Расчет системы общего освещения цеха

Задание:

1.Рассчитать число и мощность ламп светильников, разместив их на плане цеха.

2.Выбрать сечение проводов осветительной сети по минимуму проводникового материала.

Исходные данные:

Принять лампы типа ДРЛ, светильник типа С35ДРЛ с кривой распределения

света – глубокая Г-1. Длина цеха А = 60 м. Ширина цеха В = 48 м.

Решение:

1.Расчет числа и мощности ламп светильников.

 Установка и расположение светильников определяется параметрами:

   h – расчетная высота,

   L – расстояние между соседними светильниками,

   l – расстояние от крайних светильников до стен.

 Распределение освещенности по площади поля существенно зависит от типа

 светильника и отношения:

λ = .

 Для заданного типа светильника С35ДРЛ величина λ = ( 0,6 ÷ 1,0 ).

 Расстояние между лампами выбираем кратным расстоянию между колоннами.

 В соответствии с размерами цеха предварительно выбираем расстояние между светильниками L, м:

L = λ ∙ h = ( 0,6 ÷ 1,0 ) ∙ 7

 Принимая во внимание расстояние между колоннами и учитывая, что расстояние светильников от стен или рядов колонн принимается в пределах 0,3 ÷ 0,5 L выбираем L = 6 м и подсчитываем количество светильников в одном пролете: N = 18 св. А затем количество светильников в цехе N = 78.

 Определяем индекс помещения i:

i =  =  = 3,8

 Определяем коэффициент использования η:

  для этого необходим индекс помещения I и коэффициенты отражения поверхностей помещения. Для упрощения используем таблицу 2 для наиболее распространенных коэффициентов отражения.

таблица 2

 Принимаем η = 0,70

 Определим необходимый световой поток ламп:

Ф = , лм

  где, Е – заданная минимальная освещенность;    z – отношение E/E;                                               

         k – коэффициент запаса;      η – коэффициент использования;                                        

         S – освещаемая площадь.

Коэффициент запаса  k можно принять равным 1,1; z для ламп типа ДРЛ принять равным 1,15.

S = 60 ∙ 48 = 2880 м ;

Ф =  = 21685,7 лм.

По световому потоку выбираем ближайшую стандартную лампу из табл.3, световой поток которой не должен отличаться от расчетного более чем на минус 10 и плюс 20 %.

Таблица 3

Для заданных пролетов размещение светильников производим по углам площадки со сторонами L× L = 6 × 6 м.

2.Расчет электрической осветительной сети.

 Определение расчетной  нагрузки.

  Расчетная нагрузка  - это нагрузка по которой производим расчет электрической сети. Для осветительных установок расчетная нагрузка примерно равна установленной мощности:

 = ∙ ;    = ,

    где,  N – количество светильников;

             р – мощность лампы одного светильника;

              - коэффициент спроса.

Для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов, коэффициент спроса  принимаем равным 0,95.

 = 72 ∙ 400 ∙ 0,95 = 27360 Вт.

К расчету осветительных сетей предъявляются следующие требования:

 а) выбранные сечения проводов должны обеспечивать требуемые                        

 напряжения у источников света. Снижение напряжения по отношению к

 номинальному не должно у наиболее удаленных ламп превышать 2,5%;

 б) выбранные сечения проводов должны обеспечить механическую

 прочность при их монтаже и эксплуатации.

Основным является расчет сети на потерю напряжения.

 Определение допустимой величины потерь напряжения в сети

  Допустимая величина потерь напряжения определяется из выражения:

∆ = −∆−

    где,   ∆ - допустимая величина потерь в сети;

              - номинальное напряжение холостого хода трансформатора;

           ∆ - потери напряжения в трансформаторе под нагрузкой;

            - допустимое минимальное напряжение у удаленных ламп.

 Потеря напряжения в трансформаторе зависит от его мощности, загрузки и характера нагрузки:

=  %

      где,    β – коэффициент загрузки трансформатора;

                cosφ – коэффициент мощности трансформатора

.

                 - активная и реактивная составляющие напряжения КЗ

;  ;

       где,  - потери КЗ,

                - номинальная мощность трансформатора,

                - напряжение КЗ, %

Таблица 4

;         

;

= 0,6(1,03 ∙ 0,8 + 5,91 ∙ 0,6) = 2,6 %

Напряжение холостого хода силовых трансформаторов, как правило, завышается, но не более чем на 5 %, это ограничение накладывают источники света, напряжение на которых не должно превышать 5 % от номинального. Поэтому принимаем = 105 %, находим:

∆ = 105 − 2,6 − 97,5 = 4,9 %.

Таким образом, если осветительная сеть будет выбрана с расчетом, что в ней будет падать напряжение  4,9 %, то в этом случае у самых удаленных источников света напряжение будет снижено на  2,5 % , т.е. составлять 97,5% от номинального что соответствует требованиям.

  3.Расчет сечения проводников.

 Для определения сечения проводов, осветительная сеть разбивается на участки, для которых рассчитываются по допустимой величине потери напряжения сечение проводов.

 При расчете разветвленной питающей сети распределение потерь напряжения ∆U между участками сети следует производить по условиям общего минимума расхода проводникового металла.

 Сечение каждого участка сети определяется по располагаемой потере напряжения от начала данного участка до конца сети и приведенному моменту  , определяемый по формуле:

= ,

      где,   − сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов в линии, что и на данном участке;

               − сумма моментов питаемых через данный участок линий с иным числом проводов, чем на данном участке;

               − коэффициент приведения моментов.

Момент для сосредоточенной нагрузки:

M = P ∙ L

Момент для распределенной нагрузки ( для светильников):

М = n∙P []

       где,   n − количество ламп в линии;

                Р − мощность лампы светильника;

                 − расстояние от щитка до первого светильника.

                        Значения коэффициента приведения моментов               Таблица 5

 Определяем моменты для участков сети.

Первый момент это участок l 1, по ней проходит вся нагрузка:

28,8 + 2 + 0,5 = 31,3 к Вт;

 кВт∙м.

Для участков l 2, l 3, l 4 можно принять, что расчетная нагрузка равна установленной:

;

= ;

Расстояние до щита 2 определим по плану цеха: .

= 36 ∙ 400 ∙ 47,3 = 681,12 кВт∙м.

Расстояние до щита 3 по плану цеха: м;

;

 36 ∙ 400 ∙ 72,3 = 1041,12 кВт∙м.

Расстояние до щита 4 по плану цеха: м;

;

 (2 + 0,5)∙38,9 = 97,3 кВт∙м.

Остальные участки имеют двухпроводную линию.

Расстояния от щитов до первых светильников определим по плану цеха:

39,5м;

17,5м.

кВт∙м;

 кВт∙м;

кВт∙м;

кВт∙м;

   Определим приведенный момент для первого участка сети с учетом всей последующей сети:

;

= 743,4 + 681,12 + 1041,12 + 97,3 + 1,85(4∙228,6 + 4∙149,4 + 30 + 12,5) =

 = 5430 кВт∙м.

По таблице 6 для приведенного момента и потере напряжения 4,9% выбираем сечение 35 . Это выбранное сечение предполагает, что падение напряжения не превышает 4,9% во всей осветительной цепи.

Непосредственно в проводе , по таблице 6, потери напряжения составляют примерно 0,5% .

Для второго участка  и последующей за ним сети приведенный момент равен:

 кВт∙м.

А допустимое, или располагаемое падение напряжения для этого участка и последующих составит:

∆U = 4,9% − 0,5% = 4,4%.

По таблице 6 выбираем сечение проводов для линии  и оно соответствует

 = 16 . Падение напряжения непосредственно в проводе   составит примерно 0,9%.

Для оставшегося участка допустимое падение напряжения составит:

∆U = 4,9% − 0,5% − 0,9% = 3,5%.

Выберем сечение проводов для участков  . По располагаемой потере напряжения 3,5% и моментах ,  по таблице 7 для двухпроводной сети находим  . Сечение проводов для участков ,  с моментами ,  равно .

Определим приведенный момент для участка  линии, для которого располагаемое падение напряжения также равно 4,4%:

 кВт∙м.

По таблице 6 сечение провода  . Непосредственно в проводе  потери напряжения составляют примерно 3,5%.

Для оставшегося участка допустимое падение напряжение составит:

∆U = 4,4% − 3,5% = 0,9%.

Сечения проводов , ,  и  равны: ,  .

Определим приведенный момент для участка  линии, с располагаемым падением напряжения 4,4%:

 97,3 + 1,85(30 + 12,5) = 176 кВт∙м.

По таблице выберем сечение провода: . Непосредственно в проводе   потери напряжения составляют 0,9%.

Для оставшегося участка допустимое падение напряжения составит:

∆U = 4,4% − 0,9% = 3,5%.

Выберем сечение проводов для участков , . По таблице 7 для двухпроводной сети  .

                                                                   Таблица б Моменты для алюминиевых проводников