Проект системы освещения гальванического цеха

/

Задание на курсовой проект

освещение цех электроснабжение светильник

Студенту Гуничеву Николаю Аркадьевичу группы 131501

1. Тема проекта 'Проект системы освещения гальванического цеха'

2. Срок сдачи студентом законченного проекта 15.12.14 г.

3. Исходные данные к проекту:

Площадь помещения 288 м², высота помещения 7 м.

Схема расположения оборудования в цехе.

Технологические особенности работы цеха.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки:

Введение. Светотехническая часть проекта (выбор и расчет системы общего искусственного освещения в цехе). Электротехническая часть проекта (расчет электроснабжения системы освещения). Эксплуатационная часть проекта (мероприятия по эксплуатации системы освещения). Заключение. Список литературы.

5. Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей):

Схема расположения оборудования в цехе. Схема размещения источников света. Схема электроснабжения источников света.

Руководитель Кравцов Ю.В.

Содержание

Введение

1. Выбор и расчет системы общего искусственного освещения в помещениях сборочного цеха

1.1 Общие требования к устройству освещения помещений гальванического цеха

1.2 Общие требования к устройству освещения помещений сборочного цеха

1.3 Светотехнический расчет гальванического цеха

1.4 Светотехнический расчет вспомогательного цеха

1.5 Расчет аварийного освещения

2. Расчет электроснабжения системы освещения

2.1 Расчет электрической сети рабочего освещения

2.2 Выбор сечения проводников линии, питающей ВРУ

2.3 Расчет электрической сети аварийного освещения

2.4 Выбор осветительных щитков и защитных аппаратов

2.5 Составление расчетных схем для рабочего и аварийного освещения

2.6 Описание принципиальной схемы осветительной сети

3. Мероприятия по эксплуатации системы освещения

3.1 Управление освещением

3.2 Техническое обслуживание светильников

• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Для обеспечения комфортности и безопасности труда, улучшения и облегчения его условий, увеличения производительности труда, необходимо обеспечить высокую эффективность и экономичность установок электрического освещения.
• Необходимо выполнить светотехнический расчет в соответствии с классом точности работ в данном помещении руководствуясь СНиП 23-05-95* (2003).
• В этом курсовом проекте необходимо спроектировать освещение гальванического и вспомогательного цеха. Для расчета освещения будет использоваться два метода:
• 1) Методом коэффициента использования - этот метод будет применяться для светотехнического расчета вспомогательного цеха, так как из-за небольших размеров отражение светового потока от стен и потолка необходимо учитывать.
• 2) Точечный метод - будет использован при проектировании гальванического цеха, так как отражение светового потока от стен и потолка малы и ими можно пренебречь.
• Необходимо спроектировать электроснабжение освещения данного цеха с последующим выбором оборудования в соответствии с выполненными расчетами.
• Так же нужно учитывать при проектировании экономичность денежных средств, которые будут потрачены на реализацию вашего проекта.
• Целью данного курсового проекта является создание проекта освещения гальванического цеха.
• Задачами проекта являются: выбор и расчет системы общего искусственного освещения в цехе, расчет электроснабжения системы освещения и мероприятия по эксплуатации системы освещения.
• 1. Выбор и расчет системы общего искусственного освещения в помещениях сборочного цеха
• 1.1 Общие требования к устройству освещения помещений сборочного цеха
• Одним из факторов внешней среды, определяющих благоприятные условия труда, является рациональное освещение рабочей зоны. Недостаточное освещение является одной из причин снижения производительности труда и появления профессиональных заболеваний зрительного аппарата.
• Типы освещения:
• · естественное - освещение помещений светом неба, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях;
• · искусственное - освещение помещений искусственным светом с помощью электроламп;
• · совмещенное - освещение, при котором недостаточное естественное освещение дополняется искусственным.
• Виды естественного освещения помещений:
• · одностороннее - световые проемы расположены в одной из наружных стен;
• · двустороннее - световые проемы расположены в двух противоположных стенах;
• · верхнее - световые проемы расположены в верхних перекрытиях;
• · комбинированное - сочетание верхнего и бокового естественного освещения.
• Виды искусственного освещения:
• · рабочее - освещение помещений, зданий, а также участков отрытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта;
• · дежурное - освещение в нерабочее время;
• · аварийное - освещение для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения;
• · эвакуационное - освещение для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения, в проходах, на лестницах, в местах производства работ вне зданий или в помещениях.
• Системы искусственного освещения:
• § общая - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования;
• § местная система - освещение, дополнительное к общему освещению, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах;
• § комбинированная - освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.
• В гальваническом цехе где выполняются зрительные работы VIII a разряда, необходима освещенность 200 лк.
• 1.2 Составление плана цеха с размещением светотехническогооборудования

Гальванический цех, показанный на рисунке 2, имеет параметры 12х24х7 м в данном случае целесообразно применять светильники с лампами типа ДРЛ мощностью от 250 до 2000 Вт имеющие КСС типа Л-Ш, либо их светодиодные аналоги.

В цехе принимаем равномерное распределение светильников общего освещения. Для размещения светильников нужны следующие размеры, показанные на рисунке 1:

Н - высота помещения, м;

hp - высота расчетной поверхности от пола, м;

hс - расстояние от светильника до перекрытия (свес), м;

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

Нр - расчетная высота от условной рабочей поверхности до светильника, м;

l - расстояние от крайних светильников до стены, м;

А- длинна помещения, м;

В - ширина помещения, м.

Рисунок 1 - Размещение светильников

Рисунок 2 - Схема гальванического и вспомогательного цеха

Распределение освещенности по освещаемой поверхности определяется типом КСС и отношением расстояния между соседними светильниками или рядами к высоте их установки (L/Hp).

В соответствии с параметрами цеха выбираем тип КСС - Л-Ш.

Исходя из этого найдем расчетную высоту от рабочей поверхности до светильника

Вычислим расстояние L:

На рисунке 3 показано схематичное расставление светильников по помещению цеха.

Рисунок 3 - Расположение светильников в гальваническом цехе

1.3 Светотехнический расчет гальванического цеха

Светотехнический расчет цеха необходимо выполнять точечным методом. Он заключается в том, что выбирается самое слабоосвещенное место цеха и принимается за расчетную точку (РТ), после чего находят расстояния от РТ до светильников, от которых попадает световой поток в данную точку. После чего при помощи графика изолюкс для данного типа КСС определяется освещенность в этой точки.

Рисунок 4 - Расстояние от расчетной точки до светильников

Найдем расстояние от расчетной точки до светильников:

d1=2,95 м;

d2=5,1 м;

d3=5,1 м;

d4=2,95 м;

d5=5,67 м;

d6=5,14 м;

d7=1,71 м;

d8=1,71 м;

По изолюкс изображенном на рисунке 5 найдем суммарную освещенность в расчетной точке:

где ?ei -суммарная освещенность в расчетной точке, лк;

е1...е8 - освещенность в расчетной точке от светильника, лк.

Найдем световой поток:

где Фл - световой поток, лм;

ЕН - нормируемая освещенность, лк;

k - коэффициент запаса;

µ - коэффициент дополнительной освещенности.

Подставляя известные параметры получим значение светового потока

Рисунок 5 - Изолюкс КСС тип Л-Ш

Из таблицы 1 выбираем тип лампы по световому потоку.

Таблица 1 - Технические данные ртутных ламп высокого давления общего значения

Выбираем лампы ДРЛ250(6)-4.

Из таблицы 2 выбираем тип светильника.

Таблица 2 - Технические данные светильников для производственных помещений с лампами типа ДРЛ

Исходя, из наших расчетов выбираем светильник типа РСП05-250 со степенью защиты IP20.

1.4 Светотехнический расчет вспомогательного цеха

Светотехнический расчет вспомогательного цеха необходимо производить методом коэффициента использования светового потока.

Размещение светильников необходимо производить учитывая следующее:

,

где lсв - расстояние между светильниками, м;

Нсв - высота подвеса светильника от рабочей поверхности, м.

Найдем высоту подвеса светильника от рабочей поверхности

Подставляя численные значения находим высоту подвеса светильника от рабочей поверхности

Рассчитываем световой поток одного светильника

где F1 - световой поток одного светильника, лм;

S - площадь освещаемой поверхности (пола), м2;

z - коэффициент неравномерности освещения;

k - коэффициент запаса;

n - число светильников;

з - коэффициент использования светового потока.

По СНиП 23-05-95* выбираем нормативное значение освещенности, которое равно 200лк.

Рисунок 6 - Размещение светильников во вспомогательном цехе

Выбираем коэффициент неравномерности освещения равным 1, а коэффициент запаса равный 1,1; коэффициент учитывающий загрязнение стекол светильников принимаем для ламп равным 1,5.

Значении коэффициента использования определяется в зависимости от коэффициентов отражения светового потока от потолка спот и стен сст , а так же показателя помещения i, который определяется из соотношения:

где i - показатель помещения;

а - длинна душевой комнаты, м;

b - ширина душевой комнаты, м.

Подставляя параметры в соотношение получаем численное значение показателя помещения для типа КСС - Л:

Из таблицы 3 находим коэффициент использования светового потока.

Таблица 3 - Коэффициент использование светового потока с типами КСС

Коэффициент использования светового потока составил 49%.

Подставив все найденные коэффициенты в формулу рассчитаем световой поток

В таблице 4 указаны типы ламп с испускаемым ими световым потоком, исходя из наших расчетов выбираем лампу Г215-225-300 световой поток равен 4850 лм, а мощность 300 Вт.

Таблица 4 - Технические данные ламп накаливания общего назначения

Из таблицы 5 выбираем светильник НСП11-500 с лампами Г220-230-500 степень защиты IP52, данная степень защиты удовлетворяет техническим характеристикам вспомогательного цеха.

Таблица 5 - Технические данные светильников для производственных помещений с лампами накаливания

1.5 Расчет аварийного освещения

Аварийное освещение включается при повреждении системы рабочего питания и предназначено для обеспечения эвакуации людей при отключении энергоснабжения, которое может произойти при пожаре или любой техногенной аварии.

Аварийное освещение - это освещение, включаемое при повреждении системы питания рабочего освещения и предназначено для обеспечения эвакуации людей при отключении энергоснабжения, которое может произойти при пожаре или любой техногенной аварии. Аварийное освещение обеспечивает минимально необходимые условия освещения для продолжения работы в помещениях и на открытом пространстве в случаях, когда отсутствие искусственного освещения может вызвать тяжелые последствия для людей, производственных процессов, нарушить нормальное функционирование жизненных центров предприятия и узлов обслуживания массовых потребителей.

Минимальная освещенность аварийного освещения зон повышенной опасности должна составлять 10% нормируемой освещенности для общего рабочего освещения, но не менее 15 лк.

Размещение аварийных светильников в сборочном цехе показаны на рисунке 7.

Рисунок 7 - Размещение светильников аварийного освещения

Для определения светового потока аварийных светильников необходимо найти расстояние от расчетной точке до этих светильников.

Расстояния показаны на рисунке 8.

Рисунок 8 - Расстояние от расчетной точки до светильников аварийного освещения

По графику изолюкс, изображенного на рисунке 9, найдем суммарную освещенность в расчетной точке

Рисунок 9 - Изолюкс КСС тип Ш

Найдем световой поток

Исходя из полученного светового потока, выбираем светильники марки LSI-80-8000-30-IP65 с встроенным автономным питание на 3 часа.

2. Расчет электроснабжения системы освещения

2.1 Расчет электрической сети рабочего освещения

В данном цехе используются светильники с лампами ДРЛ, которые потребляют достаточно большие мощности, поэтому целесообразно электрическую сеть рабочего освещения разбить на несколько групп.

Рисунок 10 - Электроснабжение общего освещения

Рассчитаем нагрузку общего освещения по формуле:

где Кс - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

КПРАi - коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей

аппаратуре i- ой газоразрядной лампы;

Рномi - номинальная мощность i-ой лампы, кВт;

n - количество ламп, питающихся по линии.

При отсутствии данных обследования осветительных установок коэффициент спроса для расчета питающей сети рабочего освещения производственных зданий следует принимать равным 1, а коэффициент учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре i-ой газоразрядной лампы для ламп типа ДРЛ равен 1,1; для ламп накаливания равен 1.

Расчетная нагрузка для групп Гр-1 - Гр-3 находим, подставляя известные значения

Расчетная нагрузка для Гр-4 получим используя коэффициенты для ламп накаливания

Выберем сечение провода для рабочего освещения по расчетному току, так как номинальное напряжение сети рабочего освещения составляет 220В, для определения расчетного тока воспользуемся формулой:

где Ip - расчетный ток нагрузки, А;

Pp - расчетная мощность, Вт;

Uном.ф - номинальное фазное напряжение, В;

сosц - коэффициент мощности.

Так как для Гр-1 - Гр-3 используются одинаковые источники света и их количество, то и расчетный ток будет равным, подставив числовые значения получаем расчетный ток

Расчетный ток Гр-4 будет равный

Исходя, из полученных данных необходимо выбрать сечение кабеля с медными жилами [4, c. 25].

Для групп Гр-1 - Гр-3, при расчетном токе 25 А, сечение кабеля составит 2,5 мм², а для Гр-4 составит 1,5 мм².

Проверим выбранные сечения кабеля по падению напряжения.

Проверим наиболее длинный кабель Гр-4, если падение напряжения на этом кабеле соответствует норме то и для других групп оно будет в пределах нормы.

Для проверки кабеля на падение напряжения воспользуемся моментом нагрузки, который находится по формуле:

где М - момент нагрузки, кВтм;

L - длинна провода, м.

Подставив данные параметров найдем значение момента нагрузки

По найденному моменту нагрузки определим падение напряжение в кабеле данного сечения, которое должно быть не более 5% [3, c. 351].

Для нашего кабеля падение напряжение составило 0,5%, что соответствует норме.

Для питания Гр-1 - Гр-4 принимаем кабель марки ВВГнг(А)-LS 2x4.

2.2 Выбор сечения проводников линии, питающей ВРУ

На рисунке 11 приведена схема подключения осветительных установок.

Рисунок 11 - схема подключения осветительных установок

Рассчитаем общую нагрузку рабочего и аварийного освещения

Найдем расчетный ток ВРУ

По расчетному току выбираем сечение кабеля равным 25мм2. Проверим данный кабель по падениям напряжения, используя метод нагрузки

Для нашего кабеля падение напряжение составило 1,6%, что соответствует норме [3, c. 351]. Выбираем кабель марки ВВГнг(А) - LS 4x25.

Выбираем сечение кабеля от ВРУ до ЩО. Для этого найдем расчетную нагрузку

Найдем расчетный ток

По расчетному току выбираем сечение кабеля равным 25мм² [4, c. 25]. Проверка на падению напряжения не требуется, так как расстояние от ВРУ до ЩО не большое.

Выбираем сечение кабеля от ВРУ до ЩАО. Для этого найдем расчетную нагрузку

Найдем расчетный ток

По расчетному току выбираем сечение кабеля равным 25мм2 [4, c.25]. Проверка на падению напряжения не требуется, так как расстояние от ВРУ до ЩАО не большое.

2.3 Расчет электрической сети аварийного освещения

Для аварийного освещения в данном проекте мы выбрали светильники светодиодные с встроенными аккумуляторами марки LSI-80-8000-30-IP65.

Рассчитаем нагрузку аварийного освещения:

Расчетный ток аварийной сети:

По расчетному току выберем сечение кабеля, питающее аварийное освещение (таблица 19 [4, c. 25].)

Кабель марки ВВГнг(А)-LS 2x4 мм².

2.4 Выбор осветительных щитков и защитных аппаратов

Для выбора защитных аппаратов (автоматических выключателей) и осветительных щитков воспользуемся продукцией компании 'IEK'.

Для общего освещения выберем щиток марки ЩРв-18з-1 36 УХЛ3, для Гр-1 - Гр-3 выбираем автоматические выключатели марки ВА47-100 1Р 25А, а для Гр-4 автоматический выключатель марки ВА47-29 1Р 20А.

Для аварийного освещения выберем щиток марки ЩРв-12з-1 36 УХЛ3, автоматические выключатели выбираем марки ВА47-29 1Р 10А.

Автоматический выключатель в ВРУ выбираем марки ВА88-35 3Р 250А 35кА.

Проверим данный выключатель по токам короткого замыкания.

Ток короткого замыкания вычисляется по формуле:

где IK3 - ток короткого замыкания, А;

UФ - фазное напряжение, В;

R1…Rn - сопротивление проводов, Ом;

Zт - полное сопротивление трансформатора, Ом.

Сопротивление проводов вычислим при помощи удельного сопротивления равного 0,018 Ом.мм²/м.

Сопротивление проводов вычислим по формуле:

где сcu - удельное сопротивление меди, Ом.мм²/м;

L - длинна провода, м;

S - площадь сечения провода, мм².

Подставив известные параметры найдем сопротивления участков 1,2,3,4,5 и 6:

Сопротивление трансформатора ТМ 400-10/0,4 выберем из таблицы 6.

Таблица 6 - Сопротивление трансформаторов 10/0,4 кВ

Подставив найденные параметры найдем значение тока КЗ

Выбранный автомат марки ВА88-35 3Р 250А 35кА подходит для отключения тока короткого замыкания в схеме электроснабжения.

2.5 Составление расчетных схем для рабочего и аварийного освещения

При составлении рабочей схемы освещения, руководствуемся методическими указаниями по выполнению рабочих схем, приведенные в справочнике по освещению [1, c.205].

На расчетной схеме указывается: тип осветительного щитка, типы автоматических выключателей.

Над осветительной линией указывается: маркировка линии, расчетная нагрузка, коэффициент мощности, расчетный ток, длинна участка.

Под осветительной линией указывается: момент нагрузки, потеря напряжения, марка провода, сечение провода, способ прокладки.

На рисунке 13 приведена рабочая схема рабочего освещения цеха и душевой комнаты, а на рисунке 14 приведена рабочая схема аварийного освещения.

Рисунок 13 - Рабочая схема рабочего освещения

Рисунок 14 - Рабочая схема аварийного освещения

2.6 Описание принципиальной схемы осветительной сети

Электроснабжение освещения цеха производится от двухтрасформаторной подстанции двумя силовыми кабелями марки ВВГнг(А)-LS 4x25 мм², которые являются взаиморезервирующими, то есть в случае падения напряжения на одном из питающих кабелей АВР, установленная в ВРУ, переключит всю осветительную цепь на другой кабель. Питание щитка рабочего освещения (ЩО) осуществляется кабелем марки ВВГнг(А)-LS 4x25 мм², а питание щитка аварийного освещения (ЩАО) производится кабелем марки ВВГнг(А)-LS 4x4 мм². Защитный автомат марки ВА88-35 3Р 250А 35кА (на схеме QF1, QF2) находится в ВРУ и обеспечивает безопасность всей осветительной сети.

Автоматические выключатели марки ВА88-35 3Р 250А 35кА (QF16) и ВА47-29 1Р 10А (QF17), находящиеся в распределительной панели ВРУ обеспечивают защиту ЩО и ЩАО соответственно. Также для защиты отдельных групп светильников в ОЩ установлены автоматы марки ВА47-100 1Р 25А (Гр 1 - Гр11) и ВА47-29 1Р 25А (Гр12).

Аварийное освещение выполнено светодиодными светильниками марки LSI-80-8000-30-IP65 с встроенным аккумулятором. В нормальном режиме светильники аварийного освещения находятся в выключенном состоянии. Питание от ЩАО подходит к встроенным аккумуляторам, которые в нормальном режиме находятся на стадии подзарядки. При аварийном режиме происходит отключение питания, что способствует переключению светильников на автономный режим, то есть за счет аккумуляторов эти светильники три часа способны работать с полной мощностью, выдавая при этом полный световой поток, который создает необходимую освещенность.

3. Мероприятия по эксплуатации системы освещения

3.1 Управление освещением

Управление освещением осуществляется при помощи автоматических выключателей находящихся в щитках, а так же в ВРУ. В цехе установлен выключатель для включения светильников.

Защита осуществляется автоматами которые полностью селективны т.е. срабатывают непосредственно когда происходит авария на участке к которой он относится, по причине какого то сбоя группового автомата, цепь обесточится вводным автоматом, находящимся в ВРУ.

3.2 Техническое обслуживание светильников

Обслуживание осветительных установок заключается в своевременной чистке светильников, окон и световых проемов, в проведении планово-предупредительных ремонтов, замене перегоревших ламп и других вышедших из строя комплектующих элементов световых приборов.

Для осуществления этих операций используют соответствующие технические устройства, позволяющие осуществлять доступ к находящимся на высоте световым приборам.

Для экономии электроэнергии большое значение имеет правильная эксплуатация осветительных установок. В процессе работы светильники загрязняются, а следовательно уменьшается их светоотдача. Поэтому на предприятиях должны осуществляться графики досмотра состоянием осветительных приборов. Четкое и своевременное выполнение всех необходимых мероприятий позволит уменьшить число включаемых ламп, тем самым будет происходить экономия электроэнергии.

Утилизировать газоразрядные лампы путем вывоза их на свалки категорически запрещается. На сегодняшний день наиболее прогрессивным способом утилизации газоразрядных ламп является их централизованный сбор с последующей демеркулизацией на специальных установках.

Отметим, что демеркулизация требует значительных энергозатрат и является дорогостоящим мероприятием. Однако с позиции охраны окружающей среды она необходима даже при экономической невыгодности.

Заключение

Данная курсовая работа была направлена на проектирование освещения в гальваническом цехе. Были выполнены необходимые расчеты и выбрана КСС типа Л-Ш, при помощи изолюкс выбраны лампы ДРЛ мощностью 250 Вт, а также подобраны светильники типа РСП 05-250 со степенью защиты IP20. Для питания системы освещения подобран кабель марки ВВГнг(А)-LS 2x4. Для аварийного освещения используется светодиодные светильники со встроенными аккумуляторами марки LSI-80-8000-30 со степенью защиты IP65.

Для общего освещения выберем щиток марки ЩРв-18з-1 36 УХЛ3 и автоматические выключатели марки ВА47-100 1Р 25А. Для аварийного освещения выберем щиток марки ЩРв-12з-1 36 УХЛ3, автоматические выключатели выбираем марки ВА47-29 1Р 10А. Автоматический выключатель в ВРУ выбираем марки ВА88-35 3Р 250А 35кА.

Правильно спроектированное освещение это залог безопасного использования труда, а так же более экономически выгодный подбор оборудования. А дальнейшие мероприятия по эксплуатации светового оборудования позволят сэкономить потребляемую электроэнергию.

Список литературы

1. Козловская В.Б., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электрическое освещение. Минск: Техноперспектива, 2007. - 255 с.

2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2000. - 460с.

3. Кноринг Г.М. Справочная книга проектирования электрического освещения. Л., 'Энергия', 1976. - 384 с.

4. ГОСТ Р 53769 - 2010. Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кв. введ. 2010-02-09. Москва: Стандартинформ, 2010.- 35с.

5. СНиП 23-05-95*. Естественное и искусственное освещение. введ. 1996-01-01. Москва: Минстрой, 1995 - 38 с.