Освітлення тваринницького приміщення

Освітлення тваринницького приміщення

Зміст …………………………………………………………………………….…1

Вступ ………………………………………………………………………..….….2

1 СВІТЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ …………………………………………….….3

1.1 Розрахунок робочого освітлення кормоприємного пункту ………….…..3

1.2 Розрахунок освітлення входів …………………………………….…….…..6

2 ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ……………………………….……………. 9

2.1 Вибір напруги та схеми живлення ……………………….…….…………..9

2.2 Розмітка на плані приміщення місць установки світильників, розеток, вимикачів …………………………………………………………………………9

2.3 Вибір місць установки групових освітлювальних щитів ……………….10

2.4 Вибір трас прокладання освітлювальної мережі………………………….10

2.5 Вибір марок проводів і спосіб їх прокладання…………………………..11

2.6 Розрахунок площі поперечного перерізу проводів освітлювальної мережі…………………………………………………………………………….11

2.6.1 Розрахунок площі проводів за допустимою втратою напруги (за мінімум провідникового матеріалу)…………………………………………………….12

2.6.2 Перевірка вибраної площі перерізу по умовам нагріву і механічної стійкості…………………………………………………………………………16

2.7. Вибір комутаційної і захисної апаратури ………………………….…..17

2.8 Заходи з техніки безпеки при експлуатації електрообладнання………18

Література………………………………………………………………………20

Вступ

Неможливо уявити собі сучасну виробничу діяльність людей в темний час доби без електричного освітлення. Тепер чіткіше проявляється тенденція до збільшення долі споживання електричної енергії в освітлювальних та опроміню- вальних установках.

Раціонально спроектовані і грамотно здійснені освітлювальні установки дозволяють суттєво збільшити продуктивність труда та якості продукції без значних витрат матеріальних та грошових ресурсів.

На даний час більше 15% загальної витрати електроенергії в сільськогосподарському виробництві приходиться на освітлювальні та опроміню- вальні установки, при використанні яких збільшується збереженість поголів’я молока, продуктивність тварині птиці.

Раціональне освітлювання знижує травматизм, втрати корма при годуванні, допоміжне опромінювання розсади в теплиці прискорять вихід овочів, збільшується врожайність на 25 – 30% і знижується їх собівартість на 15 – 20% [2].

Промисловість випускає десятки типів джерел оптичного випромінювання, світильників та опромінювачів призначених для використання в сільсько-господарському виробництві.

1 СВІТЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ

1.1 Розрахунок робочого освітлення кормоприємного пункту

Рисунок 1.1 – План розміщення світильників

Вид освітлення – робоче

Система освітлення – загальне рівномірне

Тип світильника – НСП-02 [1], крива сили світла – М, ІР54

Нормована освітленість – Ен = 50 лк [2]

Площина нормування – горизонтальна

Рівень розрахункової поверхні – Г-0

Розрахункова висота:

Нрозр = Н – hз + hp.п , (1.1)

де Н – висота приміщення, м, Н = 3 ;

hз – висота звісу світильника, м;

hp.п – висота робочої поверхні, м, hp.п = 0.

hз = Н – hп., (1.2)

де hп. – висота підвішування світильників над рівням підлоги, м:

hп. = 2,5...4м, [1]. Приймаємо hп. = 2.5м.

hз = 3 – 2.5 = 0.5 м

Нрозр = 3 – 0.5 + 0 = 2.5 м

Відносно рекомендована відстань між світильниками:

Світлотехнічна найбільш вигідна відносна відстань λсв = 1,2 … 1,6;

Економічна найбільш вигідна відносна відстань λек = 1,2 …1,6[1].

Рекомендована відстань між світильниками

L = λ · Нрозр (1.3)

LАВ = (1,2 ÷ 1,6) · 2.5 = 3 ÷ 4 м;

Кількість світильників в ряду

Приймаємо LАВ=3,5

, (1.4)

де – відстань від стіни до крайнього світильника, м.

= (0,3 ÷ 0,5)∙ LА (1.5)

= 0,3 ∙ 3,5 = 1 м,

Приймаємо 36 світильників.

Кількість рядів світильників

, (1.6)

де – відстань від стіни до крайнього світильника, м.

= (0,25 ÷ 0,5)∙ LВ (1.7)

= 0,3 ∙ 3.5 = 1м,

Приймаємо 11 рядів

Загальна кількість світильників

N = NА ∙ NВ                                               (1.8)

N = 36 ∙ 11 = 396 шт.

Розрахунковий світовий потік лампи

, (1.9)

де Ен – нормована освітленість, лк;

кз – коефіцієнт запасу, який враховує старіння джерел світла,

для л.р. кз = 1,15 [1];

Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, Z = 1,15[1];

S – площа приміщення, S = 3402 м2;

η – коефіцієнт використання світлового потоку освітлювальної установки у відносних одиницях, η = 0,42 в.о.

Коефіцієнт використання світлового потоку визначається [1] в залежності від типу світильника, коефіцієнта відбиття стелі – ρс = 50%, стін – ρст = 30%, підлоги – ρп = 10% [1] та індексу приміщення і.

 (1.10)

По розрахунковому потоку  для прийнятої напруги вибираємо потужність лампи Рл = 100 Вт, , допустиме відхилення світлового потіку якої дорівнює або більший розрахункового у межах від + 20 до – 10 % [1].

Джерело світла БК220-230-100 має світловий потік, Фл.ст = 1335 лм.

Відхилення потоку стандартної лампи від розрахункового

, (1.11)

Встановлена потужність ламп в приміщенні

Рвст = Рл ∙ N, (1.12)

Рвст = 100 ∙ 396= 39600 Вт.

Питома потужність

 (1.13)

Інші приміщення розраховуємо аналогічно. Результати розрахунку зводимо у світлотехнічну відомість.

1.2 Розрахунок освітлення входів

Рисунок 1.3 – План розміщення світильників

Тип світильника – СПП-200 [1]

Нормована освітленість – Ен = 2 лк[2]

Коефіцієнт запасу – кз = 1,3

Необхідний світловий потік лампи

, (1.14)

де – висота підвісу світильника,  = 3,5 м;

 – сумарна відносна освітленість в розрахунковій точці, визначається за допомогою графіків відносної освітленості [3]. еА = е1 + е2 + е3 = 3е.

d =  (1.15)

d – відстані в плані від розрахункової точки до проекції світильника.

d = = 9,11 м

=

3е = 21 ∙ 3 = 63 лк

.

Вибираємо тип лампи Б215-225-75 з світловим потоком F = 1020 лм. Потужність лампи Рл = 75 Вт. [1]

Результати розрахунку зводимо у світлотехнічну відомість.

1.2 Розрахунок люмінесцентного освітлення в вентиляційній

Рисунок 1.2 – План розміщення світильників

Вид освітлення – робоче,

Система освітлення – загально-рівномірна

Тип світильника – ЛСП18-2×40 [1], крива сили світла – Д-1

Ступінь захисту – ІР54

Нормована освітленість – Ен = 150 лк

Площина нормування – горизонтальна

Рівень розрахункової поверхні – Г-0.8

Розрахункова висота:

Нрозр = Н – hз - hp.п , (1.1)

де Н – висота приміщення, м, Н = 3м;

hз – висота звісу світильника, м;

hp.п – висота робочої поверхні, м, hp.п = 0.8

hз = Н – hп., (1.2)

де hп. – висота підвішування світильників над рівням підлоги, м:

hп. = 2,5...3м, [1]. Приймаємо hп. = 3м.

hз = 0 м

Нрозр = 3 – 0- 0,8 = 2,2 м

Рекомендована відстань між рядами світильників, λсв = 1,2 …1,6[1].

Lв = λсв · Нрозр

Lв = (1,2…1,6) · 2,2 = 2,64…3,52 м (1.3)

Приймаемо Lав=3,0 м

При кінцевому виборі кількості рядів враховуємо технологію виробництва

 (1.4)

= (0,3 ÷ 0,5)∙ Lв

=( 0,3…0,5) ∙ 3,0 =0,9…1,5 м (1.5)

Приймаемо =1,0 м

Приймаємо 2 ряда з урахуванням технології виробництва.

Розрахунок виконуємо за допомогою графіків лінійних ізолюкс.

Таблиця1.1–Розрахунокумовної освітленості

Необхідний світловий потік, який створюється світловою лінією довжиною 1 м.

, (1.6)

де – коефіцієнт додаткової освітленості, який враховує дію віддалених світильників і відбитий світловий потік, для виробничих приміщень = 1,1,

– сумарна відносна освітленість в контрольній точці, лк.

Необхідний світловий потік ряда

 (1.7)

.

Кількість світильників в ряду

 (1.8)

де – світловий потік світильника, для ЛБ

Розриви між світильниками в ряду

 (1.9)

де – довжина світильника, = 1,3 м

Умова неприривності світлового ряда

Так як умова неприривності світлового потоку не виконуеться розрахунок проводимо питомою потужністю.

Уточнюючий розрахунок:

Питома потужність Рпит = 5,3  [6]

Встановлена потужність

 Рвст = Рпит ∙ S (1.10)

Рвст = 5,3 ∙ 415 = 2199,5 Вт

Кількість світильників

, (1.11)

де Рсв – потужність світильника, Рсв = 100 Вт

Кількість світильників в =24,розміщюемо на плані 4 ряда по 6 світильників в ряду

2 ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ

2.1 Вибір напруги та схеми живлення

Згідно ПУЄ електроосвітлювальна установка повинна живитися роздільно від електросилової. Для сільськогосподарських приміщень допускається приєднувати освітлювальну установку від окремої групи ввідного розподільчого щита.

Для живлення електроприймачів електроосвітлювальної мережі вибираємо систему напруг 380/220 В, з глухо заземленою нейтраллю, частотою 50 Гц.

Для приєднання переносних світильників, місцевого освітлення застосовуємо напругу 36 В. В сухих приміщеннях з не струмоведучими полами використовуємо розетки 220 В.

Приймаємо магістральну систему живлення освітлювальних установок.

2.2 Розмітка на плані приміщення місць установки світильників, розеток, вимикачів

На плані приміщення помічаємо місця установки світильників, вимикачів та інших струмоприймачів, приєднуємо до освітлювальної мережі.

Помічаємо місце установки ввідного розподільчого щита та групових освітлювальних щитків. Ввідний розподільчий щит встановлюємо в електрощитовій.

Місця вимикачів та розеток помічаємо так, щоб центри вимикачів були на висоті 1,6 – 1,7 м, розеток в виробничих приміщеннях 0,8 – 1 м.

При розмітці місць встановлення щитів та іншого електрообладнання, яке кріпляться штирями, визначаються та наносяться на стіни, центри отворів під штирі. Для забезпечення обслуговування щитів, ящики встановлюють на висоті 1,6 – 1,7 м.

2.3 Вибір місць установки групових освітлювальних щитів

-                в центрі електричних навантажень;

-                в доступному та зручному місці для обслуговування;

-                в приміщеннях з сприятливим середовищам.

2.4 Вибір трас прокладання освітлювальної мережі

Розмічуємо ліній прокладки проводів, кабелів, труб. Проводи, труби, кабелі відкритих електропроводок розмічаємо паралельно архітектурним лініям приміщення, з точки зору забезпечення технологічного процесу та економії електроенергії для освітлення.

Групова лінія, яка живить світильники з люмінесцентними лампами, повинна мати не більше 50 ламп на фазу, світильника з лампами розжарювання, ДРЛ, ДНаТ не більше 20 ламп на фазу, включаючи в цю кількість також штепсельні розетки.

Визначаємо розрахункові навантаження по групам:

Ррозр. = Рвст ∙ Кс (2.1)

де Рвст – встановлена потужність, Вт;

Кс – коефіцієнт спросу, Кс = 1.

Ррозр.1 = 4800 Вт;

Ррозр.2 = 4800 Вт;

Ррозр.3 = 4900 Вт;

Ррозр.4 = 1100 Вт

Ррозр.5 = 975 Вт

Ррозр.6 =1800 Вт

Ррозр.7 = 750 Вт

Ррозр.8 = 1200 Вт

Розрахункові навантаження по фазам

Ррозр.А = Ррозр.1 + Ррозр.4 + Ррозр.7 = 6650 Вт;

Ррозр.В = Ррозр.2 + Ррозр.5 + Ррозр.8 = 6975 Вт;

Ррозр.С = Ррозр.3 + Ррозр.6 = 6700 Вт;

Навантаження по фазам розрізняються незначно, що визначається коефіцієнтом одночасності праці електроприймачів.

2.5 Вибір марок проводів і спосіб їх прокладання

Від електропроводки, марку і спосіб прокладання або кабелів вибираємо в залежності від призначення, умов оточуючого середовища, характеристики електроприймачів, вимог техніки безпеки, протипожежних правил та ін.

В якості електропроводки в даному приміщенні використовуємо проводи і кабелі з алюмінієвими жилами. Освітлювальний груповий щит живиться від розподільчого щита кабелем марки АВРГ, прокладеним в трубі.

В службових приміщеннях та санвузлі проводка виконується проводом АППВ по основі. Проводку всіх останніх приміщень виконуємо проводом АВТВ з самонесучим тросом.

2.6 Розрахунок площі поперечного перерізу проводів освітлювальної мережі

Площу поперечного перерізу проводів вибираємо за допустимою втратою напруги, з послідуючою перевіркою на умови нагріву та механічну міцність.

2.6.1 Розрахунок площі проводів за допустимою втратою напруги (за мінімум провідникового матеріалу)

Рисунок 2.1 – Розрахункова схема освітлювальної мережі

ℓА1-А2 = 28,55 м Рвст А1-А2 = 20325 Вт

ℓ1 = 17,2 м Р1 = 1400 Вт

ℓ2 = 18,3 м Р2 = 1400 Вт

ℓ3 = 32,3 м Р3 = 1400 Вт

ℓ4 = 10,7 м Р4 = 600 Вт

ℓ5 = 21,6 м Р5 = 1400 Вт

ℓ6 = 18,3 м Р6 = 1400 Вт

ℓ7 = 31,58 м Р7 = 1400 Вт     

ℓ8 = 10,7 м Р8 = 600 Вт

ℓ9 = 26,9 м Р9 = 1400 Вт

ℓ10 = 32,2 м Р10 = 1400 Вт

ℓ11 = 10,7 м Р11 = 600 Вт

ℓ12 = 7 м Р12 = 750 Вт

ℓ13 = 9,5 м Р13 = 750 ВТ

ℓ14 = 18,1 м Р14 = 300 Вт

ℓ15 = 9,7 м Р15 = 800 Вт

ℓ 16 = 11,3 м Р16 = 375 Вт

ℓ17 = 9 м Р17 = 600 Вт

ℓ18 = 15,16 м Р18 = 400 Вт

ℓ19 = 10,4 м Р19 = 300 Вт

ℓ20 = 13,1 м Р20 = 300 ВТ

ℓ21 = 10,6 м Р21 = 200 Вт

ℓ22 = 11,07 м Р22 = 300 Вт

ℓ23 = 2 м Р23 = 300 Вт

ℓ24 = 57,1 м Р24 = 300 Вт

ℓ25 = 59,2 м Р25 = 375 Вт

ℓ26 = 7 м Р26 = 75 Вт

ℓ27 = 41,5 м Р27 = 600 Вт

ℓ28 = 19 м Р28 = 600 Вт

Визначаємо площу перерізу проводу на живильній дільниці

 (2.2)

де – момент навантаження на живлючій дільниці, кВт ∙м;

– моменти навантаження відгалужень від розрахункової дільниці з іншим числом проводів, кВт ∙м;

– коефіцієнт преведення моментів навантаження, = 1,85 [2]

– коефіцієнт визначається в залежності від матеріалу провода, кількістю проводів мережі та від системи напруги, С4 = 44; С2 = 7,4 [2]

– допустимі втрати напруги в мережі,  = 2,5%.[2]

Розрахунок момента навантаження на всіх дільницях

 МА1-А2 = Рвст А1-А2 ∙ ℓА1-А2 , (2.3)

де Рвст А1-А2 – сумарна встановлена потужність, Вт;

ℓА1-А2 – довжина живлючої мережі, м

МА1-А2 = 20,325 ∙ 28,5 = 579,26 кВт∙м

Момент навантаження відгалужень від розрахункової дільниці з іншим числом проводів

 = ΣРі ∙ ℓі (2.4)

де Рі – навантаження, кВт;

ℓі – довжина мережі по якій тече струм цього навантаження, м

 = Р1 ∙ ℓ1+ Р2∙ ℓ2+ Р3∙ ℓ3 +P4 ∙ℓ4

= 1,4 ∙ 17,2 + 1,4 ∙ 18,3 + 1,4 ∙ 32,3 +0,6 ∙ 10,7 = 101,34 кВт ∙ м

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 16 мм2

Визначаємо втрату напруги на живлючій дільниці А1 – А2

 (2.5)

Розраховуємо групову мережу:

Визначаємо площу перерізу проводу на 1 дільниці

 (2.6)

Приймаємо стандартну площу перерізу проводу = 10 мм2

Визначаємо втрату напруги на живлючій дільниці 1

 (2.7)

Площу перерізу проводу на ініших ділянках визначаємо аналогічно. Результати зводимо в таблицю 2

Таблиця 2 - Резултати вибору площі перерізу проводів

2.6.2 Перевірка вибраної площі перерізу по умовам нагріву і механічної стійкості

Перевірка по умові нагріву виконується по наступній умові

Ірозр  Ітр.доп. , (2.8)

де Ітр.доп. – тривало допустимий струм

Тривало допустимий струм має наступні значення для площ перерізу [2]:

S = 16 мм2 – Ітр.доп. = 65,2 А (4-ох жильний)

S = 10 мм2 – Ітр.доп. = 55 А

S = 4 мм2 – Ітр.доп. = 29А;

S = 2,5 мм2 – Ітр.доп. = 21 А;

Визначаємо значення розрахункових струмів для кожної дільниці

ІрозрА1-А2 = , (2.9)

де – фазна напруга,  = 220 В;

 – коефіцієнт потужності,  = 1 у.о.

ІрозрА1-А2 =  

65,2А > 31,7А

Таблиця 3 - Результати перевірки площі перерізу по умовам нагріву

ПУЄ регламентує мінімальний переріз встановлених проводів в залежності від матеріалу та способів його прокладання. Для алюмінієвих проводів прокладених в трубах, воно відповідає 2,5 мм2.

Таким чином, проводи з обраним перерізом відповідають умовам нагріву та механічної прочності і можуть бути використані для підключення струмоприймачів електроосвітлювальної мережі.

2.7. Вибір комутаційної і захисної апаратури

На прикладі групи 1 А2 керування світлом здійснюємо розрахунок і вибір автоматичного вимикача згідно умов:

По номінальній напрузі автомата, В:

 Uн.а. ≥ Uн.м , (2.10) де Uн.а – номінальна напруга автомата, В;

 Uн.м – номінальна напруга мережі, В, Uн.м 380 В;

По номінальному струму автомата, А:

Ін.а. ≥ Ірозр.1., (2.11)

де Ін.а. – номінальний струм автомата, А;

Ірозр.А1-А2. – номінальний розрахунковий струм групи, Ірозр.1. = 30,75 А;

За струмом теплового розчіплювача, Ін.розч. , А :

Ін.розч. ≥ Ірозр.А1-А2. · Кн.т. (2.22)

де Кн.т. – коефіцієнт надійності, який враховує розкидання за струмами

спрацювання теплового розчіплювача, Кн.т. = 1[7];

Ін.розч. ≥ 30,75· 1 = 30,75 А

Вибираємо автоматичний вимикач серії ВА14-26-34 з номінальними даними : Ін.а. = 32А > 30,75 А; Ін.розч. = 32 А; Uн.а. = 380В за літературою[2].

Аналогічно, з урахуванням струмових навантажень, здійснюємо вибір автоматичних вимикачів для інших освітлювальних груп. Дані розрахунків зводимо в розрахунково – монтажну схему освітлювальної мережі графічної частини проекту.

Освітлювальні розподільчі пристрої вибираємо за умовами навколишнього середовища, в яких їм належить працювати, по конструктивному виконанню в залежності від схеми мережі і числа відхідних груп, апаратури керування і захисту, установленої в пристрої[2]. Так як навантаження освітлювального щита пред-ставляє вісім груп, вибираємо груповий освітлювальний щиток навісного виконання типу ЯРН8501-4217 [2] на 9 груп, який комплектується з однофазними автоматичними вимикачами серії ВА14-26-14 з Ін.а. = 26А, Ін.розч. = 20А, Uн.а. = 380В, Ввідний щит ПР85-ОА на три групи з трифазним автоматичним вимикач серії

ВА51-31-34 з Ін.а. = 63А, Ін.розч. = 31,5 А.

2.8 Заходи з техніки безпеки при експлуатації електрообладнання

До заходів з техніки безпеки при експлуатації електрообладнання відносяться організаційні та технічні засоби безпеки.

До організаційних заходів відносяться наступні роботи: насамперед для безпечного проведення робіт призначають робітників, відповідаючих за ці роботи; оформляють наряд або розпорядження; щоб приступити до роботи, необхідно оформити дозвіл на підготовку робочого місця і на допуск; підготувати робоче місце та допуск до роботи; установити нагляд при виконанні робіт; перевод на інше робоче місце, а також оформити перерви у роботі та її закінчення.

При технічних заходах виконують наступні роботи: перевіряють необхідні відключення і приймають заходи, які перешкоджають помилковому чи самопроізвольному включенню комутаційної апаратури; вивішують забороняючі плакати на приводах ручного чи ключах дистанційного керування комутаційної апаратури. У випадку необхідності струмоведучі частини відгороджують; приєднують до землі переносне заземлення; перевіряють відсутність напруги на струмоведучих частинах, які необхідно приєднати до заземлення; необхідно встановити заземлення безпосередньо після перевірки відсутності напруги, повісити плакати „заземлено” на приводах комутаційних апаратів, а також огородити при необхідності робоче місце або струмоведучі частини, які залишилися під напругою і вивісити на огородженні плакати безпеки. В залежності від місцевих умов струмоведучі частини огороджають перед або після їх заземлення.

Для захисту від ураження електричним струмом використовують наступні заходи:

1.                 Ізоляція струмоведучих частин;

2.                 Розташування струмоведучих частин на недосяжній висоті;

3.                 Огородження струмоведучих частин;

Література

1. Степанцов В.П. Светотехническое оборудование в сельскохозяйственном производстве: - М.: Урожай, 1987.-216с.

2. Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение: -М.: Агропромиздат, 1991.-239.

3. Жилинский Ю.М. Электрическое освещение и облучение: -М.: Колос, 1982.-272.

4. Правило устройства электрооборудования. –М.:Энергоатомиздат, 1985.

5. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под. редакцией Г.М. Кноринга / - Л.: Энергия, 1976.- 384с.

6. Рекомендации по проектированию освещения животноводческих помещений. –М.: Стройиздат, 1981.

7. Довідник сільського електрика. За ред. Олійника В.С. – Київ: Урожай, 1983.

8. Луковников А.В. Охрана труда – М.: Агропромизтат, 1991.