Механизм или технологическая операция

Показатели

Тип электродвигателя

Климат.

исполнен

Степень

защиты

Рн, кВт

Iн, А

сosφ, о. е.

КПД η,%

Кi

Iп, А

Кормораздатчик КС-1,5

двигатель раздачи

двигатель мешалки

привод перемещения

АИР71А4

АИР112М4

АИР71А4

УХЛ5

УХЛ5

УХЛ5

IP54

IP54

IP54

0,55

5,5

0,55

1,7

11,4

1,7

0,7

0,86

0,7

70,5

85,5

70,5

5,0

7,0

5,0

8,5

79,8

8,5

Транспортер ТС-1

АИР100S4

УХЛ5

IP64

3,0

6,7

0,83

82

7,0

46,9

№

Наименование

технологической

операции

Марка

рабочей

машины

Номинальная мощность, кВт.

Длительность работы, ч.

1

2-4

5

6

7

8

9

10

11

12-14

15

16

17

18

19

20

21

22-24

Длительность действия операции, ч

1

ОВС

приток

вытяжка

ТВ

Климат-45М

8,8

8,88

24

24

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2

Кормление животных

КС-1,5

14,3

2

- - ---

3

Уборка навоза

ТС-1

12

1

Рисунок 1.1 - Нагрузочная диаграмма

Из графика электрических нагрузок видно, что максимальная мощность равна Р_макс=36,48 кВт. Длится максимум нагрузки t_м=60 мин. Поскольку время действия максимума больше 0,5 часа, то за расчетную принимаем нагрузку равную максимальной, кВт:

.

Определяем расход электроэнергии за сутки, кВтч:

(1.7)

где P_i - мощность i-го электроприемника, кВт;

t_i - длительность работы i-го электроприемника, ч.

Установленная мощность, кВт:

(1.8)

Определяем величину установленной мощности с учетом электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузок.

Рассчитываем средневзвешенное значение коэффициента мощности нагрузок:

(1.9)

где tgφ - определяем через каталожные данные cosφ конкретных электроприемников, участвующих в формировании максимума нагрузок [8].

Расчетный ток, А:

(1.10)

где U - линейное напряжение сети, В.

1.6 Проектирование силовых внутренних электропроводок

1.6.1 Система токоведущих проводников. Система заземления

Питание электроустановок здания предусматривается напряжением 380/220 В переменного тока от отдельно стоящей двухтрансформаторной подстанции закрытого типа. Система токоведущих проводников для питания электроприемников, относящихся к силовому электрооборудованию - трехфазная четырехпроводная - от ТП до ВРУ-1. Питающие линии от подстанции выполнены кабелем, проложенным в земле. На вводе в здание предусматривается повторное заземление кабеля ("брони").

Для проектируемого объекта принимаем систему заземления типа TN-С-S, которая характеризует тем, что от трансформаторной подстанции до ввода в здание предусматривается трехфазная четырехпроводная система проводников, а от вводного устройства до распределительных пунктов применяется - пятипроводная, а от распределительного пункта к электродвигателю - четырехпроводная (три фазы и РЕ-проводник).

1.6.2 Определение месторасположения электрического ввода в здание. Предварительный выбор ВРУ и РП

Анализ установленных электроприемников показывает, что в основном они расположены в здании симметрично относительно оси 9. Исходя из этого, ориентировочно центр электрических нагрузок расположен в осях 9-10. Из условий месторасположения центра электрических нагрузок, для размещения электрических щитов, принимаем помещение №2 (электрощитовая). На вводе производим установку вводного устройства серии ВРУ-1. Способ установки устройства - напольный. Климатическое исполнение - У3, степень защиты - IP54. В качестве аппаратов защиты принимаем предохранители ПН-2.

Для питания отдельных групп электроприемников принимаем шкаф распределительный типа ШР-11 с восемью отходящими линиями. В качестве аппаратов защиты принимаем предохранители типа НПН-2.

1.6.3 Составление структурной схемы электрической сети здания

Для приема и распределения электроэнергии в свинарнике-откормочнике предусматриваем радиально-магистральную схему электрической сети. После анализа все электроприемники с учетом их расположения и принадлежности к технологическим линиям разбиваем на группы. Принимаем что электроприемники №1, №2, №3, В1. В12, П1 и П2 запитываются от узла питания РП1, установленного в электрощитовой. Остальные электроприемники - от РП2, установленного также в электрощитовой. Щиток освещения запитывается непосредственно от вводного устройства.

Управление электроприемниками кормораздатчиков производится с пультов управления, которые поставляются в комплекте с технологическим оборудованием.

Ввод в здание осуществляется двумя питающими линиями, с возможностью перевода питания с одной линии на другую, при выходе из строя первой питающей линии.

Для защиты обслуживающего персонала, а также животных, находящихся в здании, в случае прикосновения к токоведущим частям, на вводе в здание предусматриваем автоматическое отключение питания. Для устанавливаем автоматический выключатель серии ВД1 с УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 100 мA.

Структурную схему электрической сети приведем на рис.1.2

Рисунок 1.2 - Структурная схема электрической сети

1.6.4 Основные решения по выполнению принципиальных схем питающей и распределительной сети

Принципиальная схема питающей сети это графический документ дающий полное представление об электрической сети здания, на которой приведена информация обо всех электрических цепях, всех аппаратах и устройствах, а также изделиях необходимых для исполнения сети.

Принципиальную схему разрабатываем на основании структурной схемы. Сначала выполняем принципиальную схему питающей сети, затем - распределительной. Разработку принципиальной схемы распределительной сети начинаем с вычерчивания линий шин РП, записываем информацию о самом РП, под чертой указываем заводской тип устройства. На принципиальных схемах все аппараты указываем полностью и обозначаем линии. Разработку принципиальной схемы питающей сети начинаем с вычерчивания вводного устройства. Далее ее выполняем в такой же последовательности как схему распределительной сети.

Принципиальные схемы питающей и распределительной сети приведем в графической части (лист 2).

1.6.5 Выбор коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат на вводе в ВРУ поставляется в комплекте с данным устройством. В нашем случае коммутационным аппаратом является переключатель.

Номинальное напряжение переключателя, В:

где - номинальное напряжение сети, в данном случае расчетное напряжение на вводе в РП, В.

Номинальный ток переключателя, А:

(1.11)

где I_{н. уст} - номинальный ток уставки, в данном случае расчетный ток на вводе в РП, А.

Принимаем переключатель на 250 А.

Исходя из этого условия, а также выше перечисленных в п.1.6 2 дипломного проекта принимаем вводное устройство ВРУ-1-11-10-М-У3IP54 с номинальным напряжением U=400В и током переключателя I_н=250А, стр.30 [7].

Коммутационный аппарат на вводе в РП также поставляется в комплекте с ШР11. В данном случае коммутационным аппаратом является рубильник ВР32-35В. Принимаем распределительные пункты типа ШР11-73504-54У3 с предохранителями НПН2-60 на отходящих линиях и током шкафа I_н=400А, стр.37 [7]. Шкаф имеет восемь отходящих линий.

16.6 Выбор аппаратов защиты

Выбор предохранителей производим по трем условиям:

(1.12)

(1.13)

(1.14)

где U_{н. уст.} - номинальное напряжение установки или сети, В;

I_дл - длительно воздействующий ток (рабочий ток двигателя при полной загрузке), А;

I_max - пусковой ток двигателя, А;

α - коэффициент учитывающий условия пуска электродвигателя, стр.27 [1].

Произведем выбор предохранителя для защиты питающей сети кормораздатчика.

Номинальное напряжение сети, В:

Ток плавкой вставки, А:

(1.15)

где k_од - коэффициент одновременности;

I_{p. max} - рабочий ток двигателя при полной загрузке, А.

(1.16)

где I_{пуск. н} - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, А.

Принимаем предохранитель по табл.2.15 [10] НПН2-60-40 c номинальным током плавкой вставки 40 А.

Произведем выбор предохранителя для защиты электропривода навозоуборочного транспортера. Ток плавкой вставки, А:

Принимаем предохранитель НПН2-60-20.

Произведем выбор предохранителя, обозначенного на структурной схеме электрической сети как FU1. Расчетный ток в этом случае будет равен 34,65 А, то есть половине тока на вводе.

По току плавкой вставки выбираем предохранитель, А:

Принимаем предохранитель ПН2-100-50, с номинальным током плавкой вставки 50 А.

Остальные предохранители выбираем аналогично. Данные предохранителей сносим в табл.1.3

Таблица 1.3 Аппараты защиты

Произведем выбор автоматического выключателя QF1 для защиты электроприводов кормораздатчика КС-1,5.

Автоматический выключатель выбираем по следующим условиям:

номинальное напряжение автомата, В:

(1.17)

где U_ну - номинальное напряжение установки, В.

номинальный ток автомата, А:

(1.18)

где I_ну - номинальный ток установки, А.

ток теплового расцепителя, А:

(1.19)

где k_нт - коэффициент надежности, стр.33 [1];

I_р - рабочий ток установки, А.

ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А:

(1.20)

где k_{н. э} - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя, стр.33 [1];

I_max - максимальный ток установки, А.

Произведем выбор:

Принимаем к установке автоматический выключатель серии ВА51-25-340010Р54У5 с номинальным током 25А, током теплового расцепителя 20 А, током срабатывания электромагнитного расцепителя 140А, табл.2.19 [10].

Аналогично выбираем автоматический выключатель для защиты от аварийных режимов работы приточного вентилятора ВЦ4-70. Выбираем автоматический выключатель серии ВА51-25 с номинальным током 25 А, током теплового расцепителя 8 А, током срабатывания электромагнитного расцепителя 80А.

Произведем выбор теплового реле для защиты электропривода вентилятора от перегрузок. Тепловое реле выбираем по условиям:

номинальное напряжение реле, В:

(1.21),

номинальный ток реле, А

(1.22),

ток нагревательного элемента реле, А:

(1.23)

Принимаем тепловое реле типа РТЛ101004 с током теплового расцепителя I_нр = 3,8…6,0 А, прил. В [15].

1.6.7 Выбор электромагнитных пускателей

Выбор электромагнитного пускателя производим по номинальному току и напряжению, исполнению и категории размещения.

Произведем выбор пускателя для управления электроприводом вентилятора ВЦ 4-70.

Номинальное напряжение пускателя, В:

(1.24)

Номинальный ток пускателя, А:

(1.25)

Принимаем электромагнитный пускатель ПМЛ-120002 с номинальным током 10А, прил. Б [15].

Для управления электроприемников принимаем кнопочный пост ПКЕ-112-2.

1.6.8 Выбор видов электропроводок

В свинарнике-откормочнике применяем как наружную, так внутреннюю электропроводку. Наружная электропроводка применяется для освещения входов и наружных лестниц, внутренняя - для питания электроприемников внутри здания.

В здании свинарника монтируем открытую электропроводку на лотках. Отходящие линии от лотков к вытяжным вентиляторам выполняем в металлорукавах, от лотка к щитам управления навозоуборочного транспортеров и приточных вентиляторов - открыто на скобах, от щита к электроприводам навозоуборочных транспортеров - в металлорукавах, от щитов управления к приточным вентиляторам - открыто на скобах. Запитку электрооборудования кормораздатчиков производим при помощи гибкого кабеля, уложенного по деревянному лотку.

Для выполнения электропроводки в здании свинарника-откормочника применяем кабель марки АВВГ с алюминиевыми жилами. Для питания кормораздатчика КС-1,5 применим гибкий кабель КГ с медными жилами.

В помещениях, где находятся животные, выполняем устройство выравнивания электрических потенциалов, а также дополнительную систему уравнивания потенциалов, которая объединяется с помощью защитных РЕ-проводников.

Для этого все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, доступные одновременному прикосновению (трубы водопровода, стойловые металлические конструкции, напольная решетка) соединяются между собой.

1.6.9 Расчет сечений проводов и кабелей

Выбор сечения жил кабелей производим по условию нагревания длительно расчетным током:

(1.26)

где I_дл - длительный (расчетный) ток электроприемника, А; I’_доп - длительно допустимый ток кабеля, А: К_П - поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки проводов и кабелей (прил. К [27]).

По условию соответствия сечения проводника току срабатывания защитного аппарата:

, (1.27)

где K_з - кратность допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (прил. М [27]);

I_з - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А (для предохранителей номинальный ток плавкой вставки), табл.1.3;

Произведем расчет сечения жилы кабеля для линии 2Н1. Допустимый ток двигателя, А:

По табл.12.1 [1] принимаем стандартное сечение жилы кабеля 2,5 мм² с допустимым током для пятижильного кабеля 17,48 А.

Поскольку условие выполняется, то окончательно принимаем кабель АВВГ 5×2,5 с допустимым длительным током 17,48 А. Выбор сечения жил кабелей для питания остальных электроприемников производим аналогично, данные заносим в табл.4. После определения сечения жил всех кабелей производим проверку на потери напряжения самой длинной линии, которые в конце участка линии не должны превышать 4%.

Потери напряжения на участке 2Н1 определяем по формуле:

(1.28)

где Р - мощность на участке, кВт;

F - площадь поперечного сечения токопроводящей жилы, мм².

С - коэффициент зависящий от материала проводов, системы

и напряжения сети, .

Данные по расчету потерь заносим в табл.1.4

Таблица 1.4. Расчет сечений кабелей

0,09

1Н1

14,8

40

0,33

3,0

АВВГ5×4

24,84

0,12

1Н2

14,8

40

1

56

КГ4×2,5

25,8

3,48

2Н1

6,7

20

0,33

62

АВВГ5×2,5

17,5

1,62

2Н2

6,7

20

1

7

АВВГ4×2,5

17,5

0,18

3Н1

6,7

20

0,33

64

АВВГ5×2,5

17,5

1,67

3Н2

6,7

20

1

3

АВВГ4×2,5

17,5

0,08

1ВН1

15,96

16

0,33

2

АВВГ5×2,5

17,5

0,08

2ВН1

7,98

10

0,33

2

АВВГ5×2,5

17,5

0,04

В1Н2

1,33

6

1

23

АВВГ4×2,5

17,5

0,07

В2Н2

1,33

6

1

29

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В3Н2

1,33

6

1

35

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

В4Н2

1,33

6

1

41

АВВГ4×2,5

17,5

0,13

В5Н2

1,33

6

1

47

АВВГ4×2,5

17,5

0,15

В6Н2

1,33

6

1

53

АВВГ4×2,5

17,5

0,17

В7Н2

1,33

6

1

53,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,17

В8Н2

1,33

6

1

47,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,15

В9Н2

1,33

6

1

41,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,13

В10Н2

1,33

6

1

35,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

В11Н2

1,33

6

1

29,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В12Н2

1,33

6

1

23,5

АВВГ4×2,5

17,5

0,08

П1Н1

4,9

16

0,33

60

АВВГ5×2,5

17,5

1,15

П1Н2

4,9

16

1

2

АВВГ4×2,5

17,5

0,04

П2Н1

4,9

16

0,33

60

АВВГ5×2,5

17,5

1,15

П2Н2

4,9

16

1

2

АВВГ4×2,5

17,5

0,04

О1

7,3

10

1

12

АВВГ5×2,5

17,5

0,47

Н2

34,65

50

0,33

3,5

АВВГ5×16

55,2

0,09

4Н1

14,8

40

0,33

11,5

АВВГ5×4

24,84

0,45

4Н2

14,8

40

1

56

КГ4×2,5

25,8

3,48

5Н1

6,7

20

0,33

62

АВВГ5×2,5

17,5

1,62

5Н2

6,7

20

1

7

АВВГ4×2,5

17,5

0,18

6Н1

6,7

20

0,33

64

АВВГ5×2,5

17,5

1,67

6Н2

6,7

20

1

3

АВВГ4×2,5

17,5

0,08

3ВН1

15,96

16

0,33

2

АВВГ5×2,5

17,5

0,08

4ВН1

7,98

10

0,33

2

АВВГ5×2,5

17,5

0,04

В13Н2

1,33

6

1

17

АВВГ4×2,5

17,5

0,05

В14Н2

1,33

6

1

23

АВВГ4×2,5

17,5

0,07

В15Н2

1,33

6

1

29

АВВГ4×2,5

17,5

0,09

В16Н2

1,33

6

1

35

АВВГ4×2,5

17,5

0,11

Произведем расчет потерь напряжения в конце самой протяженной линии:

(1.29)

Поскольку условие ∆U < 4% соблюдается, то делаем вывод, что кабели выбранные по допустимому току удовлетворяют требованиям потерь напряжения (исходя из данных табл.1.4), которые не превышают 4%. Значит выбор кабелей произведен верно.

1.7 Светотехнический расчет осветительных установок

1.7.1 Краткая характеристика помещений

Свинарник-откормочник на 1200 голов предназначен для содержания и откорма поросят в течение 135 дней.

Стены здания выполнены из кирпича. Перекрытия - сборные железобетонные плиты. Полы - бетонные. Окна, двери - деревянные. Отделка внутренняя - побелка известковым раствором.

Инженерное оборудование. Отопление - водяное с параметрами 95°С. Вентиляция - приточно-вытяжная с механическим побуждением.

Таблица 1.5 Характеристика помещений

1.7.2 Выбор источников света

Выбор источников света определяется технико-экономическими показателями и производится по рекомендациям СНБ 2.0405-98 и "Отраслевых норм освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений".

В соответствии с требованиями СНБ в помещении для откорма, электрощитовой и помещении для контрольного взвешивания свиней принимаем газоразрядные лампы низкого давления, а в остальных помещениях, а также уличное освещение - лампы накаливания.

1.7.3 Выбор системы и вида освещения

Выбор системы освещения зависит от уровня нормируемой освещенности рабочих поверхностей. Так как нормируемая освещенность рабочей поверхности 200 лк и менее применяем систему общего освещения, которое выполнено с равномерным размещением светильников. Вид освещения - рабочее и дежурное, которое занимает 10% от рабочего.

1.7.4 Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса

Нормируемую освещенность рабочих поверхностей можно определить по табл.2.5 [3] или СНБ 2.0405-98, в зависимости от характеристики зрительных работ, наименьшего размера объекта различения, контраста объекта различения с фоном и характеристики фона. Для облегчения определения норм освещенности на основе СНБ 2.0405-98 разработаны отраслевые нормы рабочего освещения производственных, административных, общественных и бытовых помещений, нормируемая освещенность по которым определяется в зависимости от технологического назначения помещений.

Уменьшение освещенности в расчетах установленной мощности источников учитывается коэффициентом запаса К_з, значение которого зависит от наличия пыли, дыма и копоти в рабочей зоне помещения, от конструкции светильников, типа источников света и периодичности чисток светильников. Значение коэффициентов запаса приведены в СНБ 2.0405-98.

Отраслевые нормы освещения сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений рекомендуют принимать коэффициент запаса для ламп накаливания 1,15, а для газоразрядных ламп - 1,3. При этом чистка светильников должна проводиться не реже 1 раза в 3 месяца. Результаты решений сведём в табл.1.6

1.7.5 Выбор осветительных приборов

Определяем категорию помещения №1 по условиям окружающей среды и минимально допустимую степень защиты светильника. Из номенклатуры светильников выделяем те, которые удовлетворяют минимально допустимой степени защиты. Учитывая производственный характер помещения, оставляем светильники, имеющие прямой (П) класс светораспределения. Так как высота подвеса светильников 2,8 м, то целесообразно выбрать светильник, имеющий кривую силы света Д или Г-1. Предварительно принимаем светильник ЛСП18-2×36 прямого светораспределения (П) с кривой силой света (Д) и степенью защиты IP54 по табл.2.2 [3].

Аналогично выбираем светильники для других помещений и данные заносим в табл.1.6

Таблица 1.6 Результаты выбора светильников

Наименование серии

Тип КСС

Степень защиты

1. Помещение для откорма свиней

сырое

50

1,3

Г-0

Общая равномерная во всех помещения

IP54

Рабочее во всех помещениях кроме помещения №1

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

2. Электрощитовая

сухое

150

1,3

В-1,5

IP20

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

3. Помещение для контрольного взвешивания свиней

сырое

150

1,3

Г-0,8

IP20

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

4. Инвентарная

сухое

50

1,15

Г-0

IP20

НСП02

М

IP54

5. Помещение для приводов транспортеров

влажное

30

1,15

Г-0,8

IP54

НСП02

М

IP54

6. Тамбур

сухое

20

1,15

Г-0

IP20

ПСХ

М

IP54

7. Коридор

сухое

75

1,15

Г-0

IP54

ЛСП18-2×36

Д-1

IP54

8. Венткамера

сухое

30

1,15

В-0,8

IP20

НСП02

М

IP54

9. Освещение входов

нар. уст.

20

1,15

Г-0

IP54

НСП02

М

IP54

10. Лестничная клетка

нар. уст.

20

1,15

Г-0

IP54

ПСХ

Д-1

IP54

№ по плану и наименование помещения

Н_Р,

м

Количество, шт.

Расстояние, м

Способ крепления светильников

N₂

N₁

L_A

L_B

l_A

l_В

1. Помещение для откорма свиней

2,8

1

-

-

-

1,34

4

На тросу

2. Электрощитовая

1,3

1

-

-

-

0,6

1,5

На крюках

3. Помещение для контрольного взвешивания свиней

2

2

-

-

-

0,6

1,01

На крюках

4. Инвентарная

2,8

1

1

-

-

1,5

1,25

На крюках

5. Помещение для приводов транспортеров

2

2

1

-

3,3

1,6

1,35

На крюках

6. Тамбур

2,8

Произведем расчет мощности ламп в помещении для откорма свиней методом удельной мощности. Метод применяют при приближенном расчете осветительных установок помещений.

По табл.2.20 [3] определяем табличное значение удельной мощности:

.

По табл.2.17 [3] в зависимости от материала и окраски рабочих поверхностей определяем коэффициент отражения рабочих поверхностей:

потолка ; стен ;

рабочей поверхности .

Определяем расчетное значение удельной мощности, для чего вычисляем значения поправочных коэффициентов:

коэффициент приведения коэффициента запаса к табличному значению:

, (1.33)

где К_з^{реал -} реальное значение коэффициента запаса осветительной установки, табл.2.9 [3];

К_з^{табл -} табличное значение коэффициента запаса осветительной установки, табл.2.20 [3];

.

коэффициент приведения коэффициентов отражения к табличном значениям:

(1.34)

где S_п - площадь потолка, м²; S_с - площадь стен, м²; S_р - площадь рабочей поверхности, м².

коэффициент приведения напряжения питания к табличному значению, принимаем К₄ = 1, так как U_н = 220В.

Определяем число светильников в помещении, шт:

(1.35)

Принимаем число светильников в помещении N₁ = 10 светильников.

Произведем проверку рассчитанного количества и марки ламп точечным методом. На плане помещения помечаем контрольную точку - точку с минимальной освещённостью. Затем вычисляем значения условной освещённости в контрольной точке.

Разделим предварительно помещение №1 на 2-е равные части, так как ряд светильников расположен над проходом. Выполняем светотехнический расчёт точечным методом.

По табл.1.6 определяем Е_н=50 лк, коэффициент запаса К_з=1,3. Расчётная высота установки светильников Н_р=2,8 м (табл.1.7).

Размещаем ряд светильников на плане помещения в соответствии с исходными данными и намечаем контрольную точку, которая расположена у стены на расстоянии от начала ряда 2,8 м и 4 м от самого ряда, т.е. L₁=2,8 м и P₁ = 4м. Освещенность в этой точке должна быть не менее 25% от номинальной, т.е.12,5 лк (стр.85 [3]).

Определяем приведённые размеры:

(1.36)

(1.37)

(1.38)

(1.39)

По линейным изолюксам для светильников с ЛЛ и КСС типа Д рис.2.13 [3] определяем е₁=40 лк; e₂=61 лк. Суммарная освещенность в контрольной точке, лк:

∑е_а = е₁ + е₂, (1.40), ∑е_а= 40 + 61=101 лк.

Определяем расчётное значение линейной плотности светового потока, лм:

(1.41),

где Е_н - нормированное значение освещённости рабочей поверхности табл.2.5 [3], лк;

К_з - коэффициент запаса табл.2.9 [3];

µ - коэффициент добавочной освещённости, учитывающий воздействие "удалённых" светильников и отражённых световых потоков на освещаемую поверхность (принимаем равным 1,1…1,2);

Рисунок 1.3 - План помещения №1

По табл.1.7 [3] поток лампы будет равен 3050 лм.

Количество светильников в светящемся ряду длиной, м:

(1.42)

(1.43)

где n_с - число ламп в светильнике, шт.;

L_р - длина светящегося ряда, м.

Принимаем N₁ = 10.

Расстояние между светильниками в ряду, предварительно определив длину светильника по табл.1.7 [3] l_с = 1,348 м:

(1.44)

Результаты расчёта сводим в табл.1.8

Таблица 1.8 Светотехническая ведомость

1.7.8 Выбор напряжения и схемы питания электрической сети

В общем случае выбор напряжения электрической сети осветительной установки определяется степенью опасности поражения людей и животных электрическим током в рассматриваемом помещении.

В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В допускают для всех светильников общего назначения независимо от высоты их установки.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, при установке светильников с лампами накаливания на высоте более 2,5 м над полом или обслуживающей площадкой, так же допускают напряжение 220 В. При высоте подвеса меньше 2,5 м должны применять светильники, конструкция которых исключает возможность доступа к лампе без специальных приспособлений, либо напряжение должно быть не выше 42 В. Разрешается установка светильников с люминесцентными лампами на высоте менее 2,5 при условии, что их контактные части будут недоступны для случайных прикосновений.

Светильники местного стационарного освещения с лампами накаливания в помещениях без повышенной опасности должны питаться напряжением 220 В, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 42 В.

В случаях, если опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленными поверхностями, питание переносных светильников должно быть не выше 12 В.

Наиболее часто для питания электрического освещения в сельскохозяйственном производстве применяют систему трехфазного тока с глухим заземлением нейтрали напряжением 380/220 В. Источники света при этом подключают, как правило, на фазное напряжение.

Осветительные и облучательные сети, прокладываемые от источников питания до потребителей, состоят из групповых и питающих линий. Групповые линии прокладывают от групповых щитков до светильников или облучателей и штепсельных розеток. К питающим линиям относят участки сети от источника питания до групповых щитков.

Питающие линии выполняем пятипроводными (трёхфазными), а групповые - трех - и четырёхпроводными в зависимости от нагрузки и длины.

Питающие линии могут быть магистральными, радиальными или радиально-магистральными. Наиболее широкое распространение на сельскохозяйственных предприятиях нашли радиально-магистральные схемы.

Схемы питания осветительной или облучательной установки выбирают по следующим условиям: надёжность электроснабжения, экономичность (минимальные капитальные и эксплуатационные затраты), удобство в управлении и простота эксплуатации.

Радиальные сети по сравнению с магистральными имеют меньшее сечение проводов, меньшие зоны аварийного режима при неисправности в питающих сетях, но большую общую протяжённость. Необходимость применения радиальной сети может быть также вызвана условиями взаимной планировки мест подстанций и осветительных щитков, при которых трасса магистральной питающей сети будет чрезмерно удлинена.

Применение чисто магистральной сети целесообразно для сокращения общей протяженности. В месте разветвления линии устанавливают распределительный пункт, от которого могут отходить как магистральные, так и радиальные групповые линии.

При планировке сети возможны различные варианты её выполнения, даже в пределах одной радиально-магистральной системы. Когда применение одного варианта не очевидно, тогда необходимо прибегать к технико-экономическому сопоставлению вариантов.

Помещения свинарника-откормочника относятся к помещениям с повышенной опасностью. ПУЭ в этом случае допускает применение напряжения 220В, с условием что светильники и питающие их сети расположены на высоте 2,5 м. При этом конструкция светильника должна исключать доступ к лампе без специальных приспособлений (для светильников с лампами накаливания) и случайное прикосновение к контактным частям (для светильников с люминесцентными лампами).

Систему токоведущих проводников принимаем ТN-С-S.

1.7.9 Определение количества и мест расположения групповых щитков, выбор их типа и компоновка трассы сети

Количество групповых щитков осветительной установки определяют, исходя из размеров здания и рекомендуемой протяжённости групповых линий. Принимают длину четырехпроводных трехфазных групповых линий напряжением 380/220В равной 80 м, напряжением - 220/127 В - 60 м и, соответственно, двухпроводных однофазных - равной 35 м и 25 м. Однофазные групповые линии целесообразно применять в небольших конторах, а также в средних помещениях при установке в них светильников с лампами накаливания мощностью до 200 Вт и с люминесцентными лампами. Применение трехфазных групповых линий экономично в больших помещениях (птичниках, коровниках, свинарниках и т.д.), освещаемых как лампами накаливания, так и газоразрядными лампами.

Ориентировочное количество групповых щитков n_ш можно определить по формуле:

, (1.45)

где n_щ - рекомендуемое количество групповых щитков, шт.;

А, В - длина и ширина здания, м;

r - рекомендуемая протяженность групповой линии, м.

Для уменьшения протяженности и сечения проводов групповой сети щитки устанавливают по возможности в центре электрической нагрузки, координаты которого:

, (1.46),

, (1.47)

где х_ц, у_ц - координаты центра электрических нагрузок в координатных осях х, у;

Р_i - мощность i-й электрической нагрузки, кВт;

х_i, у_i - координаты i-й электрической нагрузки в координатных осях х, у.

При выборе мест установки групповых осветительных щитков учитывают также и то, что групповые щитки, предназначенные для управления источниками оптического излучения, устанавливают в местах, удобных для обслуживания: проходах, коридорах и на лестничных клетках. Щитки, имеющие отключающие аппараты, устанавливают на доступной для обслуживания высоте (1,8...2,0 м от пола).

При компоновке внутренних сетей светильники объединяют в группы так, чтобы на одну фазу группы приходилось не более 20 ламп накаливания или 50 люминесцентных ламп.

Осветительные щитки выбирают в зависимости от количества групп, схемы соединения, аппаратов управления и защиты, а также по условиям среды, в которых они будут работать. В зависимости от условий среды в помещениях применяют групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением. Щитки защищенные с уплотнением предназначены для установки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды. Большое значение имеет также выбор трассы сети, которая должна быть не только кратчайшей, но и наиболее удобной для монтажа и обслуживания. Прокладка сети по геометрически кратчайшим трассам практически невозможна или нецелесообразна по причинам конструктивного и технологического характера. Трассу открытой проводки, как по конструктивным, так и по эстетическим соображениям намечают параллельно и перпендикулярно основным плоскостям помещений. Только при скрытой проводке на горизонтальных плоскостях можно применять прямолинейную трассировку между фиксированными точками сети.

Выбранные трассы питающих и групповых линий, места установки групповых щитков, светильников, выключателей и розеток наносят на план помещения согласно условным обозначениям.

В соответствии с результатами светотехнического расчёта вычерчиваем план здания (графическая часть лист 4). Наносим на него в виде условных обозначений светильники (ряды светильников). Принимаем щиток с трехфазными группами. Рекомендуемая протяжённость линий r = 80 м.

Вычисляем требуемое количество, шт., групповых щитков:

.

Принимаем один щиток. Для определения места его установки рассчитываем координаты центра электрической нагрузки. Исходя из количества светильников и мощности ламп, в каждом помещении определяем установленную мощность по формуле, кВт:

Р_i = N_1i ·N_2i ·n_ci ·P_лi, (1.48)

Р₁=10·1·2·0,036=0,72 кВт,

Р_1.1=10·1·2·0,036=0,72кВт,

Р_1.2=10·1·2·0,036=0,72кВт,

Р_1.3=10·1·2·0,036=0,72кВт,

Р₂ =1·1·2·0,036=0,072 кВт,

Р₃ = 2·1·2·0,036=0,144 кВт,

Р₄=1·1·1·0,04=0,04 кВт,

Р₅=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р_5.1=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р₆=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_6.1=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_6.2 = 1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_6.3 =1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р₇= 1·4·2·0,036=0,288 кВт,

Р₈=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р_8.1=1·2·1·0,06=0,12 кВт,

Р₉=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_9.1=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_9.2 =1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_9.3=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р₁₀=1·1·1·0,06=0,06 кВт,

Р_10.1=1·1·1·0,06=0,06 кВт.

Приняв, что нагрузка каждого помещения сосредоточена в центре, и построив оси координат, определим координаты центров всех помещений, считая левый нижний угол началом координат. Данные сводим в табл.1.9

Таблица 1.9 Определение координат центра нагрузок

Определяем координаты центра электрических нагрузок всего здания по формулам (1.46), (1.47):

,

.

С учётом рассчитанного центра электрических нагрузок и с целью обеспечения удобства обслуживания и экономии проводникового материала размещаем групповой щиток на стене в коридоре x=50 м; y=8 м.

Определяем требуемое количество групповых линий в групповом щитке, количество однофазных групп, шт:

, (1.48)

Для удобства управления освещением принимаем шесть групповых линий.

Выбираем на стр.40 [7] групповой щиток ПР11-3052-54У3 с двенадцатью однополюсными автоматическими выключателями типа ВА21-29-10000-20УХЛ3.

На плане здания намечаем трассы прокладки сетей, места установки выключателей, обозначаем, номера групп и приводим данные светильников.

1.7.10 Выбор марки проводов (кабелей) и способов прокладки сети

Осветительную электропроводку, как правило, следует выполнять проводами и кабелями с алюминиевыми жилами. С медными жилами ее выполняют только во взрывоопасных помещениях классов В-1 и В-la. Гибкие кабели с медной жилой и резиновой изоляцией марки КРПТ, КРПГ применяют для подключения переносных или передвижных источников оптического излучения.

При проектировании сельскохозяйственных объектов используют следующие способы прокладки электропроводок: на тросе; на лотках и в коробах; в пластмассовых и стальных трубах; металлических и гибких резинотехнических рукавах; в каналах строительных конструкций; проводом и кабелем по строительным основаниям и конструкциям.

При выборе того или иного способа прокладки электропроводки необходимо учитывать условия среды помещения, его строительные особенности, архитектурно-художественные экономические требования. Во всех помещениях - открытая проводка. По категории помещения и условиям окружающей среды из табл.1.6 выбираем кабель АВВГ. Составляем расчётную схему сети, на которой указываем номера расчетных точек, длины участков и присоединенные мощности.

Рисунок 1.4 - Расчетная схема осветительной сети

1.7.11 Защита электрической сети от аварийных режимов

К аварийным режимам в осветительных сетях относят: токи короткого замыкания, неполнофазный режим работы (для трёхфазной линии), токи утечки. Для защиты от токов короткого замыкания служат автоматические выключатели ВА 21-29 с номинальным током I_p=16А.

1.7.12 Расчёт и проверка сечения проводников электрической сети

Принимаем допустимые потери напряжения ΔU = 2,0% и коэффициент спроса К_с = 0,85. Тогда расчётное значение сечения проводника на участке, мм²:

, (1.49)

где S - сечение проводов участка, мм²;

ΣМ- сумма моментов рассчитываемого и всех последующих участков с тем же числом проводов, что и у рассчитываемого, кВт·м;

ΣМ = ∑Р·l, (1.50)

Σα·m - сумма моментов всех ответвлений с числом проводов, отличающихся от числа проводов рассчитываемого участка, кВт·м;

α - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка и в ответвлениях.

С - коэффициент зависящий от материала проводов, системы и напряжения сети,

ΔU - допустимая потеря напряжения,% от U_н;

l - длина участка, м.

Определяем сечение линии 0-1 по формуле (1.49):

.

Определяем сечение линии 0-1 по формуле:

=3,22мм.

Принимаем ближайшее большее стандартное сечение S_0-1=4,0 мм

Определяем расчётный ток на участке 0-1, А:

, (1.51)

где U_{л -} линейное напряжение сети, 380В;

cos - коэффициент мощности:

(1.52)

Проверяем принятое сечение на нагрев. Длительно допустимый ток для данного сечения I_доп= 28А стр.464 [9]:

I_доп ≥ I_{р, (}1.53)

28 А ≥ 7,32 А.

Определяем действительную потерю напряжения в линии 0-1,%:

(1.54)

.

Далее при расчетах групповых линий данное значение потери напряжения будем вычитать из заданного значения 2,5%.

По расчётному току выбираем ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, А:

I_у ≥ I_р, (1.55)

I_у = 10А > 7,32 А.

Проверяем выбранное сечение на соответствие вставке защитного аппарата:

I_доп ≥ β·I_у, (1.56)

где β - коэффициент, учитывающий нормированное соотношение между длительно допустимым током проводников и током уставки защитного аппарата β = 1.

28А > 1 · 4,79= 9,3 А.

Используя формулы расчета потерь напряжения и выбора сечения провода, а также проверку его для участка 0-1 аналогично произведем расчет групповых линий, данные расчета снесем в табл.9. Однако следует помнить, что при расчете потерь напряжения в групповых линиях следует учитывать потерю на участке 0-1.

Таблица 1.10 Результаты расчета и проверки сечения линий освещения

Группа N5

6,3

1-6

2,5

3,88

19

0,2

6-7

2,5

2,45

19

0,474

7-8

2,5

0,54

19

0,076

8-9

2,5

0,27

19

0,027