Методическая разработка по электрооборудованию промышленных предприятий на тему "Расчет электроосвещения цеха"

ТОГ БПОУ СПО

«Котовский индустриальный техникум»

Предметная комиссия 140448

методические РЕКОМЕНДАЦИИ            для студентов специальности 140448 

к выполнению раздела

«Электрическое освещение цеха»

дипломного проекта

Котовск 2016

Рассмотрено и одобрено                                                   УТВЕРЖДАЮ

на заседании ПЦК 140448                                                  зам. директора по УР                     протокол № ____________                                               __________Улуханова И.В.

от «___»____________20__ г.                            «___»__________20__г.

Председатель: _________Кондрашов В.В.

Выполнили преподаватели                                        __________ Кондрашов В.В.

СОДЕРЖАНИЕ

     Предисловие………………………………………………………….…………....3

1        Расчет освещения методом коэффициента использования с проверкой точечным методом.……………………………………………………….………….….4

2        Расчет эвакуационного освещения точечным методом..…………………..…..7

3        Расчет освещения вспомогательных помещений методом удельной мощности………………………………………………………………………………….8

4        Расчет осветительной сети……………………………………………………...10

     Список используемых источников………………………………………...…...15

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одним из обязательных разделов дипломного проекта по специальности 140448 является раздел «Электрическое освещение цеха». В соответствии с заданием он включает в себя четыре подраздела:

-     «Расчет рабочего освещения цеха методом коэффициента использования с проверкой точечным методом (или одним точечным методом)»;

-     «Расчет аварийного или эвакуационного освещения точечным методом»;

-     «Расчет освещения вспомогательных помещений методом удельной мощности»;

-     «Расчет осветительной сети, включая выбор марки проводов и кабелей, способа их прокладки сечения по потере напряжения, на нагрев и по механической прочности. Выбор аппаратов защиты осветительной сети, групповых щитков и выключателей».

В данных рекомендациях приводится пример расчета электрического освещения для ремонтно-механического цеха, краткая характеристика которого приведена ниже.

Ремонтно-механический цех выполняет ремонт и изготовление деталей и узлов различных рабочих машин предприятия. Работы, выполняемые на станках, слесарных верстаках, связаны с высокой зрительной напряженностью и требует высокого уровня освещенности. Условия среды в цехе нормальные.

Кроме краткой характеристики исходными данными для расчета являются размеры помещений цеха (длина´ширина):

-     производственное (станочное) отделение 36´24 м;

-     комната мастера, кабинет начальника цеха, комната отдыха 3,5´4 м;

-     подстанция 6´6 м (с трансформатором ТМ-250, b=0,7, cosj=0,95);

-     раздевалка 3,5´3 м;

-     душ, туалет 3,5´2 м;

-     коридор 2,5´24 м.

Высота производственного отделения 6 м, остальных помещений – 3,5 м.

1 РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ МЕТОДОМ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ПРОВЕРКОЙ ТОЧЕЧНЫМ МЕТОДОМ

1.1       По таблице 4–4н с.107 /1/ находим, что для основного производственного отделения рекомендуется использовать люминесцентные лампы, при которых освещенность Е =300 Лк, коэффициент запаса К_З=1,6; высота рабочей поверхности от пола h_Р=0,8 м.

1.2       По таблице 3–9 с.(58¸61) /1/ выбираем светильник типа ЛСП02 без перфорации, с решеткой (модификация 47) и с двумя лампами мощностью 80 Вт. Длина светильника ℓ_СВ=1,534 м, кривая силы света – косинусная (Д). Согласно таблице 3–2 с.(40¸42) /1/ выбранный светильник относится к группе 3.

1.3       Определяем расчетную высоту, принимая высоту свеса h_С=0,7м:

h=Н – (h_Р+ h_С)=6 – (0,8+0,7)=4,5 м,

где Н – высота помещения, м.

1.4       По таблице  4–16 с.123 /1/ находим, что для косинусной кривой силы света l_С=1,4.

1.5       Определяем расстояние между рядами светильников:

L=λ_С*h=1,4*4,5=6,3 м.

1.6       Определяем число рядов светильников:

n=В/L=24/6,3=3,81,

где В – ширина помещения, м.

Принимаем n=4.

1.7       Определяем индекс помещения:

i ==,

где  А – длина помещения, м.

1.8       Принимаем коэффициенты отражения потолка, стен, рабочих поверхностей равными ρ_П,С,Р=50, 30, 10% по таблице 5–1 с.126 /1/.

1.9       Находим по таблице 5–11 с.136 /1/ значение коэффициента использования светового потока η=59% (η=0,59).

1.10  Определяем площадь помещения:

S=А*В=36*24=864 м².

1.11  Определяем световой поток одного ряда:

Ф=Лм,

где z – коэффициент неравномерности освещения, принимаемый равным для люминесцентных ламп 1,1.

1.12  По таблице 2–12 с.(23¸24) /1/ нахожу световой поток лампы ЛБ-80: Ф_Л=4960 Лм, тогда световой поток светильника Ф_СВ=2* Ф_Л=2*4960=9920 Лм.

1.13  Определяем число светильников в ряду:

N_Р= Ф/Ф_СВ=193302/9920=19,5.

Принимаю N_Р=19.

1.14   Определяем общее число светильников:

N_СВ=N_Р*n=19*4=76.

1.15  Проверяем светящий ряд на непрерывность по условию ℓ≤0,5*h:

ℓ==м.

0,34 м < 0,5*h=0,5*4,5=2,25 м – условие выполняется.

1.16 Выбираем контрольную точку ‘А’ посередине между рядами (рисунок 1). Точка ‘А’ освещается шестью полурядами отмеченными цифрами от 1 до 6. Определяем относительную освещенность создаваемую в точке ‘А’ полурядом №1:

L₁=4,5 м; P₁=3,15 м; ; Р₁^/=Р₁/h=3,15/4,5=0,7.

По рисунку 6–40 с.198 /1/ находим e₁=85 Лк.

Аналогично находим относительную освещенность, создаваемую в точке ‘А’ остальными полурядами: e₂=85 Лк; e₃=6 Лк; e₄=e₅=107 Лк; e₆=12,25 Лк.

1.17 Определяем суммарную относительную освещенность в точке А:

Se=e₁₊e₂₊e₃₊e₄₊e₅₊e₆=85+85+6+107+107+12,25=402,25 Лк.

1.18 Определяем линейную плотность светового потока:

Ф^/=Лм/м.

1.19 Определяем освещенность в точке А:

Рисунок 1 – Расчет освещения станочного отделения

Е=Лк.

Полученное значение освещенности превышает нормированное значение на , что меньше допустимого значения 20%.

2 РАСЧЕТ ЭВАКУАЦИОННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ТОЧЕЧНЫМ МЕТОДОМ

2.1 Для эвакуационного освещения используем четвертый, десятый и шестнадцатый светильник каждого ряда (рисунок 1). В качестве контрольной принимаем точку Б. 

2.2 Определяем относительную освещенность, создаваемую в точке Б светящей линией длиной l₁=4* l_СВ+4*l - 0,5=4*1,534+4*0,34 - 0,5=6,996 м

Расстояние от светильника до пола h_Э=Н - h_С=6 - 0,7=5,3 м

 р=2,65 м;  .

По рисунку 6–40  с.198 /1/ находим e₁=122 Лк.

2.3 Определяем относительную освещенность в точке Б, создаваемую светящей линией длинной l₂=l₁ - l_СВ=6,996-1,534=5,462 м

 р=2,65 м;  

По рисунку 6–40  с.198 /1/ находим e₂=112 Лк.

2.4 Определяем суммарную относительную освещенность в точке Б:

Se=e₁ - e₂=122–112=10 Лк.

2.5 Определяем значение освещенности в точке Б при погасании рабочего освещения:

 Лк,

где значение линейной плотности светового потока было найдено по формуле:

 Лм/м

как видно, Е_ЭВ больше требуемого значения 0,5 Лк.

3 Расчет освещения вспомогательных помещений методом удельной мощности

3.1 Расчет ведем для кабинета начальника цеха. Результаты всех вычислений, а также данные, выбираемые по справочной литературе, заносим в таблицу 1.

Таблица 1 – Светотехническая ведомость

Наименование помещения	S, м2	rП, rС, rР, %, %, %	Вид освещения	Е, Лк  КЗ	Тип светильников их количество	РСВ, Вт h, м	w, Вт/м2	РОБЩ, Вт
Станочное отделение	864	50; 30; 10	комбинированное	300  1,6	ЛСП02 76	160 4,5	__	12160
Кабинет начальника цеха	14	70; 50; 10	общее равномерное	300  1,5	ЛПО01 2	160 2,7	24,3	320
Комната мастера	14	70; 50; 10		300  1,5	ЛПО01 2	160 2,7	24,3	320
Комната отдыха	14	70; 50; 10		150  1,5	ЛПО01 2	80 2,7	12,15	160
Раздевалка	10,5	50; 30; 10		20  1,3	ПО21 1	100 3,1	9,9	100
Душ	5,25	50; 30; 10		20  1,3	ПУН – 100 1	100 3,5	__	100
Туалет	5,25	50; 30; 10		30  1,3	ПП – 07 1	100 3,5	__	100
Коридор	60	50; 30; 10		75  1,5	ЛПО01 9	80 3,5	12,6	720
Подстанция	36	50; 30; 10		30  1,3	ПСХ – 60 8	60 2,5	13,5	480

Примечание. Мощность лампы для душа и туалета была определена по таблице 5–50 с.175 /1/.

3.2 По таблице 4–5  с.(109÷115) /1/ находим Е=300 Лк. Принимаем К_З=1,5; h_Р=0,8 м.

3.3 По таблице 5–1 с.125 /1/ принимаем следующие значения коэффициентов отражения потолка, стен и пола:

3.4 По таблице 3–11 с.(66÷69) /1/ выбираем светильник типа ЛПО01 с       четырьмя   лампами   мощностью 40 Вт,  Р_СВ=160 Вт. Согласно  таблице  3–2 с.(40÷42) /1/ этот светильник относится к группе 8.

3.5 Определяем расчетную высоту: 

h=H - (h_P+h_C)=3,5 – (0,8+0)=2,7 м,

где высота свеса h_С была принята равной нулю, т. к. светильник ЛПО01 потолочный.

3.6 Согласно таблице 3–11 с.(66÷69) /1/ выбранный светильник имеет косинусную кривую силы света. Для этой кривой согласно таблице 4–16  с.123 /1/ l_С=1,4. Определяем расстояние между рядами светильников:

L=l_С*h=1,4*2,7=3,78 м.

3.7 Определяем количество рядов:

,

где В – ширина помещения, м.

Принимаем n=1.

3.8 Определяем площадь помещения:

S=A*B=4*3,5=14 м,

где А – длина помещения, м.

3.9 Определяем значение удельной мощности по таблице 5-41 с.161 /1/: w=24,3 Вт/м².

3.10 Определяем ориентировочное значение мощности осветительных приборов:

Р’=w*S=24,3*14=340,2 Вт.

3.11 Определяем количество светильников в ряду:

.

Принимаем N=2.

3.12 Определяем уточненное значение мощности осветительных приборов:

Р_ОБЩ=N*n*Р_СВ=2*1*160=320 Вт.

Для остальных помещений расчет аналогичен.

4 Расчет осветительной сети

Рисунок 2 – Схема расчета осветительной сети для ЩО – 1

4.1 Расчет веду для осветительного щита ЩО – 1. Результаты всех вычислений, а также данные, выбираемые по справочной литературе, заношу в таблицу 2.

4.2 Определяю мощность каждой отходящей линии:

Р= К_П* Р_СВ* N_СВ

где К_П=1,2 – коэффициент, учитывающий потери в ПРА (он применяется только для линий с люминесцентными лампами);

N_СВ – количество светильников, получающих питание по данной линии;

Р_СВ – мощность одного светильника, кВт.

Р₁=1,2*7*0,16=1,34 кВт

Для остальных линий расчёт веду аналогично.

4.3 Определяю суммарную мощность осветительного щита:

ΣР_ЩО1=Р₁+Р₂+…+Р₉=1,34+1,34+…+0,3=12,58 кВт

3.4.4 Определяю момент линий питающей осветительный щит:

М=ΣР_ЩО1*L_ПР=12,58*5=62,9 кВт*м.

4.5 Определяю момент отходящих линий для ЩО по формуле:

m=P*l_ПР

m₁=P₁*l_ПР1=1,34*17=22,8 кВт*м

Для остальных линий расчёт аналогичен.

4.6 Определяю суммарный момент отходящих линий:

Σm=m₁+m₂+…+m₆=22,8+30,8+…+3=343,1 кВт*м

4.7 Определяю допустимые потери напряжения от шин подстанции до осветительных приборов по таблице 12-6 с.344 /1/: ∆U_ДОП=5,6%.

4.8 Определяю  коэффициент  приведения  моментов  по  таблице 12-10 с.348 /1/: α=1,85.

4.9 Определяю сечение кабеля питающего осветительный щит ЩО:

F=мм²,

где значение коэффициента С=44 было определено по таблице 12-9 с.348  /1/.

Принимаю для питания щита кабель АВВГ – 4х4, для которого согласно таблице 2.8 с.43 /2/ I_Д=27*0,92=24,8 А.

4.10 Определяю потерю напряжения в кабеле питающем осветительный щит:

∆U=%

4.11 Определяю располагаемую потерю напряжения от осветительного щита до светильников:

∆U_РАСП=∆U_ДОП-∆U=5,6-0,36=5,24 %

4.12 Определяю сечение проводов для отходящих линий:

F=

где значение коэффициента С принимается по таблице 12-9 с.348 /1/.

F₁=мм²

Выбираю для линии 1 провод АПВ 2(1х2,5), для  которого  согласно  таблице 2.7 с.42 /2/ I_Д=20 А.

По таблице П3.2 с. (516¸517) /3/ выбираю трубу диаметром 15 мм.

Для остальных линий расчёт аналогичен.

4.13 Определяю потери напряжения в отходящих линиях:

∆U=

∆U₁=%

Как видно ∆U₁<∆U_РАСП.

Для остальных линий расчёт аналогичен.

4.14 Определяю коэффициент мощности для осветительного щита:

, отсюда cosj=0,951;

где tgj_ЛЛ=0,33 соответствует коэффициенту мощности люминесцентных ламп cosj_ЛЛ=0,95;

Р_ЛЛ – мощность люминесцентных ламп, найденная по формуле:

Р_ЛЛ=Р₁+Р₂+…+Р₈=1,34+1,34+…+1,73=12,28 кВт.

4.15 Определяю расчётный ток щита:

I_Щ= А

4.16 Определяю расчетный ток для отходящих линий:

I=

I₁=А

Для остальных линий расчёт аналогичен.

4.17 Выбираю по таблице 4.12 с.360 /4/ осветительный щит типа ЯОУ – 8502, который имеет вводной трехполюсный выключатель ПВ3-100 с номинальным током 100 А и 12 линейных однополюсных автоматов АЕ1031.

4.18 По таблице 24 – 4 с.(598¸564) /5/ подбираю параметры автоматов типа АЕ1031, соблюдая условия I_{НОМ. РАСЦ}I_ЛИНИИ; I_{НОМ. А}I_ЛИНИИ; I_{УСТ. Т} >I_ЛИНИИ. Для линии 1 подходит автомат, у которого I_{НОМ. А}=25 А; I_{НОМ. РАСЦ}=10 А; I_{УСТ. Т}=15 А.

Для остальных линий выбор аналогичен.

Для остальных осветительных щитков расчет аналогичен.

 4.19 По таблице 11-26 с.(323¸324) /1/ выбираю выключатели типа 02230 и 02650, для которых I_Н=10 А, U_Н=250 В.

4.20 По таблице 11-27 с.(325¸326) /1/ выбираю розетку типа У210, для которой I_Н=10 А, U_Н=250 В.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. – Л.: Энергия. – 1976. – 384 С.

2. Б.Ю. Липкин. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. – М.: Высшая школа. – Изд. 4-е. – 1990. – 366 С.

3. Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. – М.: Энергоатомиздат. – 1989. – 528 С.

4. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат. – 1991. – 464 С.

5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование  и  автоматизация. Под ред. А.А. Федорова, Г.В. Сербиновского. – М.: Энергоиздат. – Изд. 2-е. – 1981. – 624 С.