомата питающей сети Iрасц = 80 А, а номинальный ток расцепителя автомата групповой сети Iрасц = 10А.

Рассчитаем питающую сеть на потерю напряжения и проверим выбранное сечение кабеля.

Суммарная потеря напряжения от низковольтного щита ТП до самого удаленного светильника составила

U = U пит + U гр = 1.01 + 0,65 = 1,66.

полная потеря напряжения:

U = U К,

где К = 1,05 - при сечении 2 - 16 мм2.

U = 1,66 • 1,05 = 1,74,

что значительно меньше располагаемых потерь up = 4.

Расчет сети аварийного освещения

Питание светильников аварийного освещения выполняется фазным напряжением 220 В переменного тока (фаза, нулевой рабочий проводник N, нулевой защитный проводник PE).

Для аварийного освещения принимается к установке светильники типа НСП11-500 с лампой накаливания мощностью 500 Вт. Степень защиты светильника - ЙС 60.

Для групповой сети аварийного освещения принимается трехпроводная сеть (фаза и нулевой рабочий проводник, а также добавляется нулевой защитный проводник PE для заземления корпусов светильников.

Для аварийного освещения принимается к установке щиток типа ЯОУ8501 с пакетным выключателем ввода серии ПВ3-60 и на одну отходящую линию с однополюсным автоматическим выключателем распределения серии АЕ1031 на ток 10 А. Конструктивное исполнение шкафа - навесное со степенью защиты IР54.

Расчетная мощность аварийного освещения:

Рр = Ncв•Руст · Кс =0,5•1,1•3 =1,65 кВт,

Расчетный ток групповой сети аварийного освещения:

;

где cos =1 - коэффициент мощности ламп накаливания.

Выбираем медный трехжильный кабель сечением 2,5 мм2 с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой без наружного покрова ВВГ32,5 с длительным допустимым током Iдоп = 25 А.

Iдоп ? Iном расц; 25А ? 10 А

Литература
1. Бурдочкин Ю.С., Парфенова Н.А. Электрическое освещение: Справочные материалы к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 100400 всех форм обучения / Рубцовский индустриальный институт. - Рубцовск: РИО, 2001.

2. СНиП 23.05.93. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1993.

3. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983.