РАСЧЕТ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОЙУСТАНОВКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО ПОМЕЩЕНИЯ
Введение
Проектирование светотехнических установок (СТУ) дляживотноводческих помещений имеет ряд специфических особенностей, связанных, впервую очередь, с технологией содержания животных.
Животноводческие помещения имеют, как правило, прямоугольнуюформу, причем длина в несколько раз превышает ширину помещения. Это объясняетсятем, что животные располагаются в несколько рядов, поскольку считается, что притаком расположении легче механизировать процессы обслуживания животных.
Возможные схемы расположения светотехнических приборов (СП) оченьчасто ограничиваются условиями обслуживания этих приборов. Расположение СП надзонами нахождения животных не является удачным, в смысле обслуживания, решениеми прибегают к подобному варианту лишь в исключительных случаях – УФ-облучениеживотных или ИК-обогрев молодняка.
Лучистая среда животноводческого помещения (имеется в виду весьоптический диапазон) является мощным технологическим фактором, способнымоказать значительное воздействие на состояние здоровья и продуктивностьживотных. Именно это заставляет исходить, при проектировании СТУ, из принципа –животным должно быть обеспечено гарантированное воздействие. Поэтому,единственно допустимым, является использование, при проведении расчетов, толькоточечного метода.
1. Исходные данные
Расшифровка обозначения варианта:
4 – Птичник напольного содержания,
1 – источник оптического излучения: лампа накаливания,
3 – уровень искусственной освещенности: Е= 30 лк,
h = 2,5 м – расчетная высота,
А = 86 м – длина помещения,
В = 12 м – ширина помещения.
2. Ориентировочный расчет СТУ
1. Согласно ТЗ, для данного варианта источником оптического излученияявляется лампа накаливания. Поэтому выбираем светильник ППР 200 рассеянноготипа с кривой силы света (КСС) типа М – равномерная (/>).
2. Принимаем величину />=2,0: определим оптимальноерасстояние между СП по формуле:
/>,
/>
Для данного помещения оптимальным является расположение СП в 2ряда.
Определяем число светильников: />,
Следовательно, в ряду устанавливаем 17 светильников. Общееколичество светильников рабочего освещения на проектируемом участке 34.
3. Определяем «наихудшие» (контрольные) точки и рассчитываем для нихусловную облученность (освещенность), используя график линейных изолюкс длявыбранного светильника ППР 200 (Приложение Б метод. указаний).
В данномслучае СП располагаются в вершинах прямоугольников, поэтому выберем две точкикак показано на Рис. 1 и определяем, в какой точке освещенность будетхуже.
/>
Для точкиБ: /> м, /> лк,
/> м, /> лк,
/> м, /> лк,
/> м,/> лк
/> лк,
/> лм.
Для точкиА: /> м, /> лк,
/> м,/> лк,
/> м,/> лк,
/> м,/> лк,
/> м,/> лк,
/> м,/> лк,
/> лк,
/> лм.
Т.к. впроектируемой СТУ точка А встречается всего 4 раза, а точка Б -32 раза, тоцелесообразно выбрать контрольной точкой точку Б со световым потоком 2828 лм.
Подбираемближайшую стандартную лампу накаливания, поток которой может отличаться отзначения, рассчитанного для контрольной точки Б (Ф=2828 лм), в пределахот минус 10% до +20% (2545 – 3393 лм), из Приложения В методических указаний.Данное условие удовлетворяет лампа Г-200, световой поток которой равен 2800 лм,мощность – 200 Вт.
Вывод: СТУсостоит из двух рядов, в каждом ряду по 17 светильников ППР 200 с лампаминакаливания Г-200.
Плансветотехнической установки приведен в Приложении на Рисунке 2.
3. Расчет питающей сети
1. Расположим светильники на тросовой проводке.
Тросовыеэлектропроводки могут выполняться кабелями и проводами, прокладываемыми потросу (диаметром 1,9 – 6,5 мм) или проволоке (стальной оцинкованной илигорячекатаной, имеющей лакокрасочное покрытие, диаметром 5,8 – 8 мм), атакже специальными проводами (АРТ, АВТ, АВТС).
Принципиальнаясхема питающей сети СТУ изображена на Рисунке 3.
2. Определим расчетную нагрузку:
/>Вт.
3. Выбор сечений проводников по нагреву:
Для каждойиз фаз трехфазных сетей с нулем, при неравномерной нагрузке:
/>
Для фазы«А»: /> А;
Для фазы«Б»: /> А;
Для фазы«С»: />А.
Из таблицы 3методических указаний выбираем сечение проводников по нагреву: допустимыйдлительный ток для алюминиевой жилы четырех одножильных проводов сечением 2,5 мм2составляет 19 А. По механической прочности нельзя выбирать сечение алюминиевойжилы менее 2,5 мм2.
4. Проверяем осветительную сеть по потере напряжения:
Потерянапряжения в сети определяется по формуле
/>
где />
/> м –длина линии,
/> Ом/>м – удельное сопротивлениепроводника из алюминия.
/>Ом;
/> В.
Потерянапряжения, выраженная в процентах:
/>.
5. Выбор сечений проводников по условиям срабатывания защитногоаппарата при коротком замыкании:
В осветительных сетях с глухим заземлением нейтрали должно бытьобеспечено надежное отключение защитным аппаратом однофазного короткогозамыкания
/>,
где k – минимально допустимая кратность тока короткогозамыкания по отношению к номинальному току аппарата защиты.
IA – номинальный токаппарата защиты, А
IK – наименьшая величинатока однофазного короткого замыкания, А.
Для одного ряда СП выберем автоматический выключатель АЕ2020, длякоторого:
– номинальный ток 16 А, трехполюсный с электромагнитнымирасцепителями тока;
– номинальный ток теплового расцепителя /> А;
– номинальный ток срабатывания теплового расцепителя /> А;
– номинальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя /> А.
Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле
/>,
где UФ – фазное напряжение сети, В, UФ=220В;
ZТ – полное сопротивлениесилового питающего трансформатора, Ом, принятьZТ = 0,31 Ом;
ZП – полное сопротивлениепетли фаза-ноль линии до наиболее удаленной точки сети, Ом, в нашем случае /> Ом.
/>.
Проверяем автоматический выключатель на отключение защитнымаппаратом однофазного короткого замыкания:
Так как выбранный автоматический выключатель с регулируемыми расцепителеми,то примем минимально допустимую кратность тока равную 0,66.
/>,
Условие выполняется, значит, выбранный автоматический выключательподходит для проектируемой СТУ.
Схема расположения элементов в щите управления приведена на Рис. 4.
4. Заземление СТУ
Для защиты людей и животных должно быть выполнено автоматическоеотключение питания с применением системы TN-C-S. Разделение PEN-проводника на нулевой защитный (РЕ) и нулевой рабочий (N) проводники следует выполнять на вводном щитке.
Сечение РЕпроводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм2,16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2и 50% сечения фазных проводников при больших сечениях.
Сечение РЕпроводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм2– при наличии механической защиты и 4 мм2 – при ее отсутствии.
Во всехпомещениях необходимо присоединять открытые проводящие части светильниковобщего освещения к нулевому защитному проводнику.
Так как СП в проектируемой СТУ питаются от трехфазнойпятипроводной линии, то нулевые рабочие (N) проводники должны иметь сечение,равное сечению фазных проводников, т.е. s(N)=2,5 мм2. Сечение PE проводников равно сечениюфазных, т.е. s(PE)=2,5 мм2.
Вывод
В даннойкурсовой работе была рассчитана светотехническая установка для птичниканапольного содержания.
В ходевыполнения расчетов было определено:
– расстояниемежду СП: La=Lb= 5 метров;
– количествосветильников в ряду: 17;
– количестворядов: 2;
– СП:светильник ППР 200;
– источникоптического излучения: лампа накаливания Г-200;
– расположениесветильников: на тросовой проводке;
– трехфазнаяпятипроводная линия, для питания однофазных нагрузок, сечение проводниковкоторой: SL=2,5 мм2; SN= 2,5 мм2;SPE=2,5 мм2;
– выбрани проверен на отключение защитным аппаратом однофазного короткого замыканияавтоматический выключатель АЕ2020.
Списокиспользованной литературы
1. Справочнаякнига для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга.Л., Энергия, 1976. 384 с.
2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ).7-е изд. – М.: Главгосэнергонадзор, 2003.
3. Кнорринг Г.М.и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения. СПб.:Энергоатомиздат. 2002.
4. Справочнаякнига по светотехнике / Под ред Ю.Б. Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат,2007. – 923 с.
5. Трембач В.В. Световыеприборы. – М.: Высшая школа, 1998. – 497 с.
6. Правилаэксплуатации электроустановок потребителей / Госэнергонадзор Минтопэнерго РФ.-5-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1992.
7. Правилатехники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей /Госэнергонадзор Минтопэнерго РФ. – 4-е изд. – М: Энергосервис. 1994.