Проектирование электрического освещения животноводческой фермы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Свет является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня освещённости и спектрального состава света зависит рост и развитие, здоровье и продуктивность животных, расход кормов и качество полученной продукции. Под воздействием света усиливаются окислительные процессы обмен веществ, стимулируются функции эндокринных желез, повышается устойчивость организма к заболеваниям. Большинство технологических процессов сельскохозяйственного производства связано с жизнедеятельностью живых организмов, эволюционировавших в естественных природных условиях, где сильнейшее воздействие на их развитие оказывало излучение солнца. При содержании животных в искусственных условиях световое излучение так же играет важнейшую роль в их развитии и жизнедеятельности.

Мы не можем представить жизнь без света как естественного, так и искусственного. Энергетическая основа биологической жизни Земли - солнечное излучение. Альтернативой солнечному свету можно поставить искусственный.

Грамотное применение осветительных и облучательных установок может повысить производительность труда, продуктивность животных, дать более высокие урожаи с.х. продукции, улучшить качество выпускаемой продукции перерабатывающей промышленности и ремонтных предприятий.

1. Светотехнический раздел

1.1 Определение нормированной освещённости

Нормированную освещённость для различных типов ламп принимаем на основании литературы [1]. Размеры помещений определяем по плану указанному в задании. Масштаб 1:600 по ширине и 1:640 по длине. Среду помещений и степень защиты световых приборов также определяем по литературе [1]. Данные заносим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Исходные данные.

Наименование помещения	Размеры АВ, м	Среда	Степень защиты	Нормируемая освещенность
				ЛН	ЛЛ
1. Стойловое помещение	6821	Сырое с хим. Акт. Средой	IP53	Г-30-пол	Г-75-пол
2. Фуражная	43,8	Пыльное	IP50	Г-10-пол	-
3. Инвентарная	45,8	Сухое	IP20	Г-10-пол	-
4.1 Тамбур	43,8	Влажное	IP23	Г-20-пол	-
4.2 Тамбур	412,6	Влажное	IP23	Г-20-пол	-
5. Молочная	5,54,6	Сырое	IP53	Г-100-пол	Г-150-пол
6. Моечная	5,52,3	Особо-сырое	IP53	Г-100-0,8	Г-150-0,8
7. Вентиляционная камера	3,66,8	Сухое	IP20	Г-30-пол	Г-50-пол
8. Вакуум-насосная	5,53,6	Влажное	IP23	Г-30-пол	Г-50-пол
9. Манеж-лаборатория	5,52,3	Влажное	IP23	Г-150-пол	Г-200-пол
10. Бытовое помещение	3,61,8	Сухое	IP20	Г-100-0,8	Г-150-0,8
11. Электрощитовая	3,61,8	Сухое	IP20	В-100-1,5	Г-150-1,5
12. Наружное освещение	-	Особо-сырое	IP53	Г-5-пол	-

световой прибор электроснабжение провод

1.2 Размещение световых приборов и определение мощности осветительной установки

Существует два вида размещения световых приборов: равномерное и локализованное. При локализованном способе размещения световых приборов выбор места расположения их решается в каждом случае индивидуально в зависимости от технологического процесса и плана размещения освещаемых объектов. При равномерном размещении светильники располагают по вершинам квадратов, прямоугольников или ромбов.

В практике расчёта общего электрического освещения помещений наиболее распространены следующие методы: точечный, метод коэффициента использования светового потока осветительной установки и метод удельной мощности.

1.2.1 Расчёт осветительной установки стойлового помещения

Стойловое помещение рассчитываем точечным методом, т.к. помещение большое и в нём имеются крупные затеняющие предметы (колонны). Точечный метод применяется для расчёта общего равномерного и локализованного освещения помещений и открытых пространств, а так же местного при любом расположении освещаемых плоскостей. Метод позволяет определить световой поток светильников, необходимый для создания требуемой освещённости в расчётной точке при известном размещении световых приборов и условии, что отражение от стен, потолка и рабочей поверхности не играет существенной роли

Нормируемая освещённость: Ен=75 лк,

горизонтальное освещение - пол;

Степень защиты: IP54;

Источник света: люминесцентная лампа (ЛЛ);

Размеры помещения: АВ, м: 6821;

Расчётная высота осветительной установки: ;

Н₀ - высота помещения так как в задании не указано, то принимаем Н₀=3м;

h_СВ - высота свеса светильника;

h_Р - высота рабочей поверхности h_Р=0м.

Выбираем светильник:

1) по назначению

2) по степени защиты IP53

3) по светораспределению - КСС Д

4) по экономическим показателям

КСС - кривая силы света.

Выбираем светильник для производственных помещений: ЛСП21 2х40Вт, КСС Д-1, КПД=80%, IP54, h_СВ=0,3м;

Длина светильника , L_СВ=1,2м

Нр = 3 - 0,3 - 0 = 2,7 м

Рассчитываем расстояние между светильниками:

л_С, л_Э - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками, численные значения которых зависят от типа кривой силы света [1] с. 11

л_Э - для люминесцентных ламп не учитывается

л_С=1,6

Количество светильников по стороне А:

=> 16 светильников по стороне А

Количество светильников по стороне В:

=> 5 светильников по стороне В

Данные формулы справедливы при условии когда расстояние от стены равно половине расстояния между светильниками.

принимаем LА = 4м тогда

принимаем LВ = 4м тогда

Произведём расчёт как для линейного светильника.

Численные значения относительной условной освещённости е находят по кривым изолюкс [2] в зависимости от приведённой длины и удалённости точки от светящейся линии

При расчёте используем световой поток 6-ти светильников, так как другие светильники не приведут к значительному изменению расчётной величины светового потока.



Рисунок 1.2.1 Расположение светильников.

Расчёт условной освещённости сведём в таблицу.

№кт	№св	L1	L1'	L2	L2'	p	p'	е1	е2	е
С	2	0,6	0,22	0,6	0,22	0	0	45	45	90
	1,3	3,4	1,26	4,6	1,70	0	0	84	92	8
	18	0,6	0,22	0,6	0,22	4	1,5	4	4	8
	17,19	3,4	1,26	4,6	1,70	4	1,5	20	22	2
	Итого:	118
D	1,2,17,18	1,4	0,52	2,6	0,96	2	0,74	50	70	20
	3,19	5,4	2,00	6,6	2,44	2	0,74	82	87	5
	Итого:	90

Находим световой поток, приходящийся на 1 метр длины лампы по формуле:

Кз - коэффициент запаса. Для с/х помещений Кз=1,15 для ламп накаливания, Кз=1,3 для газоразрядных ламп.

м=1,1 - коэффициент, учитывающий дополнительную освещённость от удалённых светильников и отражения от ограждающих конструкций.

Световой поток, приходящийся на длину светильника:

Здесь за длину светильника принимаем длину лампы.

Так как расчетный световой поток примерно равен световому потоку одной лампы, то выбираем лампу ЛБ-40 со световым потоком 3200лм, мощностью 40Вт [2]. Соответственно принимаем одноламповый светильник ЛСП18.

Рассчитываем отклонение табличного потока от расчётного:

Выбранная лампа вписывается в диапазон

1.2.2 Расчёт осветительной установки тамбура

Расчет ведем методом коэффициента использования светового потока осветительной установки. Этот метод применяется при расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениях со светлыми ограждающими поверхностями и при отсутствии крупных затемняющих предметов. Выше перечисленные условия соответствуют условиям в тамбуре.

Размеры помещения 412,63 м. Вид освещения - рабочее, система - общая равномерная. Нормируемая освещенность 20 Лк. Высота рабочей поверхности 0м

По справочной литературе светильник: НСП21, КСС Д-1, КПД=75%, IP53, h_СВ=0,5м [1]

Находим расчетную высоту осветительной установки, м:



Рассчитываем расстояние между светильниками:

Для кривой силы света М в соответствии с литературой [с. 11 1] принимаем значения

л_Э=1,2; л_С=1,6

Определяем количество светильников по длине и ширине помещения:

Принимаем 1 светильник

Принимаем 4 светильника

Определяем индекс помещения:

Принимаем коэффициенты отражения:=0,5;=0,3;=0,1 [1]. Принимаем коэффициент использования светового потока =0,44 [2].

Определяем световой поток светильника, Лм: [1]

где S - площадь помещения, м²;

Z - коэффициент неравномерности Z=1,11,2, принимаем Z= 1,1 [1].

Лм

По значению светового потока светильника принимаем лампу БК 215 - 225 - 60 со световым потоком 790 Лм [2].

Рассчитываем отклонение табличного потока от расчётного:

Выбранная лампа вписывается в диапазон

1.2.3 Расчет осветительной установки инвентарной

Расчет ведем методом удельной мощности. Метод удельной мощности является упрощением метода коэффициента использования и рекомендуется для расчета осветительных установок второстепенных помещений, к освещению которых не предъявляются особые требования, и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальной стадии проектирования.

Размеры помещения 45,83 м. Вид освещения - рабочее, система - общая равномерная. Нормируемая освещенность 10 Лк [1] .

По справочнику выбираем светильник НСП21, КСС Д-1, КПД=75%, IP53, h_СВ=0,5м [3].

Находим расчетную высоту осветительной установки :

м

Определяем расстояние между светильниками, принимая с=1,4:

м

Определяем количество светильников по длине и ширине помещения:

Принимаем 1 светильник

Принимаем 2 светильника

Общее количество светильников N=2 светильника.

Определяем расчетную мощность, Вт

где - удельная мощность общего равномерного освещения.

Принимаем коэффициенты отражения:=0,5;=0,3;=0,1 [1].

Определяем удельную мощность, Вт/м²: [1]

где - табличная удельная мощность;

- табличная нормированная освещенность;

- табличный коэффициент запаса;

- коэффициент полезного действия выбранного светильника.

Принимаем = 45,2 Вт/м² ;

=1,3; =100 Лк [1].

Вт/м²

Вт

По расчетной мощности выбираем лампу Б 215 - 225 - 60 [2].

Сравниваем мощность выбранной лампы с расчетной мощностью:

Условие выполняется, принимаем к установке данную лампу.

Оставшиеся помещения рассчитываем аналогично вышерассмотренными методами. Результаты заносим в светотехническую ведомость.

1.3 Расчёт установки УО-4М

Проектируемая установка УО-4М является витальной (эритемной).Такие облучательные установки рекомендуются предусматривать во всех вновь строящихся и реконструируемых животноводческих и птицеводческих помещениях [4].

Под действием ультрафиолетового (УФ) излучения в коже животных и птиц провитамин Д преобразуется в активный витамин Д3, что повышает усвоение солей кальция, калия и других микроэлементов. В результате этого повышаются привесы телят на 7...13%, увеличивается сохранность молодняка [4].

Основным условием эффективного воздействия УФ-излучения на животных является строгое соблюдение рекомендуемых доз облучения. Излишняя доза может оказать угнетающее или губительное действие, недостаточная - не вызывает положительный эффект. Доза облучения зависит от вида и возраста животных [4].

Облучение животных проводится стационарными, переносными (передвижными) и подвижными (самоходными) облучателями и установками.

Стационарные установки рекомендуется использовать для облучения животных при беспривязном содержании животных, переносные - для облучения небольших групп животных, подвижные - для облучения коров при привязном содержании [4].

В соответствии с заданием (коровы содержатся в боксах) рассчитываем подвижную установку.

Расчёт производим согласно литературе [4].

1. Исходные данные:

- возраст животных, в соответствии с таблицей 15 [4] выбираем возрастную группу «коровы и быки»;

- способ содержания, в соответствии с заданием в боксах;

- размеры площади занятой животными, в соответствии с заданием 1428мІ, 68Х21;

- высота помещения, в соответствии с заданием 3м.

2. В соответствии с исходными данными по таблице 15 [4] выбираем дозу эритемного (витального) облучения НД = 970…1060 эр с/мІ. Принимаем НД = 1000 эр с/мІ.

3. В соответствии с таблицей 15 [4] принимаем минимальную расчётную высоту 1м. Под расчетной высотой понимается расстояние от облучателя до уровня спины животных.

4. В соответствии с литературой [4] для установки УО-4М определяем расположение установки в помещении и основные технические характеристики.

Тип	Тип источника	Кол-во источ- ников	Номин. мощ-ность, Вт	Число обслуживае-мых животных или площадь, м2	Скорость Переме-щения, м/с	Высота подве-са	Макс., длина обсл. помещения	Размеры облучателя
УО -4М	ДРТ 400	4	2000	100 коров	0.003	2...2,5	90 м	714х448х165

5. Рассчитаем количество эритемной энергии за один проход по формуле [4]

где бк - угол (в радианах) между вертикалью и направлением силы излучения в расчетную точку для самого крайнего положения облучателя;

х - скорость передвижения облучателя, х = 0,003 м/с, [4];

Iб0 - сила излучения облучателя при б = 0, Iб0 = 0,95 эр/ср, табл. 17, [4].

hр - расчетная высота, м;

Угол рассчитаем по формуле [4]:

,

где L_K - длина хода горелки, м.

где А - длинна помещения, м;

l - половина расстояния между стойлами, м;

м,

°= 1,54R.

Количество эритемной энергии за один проход

эр с/м²

6. Количество проходов облучательной установки

;

,

где Н_Д - доза эритемной энергии.

К установке принимаем 4 установки УО-4М, так как одна установка рассчитана на 100 коров.Таблица 1.4 - Светотехническая ведомость

Характеристика помещения	Коэффициент отражения, %	Система освещения	Вид освещения	Нормируемая освещённость	Источник света	Коэффициент запаса	Светильник	Лампа	Установленная мощность прибора, Вт	Удельная мощность, Вт/м2
№ по плану	Название	площадь, м2	высота, м2	класс помещения по среде	потолка	стен	пола						тип	кол-во	тип	мощность
1	Стойловое помещение	6821	3	IP53	0,5	0,5	0,3	общее	рабочее	75	ЛЛ	1,3	ЛСП18	80	ЛБ - 40	40	48	2,7
2	Фуражная	43,8	3	IP50	0,5	0,3	0,1	общее	рабочее	10	ЛН	1,15	НСП21	1	БК 215 - 225 - 60	60	60	3,9
3	Инвентарная	45,8	3	IP20	0,5	0,3	0,1	общее	рабочее	10	ЛН	1,15	НСП21	2	БК 215 - 225 - 60	60	60	5,1
4.1	Тамбур	43,8	3	IP23	0,5	0,3	0,1	общее	рабочее	20	ЛН	1,15	НСП21	1	Б 215 - 225 - 75	75	75	4,9
4.2	Тамбур	412,6	3	IP23	0,5	0,3	0,1	общее	рабочее	20	ЛН	1,15	НСП21	4	Б 215 - 225 - 60	60	60	4,7
5	Молочная	5,54,6	3	IP53	0,5	0,5	0,3	общее	рабочее	150	ЛЛ	1,3	ЛСП21	2	ЛД - 40	40	96	7,6
6	Моечная	5,52,3	3	IP53	0,5	0,5	0,3	общее	рабочее	150	ЛЛ	1,3	ЛСП21	1	ЛД - 40	40	96	7,6
7	Вентиляционная камера	3,66,8	3	IP20	0,5	0,5	0,3	общее	рабочее	50	ЛЛ	1,3	ЛСП18	2	ЛД - 40	40	48	3,9
8	Вакуум-насосная	5,53,6	3	IP23	0,5	0,5	0,3	общее	рабочее	50	ЛЛ	1,3	ЛСП18	1	ЛД - 40	40	48	4,8
9	Манеж-лаборатория	5,52,3	3	IP53	0,5	0,5	0,3	общее	рабочее	200	ЛЛ	1,3	ЛСП21	1	ЛД - 40	40	96	7,6
10	Бытовое помещение	3,61,8	3	IP23	0,7	0,5	0,3	общее	рабочее	150	ЛЛ	1,3	ЛСО05	1	ЛД - 40	40	96	14,8
11	Электрощитовая	3,61,8	3	IP20	0,7	0,5	0,3	общее	рабочее	150	ЛЛ	1,3	ЛСП21	1	ЛД - 40	40	96	14,8
12	Наружное освещение	-	2,2	IP53	-	-	-	общее	рабочее	5	ЛН	1,15	НПП04	1	БК 215-225-40	40	40	-

2. Электротехнический раздел

2.1 Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной установки

Питание осветительной сети осуществляется от трансформаторов. При напряжении силовых приёмников 380В питание установок осуществляется, как правило, от трансформаторов 380/220В, общих для силовой и осветительной нагрузки. Более того, осветительные щиты запитываются через силовой распределительный щит (пункт). На каждый осветительный щит в силовом распределительном пункте предусматривается отдельная группа.

2.2 Компоновка осветительной сети

Щиток питания групповых осветительных располагаем в доступном, удобно обслуживаемом месте, для наиболее рационального и экономичного построения сети с учётом размещения источников питания, приборов управления и т.д.

При компоновке сети руководствуемся следующими соображениями [1]:

1. Согласно ПУЭ предельный ток групп не должен превышать 25А.

2. В каждой однофазной группе не должно быть более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, а также розеток.

3. В однофазной группе можно применять до 100 люминесцентных ламп до 20Вт, 75 ламп до 40Вт, и 60 ламп до 80Вт.

4. Рекомендуется применять четырехпроходную группу длинной до 80м, трёх и двухпроводную соответственно 60 и 35м.

5. Светильники дежурного и наружного освещения лучше всего включить в отдельную группу.

Осветительная сеть разделяем на 3 группы:

1гр. - светильники рабочего освещения стойлового помещения.

2гр. - светильники рабочего освещения остальных помещений

3гр. - светильники дежурного освещения.

В соответствии с ПУЭ [6], корпуса светильников должны быть подключены к защитному заземлению.

Так как длины участков осветительной сети группы №1 превышают 35м и но более 60м, то группу №1 выполняем четырёхпроводной. Вторую и третью группы выполняем трёххпроводными в связи с малой нагрузкой. От силового щита до щита освещения пятипроводную.

2.3 Выбор марки проводов и способов их прокладки

В стойловом помещении принимаем тросовую проводку, во всех остальных помещениях принимаем открытую проводку на скобах силовым кабелем АВВГ. От силового шкафа до щита освещения используем силовой кабель АВВГ. В соответствии с заданием в качестве проводящего материала выбран алюминий.

АВВГ - кабель с алюминиевой жилой с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке.

2.4 Выбор сечения проводов и кабелей

Сечения проводов выбираем исходя из механической прочности, тока нагрузки и потери напряжения. На рис. 2.1 изображена расчётная схема осветительной сети.



Рис.2.1 Расчётная схема осветительной сети.

Таблица 2.1 - Мощность нагрузки.

Нагрузка	Тип	Мощность нагрузки, Вт
Р74-Р79, Р86	ЛЛ	96
Р1-Р73, Р80, Р81, Р99-Р102, Р105-Р108	ЛЛ	48
Р88, Р89, Р91, Р94-Р96	ЛН	75
Р82-Р85,Р87, Р90, Р92, Р93	ЛН	60
Р97, Р98, Р103, Р104, Р109-Р111	ЛН	40
Рр	розетка	500

Сечение жил проводов можно рассчитать по потере напряжения и на минимум проводникового материала.

Расчёт сечения проводов по потере напряжения производим по формуле [1]:

С - коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы, числа проводов в группе [1];

M_i - электрический момент i-го участка, приёмника (светильника), кВт*м;

?U - располагаемая потеря напряжения, %.

Электрический момент определяем как произведение мощности i-го светильника на расстояние от щита (или точки разветвления) до этого светильника.

Расчёт сечения проводов производим исходя из условия, что суммарная потеря напряжения, начиная от ввода до самой дальней лампы, не должно превышать 4% [6]. Для этого произвольно выбираем потери напряжения на отдельных участках, рассчитываем электрические моменты и сечения этих участков.

Расчёт участка СЩ - ОЩ

Момент на участке СЩ - ОЩ

Расчёт группы I

Рассчитаем для примера наиболее протяжённый участок в этой группе ОЩ - Р1.

Момент на участке ОЩ - А

Момент на участке А - а1



Момент на участке а1 - а2

Момент на участке а2 - а3

Момент на участке а3 - а4

Момент на участке а4 - Р1

Рассчитаем участок СЩ-OЩ-А-а1-а2-а3-Р1 по потере напряжения.

Зададимся потерями напряжения (распределим 4%) на участках:

ДU_CЩ-ОЩ=0,4%,ДU_OЩ-А=1,2%,ДU_А-а1=0,6 %,ДU_а1-а2=0,4 %,ДU_а2-а3=0,4 %,ДU_а3-а3=0,4 %,ДU_а4-Р1=0,6%

На расчётной схеме указаны штрихами количество проводов участка.

Для удобства расчёта обозначим коэфф. С следующим образом:

- С1 - трёхфазная с нулём, С1=44 (четырёхпроводная)

- С2 - двухфазная с нулём, С2=19,5 (трёхпроводная)

- С3 - однофазная, С3=7,4 (двухпроводная)

Расчет сечения участков сети:

принимаем 2,5мм²

Так как дальнейший расчет однотипный, сводим его в таблицу 2.2.

Согласно ПУЭ по механической прочности сечение жил алюминиевых проводов должно быть не менее 2,5мм²

Проверяем выбранные сечения по потери напряжения

Расчёт групп №2 и №3 производим аналогично. Результаты расчётов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Выбор сечения проводов.

Участок	L, м	М, кВтм	с	Uпр, %	S, ммІ	SГОСТ, ммІ	U, %
СЩ-ОЩ	3,4	21,644	44	0,4	1,2	2,5	0,2
Группа 1	ОЩ-А	9,4	34,486	19,5	1,2	1,5	2,5	0,71
	А-а1	4	10,752	19,5	0,6	0,9	2,5	0,22
	а1-а2	4	8,448	19,5	0,4	1,1	2,5	0,17
	а2-а3	4	5,376	19,5	0,4	0,7	2,5	0,11
	а3-а4	4	3,072	19,5	0,4	0,4	2,5	0,06
	а4-Р1	30	6,144	19,5	0,6	0,5	2,5	0,13
Группа 2	ОЩ-В	3,2	6,587	7,4	0,4	2,2	2,5	0,36
	В-в1	3,4	4,727	7,4	0,5	1,3	2,5	0,26
	в1-в4	0,4	0,276	7,4	0,2	0,2	2,5	0,01
	в4-в5	36,8	16,614	7,4	2,2	1,0	2,5	0,90
	в5-Р91	13,7	2,246	7,4	0,3	1,0	2,5	0,12
Группа 3	ОЩ-С	3,2	2,125	7,4	0,5	0,6	2,5	0,11
	С-с1	12	7,488	7,4	1,4	0,7	2,5	0,40
	с1-с2	8	2,816	7,4	0,8	0,5	2,5	0,15
	с2-Р109	41	4,188	7,4	0,9	0,6	2,5	0,23

Суммарные потери напряжения по группам

УUгр1 = 0,2+0,71+0,22+0,17+0,11+0,13 = 1,72%

УUгр2 = 0,2+0,26+0,26+0,01+0,9+0,12 = 1,75%

УUгр3 = 0,2+0,11+0,4+0,15+0,23 = 1,09%

Рассчитаем токи участков защищаемых плавкими предохранителями или автоматическими выключателями по формуле [1]:

Р_i - расчётная нагрузка (включая потери ПРА), кВт;

U_Ф - фазное напряжение сети, кВ (U_Ф=220В);

cosц - коэффициент мощности нагрузки, для ламп накаливания cosц_ЛН=1, для люминесцентных cosц_ЛЛ=0,95, для розеток cosц_Р=1;

m - количество фаз сети.

На участке ОЩ-А в качестве потребителей находятся люминесцентные лампы.

Принимаем провод АВВГ сечением 4х2,5мм² [1] с допустимым током Iд=19А > 8,3 А условие выполняется.

На участке ОЩ-В в качестве потребителей находится смешанная нагрузка. Рассчитаем средневзвешенный cosц.

Принимаем провод АВВГ сечением 3х2,5мм² [1] с допустимым током Iд=21А > 10,8 А условие выполняется.

На участке ОЩ-С в качестве потребителей находятся лампы накаливания и люминесцентные лампы. Рассчитаем средневзвешенный cosц.

Принимаем провод АВВГ сечением 3х2,5мм² [1] с допустимым током Iд=21А > 3,1 А условие выполняется.

На участке СЩ-ОЩ в качестве потребителей находится смешанная нагрузка определяем средневзвешенный cosц.

Так как получившийся расчётный ток меньше чем в группе №2 то принимаем расчётный ток 10,8А.

Принимаем кабель АВВГ сечением 5х2,5мм² [1] с допустимым током Iд=17А > 10,8А условие выполняется.

2.5 Выбор силового и осветительного щитов. Выбор защитной аппаратуры

Все осветительные сети подлежат защите от токов короткого замыкания. Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий в осветительных сетях применяются вводные щиты. Щит выбирается в зависимости от окружающей среды, назначения и количества групп. Аппараты защиты устанавливаются на линиях, отходящих от щита управления. Для защиты отходящих линий устанавливаем автоматические выключатели.

Сначала выбираем силовой щит. Принимаем щит СП-62, с защитой групп предохранителями. Определяем ток плавкой вставки предохранителя:

I_ВK·I_Р

где K - коэффициент, учитывающий пусковые токи (для газоразрядных ламп низкого давления и ламп накаливания мощностью до 300 Вт, K=1, для других ламп K=1,2 [1]);

I_Р - расчетный ток группы, А.

Принимаем значение К = 1

K· I_P = 1 ·10,8 = 9,5A

Принимаем к установке предохранитель НПН-15 с током плавкой вставки I_ПВ=15 А, выполняем проверку на защиту от токов короткого замыкания:

0,33 · I_ПВ ? I_Д 0,33 · 15 = 4А < 17А

Условие выполняется.

Ток уставки комбинированного расцепителя для защиты осветительных групп определяем по формуле: [1]

I_К=I_Т=К · I_Р

где K - коэффициент, учитывающий пусковые токи (для газоразрядных ламп низкого давления, K=1, для других ламп K=1,4 [1]);

Так как большее количество светильников с люминесцентными лампами принимаем К = 1,1

Для автомата на вводе: I_К=I_Т=1,1 · 10,8 = 10,8А

Для автомата первой группы: I_К1=I_Т1=1 · 8,3 = 8,3А

Для автомата второй группы: I_К2=I_Т2=1,1 · 10,8 = 10,8А

Для автомата третьей группы: I_К2=I_Т2=1,1 · 3,1 = 3,1А

Для приема, распределения электроэнергии и защиты отходящих линий выбираем вводно-распределительное устройство: щит ЩР-6А [5].

Корпус щита из листовой стали покрыт эмалью МЛ-12. Степень защиты токоведущих частей щита не ниже IP30 по ГОСТ 14254-96. Номинальное и предельное значения климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150. Щиты соответствуют группе условий эксплуатации в части воздействия механических факторов внешней среды - М1 и степени жесткости 1 по ГОСТ 17516.1.

Автоматический выключатель на вводе в щит типа: ВА 47-29 с комбинированным расцепителем, ток номинальный выключателя 63 А. [5], принимаем ток расцепителя равным 16 А.

Так как во второй группе имеется розетка, то для её защиты используем дифференциальный автоматический выключатель АД63.

Таблица 2.3 Аппараты защиты.

Номер группы	Расчетный ток, А	Марка автом. Выключателя	Номинальный ток выкл. А	Номинальный ток расцепит. А
I	8,3	ВА 47-29	63	10
II	10,8	АД 63	16	Iдиф=30мА
III	3,1	ВА 47-29	63	4

Выполняем проверку на защиту от токов короткого замыкания та: [1]

I_Д0,66*I_К

где I_К - ток комбинированного расцепителя автомата, А.

Для первой группы 0,66 · 10 = 6,6 < 19 А

Условие защиты выполняется, следовательно провод выбран верно.

Для второй группы 0,66 · 16 = 10,6 < 21 А

Условие защиты выполняется, следовательно провод выбран верно.

Для третьей группы 0,66 · 4 = 2,6< 21 А

Условие защиты выполняется, следовательно провод выбран верно.

Участок	Ток участка IР, А	Марка провода	Допустимый ток провода IД, А
СЩ-ОЩ	10,8	АВВГ 5х2,5 мм2	17
ОЩ-А	8,3	АВВГ 4х2,5 мм2	19
ОЩ-В	10,8	АВВГ 3х2,5 мм2	21
ОЩ-С	3,1	АВВГ 3х2,5 мм2	21

Таблица 2.4 Сечения проводов из условий защиты.

3. Расчёт технико-экономических показателей осветительной установки

Экономическую эффективность осветительной установки оценивают приведенными затратами:

З=ЕНК+Э

где, З - приведенные затраты по рассматриваемому варианту, руб.;

ЕН=0,15 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К - капитальные вложения на сооружение осветительной установки, руб;

Э - годовые эксплуатационные расходы на систему искусственного освещения, руб.

Капитальные затраты на изготовление осветительной установки рассчитываются по формуле:

К=N(КЛn+КС+КМ+РЛКМЭn10^-і)

где, N - общее число светильников одного типа в осветительной установке, шт;

КЛ - цена одной лампы, для ЛД40 - 38руб., для БК 215-225-60(75,15) - 6,7руб;

n - число ламп в одном светильнике;

КС - цена одного светильника ЛСП21(ЛСО05) 2х40 - 440руб., ЛСП18 40 - 260руб НСП21(НПП04) - 115руб.;

КМ - стоимость монтажа одного светильника, руб.;

- коэффициент, учитывающий потери энергии в ПРА, принимается 1,2 при люминесцентных лампах и 1,1 при лампах ДРЛ и ДРИ;

РЛ - мощность одной лампы, Вт;

КМЭ - стоимость монтажа электротехнической части осветительной установки (щитки, сеть и др.) на 1 кВт установленной мощности ламп с учетом потерь в ПРА, ориентировочно принимаем 1960 руб/кВт.

Стоимость монтажа светильника принимаем равной 25% от стоимости светильника.

Годовые эксплуатационные расходы по содержанию искусственного освещения определяются по формуле:

Э=ЭА+ЭО+ЭЭ

где, ЭА - годовые затраты на амортизацию системы освещения, руб.;

ЭО - годовые расходы на обслуживание и текущий ремонт осветительной установки, руб.; ЭЭ - стоимость израсходованной за год электрической энергии с учетом потерь в ПРА и сетях, руб.

Амортизационные отчисления в размере 10% капитальных затрат, соответствующие 10-летнему сроку службы светильников, проводок и электрооборудования, рассчитываются по формуле:

ЭА=0,1N(КС+КМ+РЛn10^-3)

Годовые расходы на обслуживание и текущий ремонт осветительной установки складываются в основном из стоимости ламп и расходов на чистку светильников:

Э_О=Э_Л+Э_Ч=

где, ЭЛ - стоимость сменяемых в течении года ламп, руб.;

ЭЧ - расходы на чистку светильников за год, руб.;

ТР - продолжительность работы осветительной установки в год, ч;

ТЛ - номинальный срок службы лампы, принимается для ламп накаливания общего назначения 1000 ч, для люминесцентных ламп 12000ч;

СЗ - стоимость работ по замене одной лампы, руб.;

n1 - количество чисток светильников в год [2];

С1 - стоимость одной чистки одного светильника, руб.

Принимаем стоимость замены одной лампы 0,7 С1

Стоимость электрической энергии израсходованной за год определяется по формуле:

ЭЭ=РЛnТРЦЭ10^-3

где, =0,1U - коэффициент, учитывающий потери электрической энергии в осветительных сетях;

U - потери напряжения в осветительной сети до средних ламп, %;

ЦЭ - стоимость электрической энергии, руб./(кВтч)

Так как отсутствуют данные потери напряжения, коэффициент принимаем равным 1,03 при лампах накаливания, 1,037 - при люминесцентных лампах.

Пример расчета покажем на светильнике ЛСП21(ЛСО05)

Капитальные затраты:

К=7(382+440+110+1,2401960210^-3)=5699 руб.

Амортизационные отчисления:

ЭА=0,17(440+110+1,240210^-3)=385 руб.

Расходы на обслуживание и текущий ремонт:

Э_О=руб.

Стоимость электрической энергии, израсходованной за год:

ЭЭ=1,21,037402743802,210^-3=6714 руб

Годовые эксплуатационные расходы:

Э=385+636+6714=7735руб

Экономическая эффективность осветительной установки:

З=0,155699+7735=8590 руб

Остальные светильники считаем аналогично, данные сводим в таблицу

Таблица 3.1 Технико-экономические показатели осветительной установки.

Светильник	Количество	Кап. затраты	Экспл. расход	Эк. эффект.
ЛСП21(ЛСО05)	7	5699	6714	8590
ЛСП18	63	56606	39231	47722
НСП21 75	6	1784	5686	5654
НСП21 60	8	2144	6244	6566
НПП 04	7	1524	1820	2049

Используемые литературные источники

1 Проектирование электрического освещения: Учебное пособие/Н.А. Фалилеев, В.Г. Ляпин; Всесоюзн. с.-х. ин-т заоч. образования. М., 1989. 97 с.

2 Справочная книга по светотехнике/ Под ред. С 74 Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472 с., ил.

3 Справочная книга для проектирования электрического освещения. /Под ред. Г.М. Кнорринга. Л., “Энергия”, 1976, 384с.

4 Фалилеев Н.А. Проектирование облучательных установок в сельскохозяйственном производстве: Учебно-методическое пособие. - Кострома: Издательство КГСХА, 2003. 47с

5 WEB-кафедра. Учебно-методическое пособие; КГСХА 2002

6 Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР. - 6-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru