Лабораторна робота №7 Розрахунок навантаження електричного освітлення цеху

Розрахунок навантаження електричного освітлення цеху виконується за допомогою програми Dialux Light. Попередньо для кожного приміщення цеху визначаються норми освітлення робочих поверхонь, величина коефіцієнту зменшення (зворотна коефіцієнту запасу), коефіцієнти відбиття стелі , стін , підлоги , а також ступень захисту світильників. Потім у програму вводять ці значення, доповнені геометрією приміщення,видом монтажу світильників та їх попередньо вибраним типом.

Роздивимось зразок розрахунку навантаження електричного освітлення вентиляційної із розмирами приміщення м² та висотою h = 4 м. Нормована освітленість дорівнює Лк, коефіцієнт запасу = 1,8, тоді коефіцієнт зменшення становить 0,56. Ступень захисту світильників типу IP 54 (захист від пилу і захист від водяних бризок з усіх сторін). Попередньо приймаємо тип світильників НСП з лампами розжарювання потужністю 200 Вт та світловим потоком Ф = 2910 Лм. Інтерфейс програми із введеними вихідними даними приведено на рисунку 7.3.

Після введення вихідних даних натисніть кнопку «Далее», переходячи до віна «Расчет и результаты». У даному вікні необхідно ввести нормовану освітленість приміщення у вікні «Планируемое E_m», за даними приклада Лк і натиснути кнопку «Предложение». Додатково можуть також бути скореговані відстань між світильниками та стінами приміщення. Натиском кнопки «Рассчитать» можуть бути також отримані ізолюкси освітленості. Результатом виконання даних операцій є необхідна кількість світильників вибраного типу для створення на робочих поверхнях приміщення нормованої освітленості. Вікно «Расчет и результаты» з отриманими даними приведено на рисунку 7.4. Необхідна кількість світильників n = 3 шт. Потужність освітлення приміщення визначається виходячи з номінальної потужності світильників, а також їх кількості. Коефіцієнт використання для газорозрядних ламп приймається рівним =0,85, а для ламп розжарювання - = 1. для газорозрядних ламп та для ламп розжарювання.

Рисунок 7.3 – Інтерфейс програми Dialux Light із введеними вихідними даними для розрахунку загрузки електричного освітлення цеху.

Рисунок 7.4 - Вікно «Расчет и результаты» з отриманими даними кількості світильників

Лабораторна робота №8 дослідження пристроїв керування оу

Мета роботи – вивчення конструкцій, принципів дії і визначення характеристик реле.

Розрізняють наступні способи управління освітленням:

- пряме (ручне);

- дистанційне;

- автоматичне;

- телекерування.

Пряме управління здійснюється установкою на лініях живлячої мережі освітлення ручних комутаційних апаратів управління – автоматів, рубильників, пакетних і інших вимикачів, що розміщуються на щитах ТП, на розподільних щитах в електроприміщеннях, магістральних щитках, по довжині ліній живлячої мережі, на вводах групових щитів. Застосовується у великих приміщеннях виробничих і суспільних будівель, загальне освітлення яких включається і відключається одночасно. Основна перевага – найбільш дешеве. У протяжних приміщеннях виникає необхідність включення освітлення з одного або декількох входів, незалежно від положення апаратів управління і інших входів. При цьому можливі наступні схеми управління:

для двох входів для більш ніж двох входів

Дистанційне керування здійснюється установкою магнітних пускачів (контакторів) у лініях живлячої і групової мережі освітлення. Застосовується:

- при необхідності включення і відключення з одного пункту загального освітлення великих приміщень, що живляться декількома лініями або від декількох ТП;

- при необхідності управління загальним освітленням із декількох місць;

- при управлінні зовнішнім освітленням міст і населених пунктів.

Витрати на пристрій дистанційного керування більші, ніж на пряме, але забезпечується можливість управління освітленням з обмеженого числа місць.

Автоматичне управління здійснюється тим же способом, що і дистанційне, з додатковою установкою фотоелектричних або програмних автоматів, що включають або відключають магнітні пускачі (контактори) в лініях мережі освітлення залежно від природної освітленості або часу доби.

При управлінні залежно від рівня освітленості використовуються фотодатчики, фоторезистори, фотодіоди. Так, характерною особливістю фоторезистора є залежність його опору від величини падаючого на нього світлового потоку Ф: чим більше світловий потік, тим менше опір фоторезистора R1. Схема фотореле:

Перевагою управління по рівню освітлення є економія електроенергії за рахунок своєчасного відключення ОУ. Недоліки:

- можливість випадкового затемнення або засвічення фотодатчика. Для виключення помилкового спрацьовування необхідно їх встановлювати в місцях, що виключають таку можливість, а при короткочасних засвіченнях передбачати затримку спрацьовування за часом (за допомогою заряду конденсатора);

- необхідність періодичного очищення фотодатчика від пилу.

При управлінні за часом доби використовуються фотогодинник, програмні реле типа 2РВМ. Основним елементом реле є диск, на якому можна ставити настановний гвинт. Диск рівномірно обертається за допомогою мікродвигуна. При цьому установочний гвинт, що знаходиться в чітко визначеному отворі (відповідному конкретній годині доби), викликає розмикання або замикання контактів реле. Диск двопрограмний, що забезпечує включення або відключення ОУ. Напруга живлення - 220 В. За відсутності напруги забезпечується надійна робота протягом 48 годин. При управлінні за часом доби немає необхідності настроювання від засвічень, але доводиться періодично змінювати установки спрацьовування залежно від тривалості світлового дня.

Телекерування здійснюється тим же способом, що і дистанційне, а включення і відключення магнітних пускачів відбувається з диспетчерського пункту (ДП) по лініях зв'язку, що є телефонною парою. Залежно від телекерованих пристроїв формування сигналів управління може забезпечуватися різними способами:

- електротехнічним (реле електромеханічне);

- електронними пристроями (мікропроцесори).

Телекерування дуже зручно тим, що дозволяє з одного ДП управляти всіма ОУ (наприклад, зовнішнє освітлення крупних міст з населенням від 50 тисяч і вище), у тому числі частинами одної і тої ж ОУ, забезпечуючи одночасність управління цими частинами. Воно дозволяє економити електроенергію за рахунок своєчасного відключення зовнішнього освітлення. Перевагою телекерування є також можливість здобуття по лініях зв'язку інформації про стан ОУ. Недоліками телекерування є:

- значні витрати на апаратуру управління, оскільки пристрої телекерування мають бути як на ДП, так і на керованих пунктах;

- необхідність використання як лінії зв'язку дефіцитних телефонних пар.

1- програмний диск; 2- штифт; (3-6) - кулачковий механізм; 7,8 - контактні пружини; 9- зірка.

Рисунок 8.1 – Механізм перемикача автоматичного управління ОУ

8.1 Опис експериментальної установки.

На панелі лабораторного стенду установлено фотореле ФР-2У3, фотоавтомат з фото голівкою ФГ-60, двохпрограмне реле часу 2РВМ, вимірювальні прилади,допоміжна апаратура.

На стенді установлено камеру регульованої освітленості (КРО), в якої встановлено лампу розжарювання. Регулювання освітленості здійснюється за допомогою змінного опору. Рукоятку регулятора виведено на панель.

Лампа ЕL імітує освітлювальну установку (ОУ).

Фотореле працює таким чином: при збільшенні освітленості опір фотодавача R1 (див.рис.8.1) зменшується, відповідно збільшується напруга на базі тріода VT1, збільшуються струми у колі емітер-колектор тріодів VT1 і VT2 і вони відкриваються. Тріод VT2 шунтує обмотку реле KL, якір якої відпадає, позбувається живлення котушка магнітного пускача, який відмикає освітлювальну установку.

Принцип дії фотоавтомата з фотоголівкою ФГ-60 схожий з принципом дії реле ФР-2У3. Замість фотоопору використовують фотодіод, який розміщено у фокусі оптичної системи.

Реле часу 2РВМ є двохпрограмним. Основною частиною реле є програмний диск з отворами, які розташовано по двох колах.

Рисунок 8.2

Рисунок 8.2

Рисунок 8.3

8.2. Порядок виконання роботи.

8.2.1. Ознайомитися з конструкцією реле ФР-2У3, фотоавтомата, реле часу 2РВМ. Зняти захисні корпуси з реле ФР-2У3 та 2РВМ, а також торцеву частину фотоголівки (з боку, протилежному оптичної системи), на якій міститься сигнальна лампа з електричною схемою. Після вивчення конструкції, реле ФР-2У3 знов захистити корпусом, а торцеву частину фотоголівки закріпити на потрібному місці.

8.2.2. Зібрати схему відповідно з рисунком 8.2. Перевірити дієздатність реле ФР-2У3. Для цього фотодавач встановити перпендикулярно світловому потоку джерела світла (світильники загального призначення, вікна при достатньому природному освітленні).

Увага! Фотодавач оберігати від різких поштовхів та ударів.

Затулити вікно фотодавача предметом, який не пропускає світло обо обережно покласти фотодавач на лабораторний стіл (вікном донизу).

Уявити, в якому разі реле діє на включення ОУ (лампа ЕL1 на рис. 8.2) або на відключення.

Відключити реле від мережі живлення.

8.2.3. Визначити діапазон уставок реле ФР-2У3. Для цього встановити регулюючу вісь опору R3 (що розташовано на панелі!) у крайню ліву (проти стрілки годинника) позицію.

Фотодавач встановити безпосередньо біля вікна КРО.

8.2.4. Встановити найбільший рівень освітленості вікна КРО. Дуже повільно зменшувати освітленість, поки реле спрацює на включення ОУ(лампа EL1).

Виміряти освітленість від вікна КРО за допомогою люксметра або допоміжного фотодавача, розташованого усередині КРО, і міліамперметра на панелі. Встановити найменшу освітленість КРО. Випробування повторити тричі.

Одержані дані внести до таблиці 8.1.

Таблиця 8.1.

Номер досліду	Уставка, лк
	На включення ОУ		На відключення ОУ
	найменша	найбільша	найменша	найбільша
1.
2.
3.
середнє арифметичне значення

8.2.5. Встановити найменший рівень освітленості вікна КРО. Дуже повільно збільшувати освітленість, поки реле спрацює на відключення ОУ.

Виміряти освітленість від вікна КРО. Встановити найбільший рівень освітленості від вікна КРО. Випробування повторити тричі.

Одержані дані внести до таблиці 8.1.

8.2.6. Регулюючу вісь опору R3 встановити у крайню праву позицію.

8.2.7. Виконати вимірювання за п.8.3.4 та за п.8.3.5. Результати внести до таблиці 8.1.

8.2.8. Зібрати схему відповідно з рисунком 8.3.

Встановити фото голівку ФГ-60 безпосередньо біля вікна КРО.

Виконати випробування за п.8.3.4 та за п.8.3.5 (замість ОУ використовується лампа ЕL2).

Результати внести до таблиці 8.2.

Таблиця 8.2.

Номер досліду	Уставка, лк
	На включення ОУ	На відключення ОУ
1.
2.
3.
середнє арифметичне значення

8.2.9. Зібрати схему відповідно з рис.8.4.

Подати живлення на схему.

Визначити ціну поділок першої і другої програми.

Для цього на кожній програмі (концентричного ряду отворів) встановити гвинти уставки як можна ближче до відповідної контактної групи з обох боків, а також ще по два гвинти у близьких отворах.

Після включення відповідних ОУ (для першої програми – лампа ЕL2, для другої – лампа ЕL3) визначити час і результати занести до протоколу випробувань. Спостерігати за рухом програмного диску і визначити час, коли відключаться лампи ЕL2 і ЕL3.

Результати внести до протоколу.

Визначити ціну поділок першої та другої програми, результати внести до протоколу випробувань.

Перевірити дієздатність реле після відключення від джерела живлення (протягом 10 … 15 хвилин).

8.3. Зміст звіту:

• принципові електричні схеми реле ФР-2У3 та фотоавтомати з фотоголівкою ФГ-60;

• результати випробувань і розрахунків;

• висновки по роботі.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Переваги й вади різних реле керування ОУ.

2. Реле ФР-2У3 налагоджено на деяку освітленість при природному освітленні. Як буде діяти це реле вночі при штучному освітленні? Дати пояснення з урахуванням фізики явища.

3. Які чинники впливають на величину часу спрацьовування реле ФР-2У3?

4. Яким чином і на який час здійснюється дієздатність реле часу у випадку, коли відключається напруга живлення?