Проектирование осветительной установки телятника на 520 голов

2. Электротехнический раздел

2.1 Выбор схемы электроснабжения и компоновка осветительной сети

Питание осветительной сети осуществляется переменным напряжением 380/220 В [1], с заземленной нейтралью. В помещениях предусматриваем только группы рабочего освещения, для группы дежурного освещения нет необходимости (дежурное освещение предусматривается в животноводческих помещениях для наблюдения за животными в ночное время). Разбиваем осветительную сеть на 4 группы. В первую группу и четвертую входят светильники секций хранения. Они включены в отдельные и при том в разные группы для удобства управления освещением, так как закладка овощей и их выгрузка может производится как одновременно в обе части хранилища так и по очереди. Во вторую группу включены светильники расположенные в камерах смешения, навесах, электрощитовой, а так же светильники уличного освещения расположенные в данной части здания. В третью группу включены оставшиеся светильники правой половины здания и светильники грузового коридора. Компоновка групп таким образом позволяет управлять освещением в зависимости от того, какие технологические операции производятся в хранилище. Так же на компоновку повлияло то что здание имеет большие размеры.

Первую и четвертую группы выполняем трехпроводными т.к их длина около 60 м. Вторую группу выполняем так же трехпроводной с двухпроводными ответвлениями из за большой протяженности и нагрузки. Четвертую группу выполняем четырехпроводной так как она имеет большую длину и большую нагрузку.

К первой группе подключены нагрузки

р1…р36=40 Вт.

Ко второй группе подключены нагрузки:

р30. .31, р36, р40. .41=100 Вт,

р28, р32. .35 р42…43, р45. .46, р=60 Вт,

р27, р29, р44=40 Вт

К третьей группе подключены нагрузки:

р47…р70=60 Вт

      57             59                                                  61            63

                               M   32м                30м

                                                                                                 n

     56                          4       8            12       16

                 a1

            54                  3.4

                                 1    2                                     17   18   a

                    8м

                                                                                                37      d1

     C           O      10м

                          A

                        10м                                                                                        41

50                                                                                                 43

          53                   19  20                              35  36  b  T      12м

       49         47     L                28м                          45  44                 

   c1

     64            66   K                   62м                         67           70  f  

                                23  27                    31   35  

Рис.2 Расчетная схема.

2.2 Выбор марки проводов и способ их прокладки

В производственных зданиях проводку следует преимущественно применять открытую /1/. Во всем помещении проводку выполняем открыто: по стенам в лотках. Силовой и осветительный щит располагаем в сухом помещении и соединяем их между собой 4-х жильным кабелем АВВГ. По последним требованиям ПУЭ вся проводка должна быть выполнена проводами с двойной изоляцией. Поэтому выполняем ее кабелем АВВГ.

2.3 Выбор сечения проводов и кабелей

Выбор сечения проводов и кабелей необходимо производить исходя из механической прочности, тока нагрузки и потери напряжения. Потери напряжения в осветительных сетях не должны превышать 4%. Сечение жил проводов рассчитываем по допустимой потере напряжения.

Расчет сечения проводов по потере напряжения производят по формуле:

 (2.1)

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

Мi - электрический момент i-го приемника (светильника), кВт×м;

DU - располагаемая потеря напряжения, %.

Электрический момент Mi определяют как произведение мощности i-го светильника на расстояние от щита или точки разветвления до этого светильника.

При вычислении следует учитывать, что мощность светового прибора с ГРЛ примерно на 20% больше мощности лампы.

Расчет сечения производится из условия, что суммарная потеря напряжения, начиная от ввода до самой дальней лампы, не должно превышать 4%. Для этого сначала произвольно выбираем потери напряжения на отдельных участках. Рассмотрим расчет на примере первой группы светильников.

Для расчета выбираем самый загруженный и протяженный участок - участок О-д2. Рассчитываем моменты группы.

Определим мощность осветительной установки.

SР=9484Вт

Определяем момент, сечение провода и потерю напряжения на участке между силовым и осветительным щитком – СО

 кВт×м,

 мм2, принимаем SCO=2.5 мм2

МОА==17.28 кВт×м

Где Р1ГР - суммарная мощность светильников первой группы

lОА - длина участка группы от осветительного щитка до разветвления.

МАа==40 (3.4+6.8+10.2+13.6+17+20.4+23.8+27.2+30.6+34+37.4+40.8+44.2+47.6+51+54.4+57.8) =30.49 кВт×м, МВв==30.49кВт×м

Определяем сечение проводов на рассчитанных участках.

где коэффициент С принимаем равным 19.5 [1], т.к участок двухпроводный, выполненный алюминиевым проводом. DUОА=0.3%

 мм,

принимаем ближайшее стандартное сечение SОА=2,5 мм2

 мм2,

принимаем SАа=2,5 мм2, т.к минимальное допустимое сечение алюминиевого провода равно 2.5 мм2

 мм2,

принимаем SАв=2,5 мм2

Определяем потерю напряжения на расчетном участке.

Определяем суммарную потерю напряжения:

Суммарная потеря напряжения не превышает допустимого значения, значит сечение проводов выбрано правильно. Длины участков и мощности четвертой группы равны, значит и сечения проводов у них то же равны. Аналогично определяем сечение на оставшихся группах. Результаты заносим в таблицу.

Таблица 4. Выбор сечения проводов

Проверка проводов по допустимому току.

Найденные сечения проводов проверяем по допустимому нагреву, по условию: [1]

Значение расчетного тока для каждого участка сети определяем по формуле: [1]

, (2.2)

где Рi - расчетная нагрузка (включая ПРА), которая запитываться через данный участок Вт; m - число фаз сети; Uф - фазное напряжение, В; cosj - коэффициент мощности нагрузки.

Определяем ток на участке О - С:

 (2.3)

Принимаем cosj лн=1; cosj лл=0,95; cosj роз=1.

 A

Принимаем кабель 4АВВГ (1´2.5)  Iд=19 А [1].

 Условие выполняется.

Выбираем провод для первой группы:

 A

Принимаем провод 3АВВГ (1´2.5)  Iд=17 А [1].

 Условие выполняется.

Аналогично рассчитываем другие группы, результаты заносим в электротехническую ведомость.

Таблица 5. Проверка сечения проводов на допустимый нагрев.

2.4 Выбор осветительного щита

Все осветительные сети подлежат защите от токов короткого замыкания. Так же требуется защита от перегрузок. 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:

IВ³K×IР (2.4)

где K - коэффициент, учитывающий пусковые токи (для газоразрядных ламп низкого давления и ламп накаливания мощностью до 300 Вт, K = 1, для других ламп K =1,4 [1]); I p - расчетный ток группы, А.

K×IP=1×8.77=8.77 A

Принимаем ток плавкой вставки IB=10 А, проверяем сечение проводов:

IД³1.25×IB (2.5)

1.25×10=12.5 А, 12.5<19

условие выполняется, следовательно предохранитель выбран верно.

Ток уставки комбинированного и теплового расцепителей для защиты осветительных групп определяем по формуле: [1]

I к = I т = к/ · I р (2.6)

Для автомата на вводе: I кв = I тв = 1×8.77 = 8.77 А

Для автомата первой группы: I к1 = I т1 = 1×7.38 = 7.38 А

Для автомата второй группы: I к2 = I т2 = 1×7.38=7.38 А

Для автомата третьей группы: I к3 = I т3 = 1×2.45 = 2.45 А

Для приема, распределения электроэнергии и защиты отходящих линий выбираем вводно-распределительное устройство: щит СУ - 9442 - 13, степень защиты IP20. [1]

Автоматический выключатель на вводе в щит типа: АЕ 2016 с комбинированным расцепителем, ток номинальный расцепителя I н = 16 А. [1], принимаем ток установки равным 10 А.

Проверяем сечение проводов на соответствие расчетному току установки защитного аппарата: [1]

I доп ³ 1.25·I к (2.7)

где I к - ток комбинированного расцепителя автомата, А.

19 ³ 1.25 × 10

19 А ³ 12.5 А

Условие (27) выполняется, следовательно кабель выбран верно.

Проверяем сечение проводов в группе 2. Принимаем ток расцепителя 15А

1.25·I к=1.25×15=18.75 А

Так как в группе имеются розетки, то защищаем ее и от перегрузок, должно выполняться условие:

IД³0,66×Iк

17>9.9

Условие соблюдается, следовательно автомат выбран верно.

Выбор автоматических выключателей для защиты остальных групп производим аналогично и результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6. Аппараты защиты.

3. Расчет технико-экономических показателей осветительной установки

Экономическую эффективность осветительной установки оценивают приведенными затратами:

З=ЕН×К+Э (3.1)

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× (КЛ×n+КС+КМ+a×РЛ×КМЭ×n×10-3) (3.2)

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

КЛ - цена одной лампы, руб.;

n - число ламп в одном светильнике;

КС - цена одного светильника, руб.;

КМ - стоимость монтажа одного светильника, руб.;

a - 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 600 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 (3.3)

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=0,1×N× (КС+КМ+a×РЛ×n×10-3) (3.4)

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

ЭО=ЭЛ+ЭЧ= (3.5)

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.;

n - количество чисток светильников в год [3] ;

С1 - стоимость одной чистки одного светильника, руб.

Принимаем стоимость замены одной лампы 0,7С1

Стоимость электрической энергии израсходованной за год определяется по формуле:

ЭЭ=a×b×РЛ×n×ТР×ЦЭ×10-3 (3.6)

где b=0,1×DU - коэффициент, учитывающий потери электрической энергии в осветительных сетях;

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

ЦЭ - стоимость электрической энергии, руб. / (кВт×ч)

Так как отсутствуют данные потери напряжения, коэффициент принимаем равным 1,03 при лампах накаливания, 1,037 - при люминесцентных лампах. Пример расчета покажем на светильнике НСП01

Капитальные затраты:

К=38× (4×1+12+3+1,1×60×600×1×10-3) =880 руб.

Амортизационные отчисления:

ЭА=0,1×38× (12+3 +1,1×60×600×1×10-3) =72 руб.

Расходы на обслуживание и текущий ремонт:

ЭО=руб.

Стоимость электрической энергии, израсходованной за год:

ЭЭ=1×1,03×60×1×1860×10-3=126,4 руб.

Годовые эксплуатационные расходы:

Э=72+799+126,4=997,4 руб.

Экономическая эффективность осветительной установки:

З=0,15×880+997,4=1129,4

Остальные светильники считаем аналогично, данные сводим в таблицу

Таблица 7. Технико-экономические показатели осветительной установки.

Список литературы

1.                Проектирование электрического освещения: Учебное пособие / Н.А. Фалилеев, В.Г. Ляпин; Всесоюзный с.-х. ин-т заоч. Образования М., 1989.97 с, Жилинский Ю.М., Кумин В.Д.

2.                Электрическое освещение и облучение. - М.: Колос, 1982. - 272 с.

3.                Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472 с.

4.                Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение. - М.: Агропромиздат, 1991. - 239 с.

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

Страницы: 1, 2