Xreferat.com » Рефераты по физике » Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Размещено на /


РЕКОНСТРУКЦІЯ СИСТЕМИ ЗОВНІШНЬОГО ОСВІТЛЕННЯ ТЕРИТОРІЇ ДТЕЦ


1 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ


В Україні для потреб зовнішнього освітлення задіяно 6,1 млн. світлових точок, із них 2,7 млн. - з лампами розжарення і 3,4 млн. - з газорозрядними лампами високого тиску, причому 70 % з них - лампи ДРЛ.

Через низьку ефективність світильників і джерел світла питома вага витрат електроенергії в Україні в 1,7 раз вища, ніж в розвинутих країнах.

Освновними причинами такого стану є:

- експлуатація старих, фізично зношених світильників, в яких характеристики відбивачів і розсіювачів значно знизились (ККД 25-40 %);

- використання в світильниках малоефективних джерел світла (ламп розжарення і ламп ДРЛ);

- експлуатація світильників з нераціональним розподілом світла (косину-соїдальна крива сили світла замість широкої).

Тривалий час роботи вуличних світильників та постійне збільшення їх кількості протягом року зумовлює постійне зростання витрат електроенергії, а відповідно, і фінансових витрат.


2 СУЧАСНИЙ СТАН ОСВІТЛЕННЯ ДТЕЦ


Зовнішню територію ДТЕЦ освітлюють світильники на залізобітоних стовбах висотою 9 метрів на відстані 40 метрів один від одного. Також є охоронне освітлення, яке влаштоване на огорожі і постійних постах охорони. Охоронні світильники змонтовані на трубчатих кронштейнах які кріпляться на висоті 4 метрів до колон огорожі на відстані 18 метрів один від одного. В світильниках для освітлювання території та охоронного освітлення вико-ристовуються газорозрядні лампи високого тиску типу ДРЛ-250. Активна потужність одної лампи складає 250 Вт. Загальна кількість ламп складає 110 шт., з них 48 ламп припдає на світильники, які влаштовані на огорожі і постійних постах охорони. На зовнішню територію ДТЕЦ припадає 62 лампи.


3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТУВАННЯ


Пропонується разглянути енергічноекономічні варианти заміни ламп типу ДРЛ на ДНаТ.

Реальною можливістю значно зменшити енергоспоживання і підвищити рівень освітленості є заміна світильників з лампами ДРЛ на світильники з натрієвими лампами високого тиску типу ДНаТ. Економія електроенергії досягається суттєвою різницею в світлових віддачах ламп ДНаТ та ДРЛ. Якщо світлова віддача ламп ДРЛ - 60 лм/Вт, то максимальне значення цього параметра в лампах ДНаТ сягає 150 лм/Вт. Так, наприклад, при одних і тих же рівнях освітленості, заміна лампи ДРЛ потужністю 250 Вт на лампу ДНаТ 100 Вт зменшить енергоспоживання світильника на 40 %. Ще більшу економію електроенергії (до 50 %) можна отримати при застосуванні в світильниках з лампами ДНаТ електронних пускорегулюючих апаратів. При цьому збільшиться в 1,5 раза термін служби ламп, стабілізується режим їх роботи при коливаннях напруги живлення від 160 до 260 В, лампи надійно запалюються, підвищується коефіцієнт потужності до 0,95 - 0,98, зменшується вага світильників в 2 - 2,5 рази.


4 ПЕРЕВІРКА ВСТАНОВЛЕНОГО ОСВІТЛЕННЯ


Для перевірки встановленого освітлення скористаємося кривими сили світла на рисунку 6.1 для існуючого джерела світла. Для світильників зовнішнього освітлення території мінімальна освітленість лк, світильників охорони мінімальна освітленість лк.

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Рисунок 1 – Крива сили світла світильника РКУ-01В-250-01


Розрахунок ведеться для точки мінімальної освітленості між двома лампами у світильниках, які показано на рисунку 2.

При використанні кривої сили світла світильника горизонтальна освітленість визначається виразом:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, (1)


де с - коефіцієнт, що враховує реальний світловий потік лампи по відношенню до умовного


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, (2)


Іα - сила світла по кривій під кутом α;

α - кут падіння світла на поверхню.

Згідно виразу (6.2) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ


Тоді Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦт°, за кривою сили світла Iα=65,8° = 120 кд.


Згідно виразу (6.1) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Тоді Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦо°, за кривою сили світла Iα=66,05° = 115 кд.


Згідно виразу (6.1) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Отримане значення освітленості повинно складати не менше половини мінімальної освітленості:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Результати переівірки розрахунків освітленості зведемо в таблицю 1.

Таблиця 1 – Результати перевірки розрахунків освітленості

Призначення освітлення Точка

Висота

пдвісу, м

Відстань між світильниками, м

Кут падіння, Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ°

Горизонтальна освітленість

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, лк

Минімальна освітленість

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, лк

Териториальне А 9 40 65,8 0,46 0,5
Охоронне В 4 18 66,04 2,2 2

Перевірка показала, що освітлення території та охоронне освітлення ДТЕЦ збільшено приблизно у 2 рази від норм мінімальної освітленості.


5 РОЗРАХУНОК ОСВІТЛЕННЯ ТЕРИТОРІЇ ДТЕЦ


Відстань між стовпами та висота підвісу світильників залишаються такою ж самою.

Розрахунок ведемо за кривими сили світла для світильників типу ЖКУ-01-100-012 з натрієвими лампами типу ДНаТ-100 номінальною потужністю 100 Вт і з світловим потіком 10500 лм.

Розрахунок ведеться для точки мінімальної освітленості між двома лампами, показано на рисунку 2.

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Рисунок 3 – Крива сили світла світильника ЖКУ-01В-250 (100)-01


Для розрахунку скористаємося кривими сили світла на рисунку 3 для світильників з натрієвими лампами типу ЖКУ-01В-250.


Згідно виразу (2) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Тоді Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦт°, за кривою сили світла Iα=65,8° = 150 кд.

Згідно виразу (6.1) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк

Тоді Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦо°, за кривою сили світла Iα=66,05° = 115 кд.

Згідно виразу (1) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Отримане значення освітленості повинно складати не менше половини мінімальної освітленості:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Результати переівірки розрахунків освітленості зведемо в таблицю 2.


Таблиця 6.2 – Результати перевірки розрахунків освітленості

Призначення освітлення Точка

Висота

пдвісу, м

Відстань між світильниками, м

Кут падіння, Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ°

Горизонтальна освітленість

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, лк

Мінімальна освітленість

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, лк

Териториальне А 9 40 65,8 0,55 0,5
Охоронне В 4 18 66,04 2,3 2

Розрахунок показує, що світильники типу ЖКУ-01В-100 з натрієвими лампами типу ДНаТ-100 номінальною потужністю 100 Вт і з світловим потоком 10500 лм перевищують мінімальну освітленість більше ніж у два рази освітленість встановлену нормами, але лампа, що змонтована в цей світильник має цоколь Е40 і це мінімальна потужність лампи з таким цоколем.

У світильнику типу ЖКУ-01В-100 робимо заміну цоколя Е40 на цоколь Е27, застосовуємо лампу типу ДНаТ-70 номінальною потужністю 70 Вт і з світловим потоком 6000 лм з цоколем Е27 та перераховуємо за кривими сили світла для світильників типу ЖКУ-01-100-012.


6 РОЗРАХУНОК ОСВІТЛЕННЯ З ЛАМПАМИ ТИПУ ДНаТ-70


Для розрахунку скористаємося кривими сили світла на рисунку 3 для світильників з натрієвими лампами типу ЖКУ-01В-250.

Згідно (2) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ


Тоді Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦт°, за кривою сили світла Iα=65,8° = 150 кд.


Згідно (1) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Тоді Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦо°, за кривою сили світла Iα=66,05° = 115 кд.


Згідно (1) Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Отримане значення освітленості повинно складати не менше половини мінімальної освітленості:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ лк


Результати перевірки розрахунків освітленості зведемо в таблицю 6.3.


Таблиця 3 – Результати перевірки розрахунків освітленості

Призначення освітлення Точка

Висота

пдвісу, м

Відстань між світильниками, м

Кут падіння, Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ°

Горизонтальна освітленість

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, лк

Мінімальна освітленість

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, лк

Териториальне А 9 40 65,8 0,3 0,5
Охоронне В 4 18 66,04 2,6 2

7. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНОГО НАВАНТОЖЕННЯ СИСТЕМИ ОСВІТЛЕННЯ


Розрахункова потужність освітлювальних установок з газорозрядними лампами з урахуванням втрат в ПРА визначається за виразом:


Рроз=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦРеконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦРеконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ,


де кn= 0,8 - коефіцієнт попиту, визначається з таблиці 5 [4];

кдод = 1,12- коефіцієнт додаткових витрат, що складає для ламп.

Тоді розрахункова потужність системи освітлення складає:

територіального Рроз=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ кВт

охоронного Рроз=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ кВт


8 ВИБІР ПЕРЕРІЗУ ЛІНІЙ ЖИВЛЕННЯ ОСВІТЛЮВАЛЬНОГО НАВАНТОЖЕННЯ

освітлення лінія живлення потужність

Провідники освітлювальної мережі повинні задовольняти вимогам у відношенні гранично припустимого нагрівання при нормальних режимах роботи.

Отже, умовою перевірки обраного перерізу провідника за допустимим струмом навантаження:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ,


де Ір - розрахунковий струм, що протікає по провіднику, А.

Для проведення порівняння необхідно визначити максимальний розрахунковий струм кожної ділянки освітлювальної мережі.

Розрахунковий струм в залежності від системи виконання мережі визна-чається за виразами:

для однофазних двох провідних мереж (1ф + N)


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ


для трифазних чотири провідних мереж (3ф + N)


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ


де Р - розрахункова потужність, кВт;

Uф - відповідно фазна і лінійна напруга, В;

сosφ = 0,85 - коефіцієнт потужності для газорозрядних ламп типу ДНаТ.

Середня довжина трифазних чотири провідних групових ліній для системи напругою 0,22 кВ складає:

територіальне - 600 м;

охоронне - 400 м.

Для живлення освітлювальних установок приймаємо радіальну схему живлення: кожен ряд світильників живиться від своєї групової лінії.

Розрахунок перерізу ліній живлення освітлювального навантаження покажемо на прикладі лінії територіального освітлення:

Iр.т= Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ А.

Кабель ліній живлення залишаємо той самий.

Результати розрахунків перерізу кабельних ліній зовнішнього освітлення зведемо в таблицю 4.

Таблиця 4 - Результати розрахунків перерізу кабельних ліній

Лінія Р, кВт Iр, А Iр.ф, А Кабель Iдоп, А
Териториальна 3,89 6,93 2,31 АВВГ- 4х4 24
Охоронна 3,01 5,36 1,78 АВВГ- 4х4 24

9 ПЕРЕВІРКА ВИБРАНОЇ МЕРЕЖІ ЗА ВТРАТОЮ НАПРУГИ


Відповідно до ГОСТ 13109-97 напруга на найбільш віддалених лампах зовнішнього освітлення промислових підприємств повинна бути не нижча 97,5 % Uном [4].

Величина мінімально допустимої напруги на затисках лампи:


Umin= Uxx- ΔUmp-ΔUл (3)


де ΔUхх - напруга холостого ходу трансформатора (на 5 % вища за номі-нальну);

ΔUл - втрати напруги в лінії відповідного освітлення.

Втрата напруги в трансформаторі (%) визначається виразом


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ (4)


де Ua, Uр - відповідно активна і реактивна складові напруги короткого замикання трансформатора (Uкз), % ;

соsφ - коефіцієнт потужності навантаження вторинного ланцюга трансформатора;

β - коефіцієнт завантаження трансформатора (відношення розрахункового навантаження трансформатора до його номінальної потужності).

Активна і реактивна складові напруги короткого замикання трансформатора (%) визначаються виразами:

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ; (5)

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ, (6)


де ΔPкз - втрати потужності короткого замикання трансформатора, кВт;

Sном.тр - номінальна потужність трансформатора, кВА.

Номінальні параметри трансформатора типу ТМ-630/3,15/0,4 що живить територіальне освітлення наведені в таблиці 5.


Таблиця 5 - Номінальні параметри трансформатора ТМ-560/3,15

Параметр Величина
Номінальна потужність, кВА 560
Номінальна напруга обмотки ВН, кВ 3,15
Номінальна напруга обмотки НН, кВ 0,4
Uk, % 7,5

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦPхх, кВт

1,9

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦPкз, кВт

6,5
Iх, % 4,0

Визначаємо активну та реактивну складові напруги короткого замикання трансформатора за виразами (5), (6):


Ua=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ %;

Up=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ %


Згідно завдання коефіцієнт завантаження трансформаторів Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ=0,7. При цьому cosРеконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ= 0,75.

Згідно виразу (4):

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ %


Втрата напруги (%) в лініях зовнішнього освітлення визначаються за виразом:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ (7)


де Iр.ф - розрахунковий струм одної фази лінії, А;

L - довжина лінії, км;

r0, x0 - відповідно, активний та реактивний питомий опір лінії, Ом/км:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦОм/км;


x0 =0,08 Ом/км;

γ - провідність матеріалу жили лінії, для алюмінію γ = 32;

F - переріз жили лінії, мм2;

Uн - номінальна напруга лінії, В.

Для лінії територіального освітлення:

r0 =Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ Ом/км;

x0=0,08 Ом/км;

згідно виразу (6.7):

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦUлто=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ %

Для лінії охоронного освітлення:

r0= Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ Ом/км;

x0=0,08 Ом/км;

згідно виразу (6.7):

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦUлоо=Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ %

Величина напруги на затисках найбільш віддаленого світильника згідно виразу (3) складає:

для освітлення території:

Umin.т=105-4,03-2,19=98,78 %

так як 98,78 % > 97,5 %, то умова виконується;

для охоронного освітлення:

Umin.о= 105-4,03-1,09=99,88 %;

так як 99,88 % > 97,5 %, то умова виконується.


10 ВИБІР АПАРАТУРИ УПРАВЛІННЯ ТА ЗАХИСТУ ОСВІТЛЮВАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ


Для захисту від надмірного нагрівання дротів і кабелів кожна ділянка електричної мережі повинна бути оснащена захисним апаратом, що забезпечує відключення аварійної ділянки при непередбачуваному збільшенні струмового навантаження над тривало допустимим.

Як апаратуру захисту освітлювальної мережі використовують автоматичні вимикачі. Вибір автоматичних вимикачів відбувається за розрахунковим струмом і номінальною напругою:

Iавт > 1,3·Iр - для захисту групових ліній;

Iавт >1,1·Ір - для захисту живильних ліній;

Uнавт>Uн.мер,

де Iавт - номінальний струм автоматичного вимикача;

Iр - робочий струм лінії, що захищається;

Uавт - номінальна напруга автоматичного вимикача;

Uн.мер - номінальна напруга мережі.

Результати вибору автоматичних вимикачів зведемо в таблицю 6.5.

Таблиця 6.5 - Результати вибору автоматичних вимикачів

Призначення Вимикач Тип і серія Uавт Uмер Ір, А Іавт, А
Територіальне QF ВА 47-29М 400 380 6,93 10
Охоронне QF ВА 47-29М 400 380 5,36 10

11 АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМИ ОСВІТЛЕННЯ


Для автоматизації керування системою зовнішнього освітлення території ДТЕЦ пропонується застосувати ящик керування освітленням ЯУО-01, який призначений для автоматичного та ручного керування освітлювальною мережею.

Ящик ЯУО-01 забезпечує:

- включення та відключення освітлювальних установок від сигналу фотодатчику при досягненні заданого рівня освітленості;

- відключення та включення освітлювальних установок в задані періоди часу;

- ручне включення та відключення освітлювальних установок кнопками,

встановленими на дверях ящика.

Елементи керування ящика складаються із:

- силової частини - автоматичний вимикач на 16 А та електромагнітний пускач;

- ланцюг керування - автоматичний вимикач (запобіжник) для захисту ланцюга керування, програматор, клемники та ін.

В схемі ЯУО-01 можливо реалізувати автоматичний режим керування освітленням тільки за часом та рівнем освітленості. Вибір режимів автоматичного керування освітленням здійснюється перемикачем, а відключення - кнопкою на дверцятах ящика.


12 ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАМІНИ


Для визначення економічної ефективності заміни скористаємося наступним виразом:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ (8)


де Т=2600 – годова кількіть годин використання, год/рік;

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ- розрахункова потужність, кВт.


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ 9)


деРеконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ- номінальна потужність лампи, кВт;

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ=0,9 – коефіцієнт використання, згідно [4];

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ- коефіцієнт додаткових витрат в ПРА, Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ в ПРА для ламп типу ДРЛ дорівнює 1,12, Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ в ПРА для ламп типу ДНаТ дорівнює 1,07;

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ- кількість ламп.

Для існуючого зовнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДРЛ-250 згідно виразу (9):

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ кВт

Згідно виразу (8):

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ кВт∙год/рік.

Для спроектованих світильників зовнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДНаТ-100 згідно виразу (9)

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ кВт

Згідно виразу (8):

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ кВт∙год/рік.

Тариф (ТАР) за використання електричної енергії на власні потреби ДТЕЦ приймаємо 0,3 грн./кВт∙год.

Виплати за рік розраховуємо за наступним виразом, грн./рік:


Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ (10)


де ТАР = 0,3 – встановлений тариф на електричну енергію, грн./кВт∙год

Для завнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДРЛ-250 виплати згідно виразу (10) за рік складатимуть:

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ грн./рік

Для завнішнього освітлення території ДТЕЦ з лампами типу ДНаТ-100 виплати згідно виразу (10) за рік складатимуть:

Реконструкція системи зовнішнього освітлення території ДТЕЦ грн./рік

Розглядаємо варіант реконструкції під світильники з натрієвими лим-пами типу ДНаТ-100 потужністю 100 Вт з цоколем типу Е40.


Матеріали на реконструкцію світильників з лампами типу ДНаТ-100 наведено у таблиці 6.


Таблиця 6 - Матеріали на

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: