Проект электротехнической части газовой котельной ОАО "Приозерное" Ялуторовского района Тюменской области с разработкой схемы автоматического управления осветительной установки

Найдем количество световых приборов по длине помещения:

na=a/L

где а- длина помещения, м;

nа=24/4,5=5,3 nа принимаем 5шт.

Найдем количество световых приборов по ширине помещения:

nв=в/L

где в- ширина помещения, м;

nв=4/5,2=0,7 nв принимаем 1шт.

Общее количество световых приборов Noбщ=

Nобщ=5*1=5 шт.

Рассчитаем мощность осветительной установки методом коэффициента использования светового потока. Нет высоких затеняющих предметов и равномерное освещение горизонтальных поверхностей, поэтому этот метод подойдет.

Находим:

Фл=(Ен*А*Кз*z)N*g                                                                         (2.27)

где A- площадь помещения м2;

g-коэффициент использования светового потока. Чтобы его найти в справочных таблицах, необходимо рассчитать i-индекс помещения.

i=(а*в)/Нр(а+в)                                                                                 (2.28)

i=(24*4)/3*(24+4)=96/84=1,14.

Теперь по коэффициенту использования и по коэффициентам отражения для выбранного светового прибора получаем

КПД=24%.

Тогда световой поток лампы определяется:

Ф=(30*96*1,5*1,1)/5*0,24=4752/1,2=3960 лм.

Из справочной литературы (стр. 62 [2]) выбираем тип лампы Г 215-225-300, со световым потоком: Фк=4610 лм.

Определяем отклонение светового потока табличного от рассчитанного по соотношению:

-0,1 ≤ (Фк-Ф)/Ф ≤ +0,2 [3]

-0,1 ≤ (4610-3960)/3960 ≤ +0,2

-0,1 ≤ 0,16 ≤ +0,2 выбранная лампа по условию проходит.

Определяем условную мощность

Руд=(Рл*N)/А (2.29)

Pyд=(30*5)/55=2,7 (Вт/м2)

Проходы за котлами 2-ой этаж

Расчет - проходы за котлами 2-ой этаж идентичен расчету - проходы за котлами 1-ый этаж, т.к. все условия среды и размеров совпадают.

Деаэраторная площадка

Принимаем вид освещения - рабочее, система освещения - общая, равномерная.

Размеры участка:

А=67,5 м2, а=13,5м, в=5м, Н0=7м.

Среда помещения сухая.

Выбираем нормированную освещенность Ен=30 лк, (стр. 97 [1]) для ламп накаливания.

Коэффициент запаса принимаем: Кз=1,3

Световой прибор выбирается:

- по условиям среды: IP 60, IР 62, IP 63

- по виду кривой силы света КСС - Д1, Д2, Г1;

- по наивысшему КПД.

Из справочной литературы отбираем световые приборы с указанной защитой: НСП 11, НСП 20, НСП 22.

Из выбранных световых приборов выбираем с требуемой кривой силы света: НСП11, НСП22.

Из них выбираем световой прибор с максимальным КПД 67% -НСП 11.

Рекомендуемое значение при косинусной

КСС: λс=1,4, λp=1,6

Находим расстояние 'L' между световыми приборами:

λc*Hp≤L≤λp*Hp

где    Hp=H0-hcв-hp,

Н0- высота помещения, м;

hсв- высота свеса светового прибора, м;

hp- высота рабочей поверхности, м.

Нр=7-4=3м

1,4*3 ≤ L ≤ 1,6*3

4,2 ≤ L ≤ 4,8 L принимаем 4,5.

Найдем количество световых приборов по длине помещения: na=a/L

где а - длина помещения, м;

nа=13,5/4,5=3 nа принимаем 3 шт.

Найдем количество световых приборов по ширине помещения: nв=в/L

где в - ширина помещения, м;

nв=5/5,2=0,96 nв принимаем 1 шт.

Общее количество световых приборов Noбщ=a

Noбщ=3*l=3 шт.

Рассчитаем мощность осветительной установки методом коэффициента использования светового потока. Нет высоких затеняющих предметов и равномерное освещение горизонтальных поверхностей, поэтому этот метод подойдет.

Находим:

Фл=(Eн*A*Kз*z)/N*g                                                                        (2.27)

где А - площадь помещения м2;

g - коэффициент использования светового потока. Чтобы его найти в справочных таблицах, необходимо рассчитать i-индекс помещения.

i=(а*в)/Нр(а+в)                                                                                 (2.28)

i=(13,5*5)/3*(13,5+5)=67,5/55,5=1,22

Теперь по коэффициенту использования и по коэффициентам отражения для выбранного светового прибора, получаем

КПД=24%.

Тогда световой поток лампы определяется:

Ф=(30*67,5*1,3*1,1)/3*0,24=2895,7/0,72=4021 лм.

Из справочной литературы (стр. 62 [2]) выбираем тип лампы Г 215-225-300, со световым потоком: Фк=4610 лм.

Определяем отклонение светового потока табличного от рассчитанного по соотношению:

-0,1 ≤ (Фк-Ф)/Ф ≤ +0,2 [3]

-0,1 ≤ (4610-4021)/4021 ≤ +0,2

-0,1 ≤ 0,14 ≤ +0,2 выбранная лампа по условию проходит.

Определяем удельную мощность

Руд=(Рл*N)/А (2.29)

Руд=(30*3)/67,5=1,33 Вт/м2.

Освещение перед входом

Принимаем вид освещения - дежурное, система освещения - общая, равномерная.

Наружное освещение в сырой среде, коэффициент отражения равен нулю.

Выбираем нормированную освещенность Ен=2 лк, (стр. 38 [3]) для ламп накаливания.

Коэффициент запаса принимаем: Кз=1,15

В нашем случае нормируется вертикальная освещенность, поэтому производим расчет точечным методом. Этот метод позволяет рассчитать освещенность на горизонтальной, наклонной и вертикальной плоскости.

Размеры участка:

А=6 м2, а=3м, в=2м, Н0=3,3м.

Световой прибор выбирается:

- по условиям среды: IP53, IP 54.

- по виду кривой силы света КСС – М;

- по наивысшему КПД.

Из справочной литературы (стр. 240 [2]), отбираем световые приборы с указанной защитой: НСП 02, НСП 03, НПП 02, ПСХ, НПП 03.

Из выбранных световых приборов выбираем с требуемой кривой силы света: НСП 02, НСП 03.

Из них выбираем световой прибор с максимальным КПД 75% -НСП 03.

Находим расстояние 'L' между световыми приборами:

λc*Hp ≤ L ≤ λp*Hp

где Hp=H0-hcв-hp; [3]

Н0- высота помещения, м;

hсв- высота свеса светового прибора, м;

hp- высота рабочей поверхности , м;

Нр=3,3-0,3-0=3 м

Светильник расположен на высоте Hp по центру над дверью. Зададим контрольную точку А (рис 2.10.). Для нее рассчитаем da - расстояние от вертикальной контрольной точки, также угол α - угол между вертикалью и направлением силы света светильника (рис 2.11).

Рис 2.10. Рис 2.11.

da=(АВ*АВ+СВ*СВ)-0,5 (2.31)

da=(4+2,25)-0,5 =2,5;

Определим угол α для точки А (рис 2.10).

tg α=da/Hp=2,5/3==0,83 α=39град.;

Определим силу света Jα по группе кривой силы света и угла между вертикалью и направлением силы света:

Jα1000=150 кд; по графикам литературы.

Определим условную освещенность для точки А.

Ea=Jα1000*cos3 α/Hp2 (2.32)

Еа=150*0,45/9=7,5 лм.

Рассчитаем поток:

Фс=(1000*Ен*Кз)/(μ*Еа*η) (2.33)

где μ - коэффициент учитывающий влияние удаленных светильников μ=1;

η - КПД светильника;

Фc=(1000*2*1,15)/(1*7,5*0,75)=409,7лм.

Из справочной литературы (стр. 62 [2]) выбираем тип лампы Б 220-235-40, со световым потоком: Фк=400 лм.

Определяем отклонение светового потока табличного от рассчитанного по соотношению:

-0,1 ≤ (Фк-Ф)/Ф ≤ +0,2 [3]

-0,1 ≤ (400-409)/409 ≤ +0,2

-0,1 ≤ -0,022 ≤ +0,2 выбранная лампа по условию проходит.

Определяем условную мощность

Руд=(Рл*N)/А (2.29)

Руд=(40*1)/6=6,6 Вт/м2

2.5.2 Электротехнический расчет

Щит освещения установлен в коридоре запитанный от силового щита 1ЩС. Нагрузку делим на три группы, чтобы по мощности разделялись незначительно. По правилам эксплуатации электрооборудования и правилам техники безопасности необходимо заложить дежурное освещение. В нашем случае это все входы и выходы, а также проходы за котлами и лестниц идущих на второй этаж. Так как протяженность линий не более 40 метров, группы освещения однофазные.

Составляем расчетную схему (см. рис. 2.12.)

Расчетная схема осветительной сети

Расчет сечения проводов

Расчет сечения проводов проводим по потере напряжения и проверяем сечение по нагреву и механической прочности.

Расчет сечения по формуле:

S=SMi/C*DU (2.34)

где С=7,4 для однофазной сети с алюминиевым проводником

С=44 для трехфазной сети с алюминиевым проводником ;

DU=0,5% для алюминиевых проводников на напряжение 380В;

DU=2,3% для алюминиевых проводников на напряжение 220В;

Mi-электрический момент.

Mi=Pi*Li -произведение мощности светильника на расстояние до осветительного щита.

Расчет сечения проводов группы №1

åMi=(0,1+0,1)*1+(0,16+0,l6)*2+(0,08*4)*4+(0,1+0,1)*6+0,1*7+(0,08+0,08)*8,5=

=5,38 кВт*м

S=5,38/7,4*2,3=0,32 мм2

Округляем до ближайшего стандартного значения S=2,5 mm . Выбираем кабель марки АВВГ(Зх2,5) с алюминиевой жилой, прокладка под штукатурку.

Находим ток группы по формуле:

Ipacч=Рф/Uф*cosj,                                                                              (2.35)

I=1260/220*0,92=5,7A.

Находим Iдоп из справочной литературы

Iдоп.=20А.

Проверяем кабель по нагреву:

Iдоп.>Iрасч. => 20А>5,7А, кабель по нагреву проходит.

Определяем действительное значение потери напряжения в группе:

DU=åMi/C*S                                                                                    (2.36)

DU=5,38/7,4*2,5=1,81%

Расчет группы №2

Розеточная группа №2 выполняется кабелем с сечением жил равным 2,5(мм2) согласно ПУЭ, маркой АВВГ (Зх2,5) скрыто под штукатурку.

Iдоп=20А, Рном. группы = 3000 Вт.

Расчет сечения проводов группы №3

åMi=0,3*15+0,3*25+0,3*35=22,5 кВт*м

S=22,5/7,4*2,3=1,32 мм2

Округляем до ближайшего стандартного значения S=2,5 мм2. Выбираем кабель марки АВВГ (Зх2,5) с алюминиевой жилой, прокладка в трубах.

Находим ток группы:

I=900/220*1=4,09 А.

Находим Iдоп. из справочной литературы:

Iдоп.=19А

Проверяем кабель по нагреву:

Iдоп.>Iрасч. => 19А>4,09А, кабель по нагреву проходит.

Определяем действительное значение потери напряжения в группе:

DU=22,5/7,4*2,5=1,21%

DU < DUдоп 1,21< 2,0 - условие выполняется.

Расчет сечения проводов группы №4

åMi=0,3*17+0,3*23+0,075*31+0,075*39+0,075*47=20,77 кВт*м

S=20,77/7,4*2,3=1,22 мм2

Округляем до ближайшего стандартного значения S=2,5 мм2. Выбираем кабель марки АВВГ (Зх2,5) с алюминиевой жилой, прокладка в трубах.

Находим ток группы:

I=825/220*1=3,75 А.

Находим Iдоп. из справочной литературы [1, стр.340]:

Iдоп.=19А.

Проверяем кабель по нагреву:

Iдоп.>Iрасч. Þ 19A>3,75A, кабель по нагреву проходит.

Определяем действительное значение потери напряжения в группе:

Uпот.=20,77/7,4*2,5=l,12%

DU < DUдоп 1,1% < 2,0% - условие выполняется.

Расчет сечения проводов группы №5

åMi=0,3*18+0,3*28+0,075*40+0,075*46+0,075*52=24,15 кВт*м

S=24,15/7,4*2,3= 1,41мм2

Округляем до ближайшего стандартного значения 8=2,5 мм2. Выбираем кабель марки АВВГ(Зх2,5) с алюминиевой жилой, прокладка в трубах.

Находим ток группы:

I=1725/220*1=7,8А.

Находим Iдоп. из справочной литературы [1, стр.340]:

Iдоп.=19А.

Проверяем кабель по нагреву

Iдоп.>Iрасч. => 19А>7,8А, кабель по нагреву проходит.

Определяем действительное значение потери напряжения в группе:

DU=24,15/7,4*2,5=1,3%

DU<DUдоп 1,3%<2,0% - условие выполняется.

Расчет сечения проводов дежурной группы

åMi=(0,3+0,3+0,04)*1l+(0,04*3)*18+0,3*19+0,3*24+0,075*36=24,8 кВт*м

S=24,8/7,4*2,3=1,45 мм2

Округляем до ближайшего стандартного значения S=2,5 мм2. Выбираем кабель марки АВВГ (Зх2,5) с алюминиевой жилой, прокладка в трубах.

Находим ток группы:

I=1435/220*0,92=7,28 А.

Находим Iдоп. из справочной литературы:

Iдоп.=19A.

Проверяем кабель по нагреву:

Iдоп.>Iрасч. => 19A>7,28A, кабель по нагреву проходит.

Определяем действительное значение потери напряжения в группе:

DU=24,8/7,4*2,5=1,34%

Uном ³ Uceти => 400B>220B

Iном.авт > Iгруппы => 32>6,4

Iуст. авт ³ К*Iгруппы => 16А >1,0*6,4

где К- учитывает пусковые токи, для люминесцентных ламп К=1,0;

Выбираем для групп №3 по приложению №6 ВА1426-14 с тепловым и

электромагнитным расцепителем.

Uном.авт.=400В; Iном.авт=32А; Iуст.авт=16А (наименьшее значение в этой серии).

Условия выбора:

Uном ³ Uceти => 400B>220B

Iном.авт > Iгруппы => 32>4,09

Iуст. авт ³ К*Iгруппы => 16А >1,0*4,09

где К- учитывает пусковые токи, для ламп накаливания К=1;

Выбираем для групп №4 по приложению №6 ВА1426-14 с тепловым и электромагнитным расцепителем.

Uном.авт.=400В; Iном.авт=32А; Iуст.авт=16А (наименьшее значение в этой серии).

Условия выбора:

Uном ³ Uceти => 400B>220B

Iном.авт > Iгруппы => 32>3,75

Iуст. авт ³ К*Iгруппы => 16А >1*3,75

где К- учитывает пусковые токи, для ламп накаливания К=1;

Выбираем для групп №5 по приложению №6 ВА1426-14 с тепловым и электромагнитным расцепителем.

Uном.авт.=400В; Iном.авт=32А; Iуст.авт=16А (наименьшее значение в этой серии).

Условия выбора:

Uном ³ Uceти => 400B>220B

Iном.авт > Iгруппы => 32>7,8

Iуст. авт ³ К*Iгруппы => 16А >1*7,8

где К- учитывает пусковые токи, для ламп накаливания К=1;

Выбираем для дежурного освещения по приложению №6 [3] ВА 1426-14 с тепловым и электромагнитным расцепителем.

Uном.авт.=400В; Iном.авт=32А; Iуст.авт=16А (наименьшее значение в этой серии).

Условия выбора:

Uном ³ Uceти => 400B>220B

Iном.авт > Iгруппы => 32>7,28

Iуст. авт ³ К*Iгруппы => 16А >1*7,28

где К- учитывает пусковые токи, для люминесцентных ламп К=1.

Результаты заносим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5

Расчет сечения провода от силового щита до щита освещения

S=P*L/C*ΔU                                                                                     (2.37)

где С=44 для трехфазной сети с алюминиевой жилой;

ΔU- принимается в расчетах для трехфазной сети с алюминиевой жилой 0,5%;

L - расстояние от ЩО до ЩС1;

S= (1,3+0,9+0,825+1,725+1,435+3,0)*20/44*0,5=8,35 мм2

Округляем до ближайшего стандартного значения S=10мм2. Выбираем кабель марки АВВГ (5х10) с алюминиевой жилой, прокладка в трубах. Находим ток группы:

I=9200/3*220*0,9=15,5 А.

Находим Iдоп. из справочной литературы.

Iдоп.=38А.

Проверяем кабель по нагреву:

Iдоп.>Iрасч. => 38А>15,5А, кабель по нагреву проходит.

Определяем действительное значение потери напряжения в группе:

Uпот=24,8/44*10=0,14%

Выбор аппаратуры защиты

Выбираем автоматические выключатели для зашиты осветительных сетей от токов короткого замыкания и перегрузки.

Выбираем для групп №1 по приложению №6 [3] ВА 1426-14 с тепловым и электромагнитным расцепителем.

Uном.авт.=400В; Iном.авт=32А; Iуст.авт=16А (наименьшее значение в этой серии).

Условия выбора:

Выбираем щит освещения для 6 групп - ЯОУ 8501

Для защиты вводного провода предусматриваем трехфазный автомат типа-BA 51-31-3 с тепловым и электромагнитным расцепителем, который установлен в силовом щите ЩС-1.

Uном. авт.=400В; Iном.авт=32А; Iуст.авт=25А.

Условия выбора:

Uном ³ Uceти => 400B>220B

Iном.авт > Iгруппы => 32>15,5

Iуст. авт ³ К*Iгруппы => 25А >1*15,5

Проверим токи уставки относительно допустимых токов вводного кабеля.

Iдоп.пр ≥ 1,25*Iуст

38А ≥ 31,25А

Проверим токи установки относительно допустимых токов групп.

Iдоп.пр ≥ 1,25*Iуст

20А = 19,4А

Согласование обеспечено

2.5.3 Разработка устройства управления осветительной установки

Большой резерв экономии электроэнергии, расходуемый на искусственное освещение, заложен в максимальной рационализации управления и регулирования режима работы осветительных установок. Своевременное включение и выключение освещения с учетом технологии производства, согласование работы искусственного освещения с динамикой естественного освещения в целях максимального использования последнего, а также обеспечения возможностей регулирования искусственного освещения в течение рабочей смены (динамическое освещение) позволяет получить значительную экономию электроэнергии. Учет изменения режима естественного освещения особенно важен при освещении рабочих мест, удаленных от окон, помещений вспомогательного характера (лестничные клетки, рекреации и т.п.), а также в системах совмещенного освещения.

Особенности технологического процесса к которому будет применятся автоматизированная система управления следующая.

Котельный цех работает круглосуточно, так как это требует технологический процесс. Операторы производят технологический осмотр с периодичностью один раз в два часа, с записью текущих параметров технологического процесса в дежурный журнал. Для этого требуется включать рабочее освещение. В среднем технологический осмотр длится пятнадцать минут.

Для управления рабочего освещения в цехе, используем ту часть схемы, в которой выполняется два условия:

- освещение включается по датчику освещенности, когда в помещении естественный уровень освещенности ниже минимального требуемого;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8