Проектирование системы электроснабжения главного цеха завода по производству пеностекла

Работа из раздела: «Производство и технологии»

/

Содержание

• Аннотация
• Перечень сокращений
• Введение
• 1. Исходные данные на проектирование
• 2. Расчет электрических нагрузок
• 2.1 Расчёт электрических нагрузок силового оборудования
• 2.2 Определение расчётных нагрузок с учётом однофазных приёмников
• 2.3 Расчёт электрических нагрузок осветительной сети
• 2.4 Разделение потребителей на группы
• 2.5 Определение пиковых токов групп потребителей
• 3. Выбор мощности компенсирующих устройств
• 4. Проектирование трансформаторной подстанции
• 4.1 Общие сведения о трансформаторных подстанциях и силовых трансформаторах
• 4.2 Проектирование подстанции
• 4.3 Выбор числа трансформаторов
• 4.4 Выбор типа и мощности силового трансформатора
• 5. Устройство и конструктивное исполнение цеховой электрической цепи
• 5.1 Выбор схемы цеховой электрической сети
• 5.2 Конструктивное исполнение цеховой электрической сети
• 6. Выбор и проверка сечений проводников силовой сети
• 7. Расчет токов короткого замыкания
• 8. Выбор коммутационно-защитной аппаратуры
• 9. Выбор конструкции РУ 0,4 кВ
• 10. Проектирование освещения
• 10.1 Системы и виды освещения
• 10.2 Выбор источников света
• 10.3 Расчёт освещения
• 10.4 Электроснабжение осветительных установок
• 11. Заземление и защитные меры безопасности
• 11.1 Расчет заземляющих устройств
• 11.2 Расчет заземлителей
• 12. Молниезащита
• 13. Защита от перенапряжения
• 14. Охрана труда и экологическая безопасность
• 15. Технико-экономические расчеты
• Заключение
• Библиографический список

Аннотация

Пояснительная записка содержит 118 страницы машинописного текста, 26 рисунков, 33 таблицы, 64 формул и библиографический список из 17 работ и 11 ссылок на ресурсы интернета.

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы проектирования системы электроснабжения главного цеха завода по производству пеностекла. Заданы описание и характеристики электроприемников. Выполнен выбор мощности ТП (трансформаторной подстанции) на основании технико-экономических расчетов, напряжения, режима нейтрали, схемы прокладки силовой электрической сети, расчет токов короткого замыкания и в соответствии с этим осуществлен подбор защитной аппаратуры, расчёт освещения, сечений и числа проводников, а также компенсируемой мощности. Решены вопросы заземления и молниезащиты.

Отдельным пунктом является проектирование освещения. В светотехническом разделе решаются следующие задачи: выбираются типы источников света и светильников, намечаются наиболее целесообразные высоты установки светильников и их размещение, определяются качественные характеристики осветительных установок. Электрическая часть проекта освещения включает в себя выбор схемы питания осветительных установок, рационального напряжения, сечения и марки проводов, способов их прокладки.

Перечень сокращений

СЭС - система электроснабжения;

ЦТП - цеховая трансформаторная подстанция;

ТП - трансформаторная подстанция;

АД - асинхронный двигатель;

КЗ - короткое замыкание;

ХХ - холостой ход;

ПУЭ - правила устройства электроустановок;

НН - низкое напряжение;

ВН - высокое напряжение;

ШС - шкаф силовой;

ПВ - продолжительность включения;

ТЭР - технико-экономический расчёт;

КСС - кривая силы света;

СНиП - строительные нормы и правила;

СН - санитарные нормы;

РУ - распределительное устройство;

КТП - комплектная трансформаторная подстанция;

ПП - понизительная подстанция

Введение

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. В настоящее время большинство потребителей получает электроэнергию от энергосистем. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока и симметрия напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и ее количество.

Электроснабжением называют обеспечение потребителей электроэнергией, системой электроснабжения - совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Объект электроснабжения в данной работе - главный цех завода по производству пеностекла. Технология производства пеностекла включает в себя: подготовку стеклянного порошка заданной гранулометрии, введение и размешивание добавок пенообразователя, вспенивание смеси при повышенной температуре с получением блоков, отжиг и механическую обработку блоков пеностекла. Технология предусматривает поточное производство с высоким уровнем механизации и автоматизации, отсутствие промышленных отходов и выделений вредных веществ.

При двухстадийном способе блоки пеностекла после завершения вспенивания извлекают из форм и направляют на отжиг и охлаждение в печь отжига, аналогичную печам для стеклоизделий. Этот способ требует меньшего числа форм, облегчает автономное регулирование температурного режима вспенивания, улучшает условия отжига пеностекольного блока.

Для расчета большое значение имеет изучение технологического цикла, состава электрооборудования, его особенностей. Важным в вопросе электроснабжения, способе прокладки кабелей являются также особенности архитектурного плана цеха.

Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий, в основном зависят от потребляемой ими мощности и характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических факторов. При построении схем электроснабжения необходимо учитывать специфические особенности работы отдельных цехов, их технологических процессов, в частности, режимов работы, наиболее ответственных агрегатов, обеспечивающих протекание технологических процессов. Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта строительной части. В строительной части учитываются возможности прокладки в производственных помещениях кабелей различных напряжений, размещения трансформаторов и электрических аппаратов.

1. Исходные данные на проектирование

В главном цехе завода располагается электрооборудование для обеспечения технологического цикла, представленное в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Мощность и количество электропотребителей цеха

№	Наименование оборудования	Модель	Кол-во	Потребляемая мощность, кВт
1	2	3	4	5
1	ШУВ1,ШУВ1.1	ШУН. печи вспенивания 1-5 нагр. 1-2 очереди	2	123
2	ШУВ2, ШУВ2.1	ШУН. печи вспенивания 6-10 нагр. 1-2 очереди	2	114
3	ШУВ3, ШУВ3.1	ШУН. печи вспенивания 11-15 нагр. 1-2 очереди	2	94
3а	ШУВ4, ШУВ4.1		2	20
		РПО1. РПО1.1
4	ШУ4, ШУ4.1	ШУН. печи отжига 1-5 нагр. 1-2 очереди	2	100
4.1	ШУ8, ШУ8.1	ШУН. печи отжига 23-28 нагр. 1-2 очереди	2	30
4.2	ШУ9, ШУ9.1	ШУН. печи отжига 29-34 нагр. 1-2 очереди	2	30
		РПО2, РПО2.1
5	ШУ5, ШУ5.1	ШУН. печи отжига 6-10 нагр. 1-2 очереди	2	85
6	ШУ6, ШУ6.1	ШУН. печи отжига 11-16 нагр. 1-2 очереди	2	30
6.1	ШУ7, ШУ7.1	ШУН. печи отжига 17-22 нагр. 1-2 очереди	2	30
7		Печь вспенивания	2	315
8		Печь отжига	2	305
		РП1, РП1.1
9-9.1		Толкатель тележек печи	1	5,5
10-10.1		Привод открывания двери (печи вспенивания)	1	2,2
11,11.1		Роликовый конвейер	1	1,5
12,12.1		Роликовый транспортёр	1	1,5
13,13.1		Привод открывания двери (печи отжига)	1	2,2
14,14.1		Дозатор комплексный	1	5
15,15.1		Вентилятор	1	1,5
16,16.1	ЩС1, ЩС1.1	Щит распределительный в т.ч.	2	11
17,17.1		Тягач	1	11
		РП2
18		Питатель качающийся КТ5	2	4
19,19.1		Ленточный конвейер наклонный	2	2,2
20		Конвейер ручной сортировки	1	2,2
21		Скруббер-бутара	1	20
22		Погружной насос GR1500/80S	1	15
	ЩC7	Щит распределительный в т.ч.	1	55,4
23		Погружной насос GR1500/80S	1	15
24		Дробилка молотковая DM-25	1	11
25,25.1		Элеватор ленточный ковшовый	2	3
26		Барабан сушильный	1	4,8
27		Смеситель	1	4
28		очиститель дна песколовки	1	1,5
	ЩС2	Щит распределительный в т.ч.	1	13,1
29		грохот вибрационный ГВЛ-500	1	1,5
30-30.3		Дозатор нерперывного действия	4	1,5
31		Ленточный конвейер наклонный	1	2,2
32,32.1		Электротельфер	2	1,7
		РП4
33,33.1		Вибромельница ВМ-400	2	22
34		Трубный цепной конвейер	1	11
35		Трубный цепной конвейер	1	11
36,36.1		Ленточный конвейер наклонный	2	2,2
37		Реверсивный конвейер	1	2,2
		РП5,РП5.1
38		Форматно обрезной станок	1	5,5
39		Маятниковый камнерезный станок	1	4
40		Станок точной резки ЛС40(К)	2	2,2
41		Станок точной резки STS-T	1	7,7
42		Пылеуловитель УВП-2000	1	1,5
	ЩС3,ЩС3.1	Щит распределительный	2	6
43		в т.ч. Пылеуловитель УВП-2000	3	1,5
44		Узел сбора пыли GF 30G	1	1,5
	ЩС8	Щит распределительный	1	10,2
45		Упаковочная машина УПС	1	6,3
46		Станция затаривания биг бегов СЗ-500	1	0,5
47		Электротельфер	2	1,7
		РП12
48		Компрессор Ga37	1	37
49		Компрессор Ga37	1	37
		РП7
50	В5, В-14-46-5	Вентилятор вы тяжной	1	5,5
51	П2, ШУП2	Вентилятор приточный	2	52
52а	КВУ-D 2400x1400	Клапан Воздушный утеплённый	1	8,8
52б	КВУ-D 600х1400	Клапан Воздушный утеплённый	1	2,24
	ЩC4	Щит распределительный	1	16,4
53	В9,В10,В12(АОУМ800)	Агрегат для отсоса и улавливания пыли	1	2,2
54	В11, (АОУМ-1500)	Агрегат для отсоса и улавливания пыли	1	2,2
55	В13 (ЭВ 4-100В)	Рукавный фильтр	1	7,5
56	В14(АОУМ-1200)	Агрегат для отсоса и улавливания пыли	1	2,2
		РП8
57	В5',(В-14-46-5)	Вентилятор вытяжной	1	5,5
58	П3 (ЩУП3)	Вентилятор приточный	2	52
59	П3 (ЩУП3)	Вентилятор на горение	1	3
59а	КВУ-D 2400x1400	Клапан Воздушный утеплённый	1	8,8
59б	КВУ-D 600х1400	Клапан Воздушный утеплённый	1	2,24
		РП9
60	В6,В7(В-14-46-N8)	Вентилятор вытяжной	2	18,5
61	В8(В-14-46-N6,3)	Вентилятор вытяжной	1	15
62	П1'(В-14-46-N6,3)	Вентилятор приточный	1	1,5
	ЩС5	Щит распределительный в т.ч.	1	4,5
63	В15,В16(АОУМ-600	Агрегат для отсоса и улавливания пыли	2	1,5
64	В17,В18(ВКРМ5-2DY-01	Вентилятор вытяжной	2	0,75
		РП10
65	В6',В7'(В-14-46-N8)	Вентилятор вытяжной	2	18,5
66	В8'(В-14-46-N6,3)	Вентилятор вытяжной	1	15
67	П1'(В-14-46-N6,3)	Вентилятор приточный	1	1,5
	ЩС6	Щит распределительный в т.ч.
68	В1,В2(ВР-300-45-2)	Вентилятор вытяжной	2	0,18
69	В3(ВР-86-77-2,5)	Вентилятор вытяжной	1	0,12
70	В4(ВР-300-45-2)	Вентилятор вытяжной	1	0,25
71	КВУ-D 400х500	Клапан Воздушный утеплённый	1	0,6
		РП11
	ЩО1-ЩО6		1	58,8
		ЩАО
		Аварийное освещение	1	15,3
59б	КВУ-D 600х1400	Клапан Воздушный утеплённый	1	2,24
		РП9
60	В6,В7(В-14-46-N8)	Вентилятор вытяжной	2	18,5
61	В8(В-14-46-N6,3)	Вентилятор вытяжной	1	15
62	П1'(В-14-46-N6,3)	Вентилятор приточный	1	1,5
	ЩС5	Щит распределительный в т.ч.	1	4,5
63	В15,В16(АОУМ-600	Агрегат для отсоса и улавливания пыли	2	1,5
64	В17,В18(ВКРМ5-2DY-01	Вентилятор вытяжной	2	0,75
		РП10
65	В6',В7'(В-14-46-N8)	Вентилятор вытяжной	2	18,5
66	В8'(В-14-46-N6,3)	Вентилятор вытяжной	1	15
67	П1'(В-14-46-N6,3)	Вентилятор приточный	1	1,5
	ЩС6	Щит распределительный в т.ч.
68	В1,В2(ВР-300-45-2)	Вентилятор вытяжной	2	0,18
69	В3(ВР-86-77-2,5)	Вентилятор вытяжной	1	0,12
70	В4(ВР-300-45-2)	Вентилятор вытяжной	1	0,25
71	КВУ-D 400х500	Клапан Воздушный утеплённый	1	0,6
		РП11
	ЩО1-ЩО6		1	58,8
		ЩАО
		Аварийное освещение	1	15,3

Важное значение при оптимизации производства, рациональной расстановке оборудования, проектировании освещения (как рабочего, так и аварийного) имеет архитектурный план цеха. От расстановки оборудования зависят пути эвакуации сотрудников при чрезвычайных ситуациях, которые в свою очередь определяют проектирование аварийного освещения.

Территория цеха, на которой непосредственно выполняется производственный процесс представляет собой прямоугольное помещение площадью 3283 м². Потолок высотой 8 м держится на колоннах.

В боковой стене имеются оконные проемы на высоте 1.5 м и 4 м для естественного освещения и вентиляции помещения.

Рис. 1.1. Архитектурный план завода

Рис. 1.2. Главный цех завода по производству пеностекла: 1.Окно. 2. Колонна. 3. Главный цех

2. Расчет электрических нагрузок

2.1 Расчёт электрических нагрузок силового оборудования

освещение трансформаторный подстанция электрический

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

При проектировании системы электроснабжения и анализе режимов ее работы потребители электроэнергии (отдельный приемник электроэнергии, группа приемников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активная и реактивная мощности Р, Q, полная мощность S, ток I.

В практике проектирования систем электроснабжения применяют различные методы определения электрических нагрузок.

Определение расчетной силовой нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса является приближенным методом расчета и поэтому его применение рекомендуется для предварительных расчетов нагрузок.

В данном случае этот метод выбран как наиболее простой и удобный для определения расчетной нагрузки в целом.

Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность P_ном группы приемников, коэффициент мощности соs и коэффициент спроса k_с данной группы, определяемые по справочным материалам [1]:

Таблица 2.1. Коэффициенты приведения

№	Электроприёмники	обозначение	kс	cosц	tgц
1	Линия вспенивания	ЩУ1/ЩУ2	0,95	0,95	0,33
2	линия отжига	РП01/РП02	0,95	0,95	0,33
3	Линия вспенивания	ЩУ3	0,95	0,95	0,33
4	привод печей	РП1	0,75	0,85	0,62
5	Приготовление сырья	РП2,ЩС7/РП4	0,75	0,85	0,62
6	обработка блоков	РП5,ЩС8,ЩАО.	0,8	0,85	1,33
7	вент.системы, резерв	РП8/РП10	0,75	0,8	0,75
8	обработка блоков	РП5,1, ЩАО	0,8	0,85	0,62
9	вент. Системы	РП9, РП7	0,75	0,8	0,75
10	компрессорная	РП12	0,8	0,85	0,62
11	привод печей	РП1.1	0,75	0,85	0,62
12	линия вспенивания	ЩУ-3.1	0,95	0,95	0,33
13	линия отжига	РПО2.1/РПО1.1	0,95	0,95	0,33
14	линия вспенивания	ЩУ 1.1/ЩУ2.1	0,95	0,95	0,33

Расчетная нагрузка (активная и реактивная) приемников определяется из соотношений [2]:

(2.1)

где Р_н - номинальная мощность приемников цеха;

к_с - средний коэффициент спроса;

tg - соответствующий характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности.

Расчет электрических нагрузок сведём в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

№	Электроприёмники	Паспортная P, кВт	Расчётная Pр, кВт	Расчётная Qр, кВар
1	Линия вспенивания	237	225,15	74,2995
2	линия отжига	305	289,75	95,6175
3	Линия вспенивания	114	108,3	35,739
4	привод печей	30,4	22,8	14,136
5	Приготовление сырья	177,6	133,2	82,584
6	обработка блоков	54,6	43,68	58,0944
7	вент.системы, резерв	53,5	40,125	30,09375
8	обработка блоков	44,4	35,52	22,0224
9	вент. Системы	147,2	110,4	82,8
10	компрессорная	74	59,2	36,704
11	привод печей	30,4	22,8	14,136
12	линия вспенивания	114	108,3	35,739
13	линия отжига	305	289,75	95,6175
14	линия вспенивания	237	225,15	74,2995

2.2 Определение расчётных нагрузок с учётом однофазных приёмников

На промышленных предприятиях наряду с трёхфазными приёмниками электроэнергии имеют место стационарные и передвижные приёмники однофазного тока, подключаемые на фазное или линейное напряжение.

; (2.3)

, (2.4)

, (2.5)

2.3 Расчёт электрических нагрузок осветительной сети

Расчетная нагрузка Р_р питающей осветительной сети определяется умножением установленной мощности P_уст, ламп на коэффициент спроса К_с, а для металлогалогенных ламп умножением на коэффициент К_пра, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА):

(2.6)

где К_с=1 для групповой сети и всех звеньев сети аварийного освещения, для мелких производственных зданий, торговых помещений, наружного освещения; К_с=0,95 -- для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов; К_с=0,9 -- для библиотек, административных зданий и предприятий общественного питания; К_с =0,8 -- для производственных зданий, состоящих из большого числа отдельных помещений; К_с = 0,6 -- для складских зданий и электростанций, состоящих из большого числа отдельных помещений; К_пра=1,1 -- для ламп типов ДРЛ и ДРИ; К_пра = 1,2 -- для люминесцентных ламп со стартерными схемами включения; К_пра = 1,3 - 1,35 -- для люминесцентных ламп с бесстартерными схемами включения.

В случае с лампами ДРИ необходимо производить расчёт согласно формуле (2.3)

2.4 Разделение потребителей на группы

Для удобства электроснабжения приёмники электрической энергии разбивают на группы, от того насколько качественно этот вопрос будет решён зависит надёжность, удобство канализации и эксплуатации цеховых сетей. В нашем случае разделение будет осуществляться в зависимости от расположения оборудования и технологического процесса.

На заводе по переработке пеностекла находится 125 единиц оборудования, которые можно разбить на 6 групп.

Расчётная активная и реактивная нагрузки для каждой из шести групп составят:

(2.7)

(2.8)

Результаты сведём в таблицу 2.3.

Таблица 2.3. Групповые мощности потребителей

Группы	Наименование оборудования	модель	Рном	Кс	Рр	tgy	Qp
1	Линия вспенивания	ЩУ1/ЩУ2	237	0,95	225,15	0,33	74,2995
2	линия отжига	РП01/РП02	305	0,95	289,75	0,33	95,6175
	Линия вспенивания	ЩУ3	114	0,95	108,3	0,33	35,739
	привод печей	РП1	30,4	0,75	22,8	0,62	14,136
3	Приготовление сырья	РП2,ЩС7/РП4	177,6	0,75	133,2	0,62	82,584
	обработка блоков	РП5,ЩС8,ЩАО.	54,6	0,8	43,68	1,33	58,0944
	вент.системы, резерв	РП8/РП10	53,5	0,75	40,125	0,75	30,09375
4	обработка блоков	РП5,1, ЩАО	44,4	0,8	35,52	0,62	22,0224
	вент. Системы	РП9, РП7	147,2	0,75	110,4	0,75	82,8
	компрессорная	РП12	74	0,8	59,2	0,62	36,704
5	привод печей	РП1.1	30,4	0,75	22,8	0,62	14,136
	линия вспенивания	ЩУ-3.1	114	0,95	108,3	0,33	35,739
	линия отжига	РПО2.1/РПО1.1	305	0,95	289,75	0,33	95,6175
6	линия вспенивания	ЩУ2.1/ЩУ1.1	237	0,95	225,15	0,33	74,2995
	Итого		1924,1		1714,125		751,8826

2.5 Определение пиковых токов групп потребителей

При проектировании систем электроснабжения в качестве пиковой нагрузки рассматривают пиковый ток.

Пиковый ток группы приемников, работающих при отстающем токе, определяют как арифметическую сумму наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу, расчетного тока всей группы приемников за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток:

п.max+(Iр- (2.9)

где Iп.max -- наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников, определяемый по паспортным данным; I_р -- расчетный ток группы приемников; k_и,а -- коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток; i_ном.mах -- номинальный ток двигателя (приведенный к ПВ = 1) с наибольшим пусковым током. В качестве наибольшего пикового тока одного приемника принимают: для двигателей -- пусковой ток, для печных и сварочных трансформаторов -- пиковый ток, которые принимают по паспортным данным. При отсутствии паспортных данных пусковой ток асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей принимают равным 5-кратному номинальному току, пусковой ток двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором--2--2,5-кратному номинальному, пиковый ток печных и сварочных трансформаторов-- не менее 3-кратного номинального( Iпик=3*Iном).

При самозапуске группы двигателей в качестве пускового тока принимают сумму пусковых токов этих двигателей.

Пиковые токи имеют важное значение при выборе средств защиты. Определять их будем в соответствие со следующим алгоритмом [2]:

1. Определяем эффективное число приемников в двух группах; это обусловливается тем, что все потребители разбиты на две группы и будут питаться от двух силовых шкафов (силовые шкафы имеют по восемь ячеек, шесть из которых используются, а две находятся в резерве):

(2.10)

Результаты сведём в таблицу 2.4.:

Таблица 2.4. Эффективное число приёмников в группах электрооборудования

№ группы	Число приёмников	Эффективное число приёмников, nэф
1	10	10
2	45	41
3	5	5
4	9	7
5	45	41
6	10	10

2. Находим групповые коэффициенты использования:

(2.11)

;

;

;

;

;

.

3. Расчетные токи групп приемников, подключенных к силовым пунктам, составят:

= (2.12)

где К_м,а -- коэффициент максимума, определенный по кривым рис.2.1 в зависимости от n_эф и К_и. В нашем случае К_м,а=1.

Рис2.2. График зависимости К_макс от К_и и n_эф

4. Определяем пусковой ток для каждого двигателя и печи по формуле:

где k_п- кратность пускового тока.

Результаты вычислений занесем в таблицу 2.5 для первой и второй групп соответственно.

Таблица 2.4. Расчётные, пусковые и пиковые токи групп приёмников

№ группы	Расчётный ток группы, А	Наибольший из пусковых токов двигателей группы, А	Пиковый ток группы приёмников, А
1	378	400,1053	404,0428
2	722.6	800,8297	801,0297
3	661	602,9014	655,0856
4	517.4	532,4609	564,9609
5	722.6	800,8297	841,1297
6	378	400,1053	408,0632

3. Выбор мощности компенсирующих устройств

Большая часть промышленных электроприемников в процессе работы кроме активной мощности потребляют и реактивную мощность. Для уменьшения потерь и компенсации реактивной мощности применяют компенсирующие устройства.

В зависимости от вида используемого оборудования нагрузка подразделяется на активную, индуктивную и емкостную. Наиболее часто потребитель имеет дело со смешанными активно-индуктивными нагрузками. Соответственно, из электрической сети происходит потребление как активной, так и реактивной энергии.

Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети. Реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию (Рис. 10.1).

Потребление предприятием полной мощности с учётом и без учёта компенсации реактивной энергии.

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок).

Использование конденсаторных установок позволяет:

- разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

- снизить расходы на оплату электроэнергии;

- при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;

- подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

- сделать распределительные сети более надежными и экономичными.

На практике коэффициент мощности после компенсации находится в пределах от 0,93 до 0,99.

Для предприятий с изменяющейся потребностью в реактивной мощности постоянно включенные батареи конденсаторов не приемлемы, т. к. при этом может возникнуть режим недокомпенсации или перекомпенсации. В этом случае конденсаторная установка оснащается специализированным контроллером и коммутационно-защитной аппаратурой. При отклонении значения сos от заданного значения контроллер подключает или отключает ступени конденсаторов. Преимущество централизованной компенсации заключается в следующем: включенная мощность конденсаторов соответствует потребляемой в конкретный момент времени реактивной мощности без перекомпенсации или недокомпенсации.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергия во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/кВар. В настоящее время степень компенсации в период максимума нагрузки составляет 0,25 кВар/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6 кВар/кВт. Поэтому решение этой проблемы даст большой экономический эффект. Следует отметить, что с точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у ее потребителей.

Для реализации задачи компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ рекомендуется использовать конденсаторные установки типа УК, УКМ58, УКМ70 и УКМФ71, на стороне 6,3 и 10,5 кВ - установки типа УКЛ(П)-56. Данные конденсаторные установки являются наиболее адаптированными к требованиям российских энергосетей и потребителей. На протяжении длительного срока эксплуатации они зарекомендовали себя как качественное, надежное оборудование, позволяющее решать любые задачи компенсации реактивной мощности.

В зависимости от типоисполнения установки изготавливаются в различном конструктивном исполнении и комплектации.

Преимущества установок обуславливаются использованием:

- самовосстанавливающихся сегментированных конденсаторов, что обеспечивает их надежность, долговечность и низкую стоимость при профилактических и ремонтных работах;

- специальных контакторов опережающего включения, увеличивающих срок службы контакторов;

- специальных контроллеров нескольких типов, обеспечивающих автоматическое регулирование cosф, в том числе с возможностью передачи данных на PC и возможностью контроля в сети высших гармоник тока и напряжения;

- индикации при неисправностях;

- фильтра высших гармонических;

- устройства терморегуляции;

- эмалевой или порошковой окраски (по желанию заказчика).

Расшифровка цифробуквенного кода регулируемой конденсаторной установки низкого напряжения.

Назначение: для повышения коэффициента мощности электрооборудования промышленных предприятий и распределительных сетей на напряжение 0,4 кВ частоты 50 Гц путем автоматического регулирования реактивной мощности.

Установки предназначены для эксплуатации в регионах с умеренным климатом в закрытых помещениях (вид климатического исполнения У3 по ГОСТ156150--69). При этом номинальные значения климатических факторов внешней среды составляют:

· верхнее значение температуры окружающего воздуха -- 40°С;

· нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха -- минус 20°С;

Степень защиты -- IP21 по ГОСТ 14254--96.

Комплектуются конденсаторами типа КПС или конденсаторными блоками на основе конденсаторных элементов для конденсаторов типа КПС. Конденсаторы типа КПС и их элементы не содержат пропитывающей жидкости («сухие»), пожаро-взрывобезопасны.

Диэлектрическая система конденсатора выполнена на основе металлизированной полипропиленовой пленки, восстанавливающей свои диэлектрические свойства после местного пробоя диэлектрика (самовосстановление).

Конденсаторы типа КПС и их элементы удовлетворяют требованиям ГОСТ 1282--88 и МЭК 831--1,2. Конденсаторные установки комплектуются цифровыми микропроцессорными регуляторами реактивной мощности, осуществляющими регулирование по заданному значению cos и специальными магнитными пускателями.

Магнитные пускатели снабжены дополнительными контактами опережающего включения через токоограничивающие резисторы, увеличивающими срок службы магнитных пускателей и конденсаторных элементов. Электрическая износостойкость контактов магнитных пускателей составляет более 200000 циклов, а частота включения -- не более 120 циклов в час.

Аварийное отключение ступеней регулирования при перегрузке по току (при необходимости -- и напряжению) обеспечивается регулятором реактивной мощности. Контроль токов конденсаторных установок производится одним или тремя амперметрами в зависимости от мощности.

Установки обеспечивают кабельный ввод сверху или снизу. Монтируются на вертикальные стены. Комплектуются конденсаторными блоками на основе конденсаторных элементов для конденсаторов типа КПС. Установка состоит из каркаса, съемных конденсаторных модулей и регулятора реактивной мощности. В состав съемного конденсаторного модуля входят конденсаторный блок, предохранители и магнитный пускатель.

Мощность КУ на стороне 0,38 кВ определим из выражения:

(10.1)

где - оптимальное значение ;

- расчетное значение .

Определим мощность компенсирующего устройства:

ц1=397/926=0,42 , кВар.

кВар.

Выбираем компенсирующие устройства УКМ58-0,4-150-25 У3.

С учетом компенсации определим расчетную мощность.

кВа

S_р (до компенсации) = 1007,5 кВА

S_р (после компенсации) = 961 кВА

кВа

S_р (до компенсации) = 934,6 кВА

S_р (после компенсации) = 886,7 кВА

С использованием выбранного компенсирующего устройства УКМ58-0,4-150-25 У3 удалось сократить потребление полной мощности на 7,5%.

Определим срок окупаемости данной установки:

мес. (10.2),

где - затраты на приобретение компенсирующей установки, руб;

- затраты на электроэнергию без компенсации, руб/мес;

- затраты на электроэнергию с учётом компенсации, руб/мес.

Рыночная стоимость установки УКМ70-0,4-150-25 У3 в ноябре 2011 года составляет 36000 руб. Цена 1квар реактивной мощности в ноябре 2011 составляет для промышленных предприятий 2,972 руб. Согласно вышеуказанным данным можно произвести расчёт окупаемости данного устройства, принимая количество рабочих дней равным 28.

Из расчёта видно, что период окупаемости данной установки составляет чуть больше полугода, что свидетельствует о выгодности приобретения и установки компенсирующего устройства УКМ58-0,4-150-25 У3.

4. Проектирование трансформаторной подстанции

4.1 Общие сведения о трансформаторных подстанциях и силовых трансформаторах

Подстанцией называется электроустановка, состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств напряжением до 1000В и выше, служащая для преобразования и распределения электроэнергии.

В зависимости от назначения подстанции выполняются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП).

Трансформаторные подстанции являются основным звеном системы электроснабжения. В зависимости от положения в энергосистеме, назначения, значения первичного и вторичного напряжения их можно подразделить на районные подстанции, подстанции промышленных предприятий, тяговые подстанции, подстанции городской электрической сети и т.д.

Конструктивно ЦТП подразделяют на внутрицеховые, которые размещают в многопролетных цехах; встроенные в контур цеха, но имеющие выкатку трансформаторов наружу; пристроенные к зданию; отдельно расположенные на территории предприятий, которые применяют при возможности размещения внутри цеховых, встроенных или пристроенных подстанций по условиям производства.

Трансформаторные подстанции должны размещаться вне цеха только при невозможности размещения внутри его или при расположении части нагрузок вне цеха. Внутрицеховые ТП, в том числе и КТП, применяют только в цехах I и II степени огнестойкости с нормальной окружающей средой (категории Г и Д по противопожарным нормам). [6]

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для ЦТП промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснован, так как это оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов учитывают такие показатели, как надежность электроснабжения потребителей, потребная трансформаторная мощность. [12]

Выбор типа трансформаторов производится с учетом условий их установки, температуры окружающей среды и т.п. Основное применение на промышленных предприятиях находят двухобмоточные трансформаторы.

По конструктивному исполнению трансформаторы делят на масляные и сухие. В масляных трансформаторах активная часть (обмотки и магнитная система) помещается в бак, наполненный трансформаторным маслом. Активная часть сухих трансформаторов охлаждается непосредственно окружающим воздухом.

Трансформаторы сухого исполнения выпускаются в диапазоне мощностей от 10 до 1600 кВА, напряжения: ВН - 380, 500, 660, 10000В; НН - 230 и 400 В.

Для ЦТП с высшим напряжением 6-20 кВ применяют масляные трансформаторы типов ТМ, ТМ3, сухие трансформаторы типа ТС3 (с естественным воздушным охлаждением) и трансформаторы типа ТН3 с негорючей жидкостью (совтол). Масляные трансформаторы цеховых ТП при Sном,т < 2500 кВА устанавливают на открытом воздухе и внутри зданий.

4.2 Проектирование подстанции

Проектируемая подстанция должна занимать минимум полезной площади цеха, удовлетворять требованиям электрической и пожарной безопасности и не должна создавать помех производственному процессу. Ограждение ЦТП следует применять в цехах, насыщенных оборудованием, или в цехах с интенсивным движением.

В нашем случае имеем помещение I степени огнестойкости с нормальной окружающей средой категории Г по противопожарным нормам.

Таким образом, спроектируем подстанцию, встроенную в контур цеха, с выкаткой трансформатора наружу для облегчения вывоза поврежденного трансформатора и ввоза складского резерва. Также в целях обеспечения безопасности производственного процесса, отсутствия помех для транспорта, и передвижения рабочих по площади цеха, следует выполнить подстанцию огражденной от основной рабочей площади цеха.

ЦТП следует располагать вблизи основного помещения цеха в целях экономии электрических проводов, кабелей и шин.

4.3 Выбор числа трансформаторов

Основными требованиями при выборе числа трансформаторов цеховых ТП являются надежность электроснабжения потребителей (учет категории приемников электроэнергии в отношении требуемой надежности), а также минимум приведенных затрат на трансформаторы с учетом динамики роста электрических нагрузок.

Выбор числа трансформаторов связан с режимом работы цеховой подстанции. Важными факторами, наиболее существенно влияющими на выбор номинальной мощности трансформатора и, следовательно, на его экономически целесообразный режим работы, являются температура охлаждающей среды в месте его установки и график нагрузки потребителя (изменения нагрузки в течение суток, недели, месяца, сезона и года). График нагрузки может быть таким, при котором по экономическим соображениям необходимо установить не один, а два трансформатора. Такие случаи, как правило, имеют место при плохом коэффициенте заполнения графика нагрузки (0,5 и ниже).

На данном участке цеха расположены потребители только третьей категории, которые могут получать питание от однотрансформаторной подстанции и допускающие перерыв электроснабжения для доставки складского резерва в случае выхода из строя трансформатора.

4.4 Выбор типа и мощности силового трансформатора

Мощность силовых трансформаторов выбирают с учетом экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного трансформатора и того, что нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращения его естественного срока службы. Аппаратуру и ошиновку в цепях трансформаторов выбирают по расчетным параметрам с учетом установки в перспективе трансформаторов следующей по шкале ГОСТ номинальной мощности.

Номинальной мощностью трансформатора называют мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно в течении всего своего срока службы (примерно 20 лет) при нормальных температурных условиях охлаждающей среды согласно ГОСТ 14209-69 и 11677-75 [6]:

а) температура окружающей среды должна быть равна 20^о С;

б) отношение потерь КЗ к потерям ХХ должно быть пятикратным (принимают наибольшее значение для обеспечения запаса по нагреву изоляции);

в) во время переходных процессов в течении суток наибольшая температура верхних слоев масла не должна превышать 95^о С и наиболее нагретой точки металла обмотки 140^о С.

Эти условия справедливы только для эквивалентной температуры окружающей среды, равной 20^о С.

Микроклимат на механическом участке нормальный, т. е. температура не превышает +30 °С, отсутствуют технологическая пыль, газы и пары, способные нарушить нормальную работу оборудования.

Исходными данными для выбора являются расчетные нагрузки соответствующего участка.

Для ориентировочного выбора мощности цеховых трансформаторов используют удельную плотность нагрузок , кВА/м² которую определяют для каждого цеха по соотношению:

= S_max/F, (4.1)

где S_max - расчетная нагрузка цеха; F- площадь цеха.

В нашем случае:

На крупных энергоемких предприятиях при плотности нагрузок >0,3 кВА/м² применяют трансформаторы 1600-2500 кВА. Следовательно, для данного случая используется трансформатор мощностью менее 1600 кВА.

Номинальная мощность трансформатора ТП определяется по формуле

(4.2)

где К_з - коэффициент загрузки трансформатора.

Наивыгоднейшая загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется [6] принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

- при преобладании нагрузок I категории для двухтрансформаторных ТП К_з=0,65-0,7;

- при преобладании нагрузок II категории для однотрансформаторных подстанций в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении К_з =0,7-0,8;

- при преобладании нагрузок II категории и наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а также при нагрузках III категории К_з = 0,9-0,95.

В первых двух случаях значения коэффициентов загрузки трансформаторов определены из условия взаимного резервирования трансформаторов в аварийном режиме с учетом допустимой перегрузки оставшегося в работе трансформатора.

В данном случае расчетная мощность в соответствии с выше приведенными вычислениями равна S_p= 1942.1 кВА.

Правильное определение мощности цеховых трансформаторов производят на основании ТЭР.

Дополнительный выбор номинальной мощности трансформаторов делают с помощью графиков нагрузочной способности по ГОСТ 14209-69. Если не принимать во внимание перегрузочную способность трансформатора, то можно завысить его номинальную мощность. Перегрузочную способность трансформатора определяют в зависимости от заданного графика нагрузки потребителя. Перегрузка трансформатора - нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток, соответствующий установившимся превышением температуры, превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Перегрузки трансформатора могут быть аварийными и систематическими.

Аварийная перегрузка трансформатора предусматривается в случае выхода из строя одного из трансформаторов. Так как в нашем случае имеется всего один трансформатор, то “наброса” на него дополнительной нагрузки не предусмотрено и расчет на аварийную перегрузку производить не нужно.

Номинальную мощность трансформаторов целесообразно определять с учетом их нагрузочной способности. Все силовые трансформаторы допускают систематические перегрузки, которые зависят от характера суточного графика нагрузки.

Для определения систематической перегрузки по суточному графику нагрузки потребителя устанавливается продолжительность максимума нагрузки t (ч) и коэффициент заполнения графика [2]:

(4.3)

где S_cp, S_макс-- средняя и максимальная нагрузки трансформатора.

В нашем случае S_макс=1942.1 кВА, t=8 ч.

S_ср определяется при помощи коэффициента использования:

; (4.4)

; (4.5)

; (4.6)

Kз.гр.=0,57

По значениям k₃ и t определяется коэффициент кратности допустимой нагрузки (рис. 4.2.) [5]:

Рис. 4.2. Кривые кратностей допустимых нагрузок трансформаторов

Определяем, что коэффициент кратности допустимой нагрузки k_н=1,12.

Тогда номинальную мощность трансформатора выбираем из следующих соображений:

. (4.7)

Определим значение допустимой перегрузки, возможной для трансформатора ежедневно в часы максимума нагрузки, по соотношению:

; (4.8)

S=961(1-0.57)0.3=123

Видно, что трансформатор может быть перегружен в течение 8 часов на 123 кВА.

В нашем же случае:

S1=961-860=101кВА S2=934-833=101кВА

а так как трансформаторы будут перегружаться на 101 кВА, то S_ном = 1000 кВА

Для выбора типа трансформатора помимо его номинальной мощности, способа и места установки, климатических условий, необходимо также учесть напряжение, на котором работает оборудование.

На участке холодной штамповки прессового цеха с мощностями и приемниками, указанными выше, применяется переменный ток промышленной частоты с напряжением 380 В.

По справочным данным определяем, что наилучшим образом соответствует всем требованиям трансформатор ТСЗГЛ-160/10 - трехфазный трансформатор сухого защищенного исполнения.

В таблице 4.1. приведены его справочные данные.

Таблица 4.1.Справочные данные трансформатора ТСЗ-160/6

Мощность, кВА	Напряжение первичное, кВ	Напряжение вторичное, кВ	Напряжение короткого замыкания, % от номинального	Мощность потерь, кВт	Ток холостого хода, % от номинального	Габаритные размеры, мм	Масса , т
				Холостого хода	Короткого замыкания
1000	10	0.4	6-8	2,15	8,4	1,5	2245*1250*2170	3,5

5. Устройство и конструктивное исполнение цеховой электрической цепи

5.1 Выбор схемы цеховой электрической сети

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

· обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;

· быть удобными и безопасными в эксплуатации;

· иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

· иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приемников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитывают на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений.

В ряде случаев в крупных цехах и рассредоточенными нагрузками применяют магистральные схемы с несколькими магистралями, питающимися от одного трансформатора. Цеховая ТП при этом должна иметь РУ низшего напряжения с числом линейных автоматических выключателей, равным числу присоединенных магистралей.

Распределительные магистрали предназначены для питания приемников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линий магистрали. Такие схемы выполняют с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630 А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховой подстанции.

Магистральные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без особых изменений электрической сети). Поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если этому не препятствуют территориальное расположение нагрузок, условия среды и технико-экономические показатели.

Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от РУ низшего напряжения ТП и предназначенных для питания небольших групп приемников электроэнергии, расположенных в различных местах цеха. Радиальные схемы электроснабжения применяют в тех случаях, когда невозможно применить магистральные схемы.

Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляют самостоятельными линиями от силовых пунктов, располагаемых в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Рекомендуется использовать как наиболее дешевые силовые пункты с предохранителями (типов СП, СПУ, ШРСУЗ). Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения. Однако они требуют больших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

5.2 Конструктивное исполнение цеховой электрической сети

В зависимости от принятой схемы электроснабжения и условий окружающей среды цеховые электрические сети выполняют шинопроводами, кабельными линиями и проводами.

Магистральные сети выполняют открытыми, защищенными или закрытыми шинопроводами.

Открытые шинопороводы применяют, как правило, для магистралей, к которым непосредственно приемники электроэнергии не подключаются. Они выполняются алюминиевыми шинами, закрепленными на изоляторах, и прокладываются по фермам и колоннам цеха на недоступной высоте. Питание РП от открытых шинопроводов выполняют кабелем или проводом, проложенным в трубах. Такое исполнение сети характерно для литейных и прокатных цехов металлургических заводов, сварочных цехов механосборочных заводов, кузнечно-прессовых цехов.

Защищенный шинопровод представляет собой открытый шинопровод, огражденный, от случайного прикосновения к шинам и попадания на них посторонних предметов сеткой или коробом из перфорированных листов. В настоящее время широко используют закрытые шинопроводы, изготовляемые заводским способом. Такой шинопровод называют комплектным, так как он поставляется в виде отдельных сборных секций, которые представляют собой три или четыре шины, заключенные в оболочку и скрепленные самой оболочкой или изоляторами-клещами.

Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов -- угловые, для разветвлений -- тройниковые и крестовые, для ответвлений -- ответвительные, для присоединений -- присоединительные, для компенсации изменения длины при температурных удлинениях-- компенсационные и для подгонки длины -- подгоночные. Соединение секций на месте их монтажа выполняют сваркой, болтовыми или штепсельными креплениями. Для главных магистралей выпускают комплектные шинопроводы типов ШМА73УЗ, ШМА73ПУЗ и ШМА68-НУЗ. Когда этому не препятствуют местные условия, магистральные шинопроводы крепят на высоте 3-4 м над полом помещения на кронштейнах или специальных стойках. Это обеспечивает небольшую длину спусков к распределительным магистралям, силовым РП или мощным приемникам электроэнергии.

Кабели применяют в основном в радиальных сетях для питания мощных сосредоточенных нагрузок или узлов нагрузок. При прокладке кабелей внутри зданий их располагают открытым способом по стенам, колоннам, фермам и перекрытиям, в трубах, проложенных в полу и перекрытиях, каналах и блоках.

Открытую прокладку кабелей внутри зданий выполняют бронированными и чаще небронированными кабелями без наружного джутово-битумного покрова (из условий пожароопасности). Трасса кабелей должна быть по возможности прямолинейной и удаленной от различных трубопроводов. Если прокладывают одиночный кабель по стенам и перекрытиям, то его крепят при помощи скоб. При прокладке нескольких кабелей применяют опорные конструкции заводского изготовления, собираемые из отдельных деталей -- стоек и полок.

Наиболее распространенной в производственных помещениях является прокладка кабелей в специальных каналах, если в одном направлении прокладывают большое число кабелей. В этом случае в полу цеха сооружают канал из железобетона или кирпича, который перекрывают железобетонными плитами или стальными рифлеными листами. Кабели внутри канала укладывают на типовые сборные конструкции, установленные на боковых стенах.

Преимущества такой прокладки кабелей заключаются в защите их от механических повреждений, удобстве осмотра и ревизии в процессе эксплуатации, а недостатки -- в значительных капитальных затратах.

Прокладка бронированных кабелей в каналах допустима в помещениях с любым характером среды.

В проекте будем рассматривать способ непосредственного распределения электроэнергии к приемникам: кабельный радиальный.

6. Выбор и проверка сечений проводников силовой сети

Выбор сечений проводов, жил кабелей и шин произведем по нагреву расчетным током.

По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяют ближайшее большее стандартное сечение. Оно приводится для конкретных условий окружающей среды и способа прокладки проводов и кабелей в справочниках и ПУЭ [7].

Определим расчетный ток для каждого приёмника:

(6.1)

Результаты вычислений заносим в таблицу 5.1.

Должно соблюдаться следующее условие [2]:

Iдоп=Iр/Кн.с. (6.2)

При нормальных условиях прокладки k_н.с.=1.

Используя радиальный метод подведения электроэнергии необходимо определить сечение и тип кабеля для каждого электроприёмника.

Из [7, табл.1.3.7.] выбираем пятижильные силовые кабели с алюминиевыми и медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией, с отсутствием защитных покровов поверх оболочки (АВВГ), для пятижильных данные аналогично трёхжильным с учётом коэф. 0,9

Результаты выбора заносим в таблицу 6.1.:

Таблица 6.1. Параметры питающих отдельные приёмники кабелей

Модель	Длина, м	Pр	Расчетный ток, А	Сечение жилы, мм2
ШУВ1.1	15	123	196,2	185
ШУВ2.1	16	114	181,8	120
РПО1.1	26	160	255	185
РПО2.1	24	145	231,3	150
ШУВ3.1,4.1	18	114	181,8	120
РП1.1	65	26,9	54,3	25
ШУВ1	15	123	196,2	185
ШУВ2	16	114	181,8	120
РПО1	20	160	255,2	185
РПО2	22	150	145	231,3
ШУВ3,4	16	114	181,8	120
РП1	55	26,9	54,3	25
ЩО1	45	58,8	99	70
РП2	90	53,5	108	95
Вент. В1	25	18,5	33	16
В2	84	18,5	33	16
ЩС2	13	4,5	8	6
В1'	27	18.5	33	16
В2'	86	18.5	33	16
Толкатель тележек	7	5,5	9,8	4
Привод откр. Двери печи вспенивания	7	2,2	3,9	2,5
Привод откр. Двери печи отжига	7	2,2	3,9	2,5
Роликовый конвейер	35	1,5	2,7	2,5
Вентилятор	5	1,5	2,7	2,5
Роликовый транспортёр	5	1,5	2,7	2,5
Дозатор комплексный	10	5	8,9	2,5
ЩС1	80	11	19,6	10
Толкатель тележек	7	5,5	9,8	4
Привод откр. Двери печи вспенивания	7	2,2	3,9	2,5
Привод откр. Двери печи отжига	7	2,2	3,9	2,5
Роликовый конвейер	35	1,5	2,7	2,5
Вентилятор	5	1,5	2,7	2,5
Роликовый транспортёр	5	1,5	2,7	2,5
Дозатор комплексный	10	5	8,9	2,5
ЩС1.1	80	11	19,6	10
АОУМ-600	15	1,5	2,7	2,5
АОУМ-600	15	1,5	2,7	2,5
Вент. вытяж.	10	0,75	1,3	2,5
Вент.вытяж.	10	0,75	1,3	2,5
Тягач	80	11	19,6	10

7. Расчет токов короткого замыкания

Расчёт токов КЗ позволяет получить необходимые данные для выбора электрооборудования СЭС, средств защиты и ограничения токов КЗ. При анализе режимов КЗ большое значение имеет определение вида короткого замыкания и его места. Различают следующие виды КЗ: трёхфазное или симметричное; двухфазное - две фазы соединяются между собой без соединения с землёй; однофазное - одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю. Все виды КЗ сопровождаются резким увеличением силы тока.

Основными причинами возникновения КЗ в сети могут быть повреждение изоляции отдельных частей электроустановок, неправильные действия обслуживающего персонала, т.д.

Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам КЗ. Основными причинами возникновения токов КЗ в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановок, их перегрузка, неправильные действия обслуживающего персонала, т.д.

При расчете токов КЗ важно правильно составить расчетную схему, т.е. определить, что находится между точками КЗ. По этой схеме составляют схему замещения, в которой указывают сопротивление источников и потребителей, а так же намечают точки КЗ. При определении сопротивления кабельной сети помимо индуктивного, учитывают так же активное сопротивление, так как в удаленных точках КЗ сказывается снижение ударного коэффициента.

В нашем случае расчет токов короткого замыкания ведется на стороне 0.4кВ, а именно на шине РУ 0.4кВ, на шинах сборок электрооборудования и вблизи самих электроприемников.

Расчёт токов КЗ позволяет получить необходимые данные для проверки правильности выбора средств защиты от токов КЗ электрооборудования СЭС.

Сети напряжением до 1 кВ характеризуются большим количеством коммутационно-защитной аппаратуры и значительной протяженностью сравнительно маломощных линий. В связи с этим, основные особенности расчета токов КЗ здесь таковы: учет всех сопротивлений (как реактивных, так и активных) вплоть до сопротивлений переходных контактов; источники питания при расчетах считаются источниками бесконечной мощности, поскольку мощность цеховых СЭС и их трансформаторов в десятки раз меньше мощности любой ступени питающей системы.

Расчет токов КЗ будет вестись для нормального режима работы цехового оборудования. При рассмотрении участков параллельно работающих кабелей, считается, что оба находятся в работе; межсекционный выключатель находится во включенном положении (трансформаторы работают параллельно на общую нагрузку), его сопротивление, сопротивление межсекционных разъединителей и разъединителей на стороне НН трансформаторов не учитывается (в силу его малости)- максимальный режим.

Ток трёхфазного КЗ определяют по формуле:

(6.1)

Значения ударных коэффициентов определяются по кривым или по таблицам [8] в зависимости от отношения рассматриваемого участка. Если , то принимают .

На схеме СЭС 0.4кВ цеха определим точки КЗ 1-60, где необходимо рассчитать токи КЗ.

Все необходимые справочные данные взяты из [8].

Для расчета токов трёхфазных и двухфазных КЗ в различных точках схемы питания (в нашем случае токи КЗ рассчитываются в 60 точках) необходимо определить сопротивления соответствующих участков схемы.

1. Составляем схему замещения и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.

2. Вычисляем сопротивления элементов, затем эквивалентные сопротивления и определяем токи КЗ.

На схеме системы электроснабжения потребителей 0.4кВ, элементы, не участвующие в расчете изображены в общем виде без соблюдения нумерации. Схема изображена упрощенно.

Для трансформаторов, исходя из их мощности (параметры трансформаторов берутся из таблицы 7.2):

, (6.2)

, (6.3)

, (6.4)

где - потери мощности при КЗ, кВт;

- напряжение КЗ, %

- линейное напряжение обмотки НН, кВ

- полная мощность трансформатора, кВА

Rт=1,34 мОМ, Zт=9,6мОМ,

Xт=9,5мОМ

Для упрощения расчетов, автоматическим выключателям с номинальными токами близкими по величине присваиваются одинаковые значения сопротивлений. По справочным данным:

SF1:

SF2:

SF3:

SF4:

SF5:

SF6:

SF7:

Переходные сопротивления на ступенях распределения:

- первичные цеховые распределительные пункты;

- вторичные цеховые распределительные пункты.

Сопротивления кабельных линий рассчитываются по формуле:

, (6.5)

, (6.6)

где - удельное активное и реактивное сопротивление кабельной линии соответственно;

- длина кабельной линии.

Упростим участок с параллельно включенными трансформаторами, приведя его к виду, изображенному на рисунке (участки с параллельно проложенными кабелями упрощаются аналогично):

Сопротивления приводятся к стороне НН трансформатора:

Rc1=(rклс1+ Rnqf3)(Uнн/Uвн)=0,004(мОМ)

Rc2=0,0084 (мОМ)

Рисунок 6.2. Упрощение участка параллельно включенных трансформаторов

, ;

,

;

, ;

, ;

, ;

;

;

;

, .

Вычислим эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ:

Rэ1=Rээ+Rс1+Rш1,

Хэ1=Хээ+Хс1+Хш1,

Определим ударный коэффициент по рисунку 1.9.1 [8]:

Куд=1

Коэффициент действующего значения ударного тока:

(6.7)

q=1

На величину тока КЗ могут оказать влияние АД мощностью более 100кВт с напряжением до 1кВ в сети, если они подключены вблизи места КЗ. Объясняется это тем, что при КЗ резко снижается напряжение, а АД, вращаясь по инерции, генерирует ток в месте КЗ. Этот ток быстро затухает, а поэтому учитывается в начальный момент времени при определении периодической составляющей и ударного тока [8].

Определим токи трехфазного КЗ:

, (6.8)

где - линейное напряжение в точке КЗ, ;

- полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

Действующее значение ударного тока:

(6.9)

Ударный ток: (6.10)

Определим токи двухфазного КЗ:

(6.11)

Сведем полученные данные в сводную ведомость токов КЗ

Кi	R	Х	Rk	Xk	Zк	Rк/Zк	Iк 3ф	iк	Iк 2ф
1	16,7	5,126	16,7	5,126	17,469	3,257901	13,23567	18,66229	11,51503
2	21,9	12,7	38,6	17,826	42,51736	2,165376	5,438105	7,667727	4,731151
3	23,4	1,75	40,1	6,876	40,68525	5,831879	5,68299	8,013017	4,944202
4	23	16,3	39,7	21,426	45,11279	1,852889	5,12524	7,226589	4,458959
5	23,58	2,1	40,28	7,226	40,92302	5,574315	5,649971	7,966459	4,915475
6	23,8	1,45	40,5	6,576	41,0304	6,158759	5,635184	7,94561	4,90261
7	88	9	104,7	14,126	105,6486	7,411865	2,188517	3,08581	1,90401
8	38,5	8,1	55,2	13,226	56,76237	4,173597	4,073365	5,743445	3,543828
9	18,35	7,5	35,05	12,626	37,25478	2,776018	6,206288	8,750866	5,399471
10	21,9	12,7	38,6	17,826	42,51736	2,165376	5,438105	7,667727	4,731151
11	23,4	1,75	40,1	6,876	40,68525	5,831879	5,68299	8,013017	4,944202
12	23	16,3	39,7	21,426	45,11279	1,852889	5,12524	7,226589	4,458959
13	23,58	2,1	40,28	7,226	40,92302	5,574315	5,649971	7,966459	4,915475
14	23,8	1,45	40,5	6,576	41,0304	6,158759	5,635184	7,94561	4,90261
15	88	9	104,7	14,126	105,6486	7,411865	2,188517	3,08581	1,90401
16	26,9	1,3	66,6	22,726	70,37067	2,930564	3,285657	4,632776	2,858521
17	30,4	5,1	70,1	26,526	74,95091	2,64269	3,084871	4,349668	2,683838
18	31,8	1,3	71,5	22,726	75,0248	3,146176	3,081832	4,345384	2,681194
19	26,97	1,1	67,25	8,326	67,76345	8,077108	3,412074	4,811024	2,968504
20	29,2	0,92	68,9	22,346	72,4331	3,083326	3,192102	4,500865	2,777129
21	30	0,9	70,28	8,126	70,74822	8,648782	3,268123	4,608053	2,843267
22	28,9	1,7	69,4	8,276	69,89172	8,385694	3,308173	4,664524	2,87811
23	75	2,3	115,5	8,876	115,8406	13,01262	1,995967	2,814313	1,736491
24	42	8,3	146,7	22,426	148,4042	6,541514	1,558001	2,196781	1,35546
25	61	7,3	101,5	13,876	102,4441	7,314788	2,256976	3,182336	1,963569
26	388,2	19	492,9	33,126	494,0119	14,87955	0,468033	0,659927	0,407189
27	277,2	17,26	381,9	31,386	383,1875	12,16785	0,603396	0,850789	0,524955
28	55,2	13,8	159,9	27,926	162,3203	5,725847	1,42443	2,008446	1,239254
29	388,2	19	492,9	33,126	494,0119	14,87955	0,468033	0,659927	0,407189
30	92,2	14,26	196,9	28,386	198,9356	6,936518	1,162255	1,638779	1,011162
31	154,7	14,4	259,4	28,526	260,9638	9,093459	0,886	1,24926	0,77082
32	58	6,4	162,7	20,526	163,9897	7,926532	1,40993	1,988001	1,226639
33	173,1	11,9	228,3	25,126	229,6785	9,086206	1,006685	1,419426	0,875816
34	278,4	17,1	333,6	30,326	334,9756	11,00046	0,690241	0,97324	0,60051
35	1018,2	22,4	1073,4	35,626	1073,991	30,12968	0,215285	0,303551	0,187298
36	54,4	6,2	89,45	18,826	91,40963	4,751408	2,529426	3,56649	2,2006
37	171,2	11,7	209,8	29,526	211,8675	7,105602	1,091314	1,538752	0,949443
38	278	17	316,6	34,826	318,5097	9,090909	0,725924	1,023553	0,631554
39	1015,5	18,9	1054,1	36,726	1054,74	28,70174	0,219214	0,309092	0,190716
40	97	7,8	135,6	25,626	138,0002	5,291501	1,675461	2,362399	1,457651
41	218	11,5	353,6	37,126	355,5437	9,524323	0,650311	0,916938	0,56577
42	218	12	353,6	37,626	355,5962	9,397757	0,650215	0,916803	0,565687
43	168,2	15	303,8	40,626	306,5043	7,47797	0,754358	1,063644	0,656291
44	105	14	240,6	39,626	243,8413	6,071771	0,948215	1,336983	0,824947
45	26,9	1,3	66,6	22,726	70,37067	2,930564	3,285657	4,632776	2,858521
46	30,4	5,1	70,1	26,526	74,95091	2,64269	3,084871	4,349668	2,683838
47	31,8	1,3	71,5	22,726	75,0248	3,146176	3,081832	4,345384	2,681194
48	26,97	1,1	67,25	8,326	67,76345	8,077108	3,412074	4,811024	2,968504
49	29,2	0,92	68,9	22,346	72,4331	3,083326	3,192102	4,500865	2,777129
50	30	0,9	70,28	8,126	70,74822	8,648782	3,268123	4,608053	2,843267
51	28,9	1,7	69,4	8,276	69,89172	8,385694	3,308173	4,664524	2,87811
52	75	2,3	115,5	8,876	115,8406	13,01262	1,995967	2,814313	1,736491
53	42	8,3	146,7	22,426	148,4042	6,541514	1,558001	2,196781	1,35546
54	61	7,3	101,5	13,876	102,4441	7,314788	2,256976	3,182336	1,963569
55	388,2	19	492,9	33,126	494,0119	14,87955	0,468033	0,659927	0,407189
56	277,2	17,26	381,9	31,386	383,1875	12,16785	0,603396	0,850789	0,524955
57	55,2	13,8	159,9	27,926	162,3203	5,725847	1,42443	2,008446	1,239254
58	388,2	19	492,9	33,126	494,0119	14,87955	0,468033	0,659927	0,407189
59	92,2	14,26	196,9	28,386	198,9356	6,936518	1,162255	1,638779	1,011162
60	154,7	14,4	259,4	28,526	260,9638	9,093459	0,886	1,24926	0,77082

8. Выбор коммутационно-защитной аппаратуры

Электрические аппараты и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: длительном, перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения до 1,4 номинальной) и короткого замыкания.

В длительном режиме надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и току.

В режиме перегрузки надежная работа аппаратов и других устройств электрических установок обеспечивается ограничением значения и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса прочности или динамической устойчивости.

В режиме КЗ надежная работа аппаратов и токоведущих устройств обеспечивается соответствием выбранных параметром устройств условиям термической и термодинамической стойкости.

При выборе аппаратов и токоведущих устройств следует учитывать места установки (в помещении или на открытом воздухе), температуру окружающей среды, влажность и загрязненность, высоту установки аппаратов над уровнем моря.

Независимо от принципа работы и назначения защита характеризуется следующими показателями: избирательностью, временем срабатывания, зоной действия, чувствительностью, зоной нечувствительности, надёжностью.

В качестве таких аппаратов применяются плавкие предохранители НН и ВН, автоматические выключатели, выключатели нагрузки (комбинация неавтоматического выключателя и съемного предохранителя), устройства защитного отключения (УЗО).

Предохранители применяют для защиты электрических установок от токов КЗ. Защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна только при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим примерно на 25% номинальный ток плавких вставок.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30--50% выше номинальных токов в течение 1 ч и более. При токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60--100%, они плавятся за время, меньшее 1ч. Наиболее распространенными предохранителями, применяемыми для защиты электроустановок напряжением до 1000 В, являются: ПР2 -- предохранитель разборный; НПН -- насыпной предохранитель неразборный; ПН2 -- предохранитель насыпной разборный.

Плавкие предохранители делят на инерционные -- с большой тепловой инерцией, т. е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки и безынерционные -- с малой тепловой инерцией, т, е. с ограниченной способностью к перегрузкам. К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком; ко вторым -- трубчатые предохранители с медным токопроводящим мостиком, а также предохранители со штампованными вставками открытого типа.

Предохранители напряжением до 1кВ выбираются по следующим условиям:

1) По номинальному напряжению:

Uном Uном.уст (9.1)

где Uном - номинальное напряжение предохранителя;

Uном.уст - номинальное напряжение установки.

2) По длительному максимальному току линии:

Iном.вст Iр.max (9.2)

где Iном.вст - номинальный ток плавкой вставки;

Iр.max - расчетный максимальный ток линии.

3) По пиковому току:

Iном.вст Iпик/ (9.3)

где Iпик - пиковый ток, который равен пусковому току двигателя ЭП;

- коэффициент, зависящий от тепловой характеристики плавкой вставки предохранителя и частоты и длительности пикового тока (=2,5 для питающих линий силовой сети и ответвлений к отдельным электродвигателям с нормальными условиями пуска - не более 5-10 с; =1,6-2 для линий, питающие крановые троллеи и ответвления к электродвигателям с тяжелыми условиями пуска).

Пиковый ток группы приемников, работающих при отстающем токе, определяют как арифметическую сумму наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу и расчетного тока всей группы приемников за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток:

(9.4)

где iп,max -- наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников, определяемый по паспортным данным;

Iр--расчетный ток группы приемников;

kиа -- коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

iномmax - номинальный ток двигателя (приведенный к ПВ= 1) с наибольшим пусковым током.

4) По длительному допустимому току кабелей защищаемой линии:

Iном.вст <3Iдоп. (9.5)

где Iдоп. - длительно допустимый ток кабелей защищаемой линии.

9. Выбор конструкции РУ 0,4 кВ

В данном разделе рассматривается выбор конструкций РУ 0,4 кВ цеховых трансформаторных подстанций и силовых распределительных щитов. Прежде всего, следует определить основные требования, предъявляемые к конструкции, исходя из следующих соображений [7]:

1. В конструкции распределительных устройств должно быть обеспечено удобство установки и размещения аппаратов защиты и управления.

2. Удобство подсоединения проводников.

3. Конструкция должна иметь необходимую степень защиты от воздействий окружающей среды согласно требованиям, определенным в нормативных документах [7].

4. Конструкция по возможности должна быть типовой и серийно выпускаться в промышленности.

Для конкретных условий выбираем внутрицеховую комплектную трансформаторную подстанцию (КТПВЦ-1000/10/0,4-У3).

Оборудование	Автоматический выключатель	Ток расцепителя/номинальный
ШУВ1.1	ВА88-37	315/400
ШУВ2.1	ВА88-37	250/400
РПО1.1	ВА88-37	315/400
РПО2.1	ВА88-37	315/400
ШУВ3.1,4.1	ВА88-37	250/400
РП1.1	ВА57Ф35	80/200
ШУВ1	ВА88-37	315/400
ШУВ2	ВА88-37	250/400
РПО1	ВА88-37	315/400
РПО2	ВА88-37	315/400
ШУВ3,4	ВА88-37	250/400
РП1	ВА57Ф35	80/200
ЩО1	ВА47-100	25/250
РП2	ВА88-35	160/250
Вент. В1	ВА57Ф35	63/250
В2	ВА57Ф35	63/250
ЩС2	ВА47-100	25/250
В1'	ВА57Ф35	63/250
В2'	ВА57Ф35	63/250
Толкатель тележек	ВА57Ф35	25/250
Привод откр. Двери печи вспенивания	ВА57Ф35	16/250
Привод откр. Двери печи отжига	ВА57Ф35	16/250
Роликовый конвейер	ВА57Ф35	16/250
Вентилятор	ВА57Ф35	16/250
Роликовый транспортёр	ВА57Ф35	16/250
Дозатор комплексный	ВА57Ф35	16/250
ЩС1	ВА57Ф35	50/250
Толкатель тележек	ВА57Ф35	25/250
Привод откр. Двери печи вспенивания	ВА57Ф35	16/250
Привод откр. Двери печи отжига	ВА57Ф35	16/250
Роликовый конвейер	ВА57Ф35	16/250
Вентилятор	ВА57Ф35	16/250
Роликовый транспортёр	ВА57Ф35	16/250
Дозатор комплексный	ВА57Ф35	16/250
ЩС1.1	ВА57Ф35	50/250

РУ 0,4 кВ обычно является частью комплектной трансформаторной подстанции. Комплектные ТП различаются своей комплектацией в соответствии с исполнением, т.е. имеют различное количество фидеров, предохранителей, рубильников, либо вместо рубильников устанавливаются автоматические выключатели. В зависимости от исполнения могут быть также установлены трансформаторы напряжения, питающие средства автоматики, трансформаторы тока и счетчики, вольтметры, амперметры и т.п. Общим для КТП является состав устройства высшего напряжения (УВН), а основные отличия, в зависимости от исполнения - в распределительном устройстве низшего напряжения.

10. Проектирование освещения

На промышленных предприятиях 5-10 % потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих [3].

10.1 Системы и виды освещения

По способам размещения светильников в производственных помещениях различают системы общего и комбинированного освещения (к общему освещению добавляется местное) [3].

Система общего освещения предназначена для освещения всего помещения и расположенных в помещении рабочих мест и поверхностей.

При общем освещении светильники располагают только в верхней зоне помещения. Крепят их непосредственно к потолку, на фермах, иногда на стенах, колоннах или на производственном оборудовании. Общее освещение может быть равномерным, когда по всему помещению или его части должна создаваться одинаковая освещенность, или локализованным, когда в разных зонах помещения создаются разные освещенности.

При равномерном освещении светильники располагаются рядами с одинаковыми или не сильно отличающимися расстояниями между ними. Расстояния между светильниками принимаются одинаковыми.

Общее равномерное освещение имеет широкое распространение и устраивается в цехах с равномерно распределенным по площади оборудованием - прокатных, сборочных цехах машиностроительных заводов, в цехах текстильных и деревообрабатывающих предприятий, во вспомогательных помещениях.

Искусственное освещение по своему функциональному назначению подразделяется на четыре вида: рабочее, аварийное, эвакуационное (аварийное освещение для эвакуации), охранное.

Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность, обеспечивая тем самым необходимые условия работы при нормальном режиме эксплуатации здания. При погасании по каким-либо причинам рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, которое может быть двух родов: для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения.

В нашем случае будет использоваться общее равномерное освещение цеха. Крепление светильников будет производиться к потолку на фермах, так как на всех участках производятся работы, требующие одинаковой освещенности. Требуется расчет лишь общего освещения, местное освещение предусмотрено конструкцией автоматов и станков.

Так как приемники в нашем производстве относятся к 3-ей категории, а следовательно допускается большой перерыв в снабжении, то нет необходимости проектировать аварийное освещение для продолжения работы. Важное значение имеет аварийное эвакуационное освещение, так как на территории всего цеха работает более 70-ти человек и в таких цехах необходимо проектирование данного типа освещения. Для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0,3 лк.

10.2 Выбор источников света

Выбор ламп

Отечественная светотехническая промышленность выпускает широкий ассортимент источников света, предназначенных для использования в различных осветительных установках.

Наряду с распространенными лампами накаливания и люминесцентными лампами в настоящее время применяют ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ, металлогалогенные типа ДРИ, ксеноновые и натриевые лампы [3].

В светильниках местного освещения, а также в осветительных установках аварийного освещения будем использовать лампы накаливания.

В случаях, когда не требуется правильная цветопередача, а высота крепления светильников около 5-и метров, то имеет смысл использовать в качестве основного освещения лампы типа ДРИ .

МГЛ -- компактный, мощный и эффективный источник света (ИС), находящий широкое применение в осветительных и светосигнальных приборах различного назначения. Основные области применения: утилитарное, декоративное и архитектурное наружное освещение, осветительные установки (ОУ) промышленных и общественных зданий, сценическое и студийное освещение, ОУ для освещения больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры и т. п.), освещение спортивных объектов и др. В ОУ технологического назначения МГЛ могут использоваться как мощный источник видимого и ближнего ультрафиолетового излучения. Компактность светящегося тела МГЛ делает их весьма удобным ИС для световых приборов прожекторного типа с катоптрической и катадиоптрической оптикой.

Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементов наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (ИД). В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).

Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы -- электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.

Для аварийного и эвакуационного освещения следует применять лампы накаливания, а также люминесцентные лампы, если минимальная температура воздуха в помещении не менее +10°С, а напряжение на лампах во всех режимах не менее 90 % номинального.

В подсобных помещениях используются люминесцентные лампы типа ЛБ (лампы белого цвета), которые крепятся на высоте 5-ти метров для удобства обслуживания. В данном случае используются именно эти лампы, т.к. они экономичны, а помещения удовлетворяют требованиям [3] (высота потолков незначительная, не требуется высокая цветопередача).

Выбор светильников

Выбор типа светильника делается с учетом: требований к его светораспределению; условий среды по степени защиты от поражения током; от пыли и воды; требований к ограничению ослепленности.

Светораспределение светильника является его основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях. В России принято подразделять светильники по коэффициенту формы светового потока и по типу кривой силы света.

По коэффициенту формы К_ф (по отношению светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу , к полному световому потоку светильника ) все светильники подразделяют на пять классов: прямого света преимущественно прямого света (60 % 80 %), рассеянного света (40 %60 %), преимущественно отраженного света (20%40%) и отраженного света (% ).

Кривые силы света светильников каждого класса по своей форме подразделяются, в свою очередь, на семь типов: концентрированная, глубокая, косинусная, полуширокая, широкая, равномерная и синусная [3].

Для освещения помещений, стены и потолок которых имеют невысокие отражающие свойства, целесообразно применять светильники прямого света («Универсаль», «Глубокоизлучатель»). В этих условиях светильники прямого света, направляя световой поток источников света вниз на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и наилучшее использование светового потока. Однако применение светильников прямого света, особенно с концентрированной или глубокой кривой силы света, вызывает заметную неравномерность распределения яркости в поле зрения, так как при этом яркость потолка вблизи верхних участков стен становится малой по сравнению с яркостью рабочих поверхностей. В помещениях с такими светильниками возникают также резкие падающие тени от посторонних предметов, это следует учитывать при размещении светильников.

В помещениях со средней площадью и небольшой высотой целесообразно применять светильники более широкого светораспределения, что позволяет даже при значительных расстояниях между светильниками обеспечить равномерное распределение освещенности по рабочей плоскости.

Так как на данном производственном участке небольшая высота подвеса светильников, то целесообразно применять полуширокую кривую силы света светильников. Таким параметрам отвечают светильники типа СЗ4ДРЛ. Этот светильник, в котором в верхнюю полусферу поток не направляется. Светораспределение - прямое полуширокое, с резким максимумом под углом 45%. Выпускается для ламп до 200 Вт и до 500 Вт. Имеет корпус из алюминия, обладающего повышенной химической стойкостью диаметром 288 мм и высотой 440 мм. Имеет защитный угол не менее 15є и к.п.д. в пределах 75-80%.

10.3 Расчёт освещения

Рабочее освещение

Одним из важных вопросов устройства осветительных установок является правильное расположение выбранных светильников. От его решения зависят экономичность, качество освещения и удобство эксплуатации.

а)

б)

Рис. 10.1. Схема размещения светильников: а - в разрезе; б - в плане

Размещение светильников в плане и в разрезе помещения (рис. 10.1) определяется следующими размерами: Н - высотой помещения, - расстоянием светильника от перекрытия, - высотой светильника над полом, - высотой расчетной поверхности над полом, - расчетной высотой, L - расстоянием между соседними светильниками или рядами ламп (если по длине и ширине расстояния различны, то они обозначаются соответственно и ), l - расстоянием от крайних светильников или рядов светильников до стены.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте , уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению её обслуживания, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расхода энергии.

При расположении рабочих мест рядом со стенами здания светильники следует устанавливать на расстоянии l от стены, которое принимается равным (0,3--0,5) L.

Светильники рекомендуется устанавливать рядами, преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами (в этом случае L - расстояние между рядами).

Устанавливаем светильники типа СЗ4ДРЛ, наиболее подходящие для внутреннего освещения производственных помещений, если для освещения используются лампы типа ДРИ [3]. В светильниках данного типа используются лампы ДРИ мощностью 250, 400, 700, 1000 Вт, наименьшая высота подъема 4.5 м, КСС Г-1.

Задачей расчета осветительной установки является определение числа и мощности источника света и определение фактической освещенности, создаваемой спроектированной установкой.

Рассчитаем приблизительное количество светильников:

1) h=H - h_р - h_с = 7,2-3,5-0,7=3 м,

2) Для принятого светильника, имеющего прямое полуширокое светораспределение, находим значение л_э=L_a/h=2; L_a = л_э ·h=2·3=6 м.

3) При L_a=6 м в ряду можно разместить 23 светильника, тогда l_а=3 м (расстояние от светильника до стены).

4) Принимаем число светильников равным 19, тогда L_B=9 м;

La/Lв = 6/9 = 0,6 < 1,5;

2l_в=30-3•8=6 м, l_в=3 м.

5) Число светильников в цехе N=71.

Расчет освещения выполняется точечным методом или методом коэффициента использования [3]. Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов.

При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности (норма освещенности - ), определяется по формуле [3]:

, (10.1)

где - коэффициент запаса (1,5 для промышленных предприятий); F - площадь освещаемой поверхности, м²; - коэффициент минимальной освещенности (приближенно можно принимать - для люминесцентных ламп, - для ламп накаливания и ДРИ); Е_н- номинальная освещенность, лк (для промышленных предприятий 200 лк); N - число светильников (как правило, намечается до расчета); - коэффициент использования светового потока источника света, доли единицы.

По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения Ф на 10-20%. При невозможности выбора источника света с таким приближением корректируется число светильников.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, который определяется по формуле:

, (10.2)

где - длина помещения, м; - ширина помещения, м.

Применительно к данному зданию:

.

Для создания нормативной освещенности 200 лк в помещении цеха площадью 3283 мІ при значении коэффициента запаса 1,5 понадобятся светильники со световым потоком:

.

Зная световой поток ламп, можем их выбрать по таблице 2.17 [3].

Так как табличное значение светового потока ламп может отличаться на 10-20% от расчетного, то следует выбрать лампы ДРИ400.

Таблица 10.2.Справочные данные ламп ДРЛ400

Мощность, Вт	Напряжение, В	Ток, А	Cветовой поток, лм	Размеры, мм	Цоколь
				диаметр	длина
400	220	1.8	33000	62	290	P40

Охранное освещение

Как и все наружное освещение, рассчитывается точечным методом. Для освещения будем использовать СВ наружного освещения СЗПР-250с с лампой ДРИ-250, симметричного светораспределения и раздельной установкой ПРА.

Высота установки в данном случае определяется по [3, табл. 4.9] и равна h=8,5 м. Освещенность в горизонтальной плоскости на уровне земли - 0,5 лк [3]. Рекомендованное расстояние между светильниками - L_а=6h=41 м. Так как расчет во многом зависит от архитектурного плана, расположение стен позволяет установить светильники на расстоянии 27,3 м.

Расчет значений горизонтальной освещенности производим инженерным методом с помощью вспомогательных таблиц.

1) Определяем расстояния H_р и p от i-го светильника до точки М (рис. 10.3)

Рис. 10.3. Схема расчета освещенности: а - горизонтальной плоскости; б - вертикальной плоскости

В нашем случае H_р=OOґ=h=8,5 м, а p=L_а/2=41/2=20,5 м.

2) По рисунку 6.31 [3] для определенных значений H_р и p находим угол б и - освещенность, создаваемую силой света , действующей по направлению б. б=71?

3) Для угла б находим значение силы света СВ с потоком Ф=1000 лм по его типовой кривой (табл.6.15), определяемой из каталогов (табл. 6.13).

=134,3 лм.

4) Определяем силу света одного светильника в зависимости от освещенности в контрольной точке М:

(10.4)

.

Выбираем лампы с меньшим ближайшим значением светового потока - ДРЛ80(6).

Аварийное освещение

Аварийное освещение для эвакуации должно устраиваться:

1. в производственных помещениях с постоянным пребыванием людей, если вследствие погасания рабочего освещения и продолжения при этом работы оборудования может возникнуть опасность травматизма при выходе из помещения;

2. в производственных помещениях в местах, опасных для прохода людей;

3. во всех производственных помещениях с числом работающих более 50 человек;

4. в основных проходных помещениях и на лестницах для эвакуации людей из зданий, в которых находится более 50 человек;

5. в местах работ на открытых пространствах, где эвакуация связана с опасностью травматизма;

6. в помещениях, где одновременно могут находиться более 100 человек.

Аварийное освещение для эвакуации должно создавать по линиям основных проходов освещённость не менее 0,3 лк.[3]

Оно может выполняться лампами накаливания - во всех случаях, и люминесцентными лампами - при температуре воздуха не ниже +10єС, питании во всех режимах переменным током и установке в каждом светильнике аварийного освещения не менее двух ламп.[3]

Светильники аварийного освещения по возможности выделяются из числа светильников рабочего освещения (от которых, однако, они должны иметь внешнее отличие). Дополнительные светильники для аварийного освещения рекомендуют в помещениях, в которых производится некруглосуточная работа - при мощности ламп рабочего освещения свыше 150 Вт, в случаях, когда лампы рабочего освещения не могут быть использованы для аварийного освещения, при различных напряжениях сетей рабочего и аварийного освещения.

Расчёт аварийного освещения производится аналогично расчёту рабочего освещения методом коэффициента использования, принимая коэффициент использования согласно ПУЭ з=1, коэффициент запаса k=1,3 и высоту подвеса, соответствующую минимальной высоте подвеса плафонов типа П1 h=2,5 м.

Результат сведём в таблицу 10.4.

Таблица 10.4. Результаты расчёта аварийного освещения

Помещение	Размеры, м	з, %	Lа, м	Lв, м	lа, м	lв, м	Фрасч(одного светильника), лм	Фтабл(одного светильника), лм
Механический цех	82*30	100	20	9	1	1,5	102	105
Административно конторское помещение	9*6	100	4	-	1,5	-	100	105
Заточное отделение	9*18	100	5	-	2	-	98	105

В нашем случае подходят лампы НВ220-15 со степенью защиты Р27.

Таблица 10.4. Результаты расчёта аварийного освещения (продолжение)

Помещение	Общее кол-во светильников, шт	Кол-во светильников в ряду, шт	Кол-во рядов
Механический цех	12	4	3
Административно конторское помещение	2	2	-
Заточное отделение	2	2	-

10.4 Электроснабжение осветительных установок

Выбор напряжения питания

Выбор напряжения для осветительной установки производится одновременно с выбором напряжения для силовых потребителей, при этом для отдельных частей этой установки учитываются также требования техники безопасности.

Для светильников общего освещения рекомендуется напряжение не выше 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали и не выше 220В переменного тока при изолированной нейтрали.

Напряжение 220 В допускается применять для светильников общего освещения без ограничения их конструкции и высоты установки в помещениях без повышенной опасности, в электропомещениях, а также для светильников, обслуживаемых с площадок только квалифицированным персоналом.

Электроснабжение рабочего освещения будем выполнять самостоятельными линиями от щитов подстанции трехфазным напряжением 380В. Электроэнергия от подстанции передается питающими линиями на осветительные магистральные пункты или щитки, а от них -- групповым осветительным щиткам. Напряжение на данных участках - однофазное (220В). Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями. Питание каждой группы светильников типа СЗ4ДРЛ осуществляется тремя фазами, соответственно на одну фазу приходится 6 светильников.

Выбор сечений и типа проводников осветительной сети

Электрические осветительные сети выполняют проводами, кабелями и осветительными шинопроводами (ШОС). Токопроводящие жилы

проводов и кабелей выполняют из меди или алюминия. В зависимости от назначения для изоляции жил кабелей и проводов применяют различные сорта кабельной бумаги, резины и пластмассы.

В настоящее время для электрического освещения применяют новые индустриальные виды электропроводок: четырехполюсные. силовые шинопроводы серии ШРА-64 и специальные осветительные шинопроводы ШОС-67.

Из существующего ассортимента шинопроводов чаще всего используются: шинопроводы ШРА-73 на токи 250, 400 и 630 А в питающих сетях; шинопроводы ШОС-67 на ток 25 А и шинопроводы ШОС-73 на ток 63 А (алюминиевые шины) или 100 А (медные шины) в групповых сетях.

Сечения проводников осветительной сети должны обеспечивать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур, необходимые уровни напряжений у источников света, срабатывание защитных аппаратов при КЗ.

Достаточная механическая прочность проводников необходима, чтобы во время эксплуатации и монтажа не было чрезмерного провисания или обрывов проводов. Наименьшие допустимые сечения проводников по механической прочности составляют: для медных проводов 1 мм², алюминиевых 2,5 мм².

Нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока I_р,о, значение которого при равномерной нагрузке фаз определяется по формулам:

-для трехфазной сети (с нулевым проводом и без него):

; (10.5)

-для однофазной сети:

; (10.6)

Определяем участки, на которых нужно рассчитать токи:

Проводим расчет тока проводника, отходящего от РУ:

.

По значению тока определяем проводник (его сечение). Выбираем осветительный шинопровод ШРА-73, рассчитанный на ток 250 А.

Токи на остальных участках осветительной сети рассчитываем по потере напряжения.

Расчёт сетей по потере напряжения

Расчётный уровень напряжения у наиболее удалённых ламп должен быть, как правило, не менее 97,5% номинального. Для этого сеть рассчитывается на потерю напряжения е, определяемую по формуле

е=U_T - 97,5 [%], (10.7)

где U_T - напряжение на выводах низшего напряжения питающего трансформатора в процентах от номинального при расчётном режиме нагрузки; при отсутствии иных данных U_T определяют, считая, что на стороне высшего напряжения трансформатора напряжение равно номинальному.

Определённые при указанных условиях значения е даны в табл. 10.12 [3].

Расчёт сети по потере напряжения производится по формуле:

, (10.8)

где q - сечение, мм²;

М - момент нагрузки, кВт*м, определяемый по рис. 10.4;

е - потеря напряжения, %;

с - постоянная, зависящая от напряжения, рода тока и проводимости материала проводов (см. табл.10.13 [7]).

Рис. 4.1. Определение моментов нагрузки

. (10.9)

В нашем случае при напряжении 380/220 и роде тока трёхфазный с нулём для алюминиевых поводов коэффициент с=46, а допустимая потеря напряжения е=4,1% (табл. 10.12 и 10.13 [7]) и при 6 светильников на фазу:

,

.

Ближайшее значение для алюминиевых трёхжильных кабелей АВВГ 185 мм².

11. Заземление и защитные меры безопасности

Приведем требования ПУЭ:

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

· электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью;

· электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;

· электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;

· электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

· система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

· система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем её протяжении;

· система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;

· система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания;

· система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;

· система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника;

Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:

Т - заземленная нейтраль;

I - изолированная нейтраль.

Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:

Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;

N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;

С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);

N - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

РЕ - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

PEN - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

При проектировании электроснабжения механического цеха была выбрана система TN-S с номинальным фазным напряжением 220 В и временем защитного автоматического отключения 0,4 с.

11.1 Расчет заземляющих устройств

Заземлением называют преднамеренное гальваническое соединение металлических частей электроустановки с заземляющим устройством.

Различают следующие виды заземлений: защитное выполняют с целью обеспечения электробезопасности при замыкании токоведущих частей на землю; рабочее -- предназначено для обеспечения нормальных режимов работы установки; молниезащитное -- для защиты электрооборудования от перенапряжений и молниезащиты зданий и сооружений. В большинстве случаев одно и то же заземление выполняет несколько функций, т. е. одновременно является защитным, рабочим и т.д.

Заземляющее устройство -- это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Различают естественные и искусственные заземлители.

Естественные заземлители -- это различные конструкции и устройства, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих или взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией от коррозии),

металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей.

11.2 Расчет заземлителей

Под искусственными заземлителями понимают закладываемые в землю металлические электроды, специально предназначенные для устройства заземлений. В качестве искусственных заземлителей применяют: для вертикального погружения в землю - стальные стержни диаметром 12-16 мм, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм или стальные трубы (некондиционные) с толщиной стенки не менее 3,5 мм; для горизонтальной укладки - стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглую сталь диаметром 6 мм.

Рекомендуется принимать длину вертикальных стержневых электродов 2-5 м, а электродов из угловой стали 2,5-3 м. Верхний конец вертикального заземлителя целесообразно заглублять на 0,5-0,7 м от поверхности земли.

Горизонтальные заземлители применяют для связи между собой вертикальных заземлителей и как самостоятельные заземлители.

Заземляющие проводники служат для присоединения частей электроустановки с заземлителем. Помимо обычных проводов соответствующего сечения, заземляющими проводниками могут служить металлические конструкции зданий и сооружений: колонны, фермы, каркасы РУ.

Расчет заземляющих устройств сводится к расчету заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям механической прочности и стойкости к коррозии по ПУЭ.

Расчет сопротивления заземлителя проводится в следующем порядке:

1) Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства. Если заземляющее устройство является общим для нескольких электроустановок, то расчетным сопротивлением заземляющего устройства является наименьшее из требуемых.

2) Определяется расчетное удельное сопротивление грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом промерзание зимой.

3) Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода из круглой стали, верхний конец которого ниже уровня земли, по формуле:

(11.1)

где - удельное сопротивление грунта;

l - длина электрода;

d - диаметр электрода.

1) Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования:

(11.2)

где - коэффициент использования;

- необходимое сопротивление искусственного заземлителя.

5) Определяется сопротивление растекания горизонтальных электродов-полосы, приваренной к верхним концам электродов:

(11.3)

где b - ширина полосы (b=2d);

t - глубина заложения.

6) Уточняется необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом проводимости горизонтальных соединительных электродов:

(11.4)

где R_r - сопротивление растеканию горизонтальных электродов;

R_И - необходимое сопротивление искусственного заземлителя.

8) Уточняется число вертикальных электродов с учетом коэффициента использования:

(11.5)

Окончательно принимается число вертикальных электродов из условий размещения.

Производим расчет заземления.

1) Согласно ПУЭ сопротивление заземляющих устройств в установках с глухозаземленной нейтралью должно быть не более 4 Ом.

2) Сопротивление грунта в месте сооружения заземлителя - суглинок - составляет 100 Ом•м. Повышающий коэффициент для вертикальных электродов длиной 2,5 м при глубине заложения их вершины 0,7 м.

2) Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода:

3) Определяется примерное число вертикальных заземлителей при предварительно выбранном коэффициенте использования:

4) Ки=0,7:

5) Определяется сопротивление растеканию горизонтальных электродов-полосы 40х4 мм², коэффициенте использования по k_и=0,3

Уточняется сопротивление вертикальных электродов:

8) Уточняем число вертикальных заземлителей при коэффициенте использования :

Исходя из удобства проектирования, принимаем n=15 штук.

12. Молниезащита

Здания и сооружения или их части в зависимости от назначения, интенсивности грозовой деятельности в районе местонахождения, ожидаемого количества поражений молний в год следует защищать в соответствии с категориями устройства молниезащиты и типом зоны защиты. Защита от прямых ударов молнии осуществляется с помощью молниеотводов различных типов: стержневых, тросовых, сетчатых, комбинированных (например, тросово-стержневых). Наиболее часто применяют стержневые молниеотводы, тросовые используют в основном для защиты длинных и узких сооружений. Защитное действие молниеотвода в виде сетки, накладываемой на защищаемое сооружение, аналогично действию обычного молниеотвода.

Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. Благодаря этому защищаемое здание, более низкое по сравнению с молниеотводом по высоте, практически не будет поражаться молнией, если всеми своими частями оно будет входить в зону защиты молниеотвода. Зоной защиты молниеотвода считается часть пространства вокруг молниеотвода, обеспечивающая защиту зданий и сооружений от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Наименьшей и постоянной по величине степенью надежности обладает поверхность зоны защиты; по мере продвижения внутрь зоны надежность защиты увеличивается.

Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты.

Классификация объектов определяется по опасности ударов молнии для самого объекта и его окружения.

Непосредственное опасное воздействие молнии - это пожары, механические повреждения, травмы людей и животных, а также повреждения электрического и электронного оборудования. Последствиями удара молнии могут быть взрывы и выделение опасных продуктов - радиоактивных и ядовитых химических веществ, а также бактерий и вирусов.

Удары молнии могут быть особо опасны для информационных систем, систем управления, контроля и электроснабжения. Для электронных устройств, установленных в объектах разного назначения, требуется специальная защита.

Рассматриваемые объекты могут подразделяться на обычные и специальные.

Обычные объекты - жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.

Специальные объекты:

объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения;

объекты, представляющие опасность для социальной и физической окружающей среды (объекты, которые при поражении молнией могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы);

прочие объекты, для которых может предусматриваться специальная молниезащита, например, строения высотой более 60 м, игровые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

Главный цех (по СО 153-34.21.122-2003) следует отнести к промышленным предприятиям, представляющими собой обычные объекты, последствия удара молнии для которых могут быть следующие:

а) Отказ электроснабжения (например, освещения).

б) Отказ системы пожарной сигнализации, вызывающий задержку противопожарных мероприятий.

в) Дополнительные последствия, зависящие от условий производства - от незначительных повреждений до больших ущербов из-за потерь продукции.

Для обычных объектов может быть предложено четыре уровня надежности защиты, указанные в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Уровни защиты от ПУМ для обычных объектов

Уровень защиты	Надежность защиты от ПУМ
I	0,98
II	0,95
III	0,90
IV	0,80

Для специальных объектов минимально допустимый уровень надежности защиты от ПУМ устанавливается в пределах 0,9-0,999 в зависимости от степени его общественной значимости и тяжести ожидаемых последствий от ПУМ по согласованию с органами государственного контроля.

Механосборочный цех следует отнести к сооружениям с III уровнем защиты.

Комплекс средств молниезащиты.

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система - МЗС) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства.

Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы - стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов) или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью.

Внутренние устройства молниезащиты предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта.

Токи молнии, попадающие в молниеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле.

В цехе нет электрооборудования, особо чувствительного к электромагнитному излучению от вторичных воздействий молний, поэтому внутреннее устройство молниезащиты здесь не требуется.

Внешняя молниезащитная система.

Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей. В случае специального изготовления их материал и сечения должны удовлетворять требованиям таблице.

Таблица 6.2. Материал и минимальные сечения элементов внешней МЗС

Уровень защиты	Материал	Сечение, мм2
		молниеприемника	токоотвода	заземлителя
I-IV	Сталь	50	50	80
I-IV	Алюминий	70	25	Не применяется
I-IV	Медь	35	16	50

Указанные значения могут быть увеличены в зависимости от повышенной коррозии или механических воздействий.

Молниеприемники.

Молниеприемники могут быть специально установленными, в том числе на объекте, либо их функции выполняют конструктивные элементы защищаемого объекта; в последнем случае они называются естественными молниеприемниками.

Молниеприемники могут состоять из произвольной комбинации следующих элементов: стержней, натянутых проводов (тросов), сетчатых проводников (сеток).

Токоотводы.

В целях снижения вероятности возникновения опасного искрения токоотводы должны располагаться таким образом, чтобы между точкой поражения и землей:

а) ток растекался по нескольким параллельным путям;

б) длина этих путей была ограничена до минимума.

Заземлители.

Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

Выбор молниеотводов.

Выбор типа и высоты молниеотводов производится исходя из значений требуемой надежности. Объект считается защищенным, если совокупность всех его молниеотводов обеспечивает надежность защиты не менее требуемой.

Во всех случаях система защиты от прямых ударов молнии выбирается так, чтобы максимально использовались естественные молниеотводы, а если обеспечиваемая ими защищенность недостаточна - в комбинации со специально установленными молниеотводами.

При прочих равных условиях высоту молниеотводов можно снизить, если вместо стержневых конструкций применять тросовые, особенно при их подвеске по внешнему периметру объекта.

В случае проектирования молниезащиты для обычного объекта, возможно определение зон защиты по защитному углу или методом катящейся сферы согласно стандарту Международной электротехнической комиссии (IEC 1024) при условии, что расчетные требования Международной электротехнической комиссии оказываются более жесткими, чем требования СО 153-34.21.122-2003.

Для молниезащиты цеха нерациональным будет использование одиночного стержневого молниеотвода, при установке его в центральной части крыши здания в связи с тем, что высота молниеотвода будет чрезмерно большой (порядка 40м). Так же будет нерациональным сооружение замкнутого тросового молниеотвода в связи с излишними затратами на его сооружение, при требуемом уровне надёжности менее 0,99. При сооружении двойного стержневого молниеотвода ширина горизонтального сечения в центре между молниеотводами на заданной высоте, в связи с габаритами здания, будет намного меньше, чем ширина горизонтального сечения с центром, находящимся на оси молниеотвода на той же высоте, что приведёт к использованию молниеотводов большой высоты (порядка 20м).

Таким образом, можно сделать вывод, что для данного здания прямоугольной формы подходит одиночный тросовый вариант расположения молниеотводов.

Стандартные зоны защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h ограничены симметричными двускатными поверхностями, образующими в вертикальном сечении равнобедренный треугольник с вершиной на высоте h₀ < h и основанием на уровне земли 2r₀ (рис. 6.1).

Приведенные ниже расчетные формулы пригодны для молниеотводов высотой до 150 м. При большей высоте следует пользоваться специальным программным обеспечением. Здесь и далее под h понимается минимальная высота троса над уровнем земли (с учетом провеса).

Рис. 6.1 Зона защиты одиночного тросового молниеотвода: L - расстояние между точками подвеса тросов

h₀ = 0,87h (14.1),

где h - высота молниеотвода;

h₀ - высота защитного конуса молниеотвода.

r₀ = 1,5h (14.2),

где r₀ - радиус защитного конуса на уровне земли.

Полуширина r_х зоны защиты требуемой надежности (14.3) на высоте h_x от поверхности земли определяется выражением:

(14.3)

При необходимости расширить защищаемый объем к торцам зоны защиты собственно тросового молниеотвода могут добавляться зоны защиты несущих опор, которые рассчитываются по формулам одиночных стержневых молниеотводов.

При расположении молниеотводов по бокам, в центральной части меньших сторон здания, величина r_x не должна быть меньше 12м (при высоте здания h_x=9м). При r_x>12м углы здания будут располагаться вне защищаемой зоны. Оптимальная высота молниеотвода, удовлетворяющая данному требованию h=10м.

Докажем, что оптимальная высота молниеотвода h = 10м.

h₀ = (м)

r₀ =(м)

r_x = (м)

Таким образом, из расчётов видно, что условие r_x>12м выполняется.

Вывод. Для защиты здания механосборочного цеха следует использовать одиночный тросовый вариант расположения молниеотводов, что обусловлено геометрическими характеристиками здания.

Молниеотводы следует разместить по бокам, в центральной части меньших сторон здания. Конструкция молниеотводов должна быть надёжно закреплена и выдерживать предельно допустимые значения порывов ветра, характерные для данного региона.

Рационным будет применение стального молниеприёмника, площадью сечения не менее 50 мм² согласно Табл. 6.2.

В качестве молниеотводов следует использовать стальной канат (ГОСТ 2688-80), диаметром не менее 8 мм.

В качестве заземлителей следует использовать электроды проектируемого контура заземления.

13. Защита от перенапряжения

Перенапряжениями называют такие повышения напряжения, которые представляют собой опасность для изоляции электрических установок.

Различают два вида перенапряжений в электрических установках: внутренние и атмосферные. Внутренние перенапряжения возникают в результате коммутаций, как нормальных (включение и отключение ненагруженных линий, отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключения КЗ, АПВ). Эти перенапряжения воздействуют на изоляцию сравнительно кратковременно, но значение их может превышать в несколько раз номинальное напряжение.

Атмосферные перенапряжения возникают в результате разрядов молнии в электроустановку или вблизи нее. Волны перенапряжения, возникающие в токоведущих частях при ударах молнии, распространяются со скоростями, сравнимыми со скоростью света, проникая в обмотки трансформаторов, машин, воздействуя на изоляцию линий и аппаратов. Время воздействия атмосферных перенапряжений составляет от единиц до сотен миллионов долей секунды. Значение этих перенапряжений при отсутствии специальных мер защиты может достигать миллионов вольт.

Для защиты электроустановок от внутренних перенапряжений можно использовать: 1 - схемные решения и средства ограничения установившихся перенапряжений; 2 - средства и способы защиты от перенапряжений переходного режима.

В первом случае предусматривают понижение коэффициентов трансформации, ограничение минимального количества работающих генераторов и их ЭДС, использование шунтирующих реакторов, применение схем без выключателей на стороне высшего напряжения.

К средствам и способам защиты от перенапряжений переходного режима относятся коммутационные (комбинированные) вентильные разрядники типа РВМК, выключатели, предотвращающие возникновение значительных перенапряжений, и устройства, управляющие моментом коммутации.

В установках с номинальным напряжением до 220 кВ включительно должны быть ограничены перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов и линий при АПВ, так как остальные виды перенапряжений не представляют опасности для изоляции.

Перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов имеют большую амплитуду, но небольшую длительность. Защиту от этих перенапряжений осуществляют молниезащитными разрядниками, пропускная способность которых достаточна для того, чтобы рассеять энергию, выделяющуюся при перенапряжениях этого вида. Ограничение перенапряжений может быть достигнуто также путем использования выключателей с шунтируемыми резисторами.

Ограничение перенапряжений при отключении ненагруженных линий не может быть возложено на молниезащитные разрядники, установленные на подстанции, по двум причинам. Во-первых, разрядники должны находиться непосредственно на линии, во-вторых, они должны быть рассчитаны на отвод энергии, значительно большей; чем энергия, обусловленная атмосферными перенапряжениями. Защиту от перенапряжений этого вида выполняют выносом на линию электромагнитных измерительных трансформаторов напряжения или применением выключателей с шунтирующими резисторами.

Атмосферные перенапряжения в элементах системы электроснабжения возникают как при прямом ударе молнии, так и при разрядах молнии в окрестности проводников (индуктированные перенапряжения). Защита от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводами. Однако применение молниеотводов полностью не исключает поражения установок молнией. Волны перенапряжений, возникающие на линиях при ударах молнии, доходят до подстанций (набегающие волны) и могут представлять опасность для изоляции установленного там оборудования. Перекрытие изоляции на подстанции в большинстве случаев означает дуговое КЗ вблизи сборных шин, которое может привести к системным авариям.

Основным аппаратом защиты от набегающих волн является вентильный разрядник, у которого разрядное напряжение искрового промежутка не менее чем на 10 % ниже гарантированной прочности защищаемой изоляции при полном импульсе. Схемы защиты подстанций от набегающих волн приведены на рис. 13.1 и 13.2. Во всех случаях на шины включают вентильные разрядники РУЗ по комплекту на каждую систему или секцию шин. Расстояние от РУЗ до выводов трансформаторов не должно превышать допустимого значения.

Рис. 13.1. Схема защиты подстанции от набегающих волн

Рис. 13.2. Схема защиты подстанции от набегающих волн, если линия не имеет молниезащитного троса по всей длине

Эти значения приведены в ПУЭ в зависимости от типа опор, длины подхода, группы разрядников и числа подключенных к подстанции линии. В частности, для подстанции напряжением до 35 кВ эти расстояния находятся в пределах 25-30м. Если расстояние от РУЗ до выводов трансформаторов превышает допустимое значение, то у трансформатора устанавливают дополнительный комплект разрядников. Вентильные разрядники подключают к контуру заземления подстанции по кратчайшему пути. Линии напряжением 35 кВ и выше, защищенные тросами по всей длине (рис. 13.1), специальной защиты подхода от перенапряжений не требуют, кроме мероприятий по повышению уровня грозоупорности подхода (этого достигают применением одноцепных опор вместо двухцепных).

Если линия не имеет молниезащитного троса по всей длине (рис. 13.1), то ее защищают тросом на подходе к подстанции. Длину подхода принимают равной 1-2 км при напряжении 35 кВ и 1-3км при напряжениях 110-220 кВ.

Трос на каждой опоре заземляют; сопротивление зависит от грунта, но не должно быть более 10-20 Ом. Для ограничения амплитуды волны, движущейся к подстанции, до безопасного для вентильного разрядника значения устанавливают трубчатый разрядник РУ1. Разрядник РУ2 является резервным. Он защищает изоляцию выключателя Q2 в случае падения волны при его отключенном состоянии, когда волна отражается с удвоенной амплитудой. Если линию выполняют на металлических (железобетонных) опорах, разрядники РУ1 и РУ2 не устанавливают, а ограничение перенапряжений осуществляют за счет низкой импульсной прочности изоляции на таких опорах.

Распределительные устройства и подстанции напряжением 3-20 кВ имеют различия в защите от атмосферных перенапряжений по сравнению с подстанциями и РУ более высокого напряжения (рис. 13.1). Для воздушных линий на напряжение 3-20 кВ характерна низкая поражаемость ударами молнии, так как эти линии имеют небольшую высоту и на подходе к подстанции обычно экранируются расположенными вблизи сооружениями. В связи с этим не требуется защита подходов линий тросовыми молниеотводами. На подходе к подстанции линий с деревянными опорами трубчатый разрядник РУ1 устанавливают на расстоянии 200-300 м от подстанции. Второй разрядник РУ2 ставят для защиты разомкнутого выключателя Q2. На подходах линий с металлическими и железобетонными опорами трубчатые разрядники не устанавливают. В этом случае заземляют опоры на участке подхода в 200-300 м.

Применение автотрансформаторов в системах электроснабжения обусловливает установку разрядников на каждую обмотку автотрансформатора, причем разрядник подключают со стороны автотрансформатора (рис. 13.3) перед выключателем и разъединителем. Это вызвано тем, что на отключенной выключателем стороне автотрансформатора могут появиться опасные для его изоляции перенапряжения, связанные с переходом волн между обмотками.

Рис. 13.3. Подключение разрядников к автотрансформатору

Рис. 13.4. Включение разрядника в нейтраль силового трансформатора

Для уменьшения токов однофазного КЗ нейтрали некоторых трансформаторов 110 кВ, реже 220 кВ могут быть временно или постоянно разземлены. При воздействии волн атмосферных перенапряжений на линейные вводы трансформаторов на нейтрали могут развиться колебания, приводящие к значительному повышению напряжений над уровнем изоляции нейтрали. Для ограничения этих перенапряжений в нейтраль трансформатора включают вентильный разрядник с номинальным напряжением на класс ниже, чем класс изоляции трансформатора (рис. 13.4).

14. Охрана труда и экологическая безопасность

Анализ производственного помещения.

Завода по переработке пеностекла состоит из 10 помещений общей площадью 5484м². Главное и наибольшее по площади помещение (3283м²) - главный цех по получению блоков из пеностекла, в котором расположено основное силовое оборудование, и в течение смены находится наибольшее количество работников (до 85%), поэтому объектом исследования целесообразно выбрать именно его.

Главный цех имеет кирпичные стены, 20 оконных проёмов высотой 5,5м и шириной 3м с двойными деревянными рамами. Напротив оконных проёмов помещение имеет ряд колонн. Цех имеет 3 эвакуационных и 1 аварийный выход, над которыми установлены постоянно горящие световые табло с надписью “Выход”. В целях противопожарной безопасности, дверь аварийного выхода открываются наружу. Расположение основного силового оборудования - двухрядное, вдоль большей стороны помещения. Высота помещения составляет 8м.

Микроклимат производственного помещения.

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются: температура воздуха; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового облучения; температура поверхностей (стен, потолка, пола, экранов, а также технологического оборудования).

Для того, чтобы физические процессы в организме человека протекали нормально и температура внутренних органов оставалось около 36,6 °С, выделяемая организмом теплота должна отводиться в окружающую воздушную среду. Отдача теплоты человеком происходит в результате конвекции воздуха, излучения теплоты, испарения пота и нагрева вдыхаемого воздуха.

Повышенная температура воздуха вызывает быструю утомляемость, большое выделение пота. При температуре выше +30 °С производительность труда снижается в 1,5-2 раза от уровня при +18 °С. Низкая температура может вызвать простудные заболевания. Повышенная влажность воздуха снижает испарение пота и ухудшает состояние человека. Повышенная скорость воздуха (сквозняк) увеличивает скорость испарения пота, при этом охлаждаются участки тела и могут возникать простудные заболевания.

Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений изложены в СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”.

Все помещения должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией.

Целью расчета системы вентиляции в рассматриваемом помещении является определение количества воздуха, необходимого для проветривания помещения, и выбор на этой основе кондиционера.

Температура, относительная влажность и скорость воздуха нормируются в зависимости от периода года и категории работ по тяжести. Период года разделяется на холодный (при среднесуточной температуре наружного воздуха t_нар равной или ниже +10 °С) и теплый (t_нар выше +10 °С).

Работы по тяжести разделяются на пять категорий: Iа, Iб, IIа, IIб, III. Разграничение проводится на основе общих энергозатрат организма человека.

В сборочном цехе проводятся работы средней тяжести - категории IIб, характеризующиеся расходом энергии рабочих от 175 до 232 Вт (постоянная ходьба, переноска до 1кг тяжестей).

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Таблица 14.1. Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах для сборочного цеха

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	IIа (175-232)	19-21	18-22	60-40	0,2
Тёплый		20-22	19-23	60-40	0,2

Произведем рассчет воздухообмена:

Потребный воздухообмен определяется по фактору явных теплоизбытков (для теплого периода года).

, (14.1)

где Q_изб - теплоизбытки в помещении, кДж/ч;

С - удельная теплоемкость воздуха, 1,005 кДж/кг·С;

- плотность воздуха, 1,2 кг/м³;

t_выт - температура уходящего воздуха, С;

t_прит - температура приточного воздуха, С.

Теплоизбытки в помещении определяются по формуле:

Q_изб=Q_об+Q_осв+Q_л+Q_рад, (14.2)

где Q_об - поступление тепла от оборудования, кДж/ч;

Q_осв - поступление тепла от электрического освещения, кДж/ч;

Q_л - поступление тепла от людей, кДж/ч;

Q_рад - поступление тепла от солнечной радиации, кДж/ч.

Выделение тепла от оборудования:

Q_об=3600·W·k₁·k₂, (14.3)

где k₁ - коэффициент использования установочной мощности, принимается 0,8;

k₂ - коэффициент одновременности работы, учитывающий процент одновременно работающего оборудования, примем равным 0,7;

W - суммарная установочная мощность оборудования, кВт.

Q_об=3600·565·0,6·0,7 = 854280(кДж/ч).

Тепловыделения от электрического освещения:

Q_осв=3600·N_уст··n·k, (14.4)

где N_уст -установочная мощность лампы, 400 Вт;

n - количество ламп (71);

- коэффициент перехода электрической энергии в тепловую, 0,5;

k - коэффициент, учитывающий способ установки светильников, 0,7;

Q_осв = 3600·400·71·0,5·0,7= 35784 (кДж/ч).

Поступление тепла от людей:

Q_л = 4,19·Э·n·k, (14.5)

где n - количество людей, работающих в помещении (79);

k - коэффициент одновременности присутствия, 0,9;

Э - энергозатраты одного человека, 120 ккал/ч.

Q_л = 4,19·120·79·0,9 = 35749 кДж/ч

Тепло, поступающее от солнечной радиации:

Q_рад=3600·Q_уд·S·k₁·k_2., (14.6)

где Q_уд - удельное поступление тепла от солнечной радиации, определяемое в зависимости от географической широты и ориентации световых проемов в здании. Для здания, расположенного на 50с.ш., окна которого ориентированы на северо-восток Q_уд = 76 Вт/м²·ч;

S - суммарная площадь окон в помещении, 18 м²;

k₁ - коэффициент, зависящий от вида остекления, для рассматриваемого случая (двойное остекление в одной раме) равен 1,45;

k₂ - коэффициент, зависящий от наличия солнцезащитных устройств, для рассматриваемого случая (устройство жалюзи) равен 0,5.

Q_рад = 3600·76·18·1,45·0,5 = 3570,48 (кДж/ч).

Откуда, Q_изб = 854280+ 35784 + 35749 + 3570,48 = 929383кДж/ч

=93256,83 (м³/ч)

В качестве обеспечения рассчитанного воздухообмена, был выбран Вентилятор центробежный ВЦ 14-46 - 8шт. (3 резерв) имеющий производительность V = 21000 м³/ч.

Для того чтобы температура воздуха в холодный период соответствовала нормам, используется система централизованного отопления. Основным методом содержания пыли в воздухе является весовой, основанный на просасывании запыленного воздуха через аналитические фильтры.

На предприятии для обеспечения необходимого качества воздуха в рабочей зоне производственных помещений при разработке и организации технологических процессов и конструировании оборудования выполняются ряд инженерно-технических, санитарно-технических, лечебно-профилактических, организационных и других мероприятий.

Оценка уровня шума в цехе. Расчёт средств защиты от шума.

Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».

В качестве общей характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБ(А), представляющая собой среднюю величину частотных характеристик звукового давления.

Оборудование в главном цехе однотипное - печи отжига, печи вспенивания, конвейеры, вентиляторы. Звуковая мощность источника шума составляет 80 дБА.

Характеристикой постоянного шума на рабочих местах является интегральный критерий - уровень звука L_А, в дБA, если в помещении находится несколько источников шума с разными уровнями излучаемой звуковой мощности, то уровни звукового давления для среднегеометрических частот 63, 1000 и 8000 Гц в расчетной точке следует определять по формуле:

(14.1)

Здесь:

L - ожидаемые октавные уровни звукового давления в расчетной точке, дБ;

- эмпирический поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения расстояния r от расчетной точки до акустического центра к максимальному габаритному размеру источника l_макс. Акустическим центром источника шума, расположенного на полу, является проекция его геометрического центра на горизонтальную плоскость;

_i - 10^0,1L_Pi - равен 3,2^.10⁷;

L_Рi - октавный уровень звуковой мощности источника шума, дБ;

- фактор направленности; для источников с равномерным излучением принимается =1;

S - площадь воображаемой поверхности правильной геометрической формы, окружающей источник и проходящей через расчетную точку. В расчетах принять S=2r², где r - расстояние от расчетной точки до источника шума;

- коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля в помещении, принимаемый по графику в зависимости от отношения постоянной помещения B к площади ограждающих поверхностей помещения S_огр. (S_огр=S_пола+S_стен +S_{потолка});

B - постоянная помещения в октавных полосах частот, определяемая по формуле B=B₁₀₀₀ , где B₁₀₀₀ - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, и равна V/20 м², определяемая в зависимости от объема и типа помещения на частоте 1000 Гц;

м - частотный множитель, равный 0,5 на частоте 63 Гц, 1 на частоте 1000 Гц и 6 - на 8000 Гц;

m- количество источников шума, ближайших к расчетной точке, для которых r_i < 5r_мин , где r_мин - расстояние от расчетной точки до акустического центра ближайшего к ней источника шума, м;

n - общее количество источников шума в помещении с учетом коэффициента одновременности их работы.

Пожарная безопасность.

Общие положения.

Пожарная безопасность главного цеха должна соответствовать требованиям СНиП 21-01-97 и «Правил пожарной безопасности в РФ» ППБ-01-93. Ответственность за пожарную безопасность возлагается на мастера цеха. Ответственность за пожарную безопасность отдельных производственных участков определяет мастер цеха.

Мастер цеха обязан:

1) организовать на подведомственном объекте изучение и выполнение «Правил пожарной безопасности в РФ» всеми работниками цеха;

2) организовать на объекте добровольную пожарную дружину и пожарно-техническую комиссию и обеспечить их работу;

3) организовать проведение на объекте противопожарного инструктажа и занятий по пожарному минимуму;

4) установить в производственных, административных, складских и вспомогательных помещениях строгий противопожарный режим (оборудовать места для курения, определить места и допустимое количество единовременного хранения сырья и готовой продукции, установить четкий порядок проведения огневых работ, порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы).

Все стены и перекрытия цеха выполнены из негорючих строительных материалов класса НГ, что исключает возможность их возгорания.

По СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» главный цех по пожаровзрывоопасности можно отнести к категории производства Г, т.к. в цехе есть условия создающие повышенную опасность: токопроводящая пыль, токопроводящие полы (бетонные), возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлическим перекрытиям и к металлическому корпусу электрооборудования. Здание цеха относится ко II степени огнестойкости по СНиП 31.03-2001 «Производственные здания», где предел огнестойкости несущих стен, стен лестничных клеток, колонн был не менее 2 ч, лестничных площадок - не менее 1 ч, наружных стен из навесных панелей, перегородок и покрытий - не менее 0,25 ч.

Обеспечение безопасности людей.

В главном цехе следует предусмотреть своевременную и беспрепятственную эвакуацию людей; спасение людей, которые могут подвергнуться воздействию опасных факторов пожара; защиту людей на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара.

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара. Эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы.

Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы.

Защита людей на путях эвакуации обеспечивается комплексом объемно-планировочных, эргономических, конструктивных, инженерно-технических и организационных мероприятий.

Эвакуационные пути в пределах помещения должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей через эвакуационные выходы из данного помещения без учета применяемых в нем средств пожаротушения и противодымной защиты.

За пределами помещений защиту путей эвакуации следует предусматривать из условия обеспечения безопасной эвакуации людей с учетом функциональной пожарной опасности помещений, выходящих на эвакуационный путь, численности эвакуируемых, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания, количества эвакуационных выходов с этажа и из здания в целом.

Эвакуационные и аварийные выходы и пути.

Выходы являются эвакуационными, если они ведут:

а) из помещений первого этажа наружу:

непосредственно;

через коридор;

через вестибюль (фойе);

через лестничную клетку;

через коридор и вестибюль (фойе);

через коридор и лестничную клетку;

б) из помещений любого этажа, кроме первого:

непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;

в коридор, ведущий непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа;

в холл (фойе), имеющий выход непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа.

Выходы не являются эвакуационными, если в их проемах установлены раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, ворота для железнодорожного подвижного состава, вращающиеся двери и турникеты. Поэтому раздвижные ворота с электроприводом не могут являться эвакуационным выходом из здания механосборочного цеха.

Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь помещения класса Ф5 категорий А и Б с численностью работающих в наиболее многочисленной смене более 5 чел., категории В -- более 25 чел. или площадью более 1000 м² При наличии двух эвакуационных выходов и более они должны быть расположены рассредоточено. Наличие двух эвакуационных выходов, расположенных в сборочном цехе напротив друг друга, удовлетворяет этому требованию.

Ширина эвакуационных проходов составляет с одной стороны 6м, с противоположной стороны - 3,2м.

Высота эвакуационных выходов в свету должна быть не менее 1,9м, ширина не менее 0,8м. Двери эвакуационных выходов и другие двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания. Вышеуказанные требования также выполняются.

Также следует отметить, что выходы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к эвакуационным выходам, могут рассматриваться как аварийные и предусматриваться для повышения безопасности людей при пожаре. Аварийные выходы не учитываются при эвакуации в случае пожара. К аварийному выходу из цеха можно приравнять выход через раздвижные ворота.

Пути эвакуации должны быть освещены в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95. Данное требование выполняется.

Предотвращение распространения пожара.

Предотвращение распространения пожара достигается мероприятиями, ограничивающими площадь, интенсивность и продолжительность горения, например такими, как наличие первичных, в том числе автоматических и привозных средств пожаротушения; сигнализация и оповещение о пожаре.

Подвесные потолки, применяемые для повышения пределов огнестойкости перекрытий и покрытий, по пожарной опасности должны соответствовать требованиям, предъявляемым к этим перекрытиям и покрытиям. В пространстве за подвесными потолками не допускается предусматривать размещение каналов и трубопроводов для транспортирования горючих газов, жидкостей и материалов. В помещении обслуживающего персонала (Поз.4) предусмотрено сооружение подвесных потолков. Можно сделать вывод, что вышеуказанные требования выполняются.

Двери, ворота, люки и клапаны допускается выполнять с применением материалов групп горючести не ниже Г3, защищенных негорючими материалами толщиной не менее 4 мм. Двери тамбур-шлюзов, двери, ворота и люки в противопожарных преградах со стороны помещений, в которых не применяются и не хранятся горючие газы, жидкости и материалы, а также отсутствуют процессы, связанные с образованием горючих пылей, допускается выполнять из материалов группы горючести Г3 толщиной не менее 40 мм и без пустот. Вышеуказанные требования также выполняются.

Проезды для основных и специальных пожарных машин предусмотрены в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01, СНиП 11-89, СНиП 11-97.

Выбор пожарной сигнализации.

Как правило, на крупных объектах - в торговых и офисных комплексах и центрах, высотных административных зданиях, промышленных предприятиях устанавливаются преимущественно адресно-аналоговые типы систем пожарной сигнализации. Главный цех является крупным объектом, поэтому здесь следует применять вышеуказанный тип противопожарной сигнализации.

Следует определить какие опасные факторы пожара должны стать главными для обнаружения пожара. На основании этого выбирается тип пожарных извещателей в соответствии с классификацией: дымовые, тепловые, пламени и т.д. Правильный выбор типа извещателя обеспечивает более раннее обнаружения пожара.

При обнаружении пожара сигнал поступает на приемно-контрольные приборы, расположенные в диспетчерской. В качестве диспетчерской в цехе может выступать комната управляющего персонала (Поз.4), поэтому приемно-контрольные приборы следует разместить именно там.

После обнаружения пожара нужно сформировать управляющий сигнал на включение звуковых оповещателей, расположенных в помещениях Поз.3-Поз.7.

Для цеха достаточно выбрать прибор приемно-контрольный пожарный ППКП со следующими характеристиками:

- малой информационной емкости - до 5 шлейфов сигнализации;

- малой информативности - до 3 видов извещений;

- без резервирования;

- малой ёмкости (контроль до 5 защищаемых зон).

Приборы приемно-контрольные пожарные должны обеспечивать следующие функции:

1) прием сигналов от извещателей со световой индикацией номера шлейфа и включением звуковой и световой сигнализации;

2) контроль исправности шлейфов сигнализации по всей их длине, а также световую и звуковую сигнализацию о возникшей неисправности;

4) контроль работоспособности и состояния узлов и блоков прибора с возможностью выдачи извещения об их неисправности во внешние цепи;

5) ручное выключение любого из шлейфов сигнализации без выдачи извещения о неисправности во внешние цепи;

6) преимущественную регистрацию и передачу во внешние цепи извещения о пожаре по отношению к другим сигналам;

7) посылку в ручной извещатель обратного сигнала, подтверждающего прием поданного им извещения о пожаре;

8) защиту органов управления от несанкционированного доступа посторонних лиц;

10) автоматическую передачу раздельных извещений о пожаре, неисправности и несанкционированном проникновении посторонних лиц к органам управления прибора;

11) формирование стартового импульса запуска ППУ при срабатывании двух извещателей в одном защищаемом помещении с соблюдением задержки времени;

12) автоматическое переключение электропитания с основного источника на резервный и обратно с включением соответствующей индикации без выдачи ложных сигналов и контроль состояния резервного источника питания;

13) возможность включения в один шлейф сигнализации активных и пассивных извещателей;

При выборе пожарной сигнализации важным пунктом является выбор пожарных извещателей. Пожарный извещатель - это устройство для формирования сигнала о пожаре.

Для цеха нужно применить пожарные извещатели со следующими характеристиками (согласно рекомендации по выбору типа пожарных извещателей, в зависимости от назначения защищаемого помещения и вида пожарной нагрузки, НПБ 88-2001*):

1) По способу приведения в действие: автоматические (реагирующие на факторы, сопутствующие пожару).

2) По виду контролируемого признака пожара: комбинированные (реагирующие на два или более фактора пожара).

3) По характеру реакции на контролируемый признак пожара: максимально- дифференциальные (одновременно формирующие извещение о пожаре при превышении температуры окружающей среды установленного порогового значения - температуры срабатывания извещателя и при превышении скорости нарастания температуры окружающей среды выше установленного порогового значения).

4) По принципу действия дымового извещателя: оптические (реагирующие на продукты горения, способные воздействовать на поглощающую или рассеивающую способность излучения в инфракрасном, ультрафиолетовом или видимом диапазонах спектра).

Защита зданий от вибрации

Источниками вибрации являются металлообрабатывающие станки и другие технологические аппараты.

Уровень вибрации не превышает допустимого в 110 дБ, согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий», вследствие проведенных мероприятий по защите от производственной вибрации. Измерение вибрации проводилось с помощью виброметра М 1300, специально предназначенного для гигиенической оценки вибрации, действующей на человека.

Для снижения вибрации технологических аппаратов были использованы следующие средства: виброизоляция - уменьшение передачи колебания от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи амортизаторов, помещаемых между ними. В качестве амортизаторов используются стальные пружины, рессоры, прокладки из резины.

В качестве индивидуальной защиты от вибрации применяются специальные рукавицы и специальную обувь, изготавливаемые с использованием упругодемпфирующих материалов в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ 12.4.002-97 «Защита от вибрации. Общие требования», ГОСТ 12.4.010-75 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие требования», ГОСТ 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная».

Режим труда и отдыха

Нормальная продолжительность рабочего времени по «Трудовому кодексу Российской Федерации» от 21.12.2001 не может превышать 40 часов в неделю. При пятидневной рабочей недели продолжительность рабочей смены составляет 8 часов.

СанПиН регламентирует два перерыва по 30 мин в течении рабочей смены. Рабочая точка дежурного электрика находится в административно-конторском помещении. Т.к. уровень звука в цехе превышает нормы, то время пребывания в помещении цеха для рабочего ограничено и составляет: четыре часа обслуживания электрооборудования и четыре часа работы в административно-конторском помещении.

Охрана окружающей среды.

Стекольная промышленность перерабатывает большое количество разнообразных твердых материалов, часть которых в процессе производства стекла попадает в виде различных отходов в окружающую среду. Согласно ГОСТ 17.2.1.04-77 источники выбросов вредных веществ делятся на организованные и неорганизованные. Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы. Неорганизованным выбросом называется выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы отсосов в местах перегрузки или хранения продукта.

В процессе производства пеностекла решается множество экологических проблем и соблюдается экологическая безопасность. И все же при производстве стекла применяют множество мероприятий для снижения причиняемого вреда окружающей среде.

Очистка отходящих газов

Концентрация пыли в воздухе в составных цехах колеблется в широких пределах. Для уменьшения запыленности воздуха усовершенствуют технологию приготовления шихты, исключая пылящие компоненты и технологию варки стекла. Для очистки газов от пыли используют различные пылеочистительные системы.

Рекуперация стеклянного боя

Стеклянный бой по своему составу эквивалентен исходному сырью, поэтому может быть использован многократно в стекольном производстве, как добавка к шихте. Рекуперация стеклянного боя и стеклянной тары позволяет уменьшить объем отходов и сократить расход природных ресурсов, а также снизить расход энергии. При производстве пеностекла это широко используется.

Очистка сточных вод

Для удаления из воды взвешенных частиц применяют следующие методы: отстаивание, фильтрование, осветление, осадка и центробежные методы.

Для защиты окружающей среды необходимо провести следующий комплекс мероприятий:

1. Сокращать вредное воздействие предприятий на окружающую среду и уникальные природные комплексы путем снижения потерь ресурсов, удельного потребления энергии (повышения технологичности применяемого оборудования), объемов образования вредных выбросов, сбросов, отходов;

2. Минимизировать использование малоэффективных видов топлива (жидкого, твердого) и поэтапно снижать вовлечение в процессы производства стекла токсичных веществ, в том числе, соединений тяжелых металлов;

3. Развивать добровольную экологическую деятельность по поддержке естественного состояния экосистем его буферной зоны в зоне влияния заводов.

Технология производства пеностекла не имеет экологически опасных выбросов и сбросов, реализуется только в стационарных условиях.

Стекольное производство отличается вовлечением в технологические процессы разнообразных химических веществ, многие из которых токсичны, высокими температурами стекловарения и формования стекла, использованием механических средств обработки изделий. Человек, участвующий в производстве стекла подвергается опасности. Для избежания и сокращения производственного травматизма и профессиональных заболеваний необходимо соблюдать и контролировать технику безопасности.

15. Технико-экономические расчеты

Для расчета количества светильников главного цеха проведём более глубокий расчёт с учётом экономической рентабельности типа выбранных светильников, для чего сравним между собой по технико-экономическим показателям два наиболее целесообразных для применения типа светильников: HBS 400H и ALS.PRS 236.

Для расчета количества светильников главного цеха разобьём его площадь на 3 неравные части. Проведём расчёт для участка с наибольшей площадью, а затем методом интерполяции определим количество светильников для оставшихся двух частей. Размеры цеха LxBxH = 136x24x7,2 м.

1) Расчётная поверхность горизонтальная, расположена на высоте 0,7 м от пола, тогда для светильников HBS 400Н:

h = H--h_р-- h_с = 7,2 - 0,7- 3,5 = 3(м)

2)

Теперь, зная коэффициент отражения стен, потолка и пола и индекс помещения можно определить интегральный коэффициент использования основного и отраженного светового потока для светильника HBS 400H.

3) Из таблицы Ф U = 54.

4) Согласно СНиП 23.05-95, нормативная освещённость для главного цеха принимается равной 200лк, а коэффициент запаса Кз=1,5, тогда количество светильников HBS 400М рассчитывается по формуле:

71 (шт)

Принимаем количество светильников HBS 400Н равное 71 шт.

Светильники ALS.PRS 236 в отличие от HBS 400Н имеют более широкую кривую силы света и гораздо меньшую величину светового потока используемых ламп, поэтому для рационального использования следует разместить их на подвесах на расстоянии 1м от перекрытия.

5) Расчётная поверхность горизонтальная, расположена на высоте 0,8 м от пола, тогда для светильников ALS.PRS 236:

h = H--h_р-- h_с = 7,2 - 3,5- 1 = 2,7(м)

6)

Теперь, зная коэффициент отражения стен, потолка и пола и индекс помещения можно определить интегральный коэффициент использования основного и отраженного светового потока для светильника ALS.PRS 236.

7) ФU = 39.

8) Согласно СНиП 23.05-95, нормативная освещённость для сборочного цеха принимается равной 200лк, а коэффициент запаса Кз=1,5, тогда количество светильников ALS.PRS 236 рассчитывается по формуле:

(шт)

Принимаем количество светильников ALS.PRS 236 равное 443 шт.

В мае 2011 года стоимость одного светильника HBS 400Н составляет 6000 руб., одной ртутной лампы высокого давления Philips Master HPI Plus- 907руб. Следовательно затраты на приобретение данного вида светильников с лампами составят:

(руб.)

В то же время стоимость одного светильника ALS.PRS 236 составляет 3183 руб., одной ЛЛ Philips TL-D 36W - 320руб. Следовательно затраты на приобретение данного вида светильников с лампами составят:

(руб.)

Теперь определим расчётную активную мощность групп светильников обоих видов по формуле

где - полная расчётная мощность группы светильников;

- количество светильников в группе;

- номинальная мощность одного светильника;

- коэффициент мощности;

- коэффициент спроса (для больших помещений промышленных предприятий )

Для упрощения расчётов положим, что все светильники данного типа принадлежат к одной группе, тогда:

1. Для HBS 400Н:

(ВА)

2. Для ALS.PRS 236:

(ВА)

Расчётная реактивная мощность группы светильников рассчитывается аналогично активной мощности. Но, чтобы определить расчётную реактивную мощность группы, нужно знать реактивную мощность, потребляемую одним светильником (см. формулу 15.1)

(15.1)

1. Для HBS 400Н:

(Вар)

(Вар)

2. Для ALS.PRS 236:

(Вар)

(Вар)

В мае 2011 года стоимость 1кВт активной мощности для промышленных предприятий составляет 2,84 руб., 1квар реактивной мощности - 2,972. Главный цех работает в 2 смены по семи дневной рабочей неделе. Среднее количество часов в сутки, когда освещение в включено, составляет 8 часа в летний период года, 10 часов в осенне-весенний период и 12 часов в зимний период. Тогда среднее время можно найти как среднее арифметическое этих четырёх составляющих.

(ч)

Количество рабочих дней в месяце - 30. Тогда время работы освещения в месяц составит:

(ч)

Расчётная мощность представляет собой получасовой максимум нагрузки. Исходя из этих соображений, можно определить какую мощность потребляет освещение сборочного цеха за месяц.

1. Для HBS 400Н:

(Вт)

(вар)

2. Для ALS.PRS 236:

(Вт)

(вар)

Тогда затраты на электроэнергию в месяц составят:

1. Для HBS 400Н:

(руб)

(руб)

(руб)

2. Для ALS.PRS 236:

(руб)

(руб)

(руб)

Групповые сети освещения выполнены кабелем АВВГнг 3х2,5 для светильников ALS.PRS 236. Стоимость кабеля АВВГнг 3х1,5 составляет 15 руб. за 1 метр. При использовании светильников HBS 400Н потребуется около 250м кабеля АВВГнг 3х2,5 стоимостью 18 руб. за 1 метр, а при использовании светильников ALS.PRS 236 - около 750м. Тогда можно определить затраты на покупки кабеля.

1. Для HBS 400M:

(руб)

2. Для ALS.PRS 236:

(руб)

Стоимость ламп для используемых светильников следующая (ноябрь 2011г.):

1. Для HBS 400Н.

Лампа Philips HPL N 400 HG - 198руб.

2. Для ALS.PRS 236.

Лампа Philips TL-D 36W - 47руб.

В светильнике ALS.PRS 236 таких ламп две, поэтому:

(руб)

Тогда стоимость ламп для группы светильников составит:

1. Для HBS 400M.

(руб)

2. Для ALS.PRS 236.

(руб)

Теперь можно определить затраты на приобретение светильников, ламп и кабеля.

1. Для HBS 400M.

(руб)

2. Для ALS.PRS 236.

(руб)

Важно отметить, что в расчётах не участвуют затраты на обслуживание, монтажные работы, доставку электрооборудования и используемые крепёжные узлы.

Определим разницу затрат на электрооборудование:

(руб)

Определим разницу затрат на оплату электроэнергии:

(руб)

Теперь можно рассчитать срок, по истечению которого приобретение светильников ALS.PRS 236 будет выгоднее, принимая их меньшее по сравнению с HBS 400M энергопотребление.

Вывод.

Достоинства выбора светильников HBS 400M:

1. Изначально более низкая суммарная стоимость, чем у светильников ALS.PRS 236.

2. Меньшие затраты на обслуживание, монтажные работы и доставку.

3. Лучшие, чем у ALS.PRS 236, характеристики.

Исходя из вышеперечисленных достоинств, можно сделать вывод, что рациональным будет выбор светильников HBS 400Н с металлогалогенными лампами.

Заключение

Пояснительная записка содержит 118 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 33 таблицы, 64 формул и библиографический список из 17 работ и 11 ссылок на ресурсы интернета.

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы проектирования системы электроснабжения главного цеха завода по переработке пеностекла. Заданы описание и характеристики электроприемников. Выполнен выбор мощности ТП (трансформаторной подстанции) на основании технико-экономических расчетов, напряжения, режима нейтрали, схемы прокладки силовой электрической сети, расчет токов короткого замыкания и в соответствии с этим осуществлен подбор защитной аппаратуры, расчёт освещения, сечений и числа проводников, а также компенсируемой мощности. Решены вопросы заземления, освещения и молниезащиты.

Библиографический список

1. Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. Справочник по проектированию электроснабжения. - М. Энергоатомиздат, 1990 - 576 с.

2. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению пром. предприятий. Учебное пособие для вузов. -М. Энергоатомиздат, 1987 - 368 с.: ил.

3. Кнорринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения.- С.П.:Энергия, 1968.-392с.

4. Раух Я.Я., Борщан Е.Д., Борисенко Р.А. Электроснабжение промышленных предприятий. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. Новомосковск. 1989 - 121 с.

5. Электротехнический справочник. Общие вопросы. Электротехнические материалы. Т1. Под общей редакцией профессоров МЭИ. М. Энергия, 1989.

6. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие для студентов вузов по специальности “Электрический привод и автоматизация промышленных установок” 3-е издание, переработанное и дополненное - М. Высшая школа, 1986 - 400 с.

7. Правила устройства электроустановок. - М.:Госэнергонадзор, 2000.

8. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстаций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов-4 изд, переработанное и дополненное.-М. Энергоатомиздат 1989 - 605 с.: ил.

9. Постников Н.П., Рудаков Р.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для техникумов, 2-ое издание переработанное и дополненное.-Л. Стойиздат, 1989 - 352 с.

10. Рожкова Л.Д., Казулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. Уч. пособие для техникумов, 3-е издание, переработанное и дополненное.-М.Энергоатомиздат,1987 - 648 с.:ил.

11. Синягин Н.Н., Афанасьев Н.А., Новиков С.А. Система планово-предупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной энергетики-2-ое изд, перераб.-М. Энергия,1978-408 с.:ил.

12. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том 1.-М. Энергоатомиздат,1986.

13. Охрана труда в химической промышленности / Макиров Г.В., Васин А.Я. и др - М., Химия,1989-496 с.:ил.

14. Электрические станции и сети (системы). Итоги науки и техники. Т15. Заземляющие устройства электрических установок высокого и низкого напряжения. - М,1989.

15. Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства электроустановок. - М. Энергоатомиздат 1987 - 400 с.

16. Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования.-М. Энергоатомиздат, 1989 - 464 с: ил.

17. Федоров А.А., Никульченко А.Г. Методические указания по курсовому проекту “Внутризаводское электроснабжение” - М. 1976 - 85 с.