Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Освещение цеха промышленного предприятия

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра: “Электроснабжение”

Курсовая работа

по дисциплине: "Электрическое освещение"

на тему: "Электрическое освещение цеха

промышленного предприятия"

Разработал: студент группы 106318

Альшевский В.Ю.

Руководитель: Колосова И.В.

Минск 2012

Содержание

Введение 4

Выбор системы освещения, освещенности, коэффициента запаса, источников света 5

1.1 Выбор системы освещения 5

1.2 Выбор освещенности помещений и коэффициентов запаса 6

1.3 Выбор источников света 7

Выбор и размещение световых приборов 9
Выбор числа и мощности ламп светильников рабочего освещения 13
Выбор числа и мощности ламп светильников аварийного освещения 18
Разработка схем питания осветительных установок рабочего и аварийного освещения 20
Выбор типа групповых щитков и мест их расположения 21
Выбор марки проводов и способов прокладки сети 22
Определение сечения проводов и кабелей 23
Выбор защитных аппаратов 30

10. Проверка выбранного сечения проводов и кабелей на соответствие защитным аппаратам 32

Литература 33

Введение

Для нормального функционирования производственных объектов необходимы осветительные установки, создающие электрическое освещение при отсутствии или недостатке естественного света. От уровня освещенности в значительной степени зависят производительность туда, качество выполнения работы и безопасность работающих. Правильно выполненное электрическое освещение должно обеспечивать нормальную величину освещенности в зависимости от условий работы, требуемую направленность света и при необходимости цветопередачу. Весьма важно, чтобы уровень освещенности сохранялся постоянным в течение определенного времени. В связи с этим должно быть обеспечено надлежащее качество электроснабжения осветительных установок и исключено негативное воздействие на них окружающей среды, а также производственной деятельности.

Доля электрического освещения в электропотреблении разных стран различна. В Республике Беларусь она составляет около 10 - 13%.

В общем электропотреблении промышленных предприятий доля электроэнергии, расходуемой на искусственное освещение, относительно невелика (5-15 %) и зависит от отрасли промышленности. Тем не менее, следует стремиться к рациональному использованию этой энергии, обоснованно применяя экономичные и наиболее подходящие для конкретных условий источники света и световые приборы. Весьма важно также правильно организовать эксплуатацию осветительных установок, что необходимо учитывать при их проектировании.

Задачей оптимального проектирования и рациональной эксплуатации осветительных установок является обеспечение с наименьшими затратами требуемой освещенности и необходимого качества освещения помещений с целью создания нормальных условий для жизнедеятельности людей. Нельзя экономить электроэнергию за счет ухудшения освещенности и качества освещения, так как это может повлечь за собой нежелательные последствия: снижение производительности труда, увеличение зрительной нагрузки работающих, повышение травматизма и т.д.

В данной курсовой работе производился расчет электрического освещения ремонтно-механического цеха промышленного предприятия. Была выбрана освещенность, соответствующая стандартам и обеспечивающая нормальные условия работы. Далее выбирались источники света и светильники, способные удовлетворить заданным условиям. Также при проектировании необходимо было учесть аварийное освещение и правильно проложить сеть, питающую светильники. В конце произведен расчет проверяющий спроектированную сеть по условиям потерь напряжения, а также работоспособность защитных аппаратов, проводов и кабелей.

1. ВЫБОР системы освещения, освещенности, коэффициента запаса, источников света

Выбор системы освещения

Внутри помещений по способу размещения светильников и распределению освещенности различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное.

Общим называется освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием или рабочими местами, так и вспомогательную.

Комбинированная система освещения состоит из общего и местного освещения. Общее освещение предназначено для освещения проходов и участков, где работы не производятся, а также для выравнивания яркости в поле зрения работающих. Местное освещение обеспечивается светильниками, располагаемыми непосредственно на рабочих местах.

Обычно при комбинированном освещении расход энергии меньше, чем при одном общем, так как высокая освещённость создаётся в пределах небольших площадей, но показатели в значительной мере зависят от плотности расположения рабочих мест. Устройство рабочего электрического освещения обязательно для всех помещений независимо от устройства в них других видов освещения.

Таблица 1.1.1. Системы освещения отдельных помещений

Помещение	Система освещения
Ремонтно-механический цех (станочный участок)	общее
Комната мастера	общее
Склад материалов и запчастей	общее
Электроремонтное отделение	общее
Инструментальное отделение	общее
Станция перекачки конденсата и вентустановки	общее
Щитовая	общее
Гардероб	общее
Душевая и санузел	общее
Коридор с лестницей	общее

Устройство одного только местного освещения запрещено нормами: не говоря уже о том, что практически всегда необходимо осветить не только зону непосредственной работы, но и примыкающие к ней площади, при одном только местном освещении затрудняется работа глаза, в поле зрения которого оказываются значительные контрасты. Исследованиями показано, что при неизменной суммарной освещённости рабочего места увеличение, в известных пределах, доли освещённости, создаваемой общим освещением, ведёт к повышению производительности труда и уменьшению утомления.

Выбор освещенности помещений и коэффициентов запаса

В помещениях, имеющих естественное освещение, общее освещение в системе комбинированного должно создавать на рабочих поверхностях 10% освещённости, установленной нормами для комбинированного освещения, и, кроме того, эта освещённость должна быть не менее 150 лк при газоразрядных лампах и не менее 50 лк при лампах накаливания. Не требуется создавать общим освещением более 500 лк при газоразрядных лампах или 100 лк при лампах накаливания. В производственных помещениях, с постоянным пребыванием работающих при отсутствии в них естественного освещения доля общего освещения в системе комбинированного устанавливается СНБ в зависимости от точности работы.

Нормированные значения освещённости должны быть обеспечены во все время нормальной эксплуатации установки. По таблице П1.1, [1] определим нормируемую освещённость каждого помещения.

Таблица 1.2.1. Нормируемая освещенность помещений

Помещение	Нормируемая освещенность Е_н, лк
Ремонтно-механический цех	400
Комната мастера	300
Склад материалов и запчастей	30*
Электроремонтное отделение	300
Инструментальное отделение	300
Станция перекачки конденсата и вентустановки	150
Щитовая	150
Гардероб**	75
Душевая**	20*
Санузел**	30*
Коридор**	75

*Значения приведены для обеспечения освещенности в помещении лампами накаливания. Остальные данные – для газоразрядных ламп.

**Нормируемые значения освещенности приведены для плоскости пола.

Из-за старения и загрязнения ламп, светильников и поверхностей помещения уровень освещенности со временем снижается. Это необходимо учитывать при проектировании осветительной установки. Поэтому начальная освещенность должна быть несколько больше нормированной, что достигается введением коэффициента запаса К_з, значения которого также регламентированы. В зависимости от типа ламп и светильников, наличия пыли и других загрязнений в помещении, способа обслуживания и длительности эксплуатации значение коэффициента К_з обычно принимается в пределах 1,4-1,7.

Согласно таблице 2.1, [1] принимаем:

- для душевой К_з=1,6;

- для остальных помещений К_з=1,4.

Выбор источников света

Выбор источников света определяется следующими основными факторами:

электрическими характеристиками (напряжением, мощностью, родом тока, силой тока);
функциональными светотехническими параметрами (световым потоком, силой света, цветовой температурой, спектральным составом излучения);
конструктивными параметрами (диаметром колбы, полной длиной ламп);
средней продолжительностью горения;
стабильностью светового потока;
экономичностью (стоимостью и световой отдачей источника света).

К основным достоинствам ламп накаливания следует отнести невысокую стоимость, удобство и простоту эксплуатации, наличие разнообразных конструкций на разные напряжения и мощности, возможность работы как на переменном, так и на постоянном токе, а также отсутствие пульсации светового потока. Лампы накаливания сохраняют свое значение в основном только для помещений, где производятся грубые работы или осуществляется общий надзор за работой оборудования, особенно если эти помещения не предназначены для постоянного пребывания людей: подвалы, туннели, проходы между фундаментами машин, склады, вентиляционные установки и т.д.

Определяющее значение при выборе типа источников света имеют высота помещения и требования к цветопередаче. При использовании люминесцентных ламп число светильников всегда значительно больше, чем при использовании ламп типа ДРЛ, и повышенная трудоемкость их обслуживания особенно сказывается в высоких помещениях, заставляя уже по одной этой причине отдавать предпочтение лампам типа ДРЛ и ДРИ.

Применение люминесцентных ламп низкого давления может быть обосновано в помещениях высотой не более 6 – 8 м при повышенных требованиях к цветопередаче и при выполнении работ высокой точности, при которых лампы типа ДРЛ противопоказаны. В основном применяются лампы типа ЛБ как наиболее экономичные.

Исходя из вышесказанного принимаем для освещения гардероба, санузла и душевой светильники с лампами накаливания (ЛН), для освещения основной части цеха, т.е. станочного участка РМЦ, принимаем светильники с лампами ДРИ, для остальных помещений – светильники с люминесцентными лампами низкого давления (ЛЛНД).

2. Выбор и размещение световых приборов

Согласно заданию по курсовой работе необходимо спроектировать освещение ремонтно-механического цеха: строительная высота основной части цеха – 8 метров, высоту остальных помещений принимаем вдвое меньше, т.е. 4 метра, условия среды – нормальные (IP20).

Для освещения низких вспомогательных производственных помещений с тяжелыми условиями среды используют светильники типов НПП03 и НПП05, причем светильники типа НПП03 – для освещения низких сырых производственных помещений, а светильник типа НПП05 – для эксплуатации под навесом, а также для освещения сельскохозяйственных помещений без химически активной среды.

При необходимости освещения пыльных и влажных производственных помещений целесообразно предусматривать светильники типа НСП11.

В производственных помещениях с нормальными условиями среды используются светильники типа ЛСП02 и ЛСП13, которые могут устанавливаться либо по отдельности, либо стыковаться в непрерывную линию.

Для размещения светильников должны быть известны следующие размеры:

– высота помещения, м;

– высота рабочей поверхности над полом, м (если неизвестна, принимается высота условной рабочей поверхности 0,8 м);

– высота свеса, т.е. расстояние от точки крепления до светильника, м; принимается равной от 0 (при установке на потолке) до 1,5 м.

L – расстояние между соседними светильниками в ряду или рядами светильников, м;

H_р – расчетная высота от условной рабочей поверхности до светильника, м;

; (2.1)

l – расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены, м (принимается (0,3 – 0,5)L в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест);

А – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м.

Распределение освещенности по освещаемой поверхности определяется типом КСС и отношением расстояния между соседними светильниками или рядами к высоте их установки (L/ H_р). Для каждой КСС существует наивыгоднейшее значение L/ H_р, обеспечивающее наибольшую равномерность распределения освещенности и максимальную энергетическую эффективность (табл. 7.1, [1]).

Определив H_р и задавшись значением L/ H_р. Вычисляют расстояние L.

Число рядов светильников вычисляется по выражению

, (2.2)

а число светильников в ряду из соотношения

, (2.3)

Полученные результаты округляются до ближайшего целого числа, после чего пересчитываются реальные расстояния:

между рядами светильников

; (2.4)

между центрами светильников в ряду

. (2.5)

Для прямоугольных помещений проверяется условие

Если /<1, то необходимо уменьшить число светильников в ряду на один или увеличить число рядов на один.

Если />1,5, то необходимо увеличить число светильников в ряду на один или уменьшить число рядов на один.

Общее число светильников определяем по формуле

. (2.6)

Светильники с люминесцентными лампами могут располагаться вплотную друг к другу либо с разрывами (не более 0,5Н_р). При их использовании сначала из светотехнического расчета определяется световой поток ряда люминесцентных светильников Ф_Rр, а затем рассчитывается число светильников в одном ряду:

, (2.7)

где - число ламп в одном светильнике;

– световой поток одной дампы, лм.

При этом расстояние между соседними светильниками в ряду

, (2.8)

где l_c – длина одного светильника.

Приведем пример расчета данных параметров для основной части РМЦ.

Примем высоту расчетной поверхности равную 0,8 м и свес светильника 0,6 м. Тогда по формуле (2.1):

м.

Для КСС типа К по таблице 7.1, [1] L/ H_р=(0,4÷0,7)м=0,5 м. Отсюда

м;

м.

Размеры помещения: ширина В=18,6 м, длина А=44,6 м.

По формуле (2.2) число рядов светильников равно

ряда.

Число светильников в ряду по формуле (2.3)

светильников.

Расстояния между рядам светильников и между светильниками в ряду найдем соответственно по формулам (2.4) и (2.5):

м;

м.

Отношение , значит неравенство выполняется. Тогда число светильников равно: светильника.

Аналогичные расчеты производим для остальных помещений, а результаты сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Помещение	Ремонтно-механический цех	Комната мастера	Склад материалов и запчастей	Электроремонтное отделение	Инструментальное отделение	Станция перекачки конденсата и вентустановки	Гардероб	Душевая	Санузел	Щитовая	Коридор
Тип стандартной кривой силы света	К	Д	Д	Д	Д	Д	Д	Д	Д	Д	Д
Длина помещения , м	44,6	5,6	6,2	12,8	12,8	5,4	3,6	3,6	3,4	3,4	8
Ширина помещения , м	18,6	5,4	5,4	5,4	5,4	5,4	3,6	3,6	3,6	3,6	2,6
Площадь помещения , м²	829,56	30,24	33,48	69,12	69,12	29,16	12,96	12,96	12,24	12,24	20,8
Высота помещения Н, м	12,6	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
Свес светильника h_с, м²	0,6	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0	0	0	0	0,2
Расчетная высота помещения Н_р, м	11,2	3	3	3	3	3	4	4	4	4	3,8
Число рядов светильников R	4	2	1	2	2	2	1	2	2	1	1
Число светильников в ряду	8	2	2	3	3	1	1	1	1	1	1
Расстояние от стен до крайних светильников , м	2,2	0,6	1,26	1,7	1,7	1,68	--	0,9	0,9	--	--
Расстояние между светильниками в ряду , м	5,7	1,8	3,68	2,38	2,38	--	--	--	--	--	--
Расстояние между рядами светильников, м	4,7	1,3	--	2	2	1,02	--	1,8	1,8	--	--
Отношение /	1,22	1,38	--	1,19	1,19	--	--	--	--	--	--

3. Выбор числа и мощности ламп светильников рабочего освещения

Для расчета освещения будем применять метод коэффициента использования светового потока. Данный метод предназначен для расчета общего равномерного освещения при отсутствии крупных затеняющих предметов.

Расчетное значение светового потока одной лампы в каждом светильнике определяется по формуле

, (3.1)

где – нормируемое значение освещенности, лк;

– коэффициент запаса (выбор значений коэффициента запаса описан в пункте 1.2);

– освещаемая площадь, м²;

– количество светильников, шт;

– коэффициент использования светового потока осветительной установки, о.е; – отношение средней освещённости к минимальной.

Коэффициент характеризует неравномерность освещенности и в значительной степени зависит от соотношения L/ H_р.

- для ламп накаливания и газоразрядных ламп типов ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и т.п.

- для люминесцентных ламп, расположенных в виде светящих линий.

Под коэффициентом использования светового потока понимают отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к световому потоку источника света. Его значение принимается по таблице 8.1, [1] в зависимости от коэффициентов отражения поверхностей помещения: потолка - , стен - , расчетной поверхности - и от индекса помещения

. (3.2)

Для последующих расчетов в соответствии с таблицей 8.2, [1] примем для всех помещений цеха следующие значения коэффициентов отражения:

(плоскость со светлой поверхностью: побеленный или чистый бетонный потолок);

(плоскость с серой поверхностью: бетонные стены с окнами);

(плоскость с темной поверхностью).

По найденному значению Ф_лр выбирается лампа ближайшей стандартной мощности, значение светового потока которой отличается от Ф_лр не более чем на -10…+20%.

При расчете люминесцентного освещения первоначально намечается число рядов R, которое подставляется в формулу (2.1) вместо N. Тогда под Ф_лр следует подразумевать световой поток ламп одного ряда :

. (3.3)

Далее определяется количество светильников в одном ряду по ранее используемой формуле (2.7). При этом расстояние между соседними светильниками в ряду не должно превышать 0,5Н_р.

Рассмотрим расчет освещения основной части РМЦ методом коэффициента использования.

По формуле (3.2) определяем индекс нашего помещения с учетом известных нам величин:

ширина В=18,6 м;

длина А=44,6 м;

расчетная высота Н_р=6,2 м;

По таблице 8.2, [1] с учетом принятых ранее коэффициентов отражения и стандартной КСС (К-3) методом интерполяции определяем коэффициент использования осветительной установки:

Расчетный поток одной лампы по формуле (3.1) равен

лм.

Все недостающие параметры см. в табл. 2.1.

Выбираем лампу с номинальным световым потоком Ф_л=19000 лм. Таким образом отклонение светового потока от необходимого расчетного значения составит

, что находится в допустимых пределах.

Таким образом к установке принимаем лампы ДРИ 250-5 (Ф_л=19000 лм, Р_л=250 Вт) и выбираем для нее светильник ГСП 18-250-006 (КПД=75%, степень защиты IP20 соответствует нормальным условиям окружающей среды).

Для расчета освещенности можно также применять метод удельной мощности, который является одним из упрощенных вариантов расчета освещенности с применением коэффициента использования. Расчет по методу удельной мощности допускается производить только для общего равномерного освещения при отсутствии крупных затенений.

Удельная мощность осветительной установки определяется по формуле:

, Вт/м², (3.4)

где Р_л – мощность одной лампы, Вт;

N – число ламп;

F – площадь освещаемого помещения, м².

Приняв удельную мощность в соответствии с заданными условиями, можно определить расчетное значение требуемой мощности одной лампы:

, Вт, (3.5)

по которому выбирается лампа ближайшей стандартной мощности. В таблицах 8.3 – 8.10, [1] приводятся данные об удельной мощности для светильников прямого света с типовыми КСС. Учитывая то, что таблицы составлены для следующих значений параметров: освещенность 100 лк; , , ; К_з=1,3; z=1,15; условный КПД=100%, необходимо сделать перерасчет удельных мощностей с учетом фактических исходных данных по следующему выражению:

, (3.6)

где – табличное значение удельной мощности освещения;

и – фактический и табличный коэффициенты запаса;

– величина нормированной освещенности.

- КПД выбранного светильника в относительных единицах

().

С помощью метода удельной мощности рассчитаем мощность ламп для санузла. Необходимые данные возьмем из таблицы 2.1. Зная расчетную высоту (Н_р=4м), площадь помещения (F=12,24 м²) для КСС типа Д-2 определяем по таблице 8.3, [1] значение удельной табличной мощности =41,1 Вт/м². Произведем пересчет и узнаем фактическую удельную мощность по формуле (3.6):

Вт/м²,

где - КПД выбранного светильника (НПП-03).

Расчетная мощность лампы по (3.5)

Вт,

выбираем ближайшую стандартную мощность лампы Р_л=100 Вт, тогда отклонение составит

, что находится в допустимых пределах. Следовательно к установке принимаем лампы Б220-230-100 (с номинальной мощностью Р_л=100 Вт) и выбираем светильник к ней НПП03-100-01М (КПД=75%, степень защиты IP64).

Далее рассчитываются аналогично: душевая и склад – по методу удельной мощности, остальные помещения – с помощью метода коэффициента использования светового потока. Все необходимые для расчета данные и соответствующие результаты сведены в таблицы 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1

№ п/п	Наименование помещения	Длина	Ширина	Расчетная высота	Площадь	Нормируемая освещенность	Коэффициент запаса	Коэффициент использования осветительной установки	Индекс помещения	Расчетный световой поток лампы	Принятый стандартный поток лампы	Табличное значение удельной мощности освещения	Расчетная мощность лампы	Принятая стандартная мощность лампы
		, м	, м	, м	, м²	, лк		, %		, лм	, лм	, Вт/м²	, Вт	, Вт
1	РМЦ	44,6	18,6	6,2	829,56	400	1,4	83,4	1,17	19157	19000	--	--	--
2	Комната мастера	5,6	5,4	3	30,24	300	1,4	42,13	0,92	4145	4800	--	--	--
3	Электроремонтное отделение	12,8	5,4	3	69,12	300	1,4	53,1	1,3	5011	4800	--	--	--
4	Инструментальное отделение	12,8	5,4	3	69,12	300	1,4	53,1	1,3	5011	4800	--	--	--
5	Станция перекачки и вентустановки	5,4	5,4	3	29,16	150	1,4	41,8	0,9	4029	4800	--	--	--
6	Гардероб	3,6	3,6	4	12,96	75	1,6	29,9	0,45	4293	4800	--	--	--
7	Коридор	8	2,6	3,8	20,8	50	1,4	33	0,6	4853	4800	--	--	--
8	Санузел	3,4	3,6	4	12,24	30	1,4	--	--	--	--	41,1	108	100
9	Душевая	3,6	3,6	4	12,96	20	1,6	--	--	--	--	41,1	87,4	100
10	Щитовая	3,4	3,6	4	12,24	75	1,6	29,4	0,44	4387	4800	--	--	--
11	Склад материалов и запчастей	6,2	5,4	3	33,48	30	1,4	--	--	--	--	20,5	147,8	150

Освещение цеха промышленного предприятия 📙 Курсовая → 🆔 159083