Расчёт освещённости цеха предприятия

Введение
Основной задачей курсовой работы по дисциплине «Электрическое освещение» является практическое освоение студентом этапов проектирования электрического освещения различных производственных помещений, которое, в общем случае, включает в себя светотехнические и электротехнические расчёты.
Проектирование осветительных установок (ОУ), являясь творческим процессом, подчиняется общим положениям, принятым в СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95* (с Изменением N 1). В общем случае различают следующие стадии проектирования: технико-экономическое обоснование (ТЭО); технический проект (ТП); рабочие чертежи (РЧ); техно-рабочий проект (ТРП).
Курсовая работа состоит из 3 частей:
- светотехническая: Выбрать вид, систему освещения и типы светильников и источников света; Произвести расчёт размещения светильников и определить мощности используемых осветительных ламп и всей осветительной установки.
- электротехническая: Выбор типа и места установки осветительного щита и способа его электропитания со стороны источника и подключения со стороны осветительной нагрузки; Выбор марки проводов и способа прокладки осветительной проводки, расчёт сечения проводников по допустимому нагреву и допустимой потере напряжения в каждой группе осветительной сети;
- графическая: На чертеже плана объекта изобразить осветительный и силовой щиты, светильники, а также линий рабочего (технологического) и дежурного (аварийного) освещений с указанием марки проводов.

1. Расчет и проектирования внутреннего освещения
1.1 Исходные данные
Исходные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант Наименьший размер объекта, мм Контраст объекта с фоном Фон Размеры помещения, м Содержание пыли, мг/м3 Ширина пролета, м
25 более 5 любой любой 60х48х8 >10, темн. 24
Также в состав помещения входят 7 вспомогательных помещений размерами 6х6х3 м.
Таблица 1.1 – Вспомогательные помещения
Помещение Длина, м Ширина, м Высота, м Высота поверхности, м Высота подвеса, м
Кладовая 6 6 3 0,8 0,05
Кладовая 6 6 3 0,8 0,05
Туалет 6 6 3 0,8 0,05
Туалет 6 6 3 0,8 0,05
Раздевалка 6 6 3 0,8 0,05
Раздевалка 6 6 3 0,8 0,05
Комната мастера 6 6 3 0,8 0,05

Светотехнические расчеты осветительных установок
2.1 Определение нормируемой минимальной освещенности
Задачей светотехнического расчета осветительных установок (ОУ) в зависимости от назначения и нормативных требований к ним является определение значения освещенности в характерных точках на горизонтально, вертикально или наклонно расположенных поверхностях (Ег, Ев, Енк), среднего значения освещенности Еср или яркости L, а также контроль обеспечения качественных характеристик ОУ – цилиндрической освещенности Ец, коэффициента пульсации Кп, показателя ослепленности Р или показателя дискомфорта М. При необходимости указанные величины определяются с учетом многократных отражений света.
Выбор освещенности основан на нормах освещенности СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95* (с Изменением N 1). Эти нормы охватывают естественное и искусственное освещение промышленных предприятий, работ на открытом воздухе, улиц, дорог и т.д.
Нормы промышленного освещения основаны на классификации работ по определенным количественным признакам. Ведущим признаком, определяющим разряд работ, является наименьший размер различаемых деталей при расчетном расстоянии до глаз 0,5 м. Каждый разряд разбит на 4 подразряда (от «а» до «г»), в зависимости от коэффициента отражения, фона и контраста между деталями и фоном. Для помещений предусмотрены разряды с I по VIII. Согласно исходным данным представленным в таблице 1 и характеристикам помещения определяем нормируемую минимальную освещенность для общего искусственного освещения производственного помещения таблица 2 [9, Таблица 4.1], которая соответствует Грубой (очень малой точности) VII характеристике зрительной работы. а значит нормируемая минимальная освещенность составляет Eтреб=200 лк для системы искусственного общего освещения промышленного помещения.
Таблица 2 –Требования к освещению помещений предприятия
Характеристика зрительной работы Наименьший размер объекта различения, мм Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Освещенность, лкПри системе общего освещения
Грубая Более 5 VI - Независимо от характеристик фона 200

2.2 Выбор типа источника света, типа светильника.
При выборе источников света руководствуются следующими соображениями [1].
1. Применять по возможности лампы наибольшей единичной мощности, не нарушая при этом нормальных требований к качеству освещения и отдавая предпочтение при равной мощности источникам света с наибольшей световой отдачей и сроком службы.
2. Для общего внутреннего и наружного освещения использовать преимущественно газоразрядные лампы (ГЛ).
3. При технической необходимости допускается применять в одном помещении лампы накаливания и газоразрядные лампы.
4. Не допускается питание газоразрядных ламп постоянным и переменным током при его возможном снижении ниже уровня 90 % от номинального.
5. Для общего внутреннего и наружного освещения могут применяться лампы накаливания (ЛН) (в том числе галогенные ГЛН) и газоразрядные лампы: низкого давления – люминесцентные (ЛЛ), и высокого давления ГЛВД (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, ДКсТ).
Газоразрядные лампы (ГЛ) всех типов, за исключением ксеноновых, рекомендуются:
- для внутреннего освещения (как правило, обязательны для системы одного общего освещения в помещениях, где выполняются зрительные работы I – V и VII разрядов);
- для общего освещения в системе комбинированного;
- в помещениях без или с недостаточным естественным светом;
- предназначенных для постоянного пребывания людей.
Также учитываем, что при проектировании осветительной установки в расчет вводится коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока вследствие старения источника света особенно для газоразрядных ламп (снижение к концу срока службы достигает 30÷40 %), а также снижение КПД светильника в результате загрязнения ламп и осветительной арматуры. На основании исходных данных и выбора газоразрядных ламп коэффициент запаса составит 2.
Выбор типа ГЛ (ЛЛ, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) проводится в зависимости от назначения помещения, его высоты, характера выполняемых зрительных работ и др.
На основании исходных данных для общего освещения помещения принимаем к установке лампы МГЛ газоразрядную лампу типа ДРИ 250 со световым потоком 20 000 Лм [10].
Паспортные данные лампы ДРИ представлены в таблице №2.1.1
Таблица 2.2.1 – Характеристики светильника
Тип светильника Лампа Световой поток, лкМощность лампы, Вт Напряжение на лампе, В
ГСП ДРИ–250 20 000 250 220
Все светильники ДРИ устанавливаются в светильник ГСП [10] в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.
Внешний вид светильника ГСП производства Ардатовского светотехнического завода [10] представлен на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Светильник ГСП
На основании исходных данных крыша представляет собой ферменную конструкцию, а значит способ крепления светильника ГСП – крюк, зацепленный за перекрытия. На рисунке 2.2 представлен план, рассматриваемого промышленного предприятия.

Рис. 2.2. План производственного помещения
Выбор способа монтажа, определение высоты установки
При небольшой высоте помещения и произвольной ориентации рабочих поверхностей, используются светильники рассеянного света (Р) с кривыми светораспределения Л или М, такие же светильники используются при необходимости освещения вертикальных поверхностей.
Светильники с кривой светораспределения Ш практически не применяются для внутреннего освещения, они целесообразны для освещения открытых территорий.
В производственных помещениях, в которых рабочая поверхность в основном расположена горизонтально, а стены и потолки имеют низкий коэффициент отражения, целесообразны светильники прямого света (П); при этом максимально используется световой поток. При небольшой высоте потолков (от 3 м до 6 м) рекомендуется применять светильники класса Н с кривой Г. Для помещений малой высоты следует использовать светильники с кривой Д.
При большой высоте помещения (6 м и более) следует выбирать светильники с кривыми света К или Г, что соответствует исходным данным данной работы (высота потолка промышленного предприятия составляет 8 м).
Условия окружающей среды определяют в основном конструктивно-климатическое исполнение светильников, конструкция светильников должно соответствовать пожаро-, электро- и взрывобезопасности среды, обеспечить долговечность работы [2].
Расположение светильников. Общие правила и обозначения
Выбор расположения светильников общего освещения является одним из основных вопросов, решаемых при проектировании осветительных установок, влияющим на их экономичность и удобство эксплуатации.
Размещать светильники будем рационально по вершинам прямоугольников. Оптимальное расстояние находим по формуле:
,
где и - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;
- расчетная высота подвеса светильника, м.
Так как используется светильник с кривой силой света Г, то , а .
Расчетная высота подвеса:
HР=HР-hСВ-hРаб=8-0,3-0,8=6,9 мгде Но – высота помещения, м; hсв=0…0,5 – высота свеса светильника, м; hраб – высота освещаемой рабочей поверхности от пола, м.
Высота свеса подвесных светильников hсв=0,3…0,5 м. Крайние светильники устанавливают на расстоянии от стены. Схема размещения с размерами представлена на рисунке 2.3.

Рис. 2.3. Участок плана расположения светильников
Светильники с ДРИ лампами располагают рядами параллельно стенам с окнами или длинной стороне помещения. В зависимости от уровня нормированной освещенности светильники располагают непрерывными рядами или рядами с разрывами. Расстояние между рядами определяется так же, как и расстояние между светильниками в ряду.
0,9∙6,9=6,21≤L=6,4≤1∙6,9=6,9Тогда =0,3∙6,4=1,92 м. Так как здание разделено на две одинаковые части, то расчет будем выполнять не для полной ширины 48 м, а для 24 м для получения оптимальных значений освещенности помещения. По рассчитанному значению L, длине А и ширине В/2 помещения определяют число светильников по длине помещения:
NA=A-2laL+1=60-2∙1,926,4+1=9,78≈10 шт.Число светильников по ширине помещения:
NВ=В-2lbL+1=48/2-2∙1,926,4+1=4,15≈4 шт.И общее количество светильников в помещении:
Nобщ=NA∙NВ=2∙10∙4=80 шт.На данном этапе будем считать площадь вместе с вспомогательными (раздевали, кладовые, туалеты, комната мастера) помещениями. Далее будет представлен отдельный расчет для них и в случае недостаточной освещенности количество светильников в них будет увеличено.
Так как расчет расстояния между светильниками в ряду и между рядами производился с учетом э и с, то полученные значения NA и NB округляют в сторону большего значения. После чего размещают светильники на плане помещения и определяют действительное расстояние между светильниками и рядами:
LA=ANA-a=6010-0,4=6,25 м; LВ=ВNВ-a=248-0,4=6,6 м. где а=0,4 при .
Расстояние между светильниками по длине А принимаем такое же как расстояние между колоннами. Тогда количество светильников для основного помещения уменьшится до с 80 шт до 72 так как рядов 8 шт, а количество колонн, расположенных во внутренней части, 9 шт.
Задача светотехнического расчета – определить потребную мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате расчета находят световой поток источника света, устанавливаемого в светильнике. По рассчитанному световому потоку выбирают стандартную лампу. Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного значения допускается в пределах –10…+20%. Если расхождение больше, то необходимо изменить число светильников, их размещение, тип и выполнить перерасчет, чтобы это расхождение укладывалось в допустимые пределы.
В практике светотехнических расчетов наиболее широко применяют метод коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности.
2.4 Расчет методом коэффициента использования светового потока
Этот метод целесообразно применять при расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей с учетом отраженных от стен, потолка и пола световых потоков.
Световой поток Ф источника света в каждом светильнике находится по формуле:

где Ен – заданная минимальная освещенность, в нашем случае 200 лк; Кз – коэффициент запаса, как уже было сказано ранее для ламп ДРИ составляет 2; S - освещаемая площадь, 2880 м2; Z – коэффициент неравномерности равный 1,1 - 1,2, принимаем равным 1,2; N – общее количество светильников, 80 шт.; и – справочный коэффициент использования светового потока в относительных единицах.
Для определения коэффициента использования светового потока и находится индекс помещения i и оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка - п, стен -с и пола (рабочей поверхности) Принимаем, что коэффициент отражения равны 30 %, так как в соответствии с исходными данными помещение пыльное [1, 2].
Индекс помещения рассчитывают по формуле:
i=A∙BHр∙(А+B)=60∙486,9∙(60+48)=3,86,По типу светильника, коэффициентам отражения и индексу помещения определили, что коэффициент использования светового потока равен 0,58.
Тогда световой поток Ф источника света равен:
Ф=Ен∙S∙Кз∙ZN∙ηи=200∙2880∙2∙1,280∙0,58=29794 лм.По найденному световому потоку, пользуясь справочными данными заменяем лампу ДРИ-250 на ДРИ-400, характеристики представлены в табл.2.4.1 [10].
Таблица 2.4.1 – Технические характеристики светильника
Тип светильника Лампа Световой поток, лм Мощность лампы, Вт Напряжение на лампе, В
ГСП ДРИ–400 30 000 400 220
Световой поток лампы, отличается от расчетного на +0,7%, Отклонение расчетного светового потока от светового потока выбранного источника света (ис) рассчитывалось по формуле:
∆Ф=Фис-ФФ∙100%=30000-2979429794∙100%=0,7 %Произведем проверочный расчет точечным методом. Рассмотрим горизонтальную плоскость, на ней выбираем точку А рис.2.4.1

Рис. 2.4.1. Расчет точечный методом
где расчетная точка обозначена – А; из этой точки возводится нормаль n; в точке О находится точечный светильник, обеспечивающий освещенность; ось О-О’ опущенная из точки расположения светильника до плоскости, определяемая как Hр - является расчетной высотой подвеса светильника. Вектор Iα определяет направление силы света к расчетной точке. Угол α определяется образующими: вектором Iα и осью О-О’ и является углом необходимым для выполнения расчетов. Для расчетов используется отрезок d, соединяющий расчетную точку А и точку проекции светильника, находящегося в т. О на плоскость, т.е. в точку О’. Выбираем точку А на плоскости рис. 2.4.2.

Рис. 2.4.2 Освещение точек А, Б, В для расчета точечным методом

Рис. 2.4.3. Освещение точки А на плоскости
Проведем пример расчета для точки А. Для остальных значений занесем данные в таблицу 2.4.3.
Определяем тангенс угла падения луча в расчетную точку:

где d – расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость, ей перпендикулярную и проходящую через расчетную точку.
Определяем угол α и cosα2:

Определяем значение силы света в направлении т. А под углом α. По КСС, представленной на рис. 2.4.4, находим силу света при угле 33 градуса [1, 2].

Рис. 2.4.4. КСС лампы ДРИ–400 с кривой Г. Характеристика дана для светильника с условной лампой 1000 лк. Значения величин, по радиальным координатам, представлены в кд/клм.
Реальная сила света, при световом потоке Фис=30 000 лк определяется по формуле:


Рис. 2.4.5 Расчет точечный методом в точке А
Рассчитываем освещенность в горизонтальной плоскости от одного светильника. Принимаем значение коэффициента запаса величиной Кз=1,8.

Так как каждый из четырех светильников (1, 2, 7, 8) создает в расчетной точке одинаковую освещенность, то суммарная освещенность выглядит следующим образом:

Основная освещенность создается этими четырьмя светильниками.
Рассчитаем освещенность от светильников 3, 9, 1п, 2п. От одного светильника освещенность составит.

Суммарная освещенность от всех учтенных светильников составит

Значение освещенности для точек А, Б, В представлены в таблице 2.4.2.
Таблица 2.4.2 – Расчет освещенности в точках
Точка лампы d, м α Eт, лк сум Ерасч, лк
А 1, 2, 7,8 4,4 31 211,7 235,8
1п, 2п, 3,9 8 52 24,11 Б 10, 11, 19, 20 4,4 31 211,7 239,8
9, 12 ,18, 21 8 52 24,11 4, 5, 28, 29 10 80 4 В 23, 24, 32, 33 4,4 31 211,7 235,8
22, 31, 10п, 11п 8 52 24,11 Расчетная освещенность для всех трех точек находится в приемлемых пределах: минус 10 % - плюс 20 %; для согласно заданной в исходных условиях освещенности Ен=200 лк.
2.5. Расчет освещенности вспомогательных помещений
В производственном помещении есть и вспомогательные помещения таблица. Освещение выполним с помощью светодиодных светильников ДПО-12 производства Ардатовского светотехнического завода (АСТЗ).
Рассчитаем количество светильников для вспомогательных помещений. Используем светильник ДПО12-76-201 Prizma 840. Паспортные характеристики приведены в таблице 2.5.1.
Таблица 2.5.1 – Характеристики светильника
Тип светильника Световой поток, лм Мощность лампы, Вт Напряжение на лампе, В Коэффициент мощности
ДПО12-76-201 Prizma 840 8087 76 220 0,98
Внешний вид представлен на рисунке 2.5.1

Рис. 2.5.1. Чертеж светильника ДПО12-76-201 Prizma 840

Рис. 2.5.2. КСС светильника ДПО12-76-201 Prizma 840.
По СНиП [9] определяем нормируемую освещенность для вспомогательных помещений Ен=75 лк.
Расчетная высота подвеса:
HР=HР-hСВ-hРаб=3-(0,8+0,05)=2,15 мИндекс помещения рассчитывают по формуле:
i=A∙BHр∙(А+B)=6∙62,15∙(6+6)=1,4,Далее определяем коэффициенты отражения поверхности вспомогательных помещений: потолка 0,7, стен 0,5, рабочей поверхности 0,2, согласно СНиП [9].
Для светодиодных светильников коэффициент z=1, а коэффициент использования по каталогу равен 0,81, тогда количество светильников будет равно:

Так как все помещения однотипные, то расчеты будут идентичными.
Так как количество светильников в одном помещении выбрано 1 шт, то рассчитаем освещенность по формуле:

Данные представлены в таблице 2.5.2.
Таблица 2.5.2 – Освещенность вспомогательных помещений
Помещение Длина, м Ширина, м Енормир, лк Ерасч, лк Количество светильников ДПО12-76-201 Мощность, Вт
Кладовая 6 6 75 121,3 1 76
Кладовая 6 6 75 121,3 1 76
Туалет 6 6 75 121,3 1 76
Туалет 6 6 75 121,3 1 76
Раздевалка 6 6 75 121,3 1 76
Раздевалка 6 6 75 121,3 1 76
Комната мастера 6 6 75 121,3 1 76
На основании выполненного расчета делаем вывод, что количество светильников во вспомогательных помещениях достаточно для освещения Енорм=75 лк [9]
2.6. Расчет аварийного эвакуационного освещения
Произведем расчет аварийного. В соответствии с [ГОСТ Р 55842-2013 (ИСО 30061:2007) Освещение аварийное. Классификация и нормы] таблицей 1 освещение зон повышенной опасности должно быть не менее 10 % нормы освещенности рабочего освещения, соответственно 200 лк*10%=20 лк.
Для аварийного освещения будем использовать светодиодные светильники с автономным питанием для устранения необходимости применения дополнительных аварийных сетей или переключений.
Исходные данные возьмем из выше произведенных расчетов. Воспользуемся методом коэффициента использования светового потока.
Для аварийного освещения принимаем расстояние между светильниками в 2 раза больше т.е. 12 м, тогда число светильников по длине помещения составит:
NA=A-2laL+1=60-2∙1212,8+1=3,8≈4 шт.Число светильников по ширине помещения:
NВ=В-2lbL+1=48-2∙1,9212,8+1=4,45≈4 шт.И общее количество светильников в помещении:
Nобщ=NA∙NВ=4∙4+6(перед входами)=22 шт.Световой поток Ф источника света в каждом светильнике находится по формуле:

где Ен – заданная минимальная освещенность, в нашем случае 20 лк; Кз – коэффициент запаса, как уже было сказано ранее для ламп светодиодных ламп составляет 1,1; S - освещаемая площадь, 2880 м2; Z – коэффициент неравномерности равный 1,1 - 1,2; N – общее количество светильников, 22 шт.; и – справочный коэффициент использования светового потока в относительных единицах.
Для определения коэффициента использования светового потока и находится индекс помещения i и оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка - п, стен -с и пола (рабочей поверхности) Принимаем, что коэффициент отражения равны 30 %, так как в соответствии с исходными данными помещение пыльное.
Индекс помещения рассчитывают по формуле:
i=A∙BHр∙(А+B)=60∙486,9∙(60+48)=3,86,По типу светильника, коэффициентам отражения и индексу помещения определили, что коэффициент использования светового потока равен 0,8.
Тогда световой поток Ф источника света равен:
Ф=Ен∙S∙Кз∙ZN∙ηи=20∙2880∙1,1∙1,222∙0,8=4320 лм.По найденному световому потоку, пользуясь справочными выбираем лампу ДСП-50 Вт 4000 К 6000 Лм с блоком аварийного питания 1ч, характеристики представлены в табл.5 [10].
Таблица 2.6 – Технические характеристики светильника ДСП-50
Тип светильника Кривая силы света Световой поток, лм Мощность лампы, Вт Напряжение на лампе, В
ДСП-50 (ДСП 1423) Г 6000 50 220
Так как в основном помещении есть отдельно стоящие помещения, то количество аварийных светильников уменьшится на 2 шт. Тогда общее количество аварийных светильников составит 20 шт.

Рис. 2.6.1. Светильник ДСП-50
Также представлена кривая силы света на рисунке 2.6.2.

Рис. 2.6.2. КСС светильника ДСП-50
Проверим точечным методом освещенность самой удаленной точки в проходе при эвакуации рисунок 2.6.3. Так как расстояние между рядами 12 м, то расстояние до самой удаленной точки составляет 6 м.

Рис. 2.6.2. Расположение точки Г
Рассчитаем освещенность от аварийного светильника точечным методом:

При угле 41 градус Iа=660 кд. По СНиП [9] Е нормир составляет 1 лк. Соответственно на основании расчетных данных приходим к тому, что аварийные светильники подобраны верно. Схема точечного метода изображена на рисунке 2.6.3

Рис. 2.6.3. Расчет точечный методом в точке Г
Расчет электрических сетей осветительной установки
Осветительные сети внутреннего освещения разделяются на линии: питающую, прокладываемую от трансформатора подстанции до групповых щитков, и групповую – от групповых щитков до светильников. В простейшем случае групповые щитки могут питаться линиями, отходящими непосредственно от щита подстанции. Групповые щитки для питания групповых осветительных сетей следует располагать в таком месте, чтобы обеспечить возможность более рациональное и экономическое построение сети с учетом размещения источников питания, управления и т. д.
В начале каждой групповой линии сети устанавливают аппараты защиты на всех незаземленных проводах, а во взрывоопасных помещениях класса В-1 и на нулевых проводах двухпроводных групп. В остальных случаях на нулевые заземленных проводах установка аппаратов защиты запрещается. Будем использовать четырехпроводную схему групповых линий.
Групповые линии должны быть защищены плавкими вставками или автоматическими выключателями на ток более 20 А, а при питании ими ламп ДРЛ или ламп накаливания мощностью 500 Вт и выше – не более 50 А. Большие токи не допускаются в основном из-за трудности обеспечения в этом случае равномерной загрузки фаз.
Число светильников на фазу, как правило, не должно быть более 20. Для линий, питающих люминесцентные светильники до 60 ламп на фазу.
Соберем все светильники в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Количество и мощность светильников
Тип освещения Тип светильника Р, Вт Количество Напряжение питания
Основное ДРИ-400 400 65+13(проходы) 220
Вспомогательные помещения ДПО12-76 76 7 220
Аварийное эвакуационное ДСП-50 50 20 220
Также добавим по 1-2 лампы ДРИ для проходов и проездов, то есть 13 ламп и запитаем их от существующих линий. Креплением для светильников будут кронштейны.
Произведем расчет электрической нагрузки освещения методом коэффициента спроса.

где Рр, и Рном - расчетная и номинальная мощность освещения kc – коэффициент спроса.
Для линий аварийного и наружного освещения, а также для всех линий групповой сети kc принимается равным единице.
Значение рабочего тока в зависимости от конфигурации сети определяется для трехфазной сети с нулевым проводом или без него при равномерной нагрузке фаз, что соответствует питающим кабельным линиям

Для примера основного освещения определяем ток в линии 1л щита ЩО-1, количество светильников мощностью 400 Вт составляет 7 шт.

Суммарный ток основного освещения составит:

Ток вспомогательного освещения в линии 9 щита ЩО-3, количество светильников мощностью 76 Вт составляет 7 шт. Данный светильники запитываются от однофазной сети, тогда:

Суммарный ток вспомогательного освещения составит:

Ток аварийного освещения в линии 1ла щита ЩАО-1, количество светильников мощностью 50 Вт составляет 4 шт.

Суммарный ток основного освещения составит:

Тогда суммарный ток на ШМА составит:

Далее выбираем для всех питающих линий проводники и аппараты защиты. Провода и кабели с меньшим сечением нельзя принимать по Сп.Кн. «Кноринг.»[1]:
1,5 мм2 – групповая сеть;
2,5 мм2 – распределительная сеть;
4 мм2 – питающие линии.
По допустимому нагреву проводников должны быть проверены все участки электрической осветительной сети. При этом

где Ip – рабочий ток на участке, А: Iн – максимально допустимый ток по условиям нагрева проводника, А.
Выполнение этого условия гарантирует пожарную безопасность и нормируемый срок службы проводок при нормальных неаварийных режимах.
Для осветительной сети будем использовать провода медные ВВГ небронированные с поливинилхлоридной оболочкой. Для аварийного освещения принимаем кабельные линии с маркировкой FRLS- кабель силовой огнестойкий.
Допустимые токи выбраны в соответствии с ПУЭ таблицей 1.3.4.

Рис. 3.1. Схема электроснабжения осветительной установки
Для защиты будем использовать автоматические выключатели производства АВВ [10] рисунок 3.2. Расчет кабельных линий и аппаратов защиты представлен в таблице 3.2. Все кабельные линии будут проложены по лоткам как от ШМА до ЩАО, так и от ЩО, ЩАО до светильников.

Рис. 3.2. Автоматические выключатели фирмы АВВ однополюсного и трехполюсного исполнения
Таблица 3.2 – Расчет кабельных линий и аппаратов защиты
№
линии n ламп, штРном, Вт Тип лампы Общая мощность линии, кВт Кс Рр, кВт cosфКол-во фаз Iр, А Iдоп, А Сечение, мм2 Провод Тип защиты Тип
ЩО-1
1 л 7 400 ДРИ-400 2,8 1 2,8 0,85 3 4,75 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
2 л 11 400 ДРИ-400 4,4 1 4,4 0,85 3 7,47 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
3 л 11 400 ДРИ-400 4,4 1 4,4 0,85 3 7,47 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
4 л 11 400 ДРИ-400 4,4 1 4,4 0,85 3 7,47 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
Ввод
ЩО-1 16 1 16 0,85 3 27,17 40 6 ВВГ ABB S203 32А С
ЩО-2
5 л 11 400 ДРИ-400 4,4 1 4,4 0,85 3 7,47 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
6 л 11 400 ДРИ-400 4,4 1 4,4 0,85 3 7,47 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
7 л 9 400 ДРИ-400 3,6 1 3,6 0,85 3 6,11 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
8 л 7 400 ДРИ-400 2,8 1 2,8 0,85 3 4,75 16 1,5 ВВГ ABB S203 10А С
Ввод
ЩО-2 15,2 1 15,2 0,85 3 25,81 40 6 ВВГ ABB S203 25А С
ЩО-3
9 л 3 76 ДПО12-76 0,228 1 0,228 0,85 1 1,17 16 1,5 ВВГ ABB S201 10А С
10 л 4 76 ДПО12-76 0,304 1 0,304 0,85 1 1,55 16 1,5 ВВГ ABB S201 10А С
Ввод
ЩО-3 0,532 1 0,532 0,85 1 2,72 16 1,5 ВВГ ABB S201 10А С
Продолжение табл.3.2
ЩАО-1
1 ла 4 50 ДСП-50 0,2 1 0,2 0,98 3 0,89 16 1,5 ABB S203 10А ВВГ-FRLS С
2 ла 6 50 ДСП-50 0,3 1 0,3 0,98 3 1,33 16 1,5 ABB S203 10А ВВГ-FRLS С
Ввод
ЩАО-1 0,5 1 0,5 0,98 3 2,22 16 1,5 ABB S203 10А ВВГ-FRLS С
ЩАО-2
3 ла 6 50 ДСП-50 0,3 1 0,3 0,98 3 1,33 16 1,5 ABB S203 10А ВВГ-FRLS С
4 ла 4 50 ДСП-50 0,2 1 0,2 0,98 3 0,89 16 1,5 ABB S203 10А ВВГ-FRLS С
Ввод ЩАО-2 0,5 1 0,5 0,98 3 2,22 16 1,5 ABB S203 10А ВВГ-FRLS С
ШМА
ШМА 32,732 0,85 3 58,32 90 16 ABB S203 80А ВВГ С

3.1 Расчет сетей по потере напряжения
Данный расчет будет производиться по методике, представленной в [11]. Электрическая схема электроснабжения осветительной установки представлена на рисунке 3.1

Рис. 3.1. Электрическая схема электроснабжения осветительной установки
Находим момент на участке L1 по формуле:
,
где М -момент, кВт∙м; L - длина линии, м; P – мощность, протекающая по линии, кВт.

Расчет моментов для других участков аналогичен, поэтому итоги расчетов сведем в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Расчет моментов в линиях
№ по плану № линии L, м Р, кВт М, кВт*м
1 л L1 22,5 2,8 63
2 л L2 35 4,4 154
3 л L3 35 4,4 154
4 л L4 35 4,4 154
5 л L5 35 4,4 154
6 л L6 35 4,4 154
7 л L7 21 3,6 75,6
8 л L8 22,5 2,8 63
9 л L9 32 0,228 7,296
10 л L10 32 0,304 9,728
1 ла L11 30 0,20 6
2 ла L12 36 0,30 10,8
3 ла L13 36 0,3 10,8
4 ла L14 30 0,2 6
от ЩО до ШМА L15 7 32,732 229,124
Сумма 1022,224
Рассчитаем приведенный момент по формуле:
,
где Мn -приведенный момент, кВт∙м; - сумма моментов данного и всех последующих по направлению тока участков с тем же числом проводов в линии, что и на данном участке, кВт∙м; - коэффициент приведения моментов; - сумма моментов питаемых через данный участок линии с иным числом проводов, чем на данном участке; кВт∙м;
В нашем случае моментов с иным числом проводов отсутствуют, а значит приведенный момент рассчитывается по выражению:

Применяя таблицу 12-19 из [11], находим потерю напряжения на участке от ШМА до РП. При Мn = 1022,2 кВт*ч потеря напряжения составит 1,2 %.
Находим потерю напряжения на всех линиях и составляем таблицу 3.2
Таблица 3.2 – Расчет gjnthb yfghz;tybz d kbybb№ по плану М, кВт*м Потери напряжения, % Изменение сечения Потери напряженияпосле изменения сечения, %
1 л 63 1,4 - -
2 л 154 >2 2,5 1,6
3 л 154 >2 2,5 1,6
4 л 154 >2 2,5 1,6
5 л 154 >2 2,5 1,6
Продолжение таблицы 3.2
6 л 154 >2 2,5 1,6
7 л 75,6 1,6 - -
8 л 63 1,4 - -
9 л 7,296 0,6 - -
10 л 9,728 0,6 - -
1 ла 6 0,2 - -
2 ла 10,8 0,4 - -
3 ла 10,8 0,4 - -
4 ла 6 0,2 - -
от ЩО до ШМА 229,124 1,2 - -
Определим суммарную потерю напряжения по выражению:
,
- суммарная потеря напряжения, %.

Из выражения видно, что полученная суммарная потеря напряжения меньше 3%, а значит выбранные в предыдущем разделе проводники проходят проверку по потери напряжения.
Так как суммарное падение напряжения было выше 3%, поэтому пришлось увеличивать сечение некоторых линий.

Заключение
В ходе курсовой работы по электрическому освещению выполнен расчет освещения основного и вспомогательных промышленных помещений общей площадью 2880 м2. Для начала была определена нормированная освещенность по исходным данным и составила 200 лк в соответствии с ГОСТ Р 55842-2013. Далее произвели общий расчет освещенности помещения, количество светильников ДРИ-400 мощностью 400 Вт 63 шт + 13 шт для освещения проходов. Количество светильников уточнено точечным методом.
Определено освещение вспомогательных помещений и для них предусмотрены светодиодные светильники ДПО12-76-201 Prizma 840 мощностью 76 Вт, в каждом помещении по одному светильнику.
Аварийное эвакуационное освещение рассчитано для основного помещения нормированной освещенностью 20 лк. Количество светодиодных светильников с аккумуляторами ДСП-50 мощностью 50 Вт составляет 20 шт.
Далее произведен расчет электроснабжения осветительной установки. Выбраны кабельные линии ВВГ, которые защищаются автоматическими выключателями компании АВВ. Расчет падения напряжения составил не более 2,8 %.

Используемая литература
Кнорринг Г.М. Осветительные установки. – Л.: Энергоиздат, 1981. – 384 с.
Справочная книга для проектирования электрического освещения. / Под ред. Г.М. Кнорринга. – Л.: Энергия. 1976. – 288 с.
Тищенко Г.А. Осветительные установки. – М.: Высш. шк., 1984. – 247 с.
Баранов Л.А., ЗахаровВ.А. Светотехника и электротехнологии. – М.: Ко-лосС, 2006. – 344 с.
Родионов Н.Н. Электроосветительные установки. Лаб. практикум /Самар. гос. техн. ун-т. Самара. – 2002. – 53 с.
Родионов Н.Н., Родионов А.Н.Условные графические обозначения в схемах электроснабжения / Самар. гос. техн. ун-т. Самара. – 2007. 97 с.
Электротехнический справочник: В 4 т. Т.2. Электротехнические изде лия и устройства /Под общ. ред. Профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. И.Н. Орлов) – 9 – е изд., стер. – М.: Изд-во МЭИ, 2003.
Клементьев В.Р., Магазинник Л.Т. Монтаж внутризаводских электроус-тановок : Учеб. для вуз. – М.: Энергоатомиздат, 1996 – 339с.
Правила устройства электроустановок: 7-е издание (ПУЭ)/ Главгосэнергонадзор России. М.: Изд-во ЗАО «Энергосервис», 2007. 610 с.
Сайт www.etm.ru
Таблица моментов 12-19 для медных проводников https://www.websor.ru/raschet_osv.html