Светотехнический расчет осветительной установки

Главной задачей современной светотехники является создание комфортной световой среды для труда и отдыха человека, а также эффективное применение оптического излучения в технологических процессах при рациональном использовании электрической энергии.

Целью данного расчета является расчет системы общего равномерного освещения цеха. Основными задачами проекта являются выбор источников света для каждого помещения цеха; выбор типа светильников, их количества и размещения, высоты подвеса и мощности источников света; а также выбор необходимого электрического оборудования (распределительных щитов, защитного оборудования, проводов и др.).

Выбор источников света осуществляется на основании сопоставления достоинств и недостатков указанных источников света, а также в соответствии с требованиями ПУЭ, ПТЭ и ПТБ. Предпочтение необходимо отдавать газоразрядным и светодиодным источникам света, как наиболее экономичным, так как в настоящее время довольно остро стоит проблема экономии энергоресурсов за счет экономии электроэнергии. Лампы ДРЛ рекомендуется применять в помещениях, где присутствуют требования к цветопередаче. Лампы ДНаТ имеют высокую световую отдачу, большой срок службы, но очень плохую цветопередачу, использовать их можно на производстве, но только там, где нет необходимости различать цвета деталей или материалов (т.к. лампа имеет оттенок желтого цвета). ЛЛ рекомендуется применять в помещения, где работа связана с длительным напряженным зрением; в которых отсутствует естественное освещение; в помещениях, где присутствует требование к цветопередаче; по архитектурно-художественным соображениям. При низких нормируемых величинах освещенности

(50 Лк и ниже), в связи с тем, что при газоразрядных лампах нельзя достичь зрительного комфорта, применяются ЛН.

Произведем выбор источников света для системы общего равномерного освещения участков инструментального цеха. Выбор источников света сведен в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Выбор источников света цеха
№	Наименование помещения	Размеры помещения, м.	Площадь, м	Тип лампы	Обоснование выбора источников света
Ширина	Длина	Высота
1.1	Основной участок					ДРЛ	Применяются в помещениях с высотой перекрытия от 6 м, высокая светоотдача, высокий световой поток.
1.2	Основной участок					ДРЛ
1.3	Основной участок					ДРЛ
	Вспомогательный участок			3,5		ЛЛ	_
	Вспомогательный участок			3,5		ЛЛ	_
	Вспомогательный участок			3,5		ЛЛ	_

 

 

Выбор видов и систем освещения заключается в выборе источника света и величины освещенности в зависимости от характера помещения, вида и системы освещения

Таблица 3.2 Характеристика помещений по разряду зрительной работы
№	Наименование помещения	Разряд зрительной работы	Енор, Лк	F, м
Всего	В т.ч. общего
1.1	Основной участок	II б
1.2	Основной участок	II б
1.2	Основной участок	II б
	Вспомогательный участок	II в
	Вспомогательный участок	II в
	Вспомогательный участок	II в

 

В помещениях производственного характера, в которых выполняется зрительная работа 1-4 разрядов, следует, как правило, применять систему комбинированного освещения. Устройство одного только местного освещения запрещено нормами. В помещениях, имеющих естественное освещение, общее освещение в системе комбинированного должно создавать на рабочих поверхностях 10% освещенности, установленной нормами для комбинированного освещения.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

Согласно нормам в цехах искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное (эвакуационное освещение, освещение безопасности), охранное и дежурное.

Рабочее освещение является главным видом освещения. Рабочее освещение должно обеспечивать надлежащее восприятие объектов зрительного процесса. В случае погасания, по каким либо причинам рабочего освещения, предусматривается аварийное освещение, а именно – эвакуационное, необходимое для создания условий безопасного выхода людей. Для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена

освещенность не менее 0,5лк в помещениях и 0,2лк на открытых территориях. Выбор источника света производится исходя из особенностей каждого типа источника, с учетом целевого назначения осветительной установки, особенностей строительно-архитектурного решения помещения, режима эксплуатации источника, экономических сравнений и других факторов. В целях достижения максимальной экономичности освещения во всех помещениях, где присутствует обслуживающий персонал, применяем люминесцентные лампы. Для производственных помещений с тяжелыми условиями среды – люминесцентные лампы в герметичном исполнении. Для местного освещения предпочтение отдается лампам накаливания. Лампы накаливания могут применяться в коридорах, санузлах, гардеробах и т.д.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

При проектировании осветительных установок важное значение имеет правильное определение требуемой освещенности объекта. Нормы освещенности принимаются в соответствии с требованиями, которые определяют нормируемую освещенность в зависимости от точности выполняемых работ, характера помещения, контраста объекта с фоном, вида источника света, коэффициентов отражения поверхностей.

Помещения по электробезопасности подразделяются на 3 группы:

1. Помещение без повышенной опасности БПО (сухое, хорошо отапливаемое, помещение с ток непроводящими полами, с температурой 18—20°,с влажностью 40—50%.

2. Помещение с повышенной опасностью ПО (где имеется один из следующих признаков: повышенная температура, влажность 70—80%, токопроводящие полы, металлическая пыль, наличие заземления, большого количества оборудования).

3. Помещения особо опасные OO, в которых имеется наличие двух признаков из второй группы или имеются в помещении едкие или ядовитые взрывоопасные вещества.

 

 

Результаты выбора источников света оформлены в таблицу 3.3

Таблица 3.3 Рекомендуемые источники света
№	Наименование помещения	Электробезопастность помещения	Источник света	Условия окружающей среды
1.1	Основной участок	ПО	ДРЛ	Пыльная
1.2	Основной участок	ПО	ДРЛ	Пыльная
1.3	Основной участок	ПО	ДРЛ	Пыльная
	Вспомогательный участок	ПО	ЛЛ	Пыльная
	Вспомогательный участок	ПО	ЛЛ	Пыльная
	Вспомогательный участок	ПО	ЛЛ	Пыльная

 

Выбор типа светильников производится с учетом характера их светораспределения, экономической эффективности и условий окружающей среды. Светильники располагаются в зависимости от характера помещения,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

особенностей, светотехнической рациональности и системы освещения. При выборе источников света рекомендуется руководствоваться следующими указаниями.

Произведем расчёт осветительной нагрузки на примере 3 помещения:

Площадь помещения S = A*B = 8*23=184 (м²) с p_п = 0,5, p_c = 0,3, p_p = 0,1 на расчётной высоте h_р = 3,5 м предполагается установить светильник типа ЛСП24- 2х40-002 (КСС типа Д-2, КПД = 60%) с ЛЛ типа ЛБ40.

Определим число светильников, необходимое для создания освещённости Е = 200 Лк при коэффициенте запаса К_з = 1,5 и коэффициент неравномерности z = 1.15.

По удельной мощности определяется мощность осветительной установки помещения:

(3.1.1)

Где W – удельная мощность при заданной освещённости, диапазона

высоты подвеса светильников и площади помещения, (Вт/м²); S – освещаемая площадь, (м²).

Для перехода к удельной мощности, необходимо для создания освещённости отличной от табличной:

 

(3.1.2)

Изм.Изм.

ЛистЛист

№ докум.№ докум.

ПодписьПодпись

ДатаДата

ЛистЛист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

Где W_100% - удельная мощность при освещенности 100 лк, (Вт/м²);

Е – нормируемая освещённость для выбранного помещения, (лк);

Е_таб – нормируемая освещённость по таблице, (лк);

– КПД устанавливаемого источника света;

К_з – выбранный коэффициент запаса;

К_з.таб – коэффициент запаса по таблице

10,33

Число светильников света определяется по формуле:

(3.1.3)

Где P_p.o. – мощность осветительной установки, (Вт);

P_л – мощность лампы в светильнике, (Вт).

24

Таким образом предусматривается 3 рядов светильников по 8 светильников в каждом.

Расчётная реактивная мощность освещения

(3.1.4)

Где tgφ_{0 –} коэффициент реактивной мощности

1178,45

Коэффициент мощности осветительной нагрузки (cosφ₀) для многоламповых светильников с люминесцентными лампами низкого давления – 0,85.

Аналогично производят расчёты для других помещений, результаты расчёта сводятся в таблицу 3.4

 

 

Таблица 3.4 Расчет количества светильников
№	Тип светильника	Площадь помещения м^2	Удельн. мощность Вт/м^2	Расч. удельн. мощн. Вт/м^2	Мощн. лампы Вт	Мощн. освет. установки кВт	Кол-во свет-ов
1.1	РСП 20-400-121		5,1	20,68	1*400=	7,44
1.2	РСП 20-400-121		5,1	20,68	1*400=	5,58
1.3	РСП 20-400-121		6,9	27,97	1*400=	3,58
	ЛСП24- 2х40-002		3,7	12,33	2*40=80	1,28
	ЛСП24- 2х40-002		3,1	10,33	2*40=80	1,9
	ЛСП24- 2х40-002		3,7	12,33	2*40=80	1,23

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

3.2Электрический расчет осветительной установки

 

Питание электрического освещения осуществляется, как правило, совместно с силовыми электроприемниками от общих трехфазных силовых трансформаторов с глухозаземленнойнейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 380/220 В.

В соответствии с [7] питание электроприемников выполняем от сети 380/220В с системой заземления TN – S (нулевой рабочий и нулевой защитный провод работают раздельно). Для питания осветительных приборов общего внутреннего применяем напряжение 220В переменного тока. Для вспомогательных помещений цеха используем однофазную систему (3-х проводную).

Питание групповых щитков (ЩО) рабочего освещения осуществляется, непосредственно от РУ-0,4 кВт проектируемой КТП. В начале питающей и групповой линии устанавливаем аппараты защиты и отключения.

Устанавливаем выключатели освещения (~220V). Их расположение и количество выбирается в соответствии с назначением помещения и количеством светильников. Обычно ставятся 2 выключателя (или один двойной) на входе, внутри помещения.

При выборе схемы питания осветительной установки важными являются следующие факторы:

- требование к бесперебойности действия осветительной установки;

- технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

- удобство и безопасность управления, обслуживания и эксплуатации.

Источником питания ЩО-1 является РУ–0,4 кВт проектируемой КТП. Питание осветительных приемников от силовых пунктов распределительных шинопроводов не допускаются.

Рисунок 3.2 - Схема питания осветительной установки цеха

Схемы осветительных сетей могут быть разнообразны и из их всего многообразия выделяют:

- радиальная;

- магистральная (шлейфом);

- смешанная.

Рекомендации по построению осветительной сети:

Формирование групповых линий по производственным помещениям – парал-лельно оконным проемам; управление групповыми линиями осуществляться автоматическими выключателями ГЩ освещения.

На каждую фазу групповой линии должна быть нагрузка до 25 А. При мощных ГРЛ (125 Вт и более) и ЛН (500 Вт и более) допускается нагрузка до 63 А. Количество светильников (одноламповых) рекомендуется до 20

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ

ламп

на каждую фазу.

Протяженность групповой линии при U = 380/200В для 4-х проводных линий рекомендуется до 85 – 100 м.

Питание нагрузок 3-ей категории может производиться от одной трансформаторной подстанции.

Рассчитаем полученную осветительную нагрузку цеха.

Расчѐтная активная мощность освещения:

(3.2.1)

– мощность светильников

n – количество светильников

= 19 0,4 + 14 0,4 + 9 0,4 + 16 0,08 + 24 0,08 + 15 0,08 =

=21,02 (кВт)

Расчѐтная реактивная мощность освещения:

Коэффициент мощности осветительной нагрузки для ламп ЛБ40 =0,85, отсюда =0,62, и =0,5 для ламп ДРЛ,отсюда =1,73.

Полная мощность осветительной нагрузки:

(ВА) (3.2.3)

 

(ВА)

Расчѐтный ток осветительной нагрузки:

 

(А)

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДПМиЭ.02024.303.ПЗ