Светотехнический расчет

Светотехнический расчет всех помещений УРП, для которых предусматривается общее равномерное освещения горизонтальных поверхностей, выполняется методом коэффициента использования светового потока. При расчётах используются рекомендации и методики, а также справочные материалы, приведенные в литературе [4].

Расчет освещения для помещений с лампами накаливания (ЛH)

Расчет освещения помещений с ЛH выполняется методом коэффициента использования светового потока на примере помещения компрессорная.

Компрессорная:

Исходные данные: А*В*Н = 8*3*3, 6 Р=50-30-10%

Ен = 60 лк. λ = 1, 3

Рисунок 1. Размещение ОУ на плане компрессорной

Точечные ИС размещают по вершинам квадратных или прямоугольных полей, со­блюдая условие:

LA = (1...1, 5) *LB = 1 * 2, 3 = 2, 3 м

где LA - расстояние между ИС по длине помещения, м;

LB - расстояние между рядами по ширине помещения, м.

LB = λ *h=l, 3 *1, 8 = 2м

h = Н - hс - hp = 3, 6 - 0, 8 - 1 = 1, 8 м

где h - расчётная высота, м;

Н - высота помещения, м;

he - высота свеса светильника (расстояние от потолка), м; hp - высота рабочей поверхности от пола, м.

Н₀- расстояние от рабочей поверхности до потолка, м.

Ho=H-h_p=3, 6-0, 8=2, 8 м

n_РР=В/ L_Bp=3/2 =1, 5 Принимаем n_P=2,

где n_рр- расчетное число рядов ОУ, а n_р - принятое число рядов (светящихся линий)

тогда ɩ _В = В - L_B (п_Р -1) 2=3-1, 5*(2-1)/2= 0, 75 м

ɩ _а= A- L_A(Np-l)/2= 8-2, 3*(3-1)/2= 0, 55 м.

Np=A/ L_A=8/2, 3=2, 6, принимаем Np = 4

где Np- количество СП в ряду,

L_a- расстояние между СП в ряду расчетное.

Проверяется размещение светильников на плане по «В» и «А»:

В= L_B (n_р-1)+ 2ɩ _в=1, 5(2-1)+1, 5 = 3 м

А= L_a(Np-1)+ 2 ɩ _a = 2, 3(4-1)+1, 1 = 8м

Определяется общее число СП для компрессорная

N= Np* n_P=4*2= 8 ш.т.

Определяется световой поток и тип ПС

Флр = K3*z*S*E*S/ Ƞ *N=^: 1, 3*1, 15*24*60/0, 43*8 = 722 лм.

где Флр-расчетный поток лампы, лм

Кз -коэффициент запаса, отн. ед.

z-коэффициент минимальной освещенности, отн.ед.

S-площадь освещаемой поверхности, м²

Ен- освещенность нормируемая, лк.

N-общее количество СП в ОУ, шт.

Ƞ -коэффициент использования светового потока, отн.ед.

По (табл.1.1.1) r)=F(p, i, Cn)=F(50-30-10%; 1; ЛН-НСП)=43%

где р- коэффициент отражения от потолка-стен-рабочей поверхности, %

СП-вид ИС в световом приборе (JIH, ДРЛ, JIJI и т.п.) i -индекс помещения;

i=S/h(A+B)=l 8/2(6+3)= 1

Принимаем Кз=1, 3; z= 1, 15

По (табл. А1) принимается для ОУ помещения ЛH т. Г 245-225-60С

Фл=700 лм

По (табл. А11)для установки принимается СП т. НСП 18-60 (НПП 0, 3-60) т. Д-1, тогда марка ОУ-2*3 НСП 18- 60/2, 8 наносится на план, где число 2, 8 обозначает hэ- эксплуатационную высоту подвеса светильника определяемую по выражению

hэ = Н - he = 3, 6 - 0, 8 = 2, 8 м

Определяются фактические величины ОУ Еф и Роу

Еф=Фл* Ƞ *N/K3*z*S=700*8*0, 43/l, 3*l, 15*24= 58 лк

Роу=Рл*N= 60*8*10^-3=0, 48кВт

Δ Е = 60-58/60 = 3, 3%

Ответ: ОУ-2*3 НСП 18 - 60/2, 8; Еф=58лк; Роу=0, 48 кВт

ИС-Г 245-225; Фл=700 лм

Размещение: L_в=2, 3м; ɩ _В= 0, 75 м

L_a=2, 3м; ɩ _a= 0, 55 м

Расчет освещения ОРУ прожекторными установками.

Исходные данные:

Площадка ОРУ А х В = 40 х 300 м.

Высота здания Н_зд = 3, 6 х 1 м.

Ен = 2 лк. λ = 1, 3

Рисунок 2. Размещение ОУ на плане ОРУ.

Определяется количество прожекторов прожекторной установки

N_р=Ен * S * Кз * m * z /Фл * Ƞ пр = 2 * 1200*1, 5 * 1, 15 * 1, 3/1450*0, 5 = 6, 7

Принимается: N_р=8

Принимается:

Кз = 1, 5 для наружного освещения;

m = 1, 15 для площадок шириной до 150 м;

z = 1, 3

Ен = 2 лк [Таблица 1.6.1 п.1]

Прожектор КЗП [Таблица 1.6.2] с ИО БК 215 – 225 – 100.

Фл = 1450 лм, Ƞ пр = 50 %, Нм = 4 м.

8 прожекторов размещаются по периметру площадки на мачтах. Проверяется выполнение условий.

Н_м> Н_зд = 3, 6 * 1 = 3, 6 м. Принимается Н_м = 4 м

Расстояние между мачтами L = 16 м

Определяются Еф и Рпу

Еф = N * Фл * Ƞ пр / S * Кз * m * z = 8 * 1450 * 0, 5 / 1200 * 1, 5 * 1, 15 * 1, 3 = 2, 1 лк

Рпу = Рл * N * 10^-3 = 100 * 8 * 10^-3 = 0, 8 кВт

Ответ: Прожектор КЗП с ИО БК 215 – 225 – 100, Фл = 1450 лм

L = 16 м, Нм = 4 м.

Расчеты по остальным помещения выполняются аналогично и сводятся в Таблицу 2.

Таблица 2 – Сводная ведомость светотехнического расчета ОУ

2.3.3. Электротехнический расчет

Проектирование схемы ЭСН ОУ

Задачи проектирования и расчета ЭСН ОУ:

- Выбор сечений проводников линий ЭСН.

- Выбрать типы распределительных устройств и рассчитать вводные и линейные (групповые) аппараты защиты (АЗ).

- Обеспечить потери напряжений наиболее удаленного светильника не более +5 %.

Расчет ведется по току нагрузки.

- Определяются ЭСН параметры электрической сети.

65 °С – допустимая температура нагрева для проводов и кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией при токе нагрузки.

Максимальная нагрузка (Imax) определяется по формулам:

Imax = Pmax / Uф * cosῳ * 10³ - для 1 – фазной сети (двухпроводная 1 – ф + 0),

Imax = Pmax / √ 3 * Uном * cosῳ * 10³ - для 3 – фазной сети (четырехпроводная 3–ф+0),

где Pmax – расчетная максимальная нагрузка, кВт;

Uф – фазное напряжение, В;

Uном – номинальное (линейное) напряжение, В;

cosῳ - коэффициент активной мощности сети, отн.ед.;

10³ – переводной коэффициент мощности в Вт.

Максимальная мощность ОУ (Pmax., кВт) определяется по формулам:

Pmax = Ксо∑ Pном – с ЛН,

Pmax = 1, 2 Ксо∑ Pном – с ЛЛ и стартерной схемой зажигания.

где Ксо – коэффициент спроса осветительный, отн. ед.;

∑ Pном – суммарная номинальная мощность всех подключенных СП, кВт.

Рекомендуется принимать:

Ксо = 1, 0 – для небольших производственных зданий.

Ксо = 0, 95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов.

cosῳ = 1 для ЛН

cosῳ = 0, 95 – для светильников с ЛЛ и компенсированными ПРА.

Распределение нагрузки по фазам

Для обеспечения надежности электроснабжения и качества электроэнергии необходимо равномерно распределить нагрузку по фазам.

При этом должны выполняться следующие условия:

- Равномерность должна быть наибольшая. Допустимая неравномерность – 15%. Выравнивание неравномерности производится установкой дополнительных штепсельных розеток.

- Нагрузка на розетку приравнивается к мощности светильника помещения. ЭСН ИС т. ЛН (cosφ = 1) и т. ЛЛ (cosφ = 0, 95 с индивидуальной компенсацией реактивной мощности) получают от одного РУ. При их совместимости одна ЛН приравнивается к 2, 5 ЛЛ.

- Распределение по групповым линиям учитывает количество ИС в ней: точечных (т. ЛН и др.) – 20, протяженных (т. ЛЛ) – 50. в случае превышения количества ИС на группу, эта фаза расщепляется с обозначением: А1, А2…; В1, В2… или С1, С2…

- Малые помещения получают ЭСН только от одной групповой линии, исключение составляют помещения больших площадей.

Результаты расчета сводятся в Таблицу 3.

Таблица К3 – Распределение нагрузки по фазам

Примечание – Мощность розетки принимается равной мощности светильника помещения, а < < +> > означает, что ОУ этого помещения на указанной фазе.

Расчёт ЭСН ОУ с ЛН

Данный расчёт выполняется на примере комнаты отдыха

Исходные данные:

А*В*Н = 4*6*3, 6

ОУ-2*3 НСП – 100/2, 8

Размещение- L_В=2, 6м; ℓ _В= 0, 7 м

L_А=2, 6м; ℓ _А= 0, 4 м hщ = 2 м

Требуется:

· Выбрать проводник т. АППВ;

· Выбрать АЗ т. ВА47-29;

· Определить ∆ V_ф;

Расчёт:

1) Распределяется нагрузка по фазам с наибольшей равномерностью и с учетом допустимого количества ИС, для чего:

- В соответствии с заданием изображаем ОУ на плане и наносятся известные данные на (Рис. 4). ОУ состоит из 6 точечных ИС мощностью по 100 Вт, поэтому все их допустимо подключить на одну фазу групповой линии, начало которой в левом верхнем углу помещения.

- Составляется и упрощается (в соответствии с правилами) расчетная схема моментов мощности для наиболее удаленного СП.

Рисунок 3. Расчетная схема моментов полная (а) и упрощенная (б)

От ГЩО до потолка H – h_щ = 3, 6 – 2 = 1, 6м;

Начиная от точки отсчета (угол помещения), составляется расчетная схема полная (Рис.3а) с ответвлениями, указываются расстояния между ответвлениями и от точки отсчета до первого ответвления. Ответвления указываются по направлению движения ЭЭ с обозначением нагрузки.

По правилам упрощения составляется окончательная расчетная схема (Рис.3б):

- нагрузка 3-х ответвлений (3× 2Р_л) заменяются соответственно на эквивалентные 6 Р_л и прикладываются к середине между крайними ответвлениями;

- определяются и наносятся расстояния между ответвлениями и до первого ответвления от соответствующего ГЩО;

- определяется и наносится момент электрической нагрузки упрощенной расчетной схемы.

М = (L_о + L₁+ L₂/2)*6 Р_л = (28+8.3+2, 3) *6 Р_л = 38, 6*600*10^-3= 23, 16 кВт*м;

2) Выбирается проводник АЕ2020, для чего:

- определяется нагрузка в линии (3 – ф, двухпроводная сеть) с ЛН

I_м⁽¹⁾ = К_со * P_м *10³/ V_ф * cosφ = 1 * 4, 64*10³ / 220*1 = 21 А;

- согласно условию I_доп ≥ I_м⁽³⁾ по [Таблице Ж.4.] для прокладки в воздухе принимается провод т. АППВ - 2× 3, I_доп = 24 А;

- согласно условию I_НА ≥ I_НР - для осветительной сети с ЛН по [Таблице Ж.1.] выбирается выключатель ВА 51-25:

V_н = 380 В;

I_н.а = 25 А;

I_н.р. = 10 А;

I_у(п) = 1, 35* I_н.р. А;

I_у(КЗ) = 7* I_н.р. А;

I_откл = 2, 5 кА;

- согласно условию I_доп ≥ К_зщ * I_у(п) проводник проверяется на соответствие выбранному аппарату защиты. К_зщ = 1.

I_доп(24А) ˂ К_зщ * I_у(п) (1 * 1, 35 * 10 = 13, 5 А).

Выбирается ВА 51-25 с I_н.р. = 10 А

Следовательно, по [Таблице Ж.4.] для прокладки в воздухе (помещение с нормальной средой) выбирается провод АППВ - 2× 3; I_доп = 24А;

3) Определяется фактическая потеря напряжения в линии (∆ V_ф, %).

∆ V_ф⁽¹⁾ = М / С₁*S = 23, 16 / 7, 7*3 = 1 %;

По [Таблице 2.2.1] С₁ = F (система сети; V_н; материал) = F (1-ф, 220В, Al) = 7, 7.

Ответ: Провод – т. АППВ - 2× 3; I_доп = 24А; ∆ V_ф = 1 %.

АЗ – т. ВА 51-25; I_н.р. = 10 А; I_у(п) = 1, 35* I_н.р. А; I_у(КЗ) = 3* I_н.р. А;

Таблица 4 – Сводная ведомость аппаратов защиты ОУ

Таблица 5 – Сводная ведомость электроснабжения ОУ

По результатам расчетов ОУ участка выполняется графическая часть курсового проекта - Чертеж 1. «План размещения и ЭСН ОУ автоматизированного цеха БЭМТ 140613.004 Э7».

3. Расчет мощности и выбор двигателя ЭП циркуляционного насоса

Данный расчет выполняется в соответствии с методикой, изложенной в [4].

Исходные данные:

Qном = 55 т/ч

L = 70 м

H = 12 м

В = 1200 мм

Dб = 0, 4 м

Vл = 1, 4 м/с

iп = 30

Рабочая операция – подъем

Кз = 1, 23