Проэктирование освещения улиц и дорог
міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни
Харківська національна академія міського господарства
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни «Освітлення міст та спортивних споруд»
на тему: «Проектування електричного освітлення вулиць і доріг»
Студентки) 5 курсу групи МСДС-1
напряму підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнології»
спеціальності 8.05070105 «Світлотехніка і джерела світла»
Вася Вася ВАся
(прізвище та ініціали)
Керівник ст.викл. каф. СДС О. М. Ляшенко
Національна шкала ________________
Кількість балів: ______ Оцінка: ECTS _____
Члени комісії ________________ __________________
________________ __________________
________________ __________________
м. Харків – 2012 рік
Зміст
Вступ ………………………………………………………………………….
1 Розрахунок кроку ліхтарів за середньою яскравістю …………………… 5
2 Вибір ОУ за техніко-економічни
3 Світлотехнічні розрахунки ОУ…………………………………….….….. 9
3.1 Розрахунок яскравості в окремих точках………………….…........... 9
3.2 Розрахунок середньої яскравості і коефіцієнта
використання за яскравістю……………………………………………………
3.3 Розрахунок яскравості за допомогою світлотехнічної програми
DiaLux………………………………………………………………
3.4 Розрахунок освітлювальної установки пішохідних зон за
середньою світленістю…………………………………………………
3.5 Розрахунок показника засліпленості……………………………..…..
4 Схеми живлення освітлювальної установки і розрахунок перерізів
ліній живлення………………….………….………………………
Література ..............................
Додатки
ВСТУП
Основним завданням
установок зовнішнього
При проектуванні вуличних освітлювальних установок мають бути забезпечені:
а) нормовані величини середньої яскравості покриттів при оптимальних кількісних показниках установок;
б) раціональне використання електроенергії;
в) висока надійність освітлення;
г) безпека обслуговуючого персоналу та ряд інших вимог, пов'язаних з керуванням освітлювальних установок і зручністю їхнього обслуговування.
У цьому проекті потрібно вибрати основні параметри освітлювальної установки (ОУ) залежно від норми яскравості дорожнього покриття, розподілу яскравості й показника засліпленості. Залежно від ширини проїзної частини, схеми розташування, типів освітлювальних приладів (ОП) і джерел світла (ДС) визначити висоту установки ОП, крок і число світильників (опор) на 1 км дороги, встановлену потужність ОУ на 1 км вулиці.
Встановлена потужність ОУ, віднесена до 1 м2 проїзної частині й одиниці норми освітлювання (яскравості, освітленості), дозволяє вибрати найраціональніший за витратою електроенергії варіант установки, що забезпечує задану середню яскравість (середню освітленість) дорожнього покриття.
На остаточний вибір варіанта установки впливають значення приведених річних витрат, розрахованих за варіантами ОУ, з урахуванням вартісних показників, затверджених (діючих) цінників.
Вихідні данні:
Зовнішній игляд вулиці на рисунку 1.
Рисунок 1 – Зовнішній вигляд вулиці. (а =30 м; b = 15 м; c = 4 м)
Нормована середня яскравість: Lср=1,0 ; Ег.ср.=15лк
Для даного проекту використовуємо нижче приведене обладнання:
Опора ОТЗ – 8,0 – 1,5 ; кронштейн К1 – 1,0 – 1,0 – 0,140 – а
Світильники:
ЖКУ15-250-107(ДНаТ-250), (Рисунок 2, а), = 22000 лм.
τл = 15000 год.
ГКУ15-250-101 «Б» (МГЛ-250), = 19500 лм. τл = 10000 год.
Укрсвітлоторг LED LS01 (150 Вт); (Рисунок 2, б) = 14000 лм.
τл = 50000 год.
а) б)
Рисунок 2 – Консольні світильники з розрядними лампами (а) та світлодіодний світильник (б).
- Розрахунок кроку ліхтарів за середньою яскравістю
Крок ліхтарів (опор із світильниками) розраховують за формулою 1.1:
, (1.1)
де D - крок ліхтарів, м;
- нормована середня яскравість покриття, кд/м2 ;
- коефіцієнт запасу( к=1,5);
- ширина проїздної частини вулиці чи дороги, м;
M - кількість рядів світильників уздовж освітлюваної смуги;
- коефіцієнт використання за яскравістю світильників і-го ряду
- світловий потік світильника і-го ряду;
- число світильників ліхтаря, що відносяться до і-го ряду.
Значення коефіцієнту використання за яскравістю світильників зазначається у каталогах. При висоті опори 10м і ширині проїзної частини вулиці 15 м: для газорозрядних світильників =0,05; для LED =0,06
ЖКУ15-250-107 (ДНаТ 250):
ГКУ15-250-101 (МГЛ 250) :
LED LS01:
- Вибір ОУ за техніко-економічними показниками
Питому встановлену потужність знаходять як потужність ОУ, віднесену до довжини, і розраховую за формулою 2.1:
(2.1)
де – потужність ламп у світильнику з урахуванням втрат у ПРА (формула 2.2), Вт;
Рсв = (Рл + ΔРПРА) пл. (2.2)
Рл - потужність однієї лампи, Вт;
ΔРПРА - величина втрат у ПРА, Вт (Для газорозрядних ламп втрати потужності у ПРА складають 10%∙від Рл; втрати потужності на драйвері світлодіодного світильника близько 15%)
- число ламп у світильнику;
- число світильників ліхтаря, що відносяться до одного ряду.
ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250):
ГКУ15-250-101 (МГЛ 250) :
LED LS01:
Питомими приведеними витратами С називається сума експлуатаційних витрат на утримання установки і 15 % витрат на придбання і монтаж світильників, придбання та установку опор, віднесених до довжини вулиці (формула 2.3).
. (2.3)
Складовими річних експлуатаційних витрат є:
Се - питомі витрати на оплату електроенергії, споживаної установкою за рік, грн./м2;
Сл – питома вартість замінюваних протягом року ламп, грн/м2 ;
Соб – питома вартість обслуговування установки за рік, грн/м2;
Значення Се , СЛ і Соб знаходять за формулами 2.4, 2.5 та .2.6 відпоідно:
(2.4)
(2.5)
(2.6)
де - коефіцієнт, що враховує втрати потужності в мережі, дорівнює 1,03;
Т - число годин використання ОУ за рік; год.
q0 - вартість 1 кВт/год електроенергії, грн;
Kл - вартість однієї лампи, грн.;
Кс - вартість одного світильника без ламп, грн.;
- строк служби ламп, год;
jоб - коефіцієнт відносних витрат на обслуговування світильників, дорівнює 0,1.
ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250):
ГКУ15-250-001 (МГЛ-250):
LED LS01:
Розмір питомих річних капіталовкладень на 1 м2 знаходять за формулою 2.7
(2.7)
- вартість опори і її монтажу, грн.
ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250):
ГКУ15-250-001 (МГЛ-250):
LED LS01:
В таблиці 1 приведемо сумарні показники витрат по варіантах.
Таблиця 1 – Сумарні показники за варіантами.
Варіант |
Сі=Се+Сл+Соб, грн/м2 |
εК, грн/м2 |
грн/м2 |
|
1 |
1,384 |
12,737 |
14,121 |
2 |
1,663 |
14,493 |
16,156 |
3 |
4,745 |
36,415 |
45,905 |
Хоча термін експлуатації світлодіодного світильника близько 20 років, на жаль, попри всі очікування, поки що його світловіддача (близько 90 лм/Вт) і ціна не дозволяють обрати його для освітлення даного об’єкту.
Тож обираємо 1-ий варіант ЖКУ15-250-107(ДНаТ 250), що має мінімальні сумарні показники за витратами.
- Світлотехнічні розрахунки ОУ
3.1 Розрахунок яскравості в окремих точках
Крива сили світла світильника ЖКУ15-250-107 має вигляд (рисунок 3):
Рисунок 3 – КСС світильника ЖКУ15-250-
Розподіл сили світла світлового приладу занесемо в таблицю 2.
Таблиця 2 – Розподіл сили світла світильника ЖКУ15-250-107 в поздовжній Со (β=90°) і поперечній С90 (β=0°) площинах:
β° |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
С0 |
250 |
255 |
260 |
270 |
280 |
295 |
315 |
340 |
360 |
385 |
410 |
455 |
510 |
550 |
250 |
70 |
0 |
С90 |
250 |
240 |
220 |
160 |
110 |
100 |
90 |
80 |
75 |
70 |
60 |
55 |
45 |
30 |
20 |
10 |
0 |
На рисунку 4 зобразимо криві розподілу сили світла світильника ЖКУ15-250-107 у прямокутних координатах.
Рисунок. 4 – Криві розподілу сили світла світильника ЖКУ15-150-103
з умовною лампою (Фл = 1000 лм) у прямокутних координатах
Cхематичне зображення проїжджої частини з світильниками і розрахунковими точками на рисунку 5.
Рисунок 5 - Схема розташування світильників і розрахункових точок
Яскравість дорожнього покриття L у заданих контрольних точках знаходиться по формулі 3.1:
, (3.1)
n - число світильників, що висвітлюють розрахункову точку;
- яскравість точки, яку
,
- функція коефіцієнта
- сила світла i- го світильника в напрямку розрахункової точки, кд;
h - висота розташування над рівнем дорожнього покриття, м.
Для світильників, що посилають світловий потік у напрямку спостерігача, значення коефіцієнта яскравості приймають за 0,1.
При нахилі світильника під кутом Q = 15º у точку, яку розглядають, будуть падати промені, що характеризуються кутами º, º, і зв'язані з кутами і такими співвідношеннями (формули 3.3 і 3.4):
(3.3)
(3.4)
Таблиця 3 – Результати розрахунку яскравості в контрольних точках
Точка |
№ СП |
b1, м |
l, м |
d, м |
а° |
cos a |
sin a |
β΄ |
cos β΄ |
sin β΄ |
α°Q=15° |
sin α |
β°Q=15° |
cos³a° |
f(а,d) |
Iα,β |
Li,кд/м² |
A |
1 |
15 |
0 |
15,00 |
61,9 |
0,4706 |
0,8824 |
0,0 |
1,0000 |
0,0000 |
46,9 |
0,7303 |
0 |
0,004 |
80 |
0,0704 | |
2 |
0 |
15,65 |
15,65 |
62,9 |
0,4552 |
0,8904 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
63,9 |
0,8982 |
82,4713 |
0,005 |
520 |
0,572 | ||
3 |
15 |
31,3 |
34,71 |
77,0 |
0,2246 |
0,9745 |
64,4 |
0,4322 |
0,9018 |
71,0 |
0,9454 |
68,3641 |
0,01 |
125 |
0,275 | ||
4 |
0 |
46,95 |
46,95 |
80,3 |
0,1680 |
0,9858 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
80,7 |
0,9867 |
87,4775 |
0,008 |
0 |
0 | ||
5 |
15 |
62,6 |
64,37 |
82,9 |
0,1233 |
0,9924 |
76,5 |
0,2330 |
0,9725 |
79,7 |
0,9838 |
78,7823 |
0,007 |
10 |
0,0154 | ||
6 |
0 |
78,25 |
78,25 |
84,2 |
0,1017 |
0,9948 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
84,4 |
0,9952 |
88,4859 |
0,005 |
0 |
0 | ||
2´ |
0 |
15,65 |
15,65 |
62,9 |
0,4552 |
0,8904 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
63,9 |
0,8982 |
82,4713 |
0,0943 |
520 |
0,3434 | ||
3´ |
15 |
31,3 |
34,71 |
77,0 |
0,2246 |
0,9745 |
64,4 |
0,4322 |
0,9018 |
71,0 |
0,9454 |
68,3641 |
0,0113 |
125 |
0,0099 | ||
4´ |
0 |
46,95 |
46,95 |
80,3 |
0,1680 |
0,9858 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
80,7 |
0,9867 |
87,4775 |
0,0047 |
0 |
0 | ||
5´ |
15 |
62,6 |
64,37 |
82,9 |
0,1233 |
0,9924 |
76,5 |
0,2330 |
0,9725 |
79,7 |
0,9838 |
78,7823 |
0,0019 |
10 |
0,0001 | ||
Σ |
1,2862 | ||||||||||||||||
B |
1 |
7,5 |
0 |
7,50 |
43,2 |
0,7295 |
0,6839 |
0,0 |
1,0000 |
0,0000 |
28,1 |
0,4715 |
0 |
0,012 |
90 |
0,2376 | |
2 |
7,5 |
15,65 |
17,35 |
65,3 |
0,4186 |
0,9082 |
64,4 |
0,4322 |
0,9018 |
59,6 |
0,8625 |
71,7181 |
0,007 |
410 |
0,6314 | ||
3 |
7,5 |
31,3 |
32,19 |
76,0 |
0,2412 |
0,9705 |
76,5 |
0,2330 |
0,9725 |
73,0 |
0,9565 |
80,6204 |
0,0095 |
95 |
0,1986 | ||
4 |
7,5 |
46,95 |
47,55 |
80,4 |
0,1659 |
0,9861 |
80,9 |
0,1577 |
0,9875 |
78,4 |
0,9797 |
83,7158 |
0,008 |
45 |
0,0792 | ||
5 |
7,5 |
62,6 |
63,05 |
82,8 |
0,1259 |
0,9920 |
83,2 |
0,1190 |
0,9929 |
81,2 |
0,9884 |
85,2786 |
0,007 |
0 |
0 | ||
6 |
7,5 |
78,25 |
78,61 |
84,2 |
0,1012 |
0,9949 |
84,5 |
0,0954 |
0,9954 |
83,0 |
0,9925 |
86,2198 |
0,005 |
0 |
0 | ||
2´ |
7,5 |
15,65 |
17,35 |
65,3 |
0,4186 |
0,9082 |
64,4 |
0,4322 |
0,9018 |
59,6 |
0,8625 |
71,7181 |
0,0734 |
410 |
0,2107 | ||
3´ |
7,5 |
31,3 |
32,19 |
76,0 |
0,2412 |
0,9705 |
76,5 |
0,2330 |
0,9725 |
73,0 |
0,9565 |
80,6204 |
0,0140 |
95 |
0,0093 | ||
4´ |
7,5 |
46,95 |
47,55 |
80,4 |
0,1659 |
0,9861 |
80,9 |
0,1577 |
0,9875 |
78,4 |
0,9797 |
83,7158 |
0,0046 |
45 |
0,0014 | ||
5´ |
7,5 |
62,6 |
63,05 |
82,8 |
0,1259 |
0,9920 |
83,2 |
0,1190 |
0,9929 |
81,2 |
0,9884 |
85,2786 |
0,0020 |
0 |
0 | ||
Σ |
1,3682 | ||||||||||||||||
C |
1 |
0 |
0 |
0,00 |
0,0 |
1,0000 |
0,0000 |
0,0 |
1,0000 |
0,0000 |
15,0 |
0,2585 |
0 |
0,035 |
170 |
1,309 | |
2 |
15 |
15,65 |
21,68 |
69,7 |
0,3462 |
0,9382 |
46,2 |
0,6920 |
0,7219 |
59,8 |
0,8645 |
51,5748 |
0,0072 |
305 |
0,4831 | ||
Продовження таблиці 3 | |||||||||||||||||
Точка |
№ СП |
b1, м |
l, м |
d, м |
а° |
cos a |
sin a |
β΄ |
cos β΄ |
sin β΄ |
α°Q=15° |
sin α |
β°Q=15° |
cos³a° |
f(а,d) |
Iα,β |
Li,кд/м² |
|
С |
3 |
0 |
31,3 |
31,30 |
75,7 |
0,2476 |
0,9689 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
76,2 |
0,9710 |
86,2193 |
0,0095 |
40 |
0,0836 | |
4 |
15 |
46,95 |
49,29 |
80,8 |
0,1602 |
0,9871 |
72,3 |
0,3043 |
0,9526 |
76,6 |
0,9726 |
75,188 |
0,008 |
25 |
0,044 | ||
5 |
0 |
62,6 |
62,60 |
82,7 |
0,1268 |
0,9919 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
83,0 |
0,9925 |
88,1076 |
0,007 |
0 |
0 | ||
6 |
15 |
78,25 |
79,67 |
84,3 |
0,0999 |
0,9950 |
79,1 |
0,1883 |
0,9821 |
81,7 |
0,9894 |
80,9845 |
0,005 |
0 |
0 | ||
2´ |
15 |
15,65 |
21,68 |
69,7 |
0,3462 |
0,9382 |
46,2 |
0,6920 |
0,7219 |
59,8 |
0,8645 |
51,5748 |
0,0415 |
305 |
0,0886 | ||
3´ |
0 |
31,3 |
31,30 |
75,7 |
0,2476 |
0,9689 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
76,2 |
0,9710 |
86,2193 |
0,0152 |
40 |
0,0043 | ||
4´ |
15 |
46,95 |
49,29 |
80,8 |
0,1602 |
0,9871 |
72,3 |
0,3043 |
0,9526 |
76,6 |
0,9726 |
75,188 |
0,0041 |
25 |
0,0007 | ||
5´ |
0 |
62,6 |
62,60 |
82,7 |
0,1268 |
0,9919 |
90,0 |
0,0000 |
1,0000 |
83,0 |
0,9925 |
88,1076 |
0,0020 |
0 |
0 | ||
Σ |
2,0133 | ||||||||||||||||
3.2 Методика розрахунку середньої яскравості і коефіцієнта використання за яскравістю.
Середня яскравість дорожнього покриття являє собою суму двох складових: (Lср )1 і (Lср )2 , де (Lср )1 – середня яскравість покриття, створювана світловими потоками світильників, розташованих перед спостерігачем; (Lср )2 – те ж, створювана світильниками, розташованими за спостерігачем.
Розрахунок (Lср )2. За кривою розподілу сили світла світильника з круглосимметричним світорозподільником і з умовною лампою (Фл=1000лм)визначають зональні потоки (формула 3.5):
(3.5)
За графіком Кά = f (b / h) (рис. 9.5 [л.3 ] знаходимо значення коефіцієнтів Кά для 10-ти градусних зон кутів ά.
Визначаємо корисний потік кожної десятиградусної зони за формулою 3.6:
(3.6)
У випадку подання сили світла світильника в двох площинах: поздовжній: =90° і поперечній =0°, для визначення зонального і повного потоків застосовують формулу 3.7:
, (3.7)
де і - сумарні корисні зональні потоки, визначені для світильника із заданими кривими в поперечній і поздовжній площинах.
Усі розрахунки зводимо до таблиці 7.
За відношенням потоку, що падає на проїзну частину до умовного світлового потоку світильника, визначають коефіцієнт використання світлового потоку світильника (коефіцієнт використання світильника за освітленістю) за формулою 3.8:
(3.8)
Таблиця 7- Розрахунок коефіцієнтів використання за освітленістю, яскравістю
середньою яскравістю дорожнього покриття
Зона |
Кα = f(b/h) (b/h=1,5) |
Iα,кд β = 90º |
ΔФзон 1β = 90º |
Iα, кд β = 0º |
ΔФзон 2 β = 0º |
ΔФпол лм |
rср |
ΔФпол · rср лм | ||
0-10 |
0,015 |
0,5 |
270 |
12,89 |
240 |
11,45 |
12,27 |
0,1 |
1,23 | |
10--20 |
0,045 |
0,5 |
280 |
39,69 |
160 |
22,68 |
32,40 |
0,1 |
3,24 | |
20-30 |
0,074 |
0,5 |
310 |
71,74 |
90 |
20,83 |
49,92 |
0,1 |
4,99 | |
30-40 |
0,1 |
0,5 |
340 |
106,79 |
80 |
25,13 |
71,79 |
0,1 |
7,18 | |
40-50 |
0,123 |
0,5 |
390 |
151,02 |
60 |
23,23 |
96,25 |
0,131 |
12,61 | |
50-60 |
0,143 |
0,45 |
480 |
193,79 |
40 |
16,15 |
117,66 |
0,205 |
24,12 | |
60-70 |
0,158 |
0,25 |
540 |
134,00 |
30 |
7,44 |
79,76 |
0,635 |
50,65 | |
70-80 |
0,168 |
0,11 |
50 |
5,82 |
20 |
2,33 |
4,32 |
2,82 |
12,19 | |
80-90 |
0,174 |
0,04 |
0 |
0,00 |
0 |
0 |
0,00 |
11,7 |
0,00 | |
Σ |
464,3815 |
116,21 | ||||||||
Визначаємо середню освітленість дорожнього покриття за формулою 3.9:
. (3.9)
За розраховують середню яскравість проїзної частини, створювану світильниками, розташованими за спостерігачем (тобто діючими в напрямку спостерігача) (формула 3.10):
(3.10)
Середню яскравість покриття, створювану світловими потоками світильників, розташованих перед спостерігачем розраховують за формулою 3.11:
, (3.11)
де - середній коефіцієнт яскравості покриття. Визначають за табличними даними для гладкого чи шорсткуватого асфальтобетонного покриття.
Знаходимио сумарну середню яскравість покриття:
Визначаємо коефіцієнт використання за яскравістю світильників, розташованих перед спостерігачем за формулою 3.12:
(3.12)
Оскільки половина всіх світильників є "передніми" і половина "задніми", то остаточний коефіцієнт використання за яскравістю знаходимо по формулі 3.13:
(3.13)
Таким чином, яскравість в контрольних точках та середня яскравість дорожнього покриття дорівнює:
LA=1,29 кд/м2 LB=1,37 кд/м2 LC=2,01 кд/м2 Lср=3,11 кд/м2
Віднощення мінімальної яскравості до середнього значення: , що більше регламентованої величини (не менше 0,4 при нормі більше 0,6 кд/м²).
3.3 Розрахунок яскравості за допомогою світлотехнічної програми DiaLux
На сьогоднішній день існує багато світлотехнічних програм, за допомогою яких можна проводити світлотехнічні розрахунки. Одна з них DiaLux, яка знаходиться в вільному розпорядженні для користувачів.
Ввівши всі параметри вулиці та розміщення опор з світильниками ми отримали результати, що представлені в вигляді візуалізації, фіктивних кольорів розподілення яскравості, та ізоліній (рисунок 6).
Рисунок 6 – Результати розрахунку в програмі DiaLux/
Як бачимо результати майже ідентичні «ручним» розрахункам.
3.4 Розрахунок показника засліпленості.
Показник засліпленості Р визначають за формулою 3.15:
, (3.15)
де - коефіцієнт нееквівалентності, що дорівнює для натрієвих ламп високого тиску - 0,9.
- коефіцієнт, залежний від яскравості фону, (визначають за графіком СL=9)
- сумарна яскравість вуалюючої завіси від М рядів світильників;
К - коефіцієнт запасу;
- нормована середня яскравість, кд/м2.
Яскравість вуалюючої завіси від кожного ряду світильників для спостерігача, які знаходиться на осі руху, знаходять за формулою 3.16:
, (3.16)
де - число світильників на опорі, що відносяться до даного ряду;
- висота установки світильників, м;
- висота очей спостерігача над рівнем проїзної частини, прийнята рівною 1,5 м;
- відстань між вертикальними площинами, що проходять через лінію зору спостерігача й і-й ряд світильників ( =7,5м)
… - значення сили світла світильника, кд., у площині =90° під кутами = 75°, 80°, 85° і 90° (І75°=80 кд; І80°=0 кд).
<
3.5 Розрахунок освітлювальної установки пішохідних зон за середньою освітленістю.
Розрахунок освітлювальної установки пішохідних зон за середньою освітленістю здійснюють за формулою 3.14:
, (3.14)
де D - крок світильників, м;
- світловий потік лампи (чи ламп) світильника, лм;
М - число рядів світильників;
- нормована середня
к - коефіцієнт запасу;
- ширина пішохідної дороги чи алеї, м;
- коефіцієнт використання по освітленості
Для освітлення пішохідних зон обираємо метало галогенні лампи типу ДРИ-70, що мають світловий потік Фл=6300 лм. Для вуличного світильника ГКУ 21-70-001
Для ширини пішохідної зони 4м і висоти установки світильника 5м коефіцієнт використання =0,25.
4 Схеми живлення освітлювальної установки і розрахунок перерізів ліній живлення
4.1 Визначення допустимих втрат напруги
У загальному випадку, величина втрат напруги ΔU в освітлювальній мережі залежить від:
- роду і частоти струму;
- потужності джерела живлення;
- схеми електричної мережі;
- потужності і коефіцієнта потужності приймача;
- перетину і матеріалу провідника;
- довжини проводів освітлювальної мережі.
Величина втрат напруги в мережі визначається за формулою 4.1:
(4.1).
де ∆Uд - допустима втрата напруги в мережі;
- номінальна напруга при холостому ході трансформатора= 105%,
- допустима напруга у найбільш віддалених ламп. У мережах зовнішнього освітлення ця величина повинна бути не нижче 95% Uн, тобто зниження не повинно перевищувати 5% Uн;
- втрати напруги в трансформаторі, приведена до вторинної напруги.
Величина ∆Uтр залежить від потужності трансформатора Ртр , його завантаження, коефіцієнту потужності навантаження і визначається з достатнім наближенням за формулою 4.2
DUтр = b (Uат cos j + Uрт sinj), (4.2)
де b – коефіцієнт завантаження трансформатора, що визначається як ,
де Рр – встановлена потужність. Для ділянки дороги в 1км з кроком
опор 31,3м розташованих в два ряди в шаховому порядку з потужністю
світильників 275 Вт, а також два ряди світильників з кроком 26,25 м потужністю 77Вт (лампа з урахуванням втрат в ПРА) Рр=23,452 кВт
Uат, Uрт, – активна і реактивна складові напруги короткого замикання трансформатора (формули 4.3 і 4.4);
cosj – коефіцієнт потужності навантаження;
(4.3)
де Рк – втрати короткого замикання, кВт,
Рн – номінальна потужність трансформатора, кВт∙А
(4.4)
де Uк – напруга короткого замикання, у відсотках до номінальної напруги
Рк і Uк – табличні дані на трансформатор.
Визначаємо коефіцієнт завантаження трансформатора b :
Для трансформатора потужністю Рн = 40 кВ×А втрати короткого замикання та напруга короткого замикання будуть рівними відповідно: Рк=0,88 кВт; Uк=4,5%
Розраховуємо активну і реактивну складові напруги короткого замикання трансформатора:
Тоді втрати напруги в трансформаторі:
Отже величина втрат напруги в мережі:
4.2 Розрахунки моментів і перерізів провідників мережі електропостачання ОУ вулиці
Розрахунок мережі здійснюється за формулою 4.5:
, (4.5)
де S – розрахунковий переріз, мм2;
ΣM – сума моментів навантаження даної ділянки, та всіх наступних ділянок мережі з тією ж кількістю провідників, що і на даній ділянці, кВт·м;
α – коефіцієнт приведення моментів навантаження, який залежить від кількості проводів;