Проектирование электрического освещения

Выбор схем питания осветительной установки определяется:

1. требованиями к бесперебойности действия осветительной установки (наиболее важное требование).
2. технико-экономическими показателями.
3. безопасностью обслуживания, удобством управления и эксплуатации.

В соответствии с требованием СНиП предусматривается в производственных помещениях выполнение аварийной системы освещения  (см. п. 5).

Как и все электроприёмники, осветительные установки подразделяются с точки зрения надёжности электроснабжения на три категории: I, II, III.

В общем случае элементами осветительной сети являются источники питания, групповой щитков освещения, провода, кабели и шинопроводы.

Электрическая часть состоит из:

а) питающих участков – это участки осветительной сети от источников питания до групповых щитков освещения. (групповой щиток освещения – это щиток, от которого непосредственно запитываются светильники).

б) групповых линий – это линии, питающие светильники от групповых щитков освещения.

В качестве источника питания нашего цеха выступает ТП 1000-10/0,4-0,23 кВ.

Запитывание цеха электроэнергией происходит по схеме, приведенной на рисунке 2:

 

Рисунок  2 – Структурная схема участка электрической сети

 

 

 

 

Источники света, выбранные для каждого помещения, должны быть объединены в группы для последующего питания их от групповых щитков освещения.

При формировании светильников в группы необходимо учитывать:

1. каждая фаза должна быть загружена в пределах до 25А, при применении мощных источников света (ЛН 500 Вт и более, ДРЛ свыше 125 Вт) допускается увеличивать нагрузку фаз до 50(63)А. Минимальный ток расцепителя группового автомата 10А.
2. количество ламп на фазу – до 200 шт. (ЛН и ДРЛ) или до 50 шт. (ЛЛ).
3. питающие линии в основном 5-и проводные (реже 2-х и 3-х проводные).
4. источники света должны быть равномерно распределены по всем трём фазам (допускается неравномерность распределения до 15%).
5. аварийное освещение в помещениях без естественного света в обязательном порядке должно быть запитано от независимого источника питания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Определение мест расположения щитков освещения и трасс электрической сети

В настоящее время щитки освещения для промышленных предприятий выпускаются в основном с автоматическими выключателями: ВА, А3700, АП50, АЕ.

Щитки освещения должны располагаться:

1. в центре или ближе к центру осветительных нагрузок.
2. у входов, выходов, проходов (для удобства управления).
3. таким образом, чтобы отсутствовали обратные потоки электрической энергии или они были минимальны.

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

Для нашего цеха расположение щитка (ЩО) целесообразно выполнить, как показано на плане цеха.

Учитывая особенность расположения светильников аварийного освещения, производим расположение щитка освещения (ЩОа), как показано на плане цеха.

 

 

Вывод:

     В данном разделе были выбраны  места расположения щитков рабочего, аварийного освещения. Результаты проектирования представлены на плане цеха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Выбор типа щитков освещения, марки проводов и кабелей

и их способов прокладки

Выбор щитков освещения

В настоящее время электротехническая промышленность начинает выпуск щитков ПР22 и ПР23 с автоматами А3700 (для замены щитков серии ПР900 с автоматами на ток 100-200 А) и щитков серии ПР11 с автоматами АЕ2000 (для замены щитков ПР900 с автоматами на ток 50 А). В данной курсовой работе в качестве щитков освещения выберем ПР11 с автоматами АЕ2000 .

Основные технические характеристики щитков ПР –11 приведены в таблице 7

 

Таблица 7 Основные технические характеристики щитков

Обозначение на плане	Тип щитка		Номинальный ток выключателя		Количество выключателей на фидерах
					одно полюсные	трех полюсные
Выключатели серий АЕ2000
ЩО1	ПР11-3054-54У3	63		-			4
ЩО2	ПР11-3052-21У3	63		12			-
ЩОа	ПР11-3052-21У3	63		12			-

 

Выбор марки проводов и кабелей и способов их прокладки.

Для выполнения электрической проводки сети освещения широкое распространение получили провода и кабели марок:

АПВ, ПВ-1-изолированные одножильные провода в поливинилхлоридной изоляции, имеют универсальное использование;

ПРКА - нагревостойкие провода с медными  жилами для зарядки светильников;

АВВГ, ВВГ- кабель с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой;Проводка нашей осветительной сети будет проложена кабелями марок АВВГ и ВВГ, т.к. у них большие диапазоны сечений , а следовательно и допустимых токов, хорошая изоляция

Способ прокладки проводов и кабелей сетей электрического освещения определяется условиями окружающей среды помещения, наличием соответствующих строительных конструкций.

В производственных зданиях применяются открытые электропроводки. Эти электропроводки прокладываются по поверхностям стен, потолков, фермам и другим строительным элементам зданий.

Открытые электропроводки осветительных сетей выполняются следующими способами:

1. непосредственно по строительным основаниям ( с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы);
2. прокладка в лотках и в коробах;
3. тросовые проводки;
4. проводки в стальных и пластмассовых трубах;

В нашем случае способ проводки применялся: тросовая проводка , проводка в латках а так же проводка непосредственно на строительных основаниях зданий при помощи скоб и покрытый под слоем штукатурки.

Вывод:

В данной главе были выбраны типы щитков освещения, марки кабелей и возможные способы их прокладки.

 

 

9 Выбор сечения проводов, кабелей, расчёт защиты

осветительной сети

 

Выбор сечения проводов и кабелей выбирается по трем условиям:

1. По механической прочности;
2. По току нагрева;
3. По допустимой потере напряжения.

 

Условием механической прочности заключается в том, что сечение жил с медными проводами должно быть не менее 1.5 мм2, а сечение жил с алюминиевыми проводами не менее 2.5 мм2.

Условие по току нагрева заключается в том, что допустимый ток проводов и кабелей должен быть больше чем расчетный ток протекающий по этому проводу или кабелю:

                                       Iдоп.пров Iрасч                                                                  (4)

Располагаемая потеря напряжения в осветительной сети , т.е. потеря напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду, определяется по формуле:

                                     ΔUр=105-Uмин-ΔUт                                        (5)

где 105-напряжение холостого хода на вторичной стороне трансформатора, %;  Uмин- наименьшее напряжение, допускаемая на зажимах источника света, % ( принимается равным 95 % ) ; ΔUт- потери напряжения в силовом трансформаторе, приведенные ко вторичному номинальному напряжению и зависящее от мощности трансформатора, его загрузки β и коэффициента мощности нагрузки, %.

Потери напряжения в трансформаторе можно определить по таблице 3.2 [1]:

ΔUт=3,86

Рассчитаем потерю напряжения в линии от источника питания до самой удаленной лампы в ряду:

ΔUр=105-95-3,86*cosφ=6,989 %

Потери напряжения при заданном сечении проводов можно определить по выражению:

                                       ΔU=M/(CхS)                                                       (6)

где М- момент нагрузки, кВт*м; С- коэффициент, зависящий от материала провода и напряжения сети определяющийся по табл. 3.4 [1], для медных проводов системы напряжения трехфазная с нулем (медь) С=72.4, С=44 – алюминий, для однофазная с нулем С=12.1(медь); S- сечение провода, мм2.

Установленную мощность можно найти, просуммировав паспортные мощности всех ламп в группе:

                                            Руст=

Pном                                                   (7)

Расчетная мощность находится в зависимости от типа ламп:

1. Лампы накаливания:

                                            Ррасч= Руст                                                       (8)

2. Люминесцентные лампы:

                                          Ррасч= Руст*Кпра                                                                (9)

где Кпра=1.2- электромагнитное ПРА;

  cosφ=0.85-0.86

  Кпра=1.05- электронное ЭПРА.

  cosφ=0.96-0.98.

 

Расчетный ток находится по выражению:

 

   для однофазной системы напряжения;

 

 

для трехфазной системы напряжения.

 

 

Приведем пример расчета по выбору сечения кабелей, для одной группы, т.к. расчеты для всех других аналогичные:

Pустщо1=20.48 кВт;

Pустщо2=1.58 кВт;

 

ГР1:

В групповых линиях, предварительно  выберем трёхжильный  кабель ВВГ-3х2.5 мм2, , Iдоп.каб=28 А.

Расчет установленной мощности:

Руст= Pном=400*10=4000 Вт;

 

Расчет расчетной мощности:

Ррасч= Руст*Кпра=4000*1.1=4400 кВт;

 

Найдем расчетный ток:

 А

Зная масштаб на чертеже, можем измерить приблизительный размер длины кабеля:

L=42,4 м;

Рассчитаем момент нагрузки по выражению:

                                 M=Pрасч*L                                                        (10)      

M=4400*42,4=186,56 Вт*м;

Расчет потери напряжения:

ΔUфакт=186,56/(72,4*2,5)=1,03 %

Все остальные ГР рассчитываются аналогично, полученные значения сведем в таблицу 8

 

Таблица 8 – Результаты расчетов

группа	Pуст, КВт	Pрасч, КВт	Iрасч, А	L, м	M, КВт*м	C	Марка провода	Сечение, мм2	ΔUдоп, %	ΔUфакт, %	Способ прокладки
ГР1	4000	4400	7,864833	42,4	186,56	72,4	ВВГ-3х1,5	1,5	4,83	1,71	На тросе
ГР2	4000	4400	7,864833	36,84	162,096	72,4	ВВГ-3х1,5	1,5	4,83	1,49	На тросе
ГР3	4000	4400	7,864833	31,268	137,5792	72,4	ВВГ-3х1,5	1,5	4,83	1,26	На тросе
ГР4	4000	4400	7,864833	32,28	142,032	72,4	ВВГ-3х1,5	1,5	4,83	1,30	На тросе
ГР5	4000	4400	7,864833	37,84	166,496	72,4	ВВГ-3х1,5	1,5	4,83	1,53	На тросе
ГР6	480	513,6	2,406748	10,2	5,23872	12,1	ВВГ-3х1,5	1,5	4,83	0,28	Скрытый
ГР7	180	192,6	0,90253	2,5	0,4815	12,1	ВВГ-3х1,5	1,5	6,32	0,026	Скрытый
ГР8	160	171,2	0,802249	18,84	3,225408	12,1	ВВГ-3х1,5	1,5	6,32	0,17	Скрытый
ГР9	80	85,6	0,401125	14	1,1984	12,1	ВВГ-3х1,5	1,5	6,32	0,066	Скрытый
ГР10	800	800	3,748828	7,692	6,1536	12,1	ВВГ-3х1,5	1,5	6,32	0,339	Скрытый
Гр11	360	385,2	1,805061	1,73	0,666396	12,1	ВВГ-3х1,5	1,5	6,32	0,0367	Скрытый