КостромскаяГСХА
Кафедраэлектропривода и электротехнологии
КУРСОВАЯРАБОТА
На тему: «Проектированиеэлектрического освещения универсального свинарника»
Выполнил:
студент 736 гр.
Новосёлов М.В.
Принял: Смолина Т.С.
Кострома 2005г
Содержание
Введение
1. Светотехнический раздел
1.1 Исходныеданные расчёта
1.2 Размещениесветовых приборов и определение мощности осветительной установки
1.2.1 Точечныйметод расчёта люминесцентных ламп
1.2.2 Точечныйметод расчёта ламп накаливания
1.2.3 Методудельной мощности
1.2.4 Методкоэффициента использования
1.3 Расчёт прожекторной установки
1.4 Светотехническаяведомость
2. Электротехнический раздел
2.1 Выборсечения проводов и кабелей
2.2 Выборсилового и осветительного щитов. Выбор защитной аппаратуры
3. Расчёт технико-экономическихпоказателей осветительной установки
Используемые литературные источники
Введение
Свет является одним изважнейших параметров микроклимата. Большинство технологических процессовсельскохозяйственного производства связано с жизнедеятельностью живыхорганизмов, эволюционировавших в естественных природных условиях, гдесильнейшее воздействие на их развитие оказывало излучение солнца. Присодержании животных в искусственных условиях световое излучение так же играетважнейшую роль в их развитии и жизнедеятельности.
От уровня освещенности испектрального состава света зависит рост и развитие, здоровье и продуктивностьживотных, расход кормов и качество полученной продукции. Под воздействием светаусиливаются окислительные процессы и обмен веществ, стимулируются функцииэндокринных желез, повышается устойчивость организма к болезням.
1.Светотехнический раздел
1.1Исходные данные расчёта№ Назначение помещения Размеры A x B, м Характер среды Степень защиты IP Нормируемая освещённость, освещаемая плоскость Ен, лк Источник света 1 Помещение для опоросов 45.5 x 8.5 Особо сырое с химически активной средой IP54 75, горизонтальное (пол) ЛЛ 2 Помещение для поросят-отъёмышей и ремонтных свинок 16 x 18 Особо сырое с химически активной средой IP54 75, горизонтальное (пол) ЛЛ 3 Помещение для холостых супоросных маток и отделение для хряков 45.5 x 8.5 Особо сырое с химически активной средой IP54 75, горизонтальное (пол) ЛЛ 4 Тамбур 2.5 x 1.5 Влажное IP23 20, горизонтальное (пол) ЛН 5 Машинное отделение с навозозборником 5 x 6.5 Особо сырое с химически активной средой IP54 20, горизонтальное (пол) ЛН 6 Приточная веткамера 2,5 x 1,0 Сухое IP20 50, горизонтальное (пол) ЛЛ 7 Вспомогательные помешения 5 x 3.5 Сухое IP20 10, горизонтальное (пол) ЛН 8 Площадка для взвешивания 2.5 x 1.5 Влажное IP23 150, вертикальное (шкала весов) ЛЛ 9 Служебное помещение 3.5 x 3 Сухое IP20 150, горизонтальное 0,8 ЛН 10 Электрошитовая 3 x 6 Сухое IP20 150, вертикальное (щит В-1,5) ЛЛ 11 Инвентарная 2.5 x 2,5 Сухое IP20 20, горизонтальное (пол) ЛН 12 Помешения теплового узла 4,0 x 3 Влажное IP23 20, горизонтальное (пол) ЛЛ 13 Санузел 2 x 3 Влажное IP23 20, горизонтальное (пол) ЛЛ 14 Коридор 4 x 15 сырое IP51 75, горизонтальное (пол) ЛЛ
1.2Размещение световых приборов и определение мощности осветительной установки
Существует два видаразмещения световых приборов: равномерное и локализованное. При локализованномспособе размещения световых приборов выбор места расположения их решается вкаждом случае индивидуально в зависимости от технологического процесса и планаразмещения освещаемых объектов. При равномерном размещении светильникирасполагают по вершинам квадратов, прямоугольников или ромбов.
В практике расчёта общегоэлектрического освещения помещений наиболее распространены следующие методы:точечный, метод коэффициента использования светового потока осветительнойустановки и метод удельной мощности.
1.2.1Точечный метод расчёта люминесцентных ламп
Точечный методприменяется для расчёта общего равномерного и локализованного освещенияпомещений и открытых пространств, а так же местного при любом расположении освещаемыхплоскостей. Метод позволяет определить световой поток светильников, необходимыйдля создания требуемой освещённости в расчётной точке при известном размещениисветовых приборов и условии, что отражение от стен, потолка и рабочейповерхности не играет существенной роли.
Электрощитовая №10
Нормируемая освещённость:Ен=150 лк, вертикальное освещение – щиток В-1,5;
Степень защиты: IP20;
Источник света: люминесцентнаялампа (ЛЛ);
Размеры помещения: А x В, м: 4,0 x 2,5;
Расчётная высотаосветительной установки: />;
Н0– высотапомещения, Н0=3.5м;
hСВ – высота свеса светильника;
hР – высота рабочей поверхности hР=1,5м.
Определяем световойпоток:
/>
Е – нормируемаяосвещённость
S – площадь помещения
/>
Выбираем светильник:
1) по назначению
2) по степени защиты IP20
3) по светораспределению– КСС Д
4) по экономическимпоказателям
КСС – кривая силы света.
Выбираем светильник дляпромышленных помещений: ЛПО 30 с КПД 70% и КСС — Д-2. IP20,
hСВ=0,3м;
Длина светильника, LСВ=1,5м
/>=3.5-0,3-1,5=1,7м
Рассчитываем расстояниемежду светильниками:
/>
λС,λЭ – относительные светотехнические и энергетическиенаивыгоднейшие расстояния между светильниками, численные значения которыхзависят от типа кривой силы света [1] с. 11
λЭ – длялюминесцентных ламп не учитывается
λС=1,6
/>
Количество светильниковпо стороне А:
/> => 1 светильник по стороне А
Количество светильниковпо стороне В:
/> => 2 светильник по стороне В
Для ЛЛ количествосветильников округляют в меньшую сторону, для ЛН в большую.
Определяем общее число светильников:
/>
Определяем расстояниемежду светильниками по стороне A, м:
/>
Для ЛЛ
/>
Расстояние междусветильниками по стороне A не рассчитываемт. к.
NB=1
/>
/>
Дальнейший расчёт ведут взависимости от размеров светового прибора. Если размеры светового прибораменьше 0,5Нр (точечный источник света), то сначала определяют в каждойконтрольной точке условную освещённость. Если длина светового прибора больше 0,5Нр(линейный источник света), то сначала определяют относительную условнуюосвещённость. При этом необходимо определить как считать светильники: каксплошную линию или по отдельности. Если длина разрыва Lразр между светильниками в ряду меньше 0,5Нр, то ряд светильниковсчитают как одну сплошную линию, в противном случае каждый светильник считаютпо отдельности. Численные значения относительной условной освещённости εнаходят по кривым изолюкс [2] в зависимости от приведённой длины /> и удалённости точки отсветящейся линии
/> (рис. 1.1).
По условию LСВ=1,5м ≥ 0,5Нр=0.85м выбранныйсветильник считается как линейный источник света.
/>
Рисунок 1.2.1 Расположениелюминесцентных ламп.
Распределительный щитимеет толщину />=0,4м
/>
Пересчитаем заданнуювертикальную освещённость в горизонтальную по формуле:
/>
Расчёт условнойосвещённости в выбранной точке С сведём в таблицу.№кт №св
L1
L1'
L2
L2' p p'
ε1
ε2 ε С 1 0,75 0,44 0,75 0,44 1,1 0,64 35 35 70
/>, />,/>
Находим световой поток,приходящийся на 1 метр длины лампы по формуле:
/>
Кз – коэффициент запаса.Для с/х помещений Кз=1,15 для ламп накаливания, Кз=1,3 для газоразрядных ламп.
μ=1,1 – коэффициент,учитывающий дополнительную освещённость от удалённых светильников и отраженияот ограждающих конструкций.
/>
Световой потокприходящийся на длину светильника:
/>
Световой поток приходящийсяна одну лампу:
/>
Выбираем лампу [2] ЛБ сосветовым потоком 4550лм, мощностью 65Вт
Рассчитываем отклонениетабличного потока от расчётного:
/>
Выбранная лампавписывается в диапазон
/>
1.2.2Точечный метод расчёта ламп накаливания
Точечный методприменяется для расчёта общего равномерного и локализованного освещенияпомещений и открытых пространств, а так же местного при любом расположенииосвещаемых плоскостей. Метод позволяет определить световой поток светильников,необходимый для создания требуемой освещённости в расчётной точке при известномразмещении световых приборов и условии, что отражение от стен, потолка ирабочей поверхности не играет существенной роли.
Инвентарная
Ен=20лк, горизонтальноеосвещение – пол, IP23, ЛН, Н0=3,5м,hР=0м
Размеры помещения: А Х В,м: 2,5*1,5
Определяем световойпоток:
/>
Выбираем светильник дляпромышленных помещений: НСП21 1х100Вт, КСС Д, КПД=75%, IP53,
hСВ=0,3м
Hр=3,5-0,3=3,2м
λЭ=1,8,λС=1,4, />
Рассчитываем расстояниемежду светильниками:
/>
Количество светильниковпо стороне А:
/> => 1 светильник по стороне А
Количество светильниковпо стороне В:
/> => 1 светильников по стороне В
/>/>
Условная освещённость:
/>
/> – сила света i-го светильника с условной лампой внаправлении расчётной точки [1]
/> – угол между вертикалью инаправлением силы света i-госветильника в расчётную точку
Расчёт условнойосвещённости в выбранных точках С и D сведём в таблицу.№кт №св d α
/>
cos3α e ∑e A 1 233.4 1 72.9 72.9 B 1 1 16.8 228.5 0.877 62.6 62.6
Световой поток источникасвета в каждом светильнике рассчитываем по формуле:
/>
Кз=1,15
μ=1,1
– коэффициент,учитывающий дополнительную освещённость от удалённых светильников и отраженияот ограждающих конструкций.
/>
По данному световомупотоку выбираем лампу [2] Б220-230-36 со световым потоком 410 лм, мощностью 36Вт,номинальное напряжение 225В.
Рассчитываем отклонениетабличного потока от расчётного:
/>
Выбранная лампавписывается в диапазон
/>
1.2.3Метод удельной мощности
Этот метод являетсяупрощением метода коэффициента использования и рекомендуется для расчётаосветительных установок второстепенных помещений, к освещению которых непредъявляются особые требования, и для предварительного определенияосветительной нагрузки на начальной стадии проектирования. Значение удельной мощностизависит от типа и светораспределения светильника, размеров помещения, высотыподвеса, коэффициентов отражения потолка, стен и рабочей поверхности.
Вспомогательные помешения
Ен=10лк, горизонтальноеосвещение – пол, IP23, ЛН, Н0=3.5м,hР=0м
Размеры помещения: А Х В,м: 5 Х 3.5
Определяем световойпоток:
/>
Выбираем светильник дляпромышленных помещений: НПП04 1х60Вт, КСС Д, КПД=50%, IP54, hСВ=0м
Hр=3.5м
λЭ=1,6,λС=1,2, />
Рассчитываем расстояниемежду светильниками:
/>
Количество светильниковпо стороне А:
/> => 2светильника по стороне А
Количество светильниковпо стороне В:
/> => 1 светильника по стороне В
Сначала необходимоопределить коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности [1]:
· коэффициентотражения потолка: ρп=50%
· коэффициентотражения стен: ρс=30%
· коэффициентотражения рабочей поверхности: ρр=10%
Выбранный светильник НПП04х60является потолочным.
Нр=3.5м
Площадь помещения:
S=A*B=5*3.5=17.5м2
По мощности светильника,коэффициентам отражения и площади помещения выбираем удельную мощность общегоравномерного освещения
Рудт=45.2Вт/м2при Кзт=1,3
Так как коэффициентзапаса Кз=1,15 не совпадает с табличным (Кзт=1,3), то производимпропорциональный пересчёт удельной мощности по формуле:
/>,
Ент –табличное значение нормируемой освещённости;
η – КПД выбранногосветильника
/>
Общая мощностьосветительной установки: />
N – количество светильников впомещении, N=2;
n – число ламп в светильнике, n=1;
Р – мощность светильника,Р=60.
/>
Общая расчётная мощностьосветительной установки:
/>
Рассчитываем отклонениеобщей мощности от расчётной мощности:
Расчётная мощность однойлампы:
/>
Выбираем лампу [2]Б215-225-60 со световым потоком 715 лм, мощностью 60Вт, номинальное напряжение220В.
Лампа выбранной мощностивписывается в диапазон
/>
1.2.4Метод коэффициента использования
Этот метод применяют прирасчёте общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей в помещениисо светлыми ограждающими поверхностями и при отсутствии крупных затеняющихпредметов.
Коридор
Ен=75 лк, горизонтальноеосвещение – пол, IP51, ЛЛ, Н0=3.5м,hР=0м
Размеры помещения: А Х В,м: 4 Х 15
Определяем световойпоток:
/>
Выбираем светильник дляпромышленных помещений: ЛСП14 2х40Вт, КСС Д, КПД=65%, IP54,
hСВ=0,3м, LСВ=1,2м
Нр=3.5-0,3=3.2м
Рассчитываем расстояниемежду светильниками:
/>
Количество светильниковпо стороне А:
/> => 1 светильник по стороне А
Количество светильниковпо стороне В:
/> => 3светильник по стороне В
Принимаем
ρп=70% ρс=50%ρр=30%
Определяем индекспомещения:
/>
Зная тип световогоприбора, коэффициенты отражения и индекс помещения по справочным данным определяемкоэффициент использования светового потока: ηоу=0,37
Вычисляем световой потоклампы в светильнике:
/>
S – площадь помещения, S=A*B=60м2
Кз – коэффициент запаса.Для с/х помещений Кз=1,15 для ламп накаливания,
Кз=1,3 для газоразрядныхламп.
N – количество светильников впомещении, N=3
z – коэффициент неравномерности, z=1,2
/>
Так как расчётныйсветовой поток приходится на две лампы, то его необходимо разделить на двечасти.
/>
по данному световомупотоку выбираем лампу [2] ЛБ со световым потоком 3050 лм, мощностью 36Вт, ток0,41А, напряжение 110В.
Рассчитываем отклонениетабличного потока от расчётного:
/>
Выбранная лампавписывается в диапазон
/>
1.3Расчёт прожекторной установки
Прожекторы применяют дляосвещения больших площадей.
Прожектор – световойприбор, перераспределяющий свет лампы внутри малых телесных углов иобеспечивающий угловую концентрацию светового потока с коэффициентом усиленияболее 30 для круглосимметричных и более 15 для симметричных приборов.Прожекторы служат для освещения удалённых объектов, находящихся на расстояниях,в десятки, сотни и даже тысячи раз превышающих размеры прожектора, или дляпередачи световых сигналов на большие дистанции. В группе прожекторовнеобходимо выделить прожекторы общего назначения, поисковые прожекторы, маяки,светофоры, фары.
Ен=2 лк, горизонтальноеосвещение;
Размеры площадки: А Х В,м: 20 Х 72
Определяем приближенноезначение мощности установки:
/> /> S=A*B
Руд – удельнаямощность всей установки;
m=0,2…0,25 для ламп накаливания;
m=0,12…0,16 для люминесцентных ламп.
Принимаем в качествеисточника света лампу накаливания.
/>
Выбираем прожектор [3]ПЗС-45 Г220-1000, наименьшая высота установки h=21м
Определяем показатель
/>
Из справочника повеличине найденного показателя выбираем наивыгоднейший угол наклона осипрожектора к горизонту: />
Рассчитываем и строимизолюксы на освещаемой территории. Результаты расчётов сводим в таблицу.
Последовательностьрасчёта покажем на примере одной строки таблицы.
Задаёмся значениемотношения x/h, кратным числу 0,5. Например, x/h=2. Изсправочника [3] при /> и x/h=2 находим ξ=0,1; ρ=2,2; ρ3=11.
Вычисляем освещённость,создаваемую прожектором на условной плоскости:
/>
На условной плоскости поизолюксам [3] для прожектора ПЗС-45 с лампой 1000Вт и по величинам ординатξ и em находим абсциссу η=0,25.
Определяем координату уна рассчитываемой поверхности:
/>
Таким образом, координатыдвух точек будут x=42м и у=±11,55м.Аналогично рассчитываются все строки таблицы.x/h x, м ξ ρ
ρ3
em, клк η у, м 1 21 0,745 1,29 2,15 1,896 1,5 31,5 0,23 1,8 5,45 4,807 0,21 8,3 2 42 0,1 2,2 11 9,702 0,25 11,55 2,5 52,5 0,025 2,7 19 16,76 0,23 13,04 3 63 0,045 3,2 31,5 27,78 0,21 14,11 3,5 73,5 0,09 3,6 48 42,34 0,13 9,83 1,25 26,3 0,32 1,55 3,72 3,28 0,21 6,8 3,6 75,6 0,1 3,7 50,65 44,67 0,11 8,61 3,75 78,8 0,11 3,85 57,07 50,34 0,05 3,99
Найденных шесть строк(х=1;1,5;2;2,5;3;3,5) оказалось недостаточно для надёжного построения кривойизолюкс на реальной поверхности. Поэтому намечаем дополнительные значения x и x/h, которых всправочнике [3] нет. По этим данным строим графики зависимостей ξ и ρот соотношения x/h (рис. 1.3.1) и находим промежуточныеих значения ещё для трёх величин отношения x/h=1,25;3,6;3,75.
По рассчитанным значениямx и у строим кривую изолюкс (рис. 1.3.2).На рисунке наносим контуры хозяйственного двора так, чтобы его территория какможно больше оказалась накрытой кривой изолюкс. Из рисунка видно, что опорапрожектора должна быть установлена на расстоянии 15м от стены здания
/>
Рисунок 1.3.1 Графикизависимостей ξ и ρ от отношения x/h
/>
Рисунок 1.3.2 Расчётнаяизолюкса прожектора ПЗС-45