Электроснабжение машиностроительного завода

11. СПЕЦИАЛЬНАЯ  ГЛАВА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА. РАСЧЁТ  ОСВЕЩЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА  № 33 ОАО «Аскольд»

11.1 Характеристика объекта и общая методика выбора и расчёта осветительных сетей

При проектировании освещения объектов различного назначения необходимо руководствоваться нормативными требованиями к освещению СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», «Правилами технической эксплуатации электроустановок». Светильники должны соответствовать требованиям норм пожарной безопасности НПБ 249-97 «Светильники. Требования пожарной безопасности. Методы   испытания».

Осветительные сети должны обеспечивать:

1. Надежность действия осветительных установок (в соответствие с условиями среды, механическая прочность жил кабеля, защита от внешних механических воздействий);
2. Безопасность в отношение пожара, взрыва, поражения электрическим током;
3. Экономия материалов (меди, стальных труб);

4.      Удобство в эксплуатации.

11.1.1 Характеристика объекта

Объект: Механический цех № 33

Описание: Цех 72х36 метров. Включает в себя 15 производственных, одно не производственное помещение и два коридора.

11.2 Расчет осветительных нагрузок цеха

11.2.1 Выбор нормируемой освещенности

Выбор типа источника света должен производиться с учетом световой отдачи, срока службы, спектральных и электрических характеристик. Для внутреннего и внешнего освещения возможно применение ламп накаливания, а также газоразрядных источников света, таких как ЛЛ, ДРЛ и др.

При выборе типа источника света необходимо учитывать, что в низких помещениях (не выше 6 м.) наиболее экономичны ОУ с ЛЛ, в помещениях высотой от 6 до 20 м. наименьшие затраты имеют место для ОУ с ДРЛ.

11.2.2 Выбор системы освещения

При технической невозможности или нецелесообразности устройства местного освещения допускается использование системы общего освещения.

Система общего освещения должна использоваться для помещений, в которых выполняются зрительные работы III-VIII. разрядов. Общее освещение, в том числе и в системе комбинированного, выполняется равномерным  распределением источников света.

11.3 Выбор светильников общего освещения

11.3.1 Светотехнический выбор светильника

Одной из основных характеристик светильника является его светораспределние, которое характеризуется классами и видами кривых силы света (КСС).

11.3.2 светильников по конструктивному исполнению

Конструктивное исполнение светильников должно обеспечивать пожарную безопасность, взрывобезопасность при установке во взрывоопасных помещениях, электробезопасность, надёжность, долговечность, стабильность характеристик в данных условиях среды, удобство обслуживания.

11.3.3 Расчёт параметров искусственного освещения.

Светотехнический расчёт осветительных установок выполняем методом коэффициента использования. Порядок расчёта приведён ниже.

По заданным строительным параметрам освещения: длине и ширине определяем стандартный строительный модуль (причём длина и ширина помещения должна быть кратна параметрам выбранного строительного модуля) и вычисляем площадь помещения.

По заданной высоте производственного помещения определяется расчётная высота подвеса светильников по формуле

 

где h – высота помещения, м;

- высота свеса  светильника от потолка (для ламп  ДРЛ -  );

 – высота  плоскости нормирования освещенности  или высота рабочей поверхности.

Индекс помещения определяется по формуле

 

где a и b - длинна и ширина модуля, м.

Выбираем коэффициенты отражения согласно таблице 4.16/4/:

Рпот – потолка; Рст – стен; Рр – рабочей поверхности.

Расстояние между светильниками в ряду, расстояние между рядами светильников, количество светильников и число лам в светильнике в зависимости от модуля цеха предварительно определяется по таблице 12.19/4/.

Коэффициенты запаса принимаем в зависимости  от технологического процесса данного цеха. Разряд зрительных работ выбираем по наименьшему размеру различения, а подразряд зрительных работ – по отражающим свойствам объекта и фона. Нормативную освещенность выбираем в зависимости от разряда зрительных работ, системы освещения и характеристик среды на основании норм СНиП 23-05-95.

В зависимости от среды, выбираем тип светильника и источника света с учетом степени защиты, а также кривые светораспределения (КСС).

Световой поток лампы рассчитывается по формуле

 

где Е- нормируемая освещенность лк;

Кз – коэффициент запаса;

S – площадь модуля, м2;

Z – коэффициент минимальной освещенности;

Z=1.15 – для ДРЛ,

Z= 1,1 – для ЛЛ;

N – количество ламп в модуле

ŋисп = коэффициент использования, который определяется по таблице.

По найденному световому потоку выбираем ближайшую лампу в пределах допусков потока от -10% до +16%. Если такое приближение не реализуется, то корректируется число светильников  и соответственно схема их расположения.

  По расчетной величине  светового потока определяем  мощность одной лампы.

Расчетную активную мощность освещения находим по коэффициенту спроса с учетом потерь в ПРА, величина которых равна для люминистцентных ламп со стартером зажигания – 20 %, для памп ДРЛ – 10%. Коэффициент спроса находим по таблице 12/4/.

Реактивная мощность определяется по коэффициенту мощности, при этом для ЛЛ принимаем cosφ = 0,93, для ламп ДРЛ - cosφ = 0,53.

11.4 Расчет освещения, выполненного ДРЛ

  Пример расчета освещения  для фрезерного участка.

По высоте помещения 6,4 м для ламп  ДРЛ определяется расчетная высота по формуле (11.1)

 

Определяется индекс помещения по формуле (11.2)

 

Выбираем коэффициенты отражения по таблице 4.16/4/

 

  Коэффициент запаса  принимаем 1.5, разряд зрительных  работ –II-В, нормированную освещенность - 200 лк.

Так как помещение 6,4 метров в высоту, то принимаем КСС Г-2

  По таблице 9.14 /4/ определяем  значение коэффициента использования  помещений в зависимости от  индекса помещения и коэффициентов  отражения по кривой КСС Г-2:

Принимаем КПД светильника в нижнею полусферу для ламп ДРЛ 65%.

Коэффициент использования определяем по формуле

 

Принимаем количество ламп равное 4 и рассчитываем световой поток лампы по формуле (11.3)

 

По найденному световому потоку выбираем ближайшую лампу в пределах допусков (-10 - +16%).Величина светового потока соответствует потоку 24000 лм для лампы ДРЛ400 мощностью 400 Вт.

  Выбираем осветительную  установку с лампами типа ДРЛ, тип светильников РСП05-250-032 со  степенью защиты IP54, КСС Г-1, КПД светильников в нижнею полусферу равен 0,7.

  Суммарная номинальная  мощность ламп определяется по  формуле

 

где - мощностью одной лампы.

 Вт        

  Расчетная активная  мощность определяется по коэффициенту  спроса, который для всех помещений  принимается равным единице (   по формуле

 

 

  Суммарная расчетная  активная мощность складывается  из расчетной активной мощности  и потерь в ПРА равным 10% для  ламп ДРЛ

 

 

Реактивная мощность определяется по tgφ, который определяем, зная что cos φ = 0,53 (для ДРЛ).

 

 

11.5 Расчет освещения, выполненного ЛЛ

Расчет производим на примере материальной кладовой.

По высоте помещения - 4,2 м для ЛЛ определяется расчетная высота по формуле (11.1)

 

Определяется индекс помещения по (11.2)

 

Выбираем коэффициенты отражения по таблице 4.16 /4/:

                    

  Коэффициент запаса  принимается 1,5, а нормированная освещенность 200 лк.

Расположение светильников в 2ряда.

  Выбираем осветительную  установку с ЛЛ: тип светильников  ЛСП-80 со степенью защиты IP20, светильник имеет КСС Г-1, КПД светильника в нижнюю полусферу равен 0,7.

  Определяется значение коэффициента использования помещения

 

  Коэффициент использования

 

 

Определяется световой поток для одной лампы по (11.3)

               

Определяем необходимое количество ламп

 

где Фряд – световой поток ряда.

 

  Принимаем 8 светильников  по 2 лампы на каждый ряд.

  Суммарная номинальная  мощность ламп определяется по  формуле (11.4)

 

  Расчетная активная  мощность определяется по (11.5) и по коэффициенту спроса, который равен единице

 

  Суммарная расчетная  активная мощность складывается  из расчетной активной мощности  и потерь в ПРА равных 30% для  ЛЛ по (11.6)

 

Реактивная  мощность определяется  по tg φ, который найдем, зная что cos φ = 0,95 (для ЛЛ) по (11.7)

 

Расчет и выбор светильников для остальных помещений производится аналогично и сводится в таблицы 11.1, 11.2, 11.3,11.4, 11.5.

11.6 Расчет параметров аварийного освещения

  Аварийное освещение  делится на две категории:

-освещение безопасности;

-эвакуационное освещение;

  Аварийное освещение  рассчитывается для помещений, где  постоянно находятся люди и  есть громоздкое техническое  оборудование. Оно должно питаться  от аварийного источника (от трансформатора  соседнего цеха).

  Если общее освещение  выполняется лампами ДРЛ, то аварийное  выполняется лампами накаливания (ЛН),если же общее освещение выполнено ЛЛ, то аварийное также выполняется ЛЛ.

  Световой поток аварийного  освещения определяется по методу  коэффициента использования .

  Для больших помещений  допустимо брать лампы мощностью 100 и 200Вт. Нормируемая освещенность берется 5% от общей, но не более 10 лк.

  Расчет производим  так же как и для общего освещения, только используя значение нормируемой освещенности 5% от общей, но не более 10лк.

Для ДРЛ - лампы накаливания, ЛН-100Вт, ЛН-150Вт, ЛН-200-Вт;

Для ЛЛ – лампы ЛБ-40.

Определяем количество и мощность ламп освещения безопасности

 

где F- площадь помещения, м2;

      Кз – коэффициент запаса по таблице 1.3;

      Z – коэффициент отношения ;

     для ДРЛ Z=1,15, для ЛЛ Z=1,1;

      ηи – коэффициент использования по таблице 11.4/4/;

      Фав – световой поток освещения безопасности;

      Емин – минимальная освещённость Eмин = 5% общей Ен но не более 10 лк.

Все расчёты сводим в таблицу 11.6.

Для ламп накаливания:

Фав = 1380 – 100Вт;

Фав = 2020 – 150Вт;

Фав = 2950 – 200Вт.

                  

 

 

Таблица 11.6 Результаты расчётов аварийного освещения цеха

№	Название участков	F	Кз	Z	Емин	Фав	n	Тип ламп	Рлампы	Nламп
1	Сварочное отделение	288	1,5	1,15	10	2950	0,5102	ЛН-200	200	3
2	Заготовительное отделение	240	1,5	1,15	10		0,4539
3	Шлифовальный участок	240	1,5	1,15	10	2950	0,4669	ЛН-200	200	3
4	Заточной участок	288	1,5	1,15	10	2950	0,5102	ЛН-200	200	3
5	Материальная кладовая	96	1,5	1,1	10		0,3304
6	ИРК	72	1,5	1,15	10	3200	0,2933	ЛБ-40	40	1
7	Склад готовой продукции	240	1,5	1,15	10		0,451
8	Механический участок №1	504	1,5	1,15	10	2950	0,5894	ЛН-200	200	5
9	Механический участок №2	288	1,8	1,15	10	2950	0,4822	ЛН-200	200	4
10	Комната мастеров	48	1,5	1,1	10		0,3321
11	Склад хранения несгораемых изделий	80	1,5	1,1	10		0,2884
12	Агрегатная	18	1,5	1,1	10		0,2255
13	Гальванический участок	96	1,8	1,15	10	2950	0,4025	ЛН-150	150	2
14	Термическое отделение	216	1,8	1,15	10	2950	0,4887	ЛН-150	150	3
15	ТП	72	1,5	1,15	10	2950	0,28	ЛН-150	150	2
16	СУ, раздевалка	54	1,5	1,1	10		0,2693
17	Коридор 1	72	1,5	1,15	10	2950	0,336	ЛН-150	150	1
18	Коридор 2	24	1,5	1,1	10		0,336