Выбор силового и осветительного щитов. Выбор защитной аппаратуры

2.2 Выбор силового и осветительного щитов. Выбор защитной аппаратуры

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:

I_В³K*I_Р

где K – коэффициент, учитывающий пусковые токи (для газоразрядных ламп низкого давления и ламп накаливания мощностью до 300 Вт, K=1, для других ламп K=1,2 [1]);

I_Р – расчетный ток группы, А.

K*I_P=1*17,61=17,61 A

Принимаем к установке предохранитель ПР-2-60 с током плавкой вставки I_ПВ=20 А, проверяем сечение проводов из условия защиты сети от перегрузки и короткого замыкания:

I_Д³1,25*I_ПВ 1,25*20=25А ≤ 24А

Так как сечение провода не проходит по условию защиты, то меняем сечение провода (участок СО) АППВ на 4мм² с допустимым током 32А.

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

I_К=I_Т=К′*I_Р

Для автомата на вводе: I_К=I_Т=1*17,61=17,61 А

Для автомата первой группы: I_К1=I_Т1=1*14,24=14,24 А

Для автомата второй группы: I_К2=I_Т2=1*8,1=8,1 А

Для приема, распределения электроэнергии и защиты отходящих линий выбираем вводно-распределительное устройство: щит СУ 9442-16, степень защиты IP20 [1].

Автоматический выключатель на вводе в щит типа: АЕ 2036 с комбинированным расцепителем, ток номинальный выключателя 25 А. [1], принимаем ток расцепителя равным 25 А.

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

I_Д³1,25*I_К

где I_К – ток комбинированного расцепителя автомата, А.

1,25*25=31,25 ≤ 32 А

Условие защиты от перегрузки и КЗ выполняется, следовательно провод выбран верно.

Проверяем сечение проводов в группе II.

1,25*I_К=1,25*10=12,5 А

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

I_Д³0,66*I_К

24>6,6

Условие соблюдается, следовательно автомат выбран верно.

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

Таблица 2.3 Аппараты защиты.

Номер группы	Расчетный ток, А	Марка автом. выключателя	Номинальный ток выкл. А	Номинальный ток расцепит. А
I	14,24	АЕ2036	25	16
II	8,1	АЕ 2036	25	10

Таблица 2.4 Сечения проводов из условий защиты.

Участок	Ток участка IР, А	Марка провода	Допустимый ток провода IД, А
СО	17,61	2АППВ 2х4 мм2	32
ОА	14,24	4АВВГ 1х2,5мм2	17
ОВ	8,1	2АППВ 2х2,5мм2	24

3. Расчёт технико-экономических показателей осветительной установки

Экономическую эффективность осветительной установки оценивают приведенными затратами:

З=Е_Н×К+Э

где, З – приведенные затраты по рассматриваемому варианту, руб.;

Е_Н=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×(К_Л×n+К_С+К_М+a×Р_Л×К_МЭ×n×10^-3)

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

К_Л – цена одной лампы, руб;

n – число ламп в одном светильнике;

К_С – цена одного светильника, руб.;

К_М – 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;

Р_Л – мощность одной лампы, Вт;

К_МЭ – 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=Э_А+Э_О+Э_Э

где, Э_А – годовые затраты на амортизацию системы освещения, руб.;

Э_О – годовые расходы на обслуживание и текущий ремонт осветительной установки, руб.;

Э_Э – 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:

Э_А=0,1×N×(К_С+К_М+a×Р_Л×n×10^-3)

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

Э_О=Э_Л+Э_Ч=

где, Э_Л – стоимость сменяемых в течении года ламп, руб.;

Э_Ч – расходы на чистку светильников за год, руб.;

Т_Р – продолжительность работы осветительной установки в год, ч;

Т_Л – номинальный срок службы лампы, принимается для ламп накаливания общего назначения 1000 ч, для люминесцентных ламп 12000ч;

С_З – стоимость работ по замене одной лампы, руб.;

n – количество чисток светильников в год [2];

С₁ – стоимость одной чистки одного светильника, руб.

Принимаем стоимость замены одной лампы 0,7С₁

Стоимость электрической энергии израсходованной за год определяется по формуле:

Э_Э=a×b×Р_Л×n×Т_Р×Ц_Э×10^-3

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

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

Ц_Э – 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 НПП21

Капитальные затраты:

К=16×(4×1+120+32,5+1×60×600×1×10^-3)=3080 руб.

Амортизационные отчисления:

Э_А=0,1×16×(120+32,5+1×60×600×1×10^-3)=301,6 руб.

Расходы на обслуживание и текущий ремонт:

Э_О=руб.

Стоимость электрической энергии, израсходованной за год:

Э_Э=1×1,03×60×1×16×4380×1×10^-3=433,1 руб

Годовые эксплуатационные расходы:

Э=301,6+944,64+433,1=1679,3 руб

Экономическая эффективность осветительной установки:

З=0,15×3080+1679,3=2141,3 руб

Остальные светильники считаем аналогично, данные сводим в таблицу

Таблица 3.1 Технико-экономические показатели осветительной установки.

Светильник	Количество	Кап. затраты	Экспл. расход	Эк. эффект.
НПП04	16	3080	1679,3	2141,3
ЛСП18	130	24089	12866,3	16479,7
ЛСП14	2	436,2	317,4	382,8
НСП21	27	5323,5	2941,2	3739,7
ЛСП15	1	254,1	189,5	227,6
НСП11	14	2401	1219	1579

Рисунок 2.1 Расчётная схема осветительной сети.

Используемые литературные источники

1 Проектирование электрического освещения: Учебное пособие/Н. А. Фалилеев, В. Г. Ляпин; Всесоюзн. с.-х. ин-т заоч. образования. М., 1989. 97 с.

2 Справочная книга по светотехнике/ Под ред. С 74 Ю. Б. Айзенберга. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 472 с., ил.

3 Справочная книга для проектирования электрического освещения. /Под ред. Г. М. Кнорринга. Л., "Энергия", 1976, 384с.

4 Баев И. В. Практикум по электрическому освещению и облучению. – М.: Агропромиздат, 1991. – 175 с., ил. – (Учебники и учебн. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

5 Нормы технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения НТСП – 88 М.: АО РОСЭП №07.04.97

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

Доклад на защиту курсовой работы

Было задание спроектировать электрическое освещение коровника на 400 голов. Проектирование начиналось с характеристики среды помещений и выбора нормированной освещённости.

Помещение для содержания коров особо сырое с химически активной средой, что требует степени защиты не ниже IP53. Тамбур – помещение влажное, остальные помещения с сухой средой. Нормированная освещённость выбиралась согласно СНИП и "отраслевых норм освещения сельскохозяйственных зданий, предприятий и сооружений". В качестве источника света для содержания коров выбраны люминесцентные лампы. В помещениях электрощитовой и венткамеры выбраны люминесцентные лампы как для помещений с высокой освещённостью. В остальных помещениях выбраны лампы накаливания как для второстепенных помещений и помещений с низкой освещённостью.

Во всех помещениях выбраны светильники с косинусным светораспределением, в соответствии с назначением помещений, условий окружающей среды и наибольшим КПД. В помещении для содержания коров выбрано рабочее освещение, в остальных помещениях – дежурное.

Размещение светильников производилось с учётом наивыгоднейших относительных светотехнических и энергетических расстояний. Светильники размещались по вершинам прямоугольников.

Расчёт мощности осветительной установки в помещении электрощитовой и наружное производилось точечным методом, где нормируется вертикальная освещённость и как открытое пространство. Помещение для содержания коров и основной тамбур рассчитывались также точечным методом. Расчёт освещения венткамеры производился методом коэффициента использования светового потока как закрытого помещения, где нормируется горизонтальная освещённость, отсутствуют большие затеняющие предметы и имеются светлые заграждающие конструкции. Расчет остальных помещений производился по методу удельной мощности как второстепенных помещений, к освещению которых не предъявляются особые требования. По результатам расчёта производился выбор ламп и проверялось отклонение светового потока от допустимого на величину -10, +20%.

Компоновка осветительной сети производилась с учётом длины группы и допустимого количества ламп на фазу. Так как длина здания 120м, а помещения одинаковы и расположены симметрично по сторонам здания, то наибольшая длина группы, с учётом изгибов сети, будет около 85м. Всего в помещении 176 ламп, что требует двух групп освещения. В первую группу, выполненную трёхпроводной, включим светильники рабочего освещения помещения для содержания коров, во вторую дежурную группу, выполненную четырёхпроводной, включим светильники остальных помещений и наружное освещение.

Расчёт сечения проводов производился по потере напряжения. Для этого произвольно принимались потери напряжения на отдельных участках групп и по рассчитанным значениям электрических моментов этих участков производился расчёт их сечений. Выбранные сечения проводов проверялись на механическую прочность и по допустимому току. В помещении для содержания коров была выбрана тросовая проводка кабелем АВВГ, а в остальных помещениях проводом АППВ открыто по стенам и в стальных трубах, в зависимости от категории. Расчётный ток в группах определялся с учётом количества фаз, мощности и средневзвешенного косинуса фи.

Для управления осветительной установкой был выбран осветительный щиток СУ 9442-16 с однополюсными автоматическими выключателями А3161, которые были заменены на автоматические выключатели АЕ2036. Установка автомата выбиралась с учётом расчётных и пусковых токов. Так как ни в одной группе нет ламп накаливания мощностью свыше 300Вт и ламп высокого давления, коэффициент, учитывающий пусковые токи был принят равным единице. Вся сеть защищалась предохранителями ПР-2-60 установленными в силовом щитке СП-62. Значения установок автоматов принимались стандартными, ближайшими к расчётным и согласовывались с допустимыми токами проводов, проверялись на короткое замыкание, а во второй группе и на перегрузку, так как там имеются розетки.

Затраты на устройство осветительной установки составляют 35584 руб.

Прожекторная установка для выгула коров была принята стационарной с прожектором ПЗС-45 Г220-1000 с наименьшей высотой установки 21м.