30197

Расчет электрических показателей автоматизированного цеха

Дипломная

Энергетика

Расчет нагрузок для ЯУ5115 В данное РУ входят вентиляторы мощностью Рн =45 кВт Определяется суммарная мощность по формуле Рн∑ = Рн ∙п кВт 1 Изм. Определяется средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле Рсм=Ки∙ Рн∑ кВт 2 где Ки коэффициент использования электроприемников определяется на основании опыта эксплуатации [по табл. Определяется средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле Qсм =Рсм∙ квар 3 где коэффициент реактивной мощности определяется на основании...

Русский

2013-08-23

9.3 MB

57 чел.

  1.  ВВЕДЕНИЕ
  2.  Дипломный проект Выполнен на основании задания №05, «Автоматизированный цех». В задание входит:

-план цеха;

-план расположения оборудований;

-перечень оборудований с указанием мощностей;

-данные энергетической системы.

В дипломном проекте проведены следующие расчеты:

-выбор схемы питания и распределительной сети цеха;

-расчет электрических нагрузок;

-выбор числа и мощности питающих трансформаторов и компенсирующих устройств;

-выбор способа прокладки распределительной сети;

-выбор кабелей и шинопроводов по длительно допустимому току;

-расчет токов короткого замыкания;

-проверка электрооборудования и кабелей на стойкость токам короткого замыкания;

-выбор видов освещения;

-светотехнический расчет рабочего и аварийного освещения;

-выбор системы освещения;

-выбор источников света и светильников;

-расчет осветительной установки методом удельной мощности;

-проверка освещенности точечным методом;

-электрический расчет в сети рабочего и аварийного освещения;

-выбор схемы питания осветительной установки;

-выбор марки и сечения проводников и способа прокладки;

-выбор сечения проводников с проверкою на потерю напряжения;

-выбор защитных аппаратов;

-электрический расчет сети ремонтного освещения,

-расчет молниезащиты и заземляющего устройства,

-техника безопасности в электрических установках;

-составление локальной сметы на монтаж электрооборудования;

-гашение дуги в высоковольтных аппаратах.

  1.  Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась Возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.

В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЗЦ.

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 ТЗЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением теле- сигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий Велось В централизованном порядке В ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования Возникли типовые решения.

В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.

Главной проблемой в ближайшем будущем явится создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствует следующее:

Выбор и применения рационального числа трансформации. В настоящее время имеют место системы электроснабжения с недопустимо большим количеством трансформации; например, на одном металлургическом комбинате имеются напряжения: 500 (планируется в ближайшем будущем); 220, 110; 35; 10; 6; 3; 0,5; 0,38 и 0,22 кВ, или, например, группа новых промышленных предприятий, созданная за последние 10-15 лет, имеет напряжения: 500; 220; 110; 35; 10; 6; 0,38 и 0,22 кВ.

Такое большое количество напряжения влечет за собой неоправданно большое число трансформаций (5-6).

Одновременно введения на промышленных предприятиях рациональных напряжений всегда будет способствовать сокращению числа трансформации до 2-3. В этом случае экономия электрической энергии составит не менее 10-15% всего ее расхода (потребления) промышленным предприятием.

Причинами появления нерациональных систем электроснабжения промышленности являются их постоянный рост и реконструкции при локальном решении задач электроснабжения всякий раз, когда наступает необходимость реконструкции этих систем. Здесь следует отметить, что применение напряжения 20 кВ могло бы способствовать резкому сокращению числа трансформаций.

  1.  ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЦЕХА
  2.  Краткая характеристика среды и строительной части помещения

Среда б помещении автоматизированного цеха невзрывоопасна. При определении взрывоопасных зон принимается, что:

-взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем

помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещений;

-взрывоопасна зона в помещении в пределах до 5 м по

горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров легко

воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ), если объем взрывоопасной смеси равен или меньше 5% свободного помещения.

В помещении за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нём взрывоопасность. Среда в автоматизированном цеху не взрывоопасная, так как нет источников для образования

взрывоопасной смеси.

Автоматизированный цех представляет собой закрытое помещение, каркас здания смонтирован из блоков - секций длинной 6 метров каждый. Размеры цеха: длина 48 метров, ширина 30 метров и высота 9 метров. Полы выполнены из бетона.

Помещение сухое, влажность воздуха не превышает 60%. Помещение не пыльное. Температура в помещении +20°С. Грунт в районе автоматизированного цеха - супесь с температурой +22°С. Имеются вспомогательные помещения, двухэтажные высотой 4 метра.

Для повышения равномерного распределения светового потока в поле зрения, потолок и стены цеха побелены в белый цвет.

  1.  Краткое описание технологического процесса

Основной выпускаемой продукцией предприятия являются полуфабрикаты различного машиностроения, в том числе и тяжелого

Учитывая Выше изложенное, В банном бипломном проекте схема электроснабжения с обнотрансформаторной подстанцией и резервной линией питания с другого цеха.

В качестВе распределительных устройств (РУ) применены -для питания Вентиляторов используется отдельный распределительный пункт, так как они обеспечивают жизнидеятельность людей в цеху;

-для однофазных электроприёмников и электроприёмников повтороно-кратковеременного режима так же используется распределительные пункты;

-для питания освещения используются щиты освещения, для основного и аварийного освещения по два щита;

-для питания остальных электроприёмников используются шинопроводы, в данном цеху их три, один из которых установлен на стойках, а остальные по стенам.

Распределительные пункты предназначены для распределения электрической энергии и защиты электрических установок.

В данном дипломном проекте применяются пункты распределительные серии ПР85, они изготавливаются в виде шкафов утопленного, навесного и напольного исполнения со Встроенными автоматическими выключателями, поэтому выбор этих автоматов не производится. Так же используются распределительные шинопроводы марки ШРА4, изготавливаются в виде алюминиевых полос различного сечения устанавливаемы на стойках и на стенах по конструкциям

  1.  Расчет электрических нагрузок

В данном дипломном проекте расчет электрических нагрузок производится методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм), так как известны место расположения и мощность электрооборудования.

Метод коэффициента максимума - это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм,Qм,Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.

Расчет нагрузок для ЯУ5115

В данное РУ входят вентиляторы мощностью Рн =4,5 кВт

Определяется суммарная мощность, по формуле

Рн = Рнп, кВт, (1)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

13

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

где Рн - номинальная активная мощность электроприёмника,                              приведённая к длительному режиму, кВт.

    п - фактическое число электропрйёмников в группе.

Рн =4,52=9 кВт.

Определяется средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле

Рсми Рн, кВт, (2)

где Ки - коэффициент использования электроприемников,

         определяется на основании опыта эксплуатации

         [по табл. 1.5.1/3/].

Принимается Ки=0,6.

Рсм=90,6=5,4 кВт.

Определяется средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле

Qсмсм, квар, (3)

где - коэффициент реактивной мощности, определяется на основании опыта эксплуатации [по табл. 1.5.5/3/].

Принимается =0,75.

Qс=5,40,75=4,05 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле

, кВА (4)

=6,75 кBA.

Так как электроприёмники одного наименования, эффективное число электроприемников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности

Рм = Рсм,

Qм =Qсм,

Sм =Sсм,

Рм =5,4 кBт,

Qм =4,05 квар,

Sм =6,75 кBA.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

14

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется максимальный ток  по формуле

,А,                            (5)

где Uл - линейное напряжение, кВ.

Принимается Uл=0,4 кВ

=9,78 А.

Годовое число часов работы при числе смены 2 и продолжительностью смены 8 часов, Т=4500 определяется [по табл. 8.1/3/]

Определяется годовая потребляемая активная мощность по формуле

Wакт=TРсм , кВт/ч                       (6)

Wакт=45005,4=24300 кВт/ч.

Определяется годовая потребляемая реактивная мощность, по формуле

Wреак=T Qсм,квар/ч                       (7)

Wреак=45004,05=18225 квар/ч.

Расчет нагрузок по РП - 1.

В данное РУ входят однофазные сварочные преобразователи типа ПСО -300 мощностью = 13 кВт, однофазные электроточилы наждачные мощностью =2 кВт, кран-тележка мощностью =1,5 кВт с ПВ=60% и однофазные виброситы мощностью =0,7 кВт.

Все однофазные нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и приводятся к условной трехфазной мощности.

Для преобразователя сварочного типа ПСО - 300 определяется мощность наиболее загруженной фазы. При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз, однополюсных электроприёмников, определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

15

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Рисунок 2 - Схема включения 1-фазного преобразователя сварочного типа ПСО-ЗОО на линейное напряжение

Мощность прилегающая к фазе А, определяется по формуле

,кВт,                         (8)

где РАС, РАВ - мощности, прилегающие к фазе, кВт.

= 13 кВт.

Определяется мощность прилегающая к фазе В, по формуле

, кВт,                         (9)

где РВС - мощность прилегающая к фазе, кВт.

= 6,5 кВт.

Определяется мощность прилегающая к фазе С по формуле

,кВт                         (10)

= 6,5 кВт.

Определяется величина неравномерности по формуле

 ,                     (11)

где Рф.нб - мощность наиболее загруженной фазы, кВт;

      Рф.нм - мощность наименее нагруженной фазы, кВт.

.

Н15%.

При Н15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроприёмников условная мощность определяется по формуле

РуРн.нб, кВт.                           (12)

Ру=313=39 кВт.

Однофазные электроточила наждачное

При Н15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроприёмников условная мощность определяется по формуле (12)

Ру=32=6 кВт.

Однофазные виброситы

При Н15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроприёмников условная мощность определяется по формуле (12)

Ру=30,7=2,1 кВт.

Кран - тележка, трехфазный ПКР, приводиться к условному ДР по формуле

Рнп,                               (13)

где Рп - паспортная активная мощность, кВт;

ПВ - продолжительность включения, относительных             единицах, ПВ=0,6.

Рн=1,5- =1,16 кВт.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для сварочных преобразователей типа ПСО - 300 по формулам (2), (3)

Рсм=390,25=9,75 кВт;

Qсм=9,752,67=26,03 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

Sсм = =27,8 кВА.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для электроточил наждачных по формулам (2), (3)

Рсм=60,14=0,84 кВт;

Qсм=0,841,73=1,45 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

Sсм = =1,68 кВА.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для крана-тележки по формулам (2), (3)

Рсм=1,160,1=0,12 кВт;

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

19

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Qсм=0,121,73=0,21 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

Sсм = =0,22 кВА.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для вибросит по формулам (2), (3)

Рсм=2,10,14=0,29 кВт;

Qсм=0,291,73=0,5 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

Sсм = =0,57 кВА.

Определяется групповые среднесменные активная и реактивная мощности путём суммирования среднесменных мощностей в группе

РсмΣ=9,75+0,84+0,12+0,29=11 кВт.

QсмΣ=26,03+1,45+0,21+0,5=28,19 квар.

Определяется среднесменная полная групповая мощность по формуле (4)

SсмΣ = = 30,26 кВА.

Определяется средний коэффициент использования группы электроприёмников по формуле

Ки.ср=,                              (14)

где РсмΣ  - сумма активных мощностей за наиболее нагруженную смену, кВт,

    РнΣ   - сумма номинальных активных мощностей, кВт.

Ки.ср==0,23.

Определяется средний коэффициент активной мощности  группы электроприёмников по формуле

cosϕ=,                              (15)

где SсмΣ-полная мощность за наиболее нагруженную смену, кВ∙А.

cosϕ==0,36.

Определяется средний коэффициент реактивной мощности группы электроприёмников по формуле

tgϕ=,                              (16)

где QсмΣ - сумма реактивных мощностей за наиболее  загруженную смену, квар.

tg ϕ ==2,56.

Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле

m=,                              (17)

где Рн.нб, Рн.нм -номинальные приведённые к длительному режиму

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

21

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

активные мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

m==18,57, m3.

При n4, m3 и Ки.ср0,2 эффективное число электроприемников

определяется по формуле

nэ=                               (18)

nэ==1,49.

Определяется коэффициент максимума активной мощности по формуле

Км=                       (19)

Км==3,25.

Коэффициент максимума реактивной нагрузки, в соответствии с практикой проектирования принимается Км =1,1 при nэ10 [стр.23 /6/].

Определяется максимальная групповая активная мощность по формуле

РммРсм, кВт.                        (20)

Рм=113,25=35,75 кВт.

Определяется максимальная групповая реактивная мощность по формуле

QммQсм, квар.                        (21)

Qм=1,128,19=31,01 квар.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

22

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется максимальная групповая полная мощность по формуле

Sм=,кВ∙А                      (22)

Sм==47,33 кВА.

Определяется максимальный ток группы по формуле (5)

=68,59 А.

Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)

Wакт=450011=49500 кВт/ч.

Wаеак=450028,19=126855 квар/ч.

Расчет нагрузок по ШРА-3

В данное РУ входят прессы эксцентриковые типа КА-213 мощностью 2,8 кВт, прессы кривошипные типа КА-240 мощностью    4 кВт, вертикальные сверлильные станки типа 2А-125 мощностью 4,2 кВт.

Определяются суммарные мощности электроприёмников по формуле (1)

=2,86=16,8 кВт.

=45=20 кВт.

=4,23=12,6 кВт.

Определяются средние активные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (2)

=16,80,17=2,86 кВт.

=200,17=3,4 кВт.

Рсм=12,60,14=1,76 кВт.

Определяются средние реактивные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (3)

=2,861,17=3,35 квар.

Qсм=3,41,17=3,98 квар.

Qсм=1,761,73=3,04 квар.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

23

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяются средние полные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

=4,41 кBA.

=5,23 кBA.

=3,51 кBA.

Определяются групповые среднесменные активная и реактивная мощности путём суммирования среднесменных мощностей в группе

РсмΣ=2,86+3,4+1,76=8,02 кВт.

QсмΣ=3,35+3,98+3,04=10,37 квар.

Определяется среднесменная полная групповая мощность по формуле (4)

SсмΣ = = 13,11 кВА.

Определяется средний коэффициент использования группы электроприёмников по формуле (14)

Ки.ср==0,16.

Определяются средние коэффициенты активной и реактивной мощностей группы электроприёмников по формулам (15), (16)

cos ϕ==0,61

tg ϕ==1,29.

Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле (17)

m==1,59, m3.

При n3, m3 и Ки.ср0,6 эффективное число электроприёмников

определяется по условию nэ=n, nэ=14.

Определяется коэффициент максимума активной мощности [по табл. П-34./3/].

Км=1,81.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

23

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Коэффициент максимума реактивной мощности в соответствии с практикой проектирования принимается Км =1 при nэ 10 [стр.23 /6/].

Определяется максимальная групповая активная мощность по формуле (20)

Рм=1,818,02=14,52 кВт.

Определяется максимальная групповая реактивная мощность по формуле (21)

Qм=110,38=10,37 квар.

Определяется максимальная групповая полная мощность по формуле (22)

Sм==17,84 кВА.

Определяется максимальный ток группы по формуле (5)

=25,86 А.

Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)

Wакт=45008,02=36090 кВт/ч,

Wреак=450010,37=46665 квар/ч.

Расчет дополнительной нагрузки мощностью 54,6 кВт

Определяются средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену по формулам (2), (3)

Рсм=54,6∙0,7=38,22 кВт.

Qсм=38,221,34=51,22 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

Sм==63,91 кВ∙А.

Дополнительная нагрузка одного наименования, эффективное число электроприемников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности

Рм=38,22 кВт,

Qм=51,22 квар,

Sм=63,91 кВ∙А.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=92,62 А.

Определяются годовые потребляемые активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)

Wакт=450038,22=171990 кВт/ч.

Wреак=450051,22=230490 квар/ч.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

35

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Расчет нагрузок по щитам освещения

В данное РУ входят Щ01, Рн=18,27 кВт, Щ02, Рн=18,97 кВт, ЩА01, Рн=1,9 кВт, ЩА02, Рн=1,61 кВт.

Определяются суммарные мощности электроприемников по формуле (1)

РсмΣ=18,27+18,97+1,9+1,61=40,75 кВт.

Определяются средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену по формулам (2), (3)

Рсм=40,75∙0,85=34,7 кВт.

Qсм=34,70,33=12,44 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

Sм==33,39 кВ∙А.

Так как электроприемники одного наименования, эффективное число электроприёмников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности

Рм=34,7 кВт,

Qм=12,44 квар,

Sм=36,86 кВ∙А.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

36

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

=53,42 А.

Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)

Wакт =450034,7=156150 кВт/ч.

Wреак =450012,44=55980 квар/ч.

Расчеты нагрузок для ШРА-1 и ШРА-2 производятся аналогично, результаты занесены в таблицу (1).

Расчет нагрузок по ШНН без КУ

Определяются максимальные активная и реактивная мощности на ШНН путём суммирования максимальных мощностей по РУ

РмΣ=5,4+35,75+14,52+26,9+7,72+38,22+34,7=163,21 кВт.

QмΣ=4,05+3 1,01+10,37+18,24+5,8+51,22+12,44=133,13 квар.

Определяется максимальная полная мощность на ШНН по формуле (22)

SмΣ = = 210,62 кВА.

Определяются средние коэффициенты активной и реактивной мощностей по формулам (15), (16)

cos ϕ==0,78.

tg ϕ ==0,82.

  1.  Компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах: колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока,

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

37

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q=UIsin ϕ (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает - отрицательным). Единица реактивной мощности - вольт-ампер реактивный (var, вар). Физически "реактивная мощность" - это, например, энергия, затрачиваемая на перемагничивание короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя при его работе, то есть любой асинхронный двигатель потребляет реактивную мощность из сети независимо от момента на своем валу. Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощстью Р соотношением: Q=. Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счет этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

В качестве средств компенсации реактивной мощности используются статические конденсаторы напряжением до и выше 1 кВ и синхронные двигатели.

В данном курсовом проекте в качестве компенсирующих устройств, используются статические конденсаторы.

Компенсация реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφк=0,92...0,95.

Расчетная реактивная мощность КУ, определяется по формуле

Qк.р=α∙Рм(tg ϕ- tg ϕк), квар                    (23)

где α=0,9 - коэффициент показывающий повышения cosφ   естественным способом;

       tg ϕ - кoэффициeнт реактивной мощности до компенсации;

           tg ϕк - коэффициент реактивной мощности после      компенсации.

Принимается cos ϕк=0,95, тогда tg ϕк=0,33.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

38

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Qк.р=0,9∙163,21(0,82 -0,33)=76,4 квар.

По справочнику выбирается УКМ 58-04-100-33,3 УЗ мощностью Qк.ст =67 квар со ступенчатым регулированием по 33,3 квар, по одной на секцию.

Определяются фактические значения cos ϕф и tg ϕф после компенсации реактивной мощности по формуле

    tg ϕФ = tg ϕ - ,                     (24)

где Qк.ст мощность компенсатора, квар.

tg ϕф = 0,82-=0,36

cos ϕф = 0,94

Определяется мощность на ШНН с КУ

Так как компенсация реактивной мощности не влияет на максимальную активную мощность, она остается равной тому же значению, что и до компенсации

Рм = 163,21 кВт.

Определяется максимальная реактивная мощность по формуле

Qм = Qм1Qк.ст , квар,                     (25)

где Qм1 – максимальная реактивная мощность до

         компенсации,  квар.

Qм = 133,13–67=66,13 квар.

Определяется максимальная полная мощность по формуле (22)

Sм = = 176,1 кВА.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=255,22 А.

Определяются потери в трансформаторе

Определяется потеря максимальной активной мощности по формуле

Рм=0,02∙ Sм , кВт                        (26)

Рм = 0,02176,1=3,52 кВт.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

39

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется потеря максимальной реактивной мощности по формуле

Qм = 0,1∙Sм, квар                         (27)

Qм = 0,1∙176,1=17,61 квар.

Определяется потеря максимальной полной мощности по формуле (22)

Sм = = 17,96 кВА.

Определяется мощность на ШВН

Определяется максимальная активная мощность путём суммирования максимальных активных мощностей

Рм=163,21 + 3,52 = 166,73 кВт.

Определяется максимальная реактивная мощность путем суммирования максимальных реактивных мощностей

Qм=66,13 +17,61 = 83,74 квар.

Определяется максимальная полная мощность по формуле (22)

SмΣ = = 186,6 кВА.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=270,43 А.

  1.  Выбор числа и мощности трансформаторов с учетом силовой и освети тельной нагрузки

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

42

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Выбор типа, числа трансформаторов и схемы питания подстанции должен быть обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещение нагрузок на генеральном плане предприятия, а так же производственным, архи- тектурно- строительным и эксплуатационным требованиям.

Трансформаторная подстанция должна быть расположена как можно ближе к центру размещения потребителей. Для этого должна применяться внутренняя подстанция. Выбранная подстанция должна занимать минимум полезной площади цеха, удовлетворять требованиям пожарной и электрической безопасности и не должна создавать помех производственному процессу.

Число и мощность трансформаторов выбираются по:

-максимальной мощности нагрузок;

-технико-экономическим показателям отдельных намеченных вариантов числа и мощности трансформаторов с учетом капитальных затрат и эксплуатационных расходов;

-экономически целесообразному режиму, под которым понимается режим, обеспечивающий минимальные потери мощности и электроэнергии в трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки.

Мощность трансформатора выбирается с таким учетом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора, оставшийся в работе трансформатор мог нести всю нагрузку потребителей 1 и 2 категории, при этом потребителей 3 категории могут временно отключить.

В данном дипломном проекте приёмники электрической энергии в отношении обеспечении надёжности электроснабжения относятся к 2 и 3 категории с преобладанием 2 категории с коэффициентом загрузки трансформатора, β=0,8...0,85

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле

Sтр =  BA,                         (28)

где Sм-максимальная полная мощность, после компенсации, кВА;

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

43

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

    п-число трансформаторов.

Sтр = =207,18 кВА.

Выбирается номинальная мощность трансформатора, равная 250 кВА.Для проверки номинальной загруженности трансформатора определяется истинный коэффициент загрузки трансформатора по формуле

β = ,                         (29)

где Sном.тр - номинальная мощность трансформатора, кВА.

β==0,83

Принимается к установке в цеховую трансформаторную подстанцию трансформатор мощностью 250 кВА, марки ТМЗ-250/10 кВ, на низкой стороне 0,4 кВ.

По данному трансформатору выбирается типовая комплектная трансформаторная подстанция КТП-250.

Технические данные оборудования КТП-250 приведены в таблице 2 и 3.

Таблица 2-Технические данные КТП-250

Наименова-

ние шкафов

Ввод-ный

шкаф

УВН

Тип

транс-

форма-

тора

Вводный

шкаф

РУНН

Линейный

шкаф

РУНН

Тип шкафа

ШБВ-3

ШВ-А

ШЛ-А

Тип выклю-чателя

ВН-11

А3744Б

А3732Б

А3722Б

А3716Б

А3716Б

А3716Б

А3716Б

А3716Б

Номера ячеек

ТМЗ-250

1

2

3

4

5

6

7

8

Номинальный

ток

выключателя

Iн.а

200

400

400

250

160

160

160

160

160

Электро-

приемник

Ввод

Ввод

Ввод №2

резерв

Доп.

нагрузка

ЯУ5115

ШРА-1

ШРА-2

РП-2

ШРА-2

КУ

ЩО

Динамическая стойкость сборных шин устройства ВН 70 (кА)

Термическая стойкость в течении 0,5 с                 30 (кА)

Динамическая стойкость сборных шин и ответвлений от них к отдельным аппаратам РУНН                 25 (кА)

Термическая стойкость в течении 1с                 10 (кА)

Таблица 3-Технические данные КТП-250

Тип

под-

станции

Тип

вводного

устрой-

ства ВН

Тип

транс-

форма-

тора

Схема

и

группа

соеди-

нений

Напряжение (кВ)

РУНН

ВН

НН

Тип

вводного

шкафа

Тип

линейного

шкафа

КТП-250

ШВВ-3

ТМЗ-250

Y/Y-0

10

0,4

ШВ-А

ШЛ-А


Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

45

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

2.9 Выбор защитных аппаратов в сети 0,4 кВ

Автоматы выбираются по номинальному и максимальному току. Из-за перегрузок электроприёмников,а так же при однофазных и межфазных коротких замыканий, электроприёмники, и участки сети защищаются защитными аппаратами: плавкими предохранителями, автоматическими выключателями и магнитными пускателями. Для выбора аппаратов защиты нужно знать ток в линии, тип и число фаз.

Комплектные трансформаторные подстанции транспортируются к месту установки узлами и блоками, состоящие из шкафов с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, поэтому выбор этих автоматов не производится, а выбираются токи расцепителей.

Автоматы выбираются согласно условиям

Uн.аUс, В                             (30)

Iн.аIн.р, А                             (31)

где Iн.а - номинальный ток автомата, А;

    Iн.р - номинальный ток расцепителя, А;

    Uн.а- номинальное напряжение автомата, В;

     Uс - напряжение сети, В.

В вводном шкафе НН установлен автомат QF1 А3744С

Iн.а=400 А.

Определяется ток в линии QF1 по формуле

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

46

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

, А,                           (32)

где Sтр - номинальная мощность трансформатора, кВА;

     Uср- номинальное напряжение, кВ.

=362,32 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию

Iн.р1,1Iм, А,                             (33)

где Iм - максимальный ток в линии, А.

Iн.р1,1∙362,22=398,55 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

Iн.р=400А;

400 А 398,55 А;

400 А 400 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3744С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

50

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

, А,                     (34)

где η - коэффициент полезного действия электродвигателя,

              отн.ед.

=39,47 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле

Iп.нбпIн.нб., А,                           (35)

где Кп – кратность пускового тока, отн.ед.

Принимается Кп=6,5 для асинхронных двигателей.

Iп.нб=6,5∙39,47=256,56 А.

Определяется пиковый ток по формуле

Iпик.п.нб+Iм-Iн.нб, А.                  (36)

Iпик.=256,56+362,32-39,47=579,41 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле

Iо1,25∙Iпик, А,                     (37)

Iо1,25∙579,41=724,26 А.

Определяется кратность отсечки по формуле

Ко=                        (38)

Ко==1,81.

Принимается Ко=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF2 для питания резервной линии, А3732С

Iн.а=400 А.

Определяется ток резервной линии по таблице (1)

Iрез=255,22 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию (33)

Iн.р1,1∙255,22=280,74 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

47

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Iн.р=400А;

400 А 280,74 А;

400 А 400 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3732С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (34)

=39,47 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (35)

Iп.нб=6,5∙39,47=256,56 А.

Определяется пиковый ток по формуле (36)

Iпик.=256,56+250,13-39,47=467,22 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле (37)

Iо1,25∙467,22=584,03 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==1,46.

Принимается Ко=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF3 для питания дополнительной нагрузки, А3722С

Iн.а=250 А.

Определяется ток дополнительной нагрузки по таблице (1)

Iдоп.нагрузка=101,1 А.

Для линии без электродвигателей ток расцепителя автомата выбирается по условию

Iн.рIм, А.                                          (39)

Iн.р92,62 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

Iн.р=250А;

250 А 92,62 А;

250 А 250 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3722С подходит.

Для линии без электродвигателей ток отсечки выбирается по условию

IоIм, А.                                          (40)

Iо92,62 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==0,37.

Принимается Ко=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF4 для питания ЯУ5115, А3716С

Iн.а=160 А.

Определяется ток на ЯУ по таблице (1)

IРП-1=9,78 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию (33)

Iн.р1,1∙9,78 =10,76 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/6/]

Iн.р=16 А;

16 А 10,76 А;

160 А 16 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (34)

=9,57 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (35)

Iп.нб=6,5∙9,57=62,21 А.

Определяется пиковый ток по формуле (36)

Iпик.=62,21+9,78-9,57=62,42 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле (37)

Iо1,25∙62,42=78,03 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==4,3.

Принимается Ко=5 [по табл. 16/12/].

Автомат QF5 для питания ШРА-1 и ШРА-2, А3716С

Iн.а=160 А.

Определяется ток на линии путем суммирования

Iм=IмШРА-1 + IмШРА-2 

где IмШРА-1 ,IмШРА-2 - максимальные расчетные токи по таблице (1)

Iм=25,86+47,1=72,96 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток расцепителя автомата выбирается по условию (33)

Iн.р1,1∙72,96 =80,26 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

Iн.р=100 А;

100 А 80,26 А;

160 А 100 А.

Условия (31),(33) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Определяется ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (34)

=20 А.

Определяется пусковой ток наибольшего по мощности электроприемника в группе по формуле (35)

Iп.нб=6,5∙20=130 А.

Определяется пиковый ток по формуле (36)

Iпик.=130+82,59-20=192,59 А.

Для групповой линии с несколькими электродвигателями ток отсечки определяется по формуле (37)

Iо1,25∙192,59=240,74 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==2,41.

Принимается Ко=3 [по табл. 16/12/].

Автомат QF7 для питания КУ, А3716С

Iн.а=160 А.

Определяется ток на линии [по табл.1.1/3/]

Iм=96,8 А.

Для линии без электродвигателей ток расцепителя автомата выбирается по условию (39)

Iн.р96,8 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

Iн.р=100А;

100 А 96,8 А;

160 А 100 А.

Условия (32),(39) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==0,97.

Принимается Ко=2 [по табл. 16/12/].

Автомат QF8 для питания ЩО, А3716Б

Iн.а=160 А.

Определяется ток на линии по таблице(1)

Iм=53,42 А.

Для линии без электродвигателей ток расцепителя автомата выбирается по условию (39)

Iн.р53,42 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. 16/12/]

Iн.р=3 А;

63 А 53,42 А;

160 А 63 А.

Условия (31),(39) соблюдаются, автомат А3716С подходит.

Для линии без электродвигателей ток отсечки выбирается по условию (40)

Iо53,62 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==0,9.

Принимается Ко=2 [по табл. 16/12/].

Автоматы QF20-25 для прессов эксцентриковых типа КА - 213 с паспортными данными Рн=2,8 кВт, η=0,9, cosφ=0,65.

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=7,18 А.

Для линии с одним электродвигателем ток расцепителя автомата выбирается по условию

                Iн.р 1,25∙.Iм                            (40)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

51

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Iн.р1,25∙7,18 =8,98 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/8/]

Iн.р=10 А;

10 А 8,98 А;

100 А 10 А.

Условия (31),(41) соблюдаются, выбирается автомат ВА 51-31 [по табл. А6/8/].

Определяется пусковой ток электроприемника по формуле (35)

Iп.нб=6,5∙7,18=46,67 А.

Для линии с одним электродвигателем ток отсечки определяется по формуле

Iо1,2∙Iп.нб, А                                          (42)

Iо1,2∙46,67=56,01 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==5,6.

Принимается Ко=7 [по табл. А6/8/].

Автоматы QF26-30 для прессов кривошипных типа КА - 240 с паспортными данными Рн=4 кВт, η=0,9, cosφ=0,65.

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=10,26 А.

Для линии с одним электродвигателем ток расцепителя автомата выбирается по условию (41)

Iн.р1,25∙10,26 =12,83 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/8/]

Iн.р=20 А;

20 А 12,83 А;

25 А 16 А.

Условия (31),(41) соблюдаются, выбирается автомат ВА 51-31 [по табл. А6/8/]

Определяется пусковой ток электроприемника по формуле (35)

Iп.нб=6,5∙10,26=66,69 А.

Для линии с одним электродвигателем ток отсечки определяется по формуле (42)

Iо1,2∙66,69=80,03 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==4,01.

Принимается Ко=7 [по табл. А6/8/].

Автоматы QF31-33 для вертикально - сверлильных станков типа 2А - 125 с паспортными данными Рн=4,2 кВт, η=0,9, cosφ=0,5.

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=14 А.

Для линии с одним электродвигателем ток расцепителя автомата выбирается по условию (41)

Iн.р1,25∙14 =17,5 А.

Устанавливается уставка тока расцепителя автомата [по табл. А6/8/]

Iн.р=20 А;

20 А 17,5 А;

100 А 20 А.

Условия (31),(41) соблюдаются, выбирается автомат ВА 51-31 [по табл. А6/8/].

Определяется пусковой ток электроприемника по формуле (35)

Iп.нб=6,5∙14=91 А.

Для линии с одним электродвигателем ток отсечки определяется по формуле (42)

Iо1,2∙91=109,2 А.

Определяется кратность отсечки по формуле (38)

Ко==5,46.

Принимается Ко=7 [по табл. А6/8/].

Автоматические выключатели бля электроприемников питающихся от РП-1, ШРА-1 и ШРА-2 рассчитываются и выбираются аналогично, результаты занесены в таблицу 2-Свобная ведомость аппаратов защиты и кабельных изделий.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

59

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

2.10 Выбор марки и сечения кабелей питающей и распределительной сети

Провода и кабели выбираются по номинальному и максимальному току. Выбор кабелей в сетях 0,4 кВ осуществляется по нагреву, проверяется на отключающую способность автомата и потери напряжения.

При определении числа проводов, прокладываемых в одной трубе(или жил многожильного проводника), нулевой рабочий проводник четырехпроводной системы трехфазного тока, а так же заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.

Выбирается кабель от ГПП до ТП напряжением 10 кВ по формуле

SЭК=,мм2,                             (43)

где SЭК - экономическое сечение кабеля, мм2;

     IМ.Р - максимальный расчетный ток, А;

     JЭК - экономическая плотность тока, для алюминия

               JЭК=1,1 А/мм2 [по табл. /6/].

Для трехфазной сети максимальный расчетный ток определяется по формуле

,А,                         (44)

где Sн.Тр - мощность трансформатора, кВ∙А;

        Uн - номинальное напряжение, кВ;

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

60

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

        n - количество трансформаторов, шт.

=14,45 А.

По экономической плотности тока определяется расчетное сечение кабелей по формуле (43)

SЭК==13,14 мм2.

Выбирается силовой кабель на напряжение 10 кВ, марки АСБ с сечением: АСБ 3x16 мм2 с Iд.д=75 А [по табл. 12.23 /2/].

Выбранный кабель проверяется по условию

Iд.дIМ.Р.                             (45)

75А 14,45А.

Условие выполняется.

Сечение кабеля проверяется с учетом перегрузки по формуле

Iр=, А.                         (46)

Iр==18,79 А.

Кабель по нагреву проходит так как соблюдается условие

Iд.дIр.                            (47)

75 А 18,79 А.

Выбор сечения резервного кабеля

Определяется максимальный ток на шинопроводе НН 0,4 кВ по таблице (1)

Iм =255,22 А.

Выбирается кабель АВВГ 4х120 мм2, с Iд.д=295 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

61

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Iр=Iд.дКn1 Кn2, А,                       (48)

где Кn1 - коэффициент температурного значения, принимается

         Кn1=1,04[по табл. 12.10 / 2 /];

    Кn2- коэффициент пересчета трехжильного кабеля на

         четырехжильный, принимается Кn2=0,92.

Iр=2951,040,92=282,26 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

282,26 А 254,3 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Выбирается кабель от ТП до дополнительной нагрузки, Рн=54,6 кВт

Определяется максимальный ток по таблице (1)

Iм= 101,1 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x50 мм2, с Iд.д.=110 А [по табл. 12.14 /2/]

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=1101,040,92=105,25 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

105,25 А 101,1 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Выбирается кабель от РП — 1 до ящика управления, к которому соединены два вентилятора, Рн=4,5 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=19,51 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x4 мм2, с Iд.д.=38 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=381,040,92=36,36 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

36,36 А 19,15 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию

IрIн.р.,                            (49)

36,36 A 25 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ящика управления до вентилятора, Рн=4,5 кВт

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

63

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=9,38 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д.=29 А. [по табл. 12.10 /2/]

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=291,040,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А 9,38 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A 25 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ТП до РП-1

Определяется максимальный ток по таблице (1)

Iм =68,59 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x16 мм2, с Iд.д.=90 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=901,040,92=86,11 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

86,11 А 68,59 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

86,11 A 80 А.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

64

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от РП-1 до преобразователя сварочного типа ПСО-300, Рн=13 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=61,9 А.

Определяется табличный ток кабеля АВВГ

Iтабл =90 А.

Выбирается кабель АВВГ 3x16мм2, с Iд.д.=90 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет кабеля учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=901,04=93,6 А.

Для однофазных электроприёмников коэффициент перерасчета на четырехжильный кабель 0,92 не используется, так как используется трехжильный кабель.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

93,6 А 61,9 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

93,6 A 80 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от РП-1 до электроточила наждачного, Рн=2 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=6,67 А.

Выбирается кабель АВВГ 3x2,5мм2, с Iд.д.=29 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет кабеля учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=291,04=30,16 А.

Для однофазных электроприёмников коэффициент перерасчета на четырехжильный кабель 0,92 не используется, так как используется трехжильный кабель.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

30,16 А 6,67 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (46)

30,16 A  10 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от РП-1 до вибросита, Рн=0,7 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=2,33 А.

Выбирается кабель АВВГ 3x2,5мм2, с Iд.д.=29 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет кабеля учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=291,04=30,16 А.

Для однофазных электроприёмников коэффициент перерасчета на четырехжильный кабель 0,92 не используется, так как используется трехжильный кабель.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

30,16 А 2,33 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

30,16 A 6,3 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

65

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Выбирается кабель от ТП до ШРА-3

Определяется максимальный ток по таблице (1)

Iм =25,86 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x70 мм2, с Iд.д.=140 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=1401,040,92=133,95 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

133,95 А 25,86 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

133,95 A 100 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается распределительный шинопровод ШРА-3

Определяется максимальный ток по таблице (1)

Iм =25,86 А.

Выбирается шинопровод марки ШРА 4-250-44-УЗ, с Iн=250 А с сечением 35x5 мм2 [по табл. 12.14 /2/].

Шинопровод проверяется по условию (47)

250 А 25,86 А.

Условие выполняется, шинопровод выбран правильно.

Выбирается кабель от ШРА-3 до пресса эксцентрикового типа КА-213, Рн=2,8 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=7,18 А.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

66

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д.=29 А [по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=921,040,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А 7,18 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A 10 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ШРА-3 до пресса кривошипного типа КА-240, Рн=4 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=10,26 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д.=29 А[по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=291,040,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А 10,26 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A 20 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

67

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Выбирается кабель от ШРА-3 до вертикально-сверлильного станка типа 2А- 125, Рн=4,2 кВт

Определяется максимальный ток по формуле (34)

=14 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д.=29 А[по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=291,040,92=27,75 А.

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

27,75 А 14 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

27,75 A 20 А.

Условие выполняется, кабель выбран правильно.

Выбирается кабель от ТП до КУ

Определяется максимальный ток по таблице (1)

Iм =96,8 А.

Выбирается кабель АВВГ 4x50 мм2, с Iдд.=110 А[по табл. 12.14 /2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iр=1101,040,92=105,25 А.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

75

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Выбранный кабель проверяется по условию (47)

105,25 А 96,8 А.

Условие соблюдается, кабель по нагреву проходит.

Кабель проверяется на отключающую способность автомата по условию (49)

105,25 A 160 А.

Условие не выполняется, кабель выбирается на ступень выше.

Расчет, выбор и проверка кабелей для остальных электроприемников производится аналогично, полученные результаты занесены в таблицу 2 - Сводная ведомость аппаратов защиты и кабельных изделий.

Для расчета потерь составляется упрощенная однолинейная схема самого блинного участка до потребителя.

Производится проверка сети на потерю напряжения сопоставлением расчетной величины потери напряжения к допустимой

,                     (50)

где - допустимая потеря напряжения, которая

               зависит от мощности трансформатора,

               коэффициента использования активной мощности

               и коэффициента загрузки трансформатора,      =5,2 % [по табл. 12.45. /2/];

      - расчетное падение напряжение на участке.

Рисунок 3 - Схема расчета потерь напряжения

Рассчитывается падение напряжения на участке А-Б по формуле

,%,       (51)

где - максимальный ток на участке А-Б, А;

- длина от цеховой подстанции до распределительного

     шинопровода, км;

- коэффициенты мощности трансформатора;

r0 – активное сопротивление кабеля АВВГ 4x70 мм2.

    Принимается r0=0,329 мОм/км. [по табл. 1.9.5./6/];

x0 - индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 4x70 мм2.

    Принимается х0=0,0602 мОм/км. [по табл.1.9.5./6/].

=0,27%.

Падение напряжения на участке Б-В  определяется по формуле (48)

=0,26%.

Определяется падение напряжения на участке В-Г по формуле

,В,                      (52)

где Рmax – мощность двигателя кВт;

     - длина кабеля от распределительного шинопровода до

                автомата гайконарезного, км;

    C - коэффициент учитывающий конструктивное исполнение

              сети. Для трехфазной сети с нулем с алюминиевыми

              проводниками, С=44 [по табл. 12.46 /2/];

- сечение жил кабеля, мм2.

=0,0005%.

Расчетное падение напряжения определяется по формуле

=++,%                (53)

=0,27+0,26+0,0005=0,53%.

Определяется расчетное падение напряжения в процентном соотношение, по формуле

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

77

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

%=,%                       (54)

%==0,14 %.

Кабель проверяется по условию (50)

0,14 % 5,2 %.

Условие выполняется, следовательно, кабель выбран правильно.

Проверка производиться по условию

Iк.з. 3·Iн.р.,                            (55)

Ток короткого замыкания определяется по формуле

Iк.з.= , А,                      (56)

где Uф – фазное напряжение, кВ;

     Zтр-сопротивление трансформатора,мОм;[по табл. 1.9.1 /6/];

     Zn.ф-0 - сопротивление петли фаза-ноль, мОм.

Сопротивление петли фаза-ноль определяется по формуле

Zn.ф-0=Zуд·L, мОм,                                           (57)

где Zуд - принимается Zyд=7,45 мОм/м [по табл. 7. /1/];

     L - длина кабеля от шинопровода до пресса кривошипного            

              типа КА-240, м.

Zn.ф-0=7,45·7,45=99,1 мОм.

Ток короткого замыкания определяется по формуле (56)

Iк.з.= =1,72 кА.

Выбранный автомат проверяется по условию (55)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

78

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

1,72 кА 0,06 кА;

Условие выполняется.

Все дальнейшие расчеты аналогичны, полученные результаты заносятся в таблицу.

2.11 Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называется непосредственное соединение между любыми точками разных фаз, фазы и нулевого провода и нулевого провода или фазы с землей, непредусмотренное нормальными условиями работами установки.

Ниже перечислены основные виды коротких замыканий в электрических системах:

- трехфазное КЗ, при котором все три фазы замыкаются между собой в одной точке;

- двухфазное КЗ, при котором происходит замыкание двух фаз между собой;

- двухфазное КЗ на землю, при котором замыкание двух фаз между собой сопровождается замыканием точки повреждения на землю (в системах с заземленными нейтралями);

- однофазное КЗ, при котором происходит замыкание в одной из фаз на нулевой провод или на землю.

Для расчетов токов короткого замыкания составляется расчетная схема - упрощенная однолинейная схема электроустановки в которой учитывается все

источники питания (генераторы, синхронные компенсаторы), трансформаторы реакторы, воздушные и кабельные линии.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

80

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Ток короткого замыкания ля токоведущих частей и аппаратов рассчитывается при нормальных режимах работы: параллельное включение всех источников тока или раздельная работа секционного включателя. Возможны ремонтные режимы, отключение генераторов, линий в расчете токов короткого замыкания не учитывается. По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой учитывается сопротивление всех элементов и отмечаются все точки для расчетов тока короткого замыкания. Генераторы, трансформаторы большей мощности, воздушные линии реакторы обычно представляются в схеме замещения их индуктивными сопротивлениями, так как активное сопротивление во много раз меньше индуктивного. Кабельные линии 6-10 кВ, трансформаторы

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

81

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

меньше 1600 кВ-А в схеме замещения предоставляются индуктивными и активными сопротивлениями.

Все сопротивления считаются двумя способами:

  1.  В именованных единицах, Омах;
  2.  В относительных единицах.

Для расчета токов короткого замыкания, заменяются все приемники системы активными и реактивными сопротивлениями [ по табл. 1.9.5. /6/ ] и составляется схема замещения.

Расчет тока КЗ в точке К1

Составляется схема замещения для первого участка короткого замыкания.

Для расчета тока короткого замыкания в точке К1 принимается Sб = IOOO мВ ·А

Рисунок 6 - Схема замещения до тоски К1

Для ВЛ свыше 35 кВ активное сопротивление не учитывается.

Определяем индуктивное сопротивление по формуле

х1с ·,мОм.                             (58)

х1=1,3·=1,53 мОм.

Определяем индуктивное сопротивление высоковольтной воздушной линии по формуле

х2 = х3 = х4 0·l, мОм,                       (59)

где х0 - индуктивное сопротивление линии, оМ;

       l - длина линии, км;

       Uср - среднее номинальное напряжение той ступени, где

               проводится расчет токов короткого замыкания, кВ.

х2 = х3 = х4 = 0,4·5·=0,15 мОм.

Преобразуется данная схема на другую схему замещения, так как они подключены параллельно.

Определяем сопротивление всех трех сечений по формуле

х5 = , мОм,                          (60)

где п - количество линии, шт.

х5 = =0,05 мОм.

Рисунок 7 - Упрощенная схема замещения

Определяется базовый ток  по формуле

Iб.К1=,кА                         (61)

Iб.К1==5,03 кА.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

85

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Результирующее сопротивление определяется по формуле

хр.к115, мОм.                          (62)

хр.к1 =1,53+0,05=1,58 мОм.

Определяется начальная периодическая составляющая тока короткого замыкания по формуле

Iпо = ,кА                            (63)

Iпо = =3,18 кА.

Ударный ток рассчитывается по формуле

iуд = ,кА                       (64)

где Ку - ударный коэффициент тока короткого замыкания принимается Ку 1,8>6 кВ, Ку 1<6 кВ.

iуд ==8,07 кА.

Расчет КЗ в точке К2

Рисунок 8 - Схема замещения до точки К2

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

86

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Для расчета точки К2 необходимо найти сопротивления обмоток трансформатора ТДТН 6300/110 высокой стороны хв, и низкой стороны хн.

Определяется сопротивление обмоток трансформатора на высокой стороне по формуле

х6=,мОм.              (65)

х6==17,06 мОм.

Определяется сопротивление обмоток трансформатора на низкой стороне по формуле

х7=, мОм.               (66)

х7==9,92 мОм.

Сопротивление х6 не определяется так как рассматривается короткое замыкание на выходе обмоток низкого напряжения.

Определяется общее индуктивное сопротивление до точки К2, по формуле

хрезК2 = хрезК1 + х6 + х7, мОм                     (67)

хрезК2 = 1,58+16,67+10,32=28,57

Базовый ток короткого замыкания точки К2 определяется по формуле (61)

Iб.К2==52,6 кА.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

87

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Периодический ток точки К2 определяется по формуле (63)

Iпо = =1,84 кА.

Определяется ударный ток по формуле (64)

iуд ==4,7 кА.

Расчет тока короткого замыкания в точке КЗ.

Рисунок 9 - Схема замещения до точки КЗ

Определяется индуктивное сопротивление кабеля по формуле

хк= х0·l·,мОм.                         (68)

хк= 0,068·1,5·=0,84 мОм.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

88

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется активное сопротивление по формуле

rк= rо·l·, мОм.                          (69)

rк= 1,95·1,5·=24,16 мОм.

Определяется полное индуктивное сопротивление по формуле (58)

хрез.КЗ =28,56 + 0,84 = 29,4 мОм.

Результирующее сопротивление определяется по формуле

Zр.K3=,мОм                         (70)

Zр.K3==38,05 мОм.

Базовый ток определяется по формуле (61)

Iб.Кз==52,6 кА.

Определяется периодическая составляющая тока короткого замыкания по формуле (63)

Iпо.КЗ = =1,8 кА.

Определяется ударный ток в точке КЗ по формуле (64)

iуд ==4,57 кА.

Расчет тока короткого замыкания в точке К4

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

89

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Индуктивное и активное сопротивление обмоток трансформатора ТМЗ 250- 10/0,4 определяется [по табл 1.9.1 /6/]

rтр=9,4 мОм;

xтр=27,2 мОм.

Рисунок 10 - Схема замещения до точки К4

Сопротивление токов обмоток автоматического выключателя QF1, А3744Б определяется [по табл. 1.9.3/6/]

ха=0,17 мОм;

rа=0,15 мОм;

rпер.а=0,4 мОм.

Определяется полное индуктивное сопротивление по формуле

хр.К4= xтр+ ха, мОм .                        (71)

хр.К4=37,2 + 0,17 = 27,37 мОм.

Определяется полное активное сопротивление по формуле

rрез.К4= rтр+ rа+ rпер.а, мОм                      (72)

rрез.К4=9,4+0,15+0,4=9,95 мОм.

Результатирующее сопротивление определяется по формуле (70)

Zр.K3==29,12 мОм.

Определяется периодическое сопротивление тока короткого замыкания по формуле

Iпо = ,кА                          (73)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

90

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Iпо = =7,94 кА.

Определяется ударный ток по формуле (64)

Ударный коэффициент определяется отношением х и r. Для данного случая

Ку=1.

Iуд=1,41·1·7,94=11,2 кА.

Расчет тока короткого замыкания в точке К5

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

91

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Рисунок 11 - Схема замещения в точке К5

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

92

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Сопротивление обмоток автоматического выключателя А3712Б

ха=0,5 мОм;

rа=0,4 мОм;

rпер.а=0,6 мОм.

Активное и индуктивное сопротивление кабелей и шинопровода определяется по формулам

r=r·l,                              (74)

х= r·1,                             (75)

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 4x95 мм2 определяется [по табл.1.9.5 /6/]

rк=0,447 мОм/м;

хк=0,0612 мОм/м.

Рассчитывается активное и индуктивное сопротивление кабеля по формулам (74),(75)

rк=0,447·34,2=15,29 мОм/м;

хк=0,0612·34,2=2,09 мОм/м.

Сопротивление шинопровода ШРА4-250-44-УЗ определяется [по табл. 1.9.7/6/]

rш=0,21 мОм/м;

хш=0,21 мОм/м.

Определяется активное и индуктивное сопротивление шинопровода по формуле (74),(75)

rш=0,21·34,5=7,25 мОм/м;

хш=0,21·34,5=7,25 мОм/м.

Сопротивление обмоток автоматического выключателя ВА 51-31 определяется [по табл. 1.9.3 /6/]

ха=1,2 мОм;

rа=1,3 мОм;

rпер.а=0,75 мОм.

Активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ 4x2,5 мм2, определяется [по табл.1.9.5 /6/]

Рассчитывается активное и индуктивное сопротивление кабеля по формулам (74),(75)

rк=12,5 ·13,3=166,25 мОм/м;

хк=0,104·13,3=1,38 мОм/м.

Результирующее сопротивление определяется по формулам

хракабкабшакаб, мОм                (76)

хр=0,5+2,09+1,2+7,25+1,38=12,42 мОм.

rр=rа+rпа+rк+rш+rа+rп.а+rкаб, мОм                (77)

rр=0,4+0,6+15,29+7,25+1,3+0,75+166,25=191,24 мОм.

Определяется результирующие сопротивление точки К5 по формуле (70)

Zрез.КК==192,24 мОм.

Ударный ток, начальная периодическая составляющая тока КЗ определяется по формуле (73)

Iпо = =1,2 кА.

Определяется ударный ток по формуле (61)

iуд ==1,69 кА.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

93

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

2.12 Проверка электрооборудования и кабелей к току короткого замыкания

Проверка оборудования и кабелей в сетях до и выше 1000В производится путем сравнения расчетных и справочных данных.

Проверка шкафа высокого напряжения (УВН) ведется по точке короткого замыкания К2.

Для проверки применяются следующие формулы:

Iн.тр=, А,                           (78)

где Iн.тр - ток трансформатора, А;

     Sн.тр - номинальная полная мощность трансформатора,кВ·А;

     Uн - номинальное напряжение, кВ.

Iн.тр==14,45 А.

Максимальный расчетный ток ввода U>1000 В определяется по формуле

Iмах=Iн.тр·К, А,                             (79)

где Iн.тр - номинальный ток трансформатора на ВН, А;

       К - коэффициент соотношения, показывающий во сколько

                раз максимальный ток Iмах, А, превышает номинальный

                ток трансформатора.

Iмах=14,45·1,3=18,8 А.

Тепловой импульс тока короткого замыкания определяется по формуле

к=I2по·(t3+tо.ва), кА2 ·с,                  (80)

где к — тепловой импульс, кА;

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

94

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

     Iпо - переолическая составляющая тока короткого

               замыкания, кА;

     t3 - выдержка времени максимальной токовой защиты,

              секунд, принимается t3=0,5 секунд;

     tо.в - время отключения выключателя, секунд, принимается

               tо.в =0,1 секунд;

     Та - постоянная времени затухания, секунд, принимается

              Та=0,05 секунд.

к =1,842·(0,5+0,1 +0,05)=2,21 кА2·с.

Проверка шкафа низкого напряжения (РУНН) ведется по точке короткого замыкания К2;

Максимальный ток принимается из таблице (1)

Iмах=250,88 А.

Тепловой импульс тока короткого замыкания определяется по формуле (77)

к =7,942·(0,5+0,1+0,05)=40,98 А.

Полученные результаты расчетов заносим в таблицу 5 и 6.

Таблица 3 - Шкаф ввода > 1000 (УВН)

Условия выбора и проверки

Расчетные данные

Справочные данные

Uн.устUн

10 кВ

10 кВ

ImaxIна

14,45 А

200 А

Iyia

4,7 кА

30 кА

Вк Iна·tтерм

2,21 кА2 ·с

900 кА2 ·с

Таблица 4 - Шкаф ввода 1000 (РУНН)

Условия выбора и проверки

Расчетные данные

Справочные данные

Uн.устUн

0,38 кВ

0,4 кВ

ImaxIна

250,88 А

630 А

Iyia

7,94 кА

10 кА

Вк Iна·tтерм

40,98 кА2 ·с

100 кА2 ·с

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

95

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Проверка питающего кабеля на термическую стойкость по формуле

Smin=, мм2                          (81)

где Smin —номинальное сечение кабеля, мм ;

Ст -коэффициент зависящий от допустимой температуры

  при коротком замыкании и материала проводника, Ст=85.

Smin==17,49 мм2.

Выбранное оборудование и кабель АСБ 3x16 мм , с Iд.д = 95 А, не подходит для применения в данной схеме. Выбирается кабель на ступень выше АСБ 3x25 мм2, с Iд.д = 120 А.


3 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА

3.1 Основные требования к искусственному электрическому освещению

Для освещения помещений, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления. В случае необходимости допускается использование ламп накаливания. Источники света выбирают с учетом рекомендации СНиП 11-4-79.

Для искусственного освещения нормируемый параметр - освещенность. По СНиП 11-4-79 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Нормами установлена наименьшая освещенность, при которой обеспечивается выполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерности освещения источниками общего и местного освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наименьший отрезок времени. Для ослабления слепящего воздействия открытых источников света и освещаемых поверхностей чрезмерной яркостью  (блёсткостью), нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеивающей поверхности.

Нормы освещенности для ламп накаливания меньше, чем для газоразрядных ламп, их следует снижать по шкале освещенности согласно СНиП 11-4-79.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

15

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Для освещения производственных помещений следует применять систему комбинированного или только общего освещения. В данном курсовом проекте применяется только общее освещение.

Для питания светильников общего освещения разрешается применять напряжение не выше 380/220 В переменного тока - при заземленной нейтрали, не выше 220 В переменного тока, при изолированной нейтрали и 220 В постоянного тока. Для питания специальных ламп ( тепловых, ДРЛ, ДРИ, натриевых, рассчитанных на напряжение 380 В) и пускорегулирующих устройств для газоразрядных ламп, имеющих специальные схемы ( например, трехфазные, с последовательным соединением ламп ) допускается использование напряжения выше 220 В, но не выше 380 В, в том числе фазное напряжение системы 660/380 В с заземленной нейтралью при соблюдении определенных условий.

3.2 Выбор видов освещения

В соответствии со СНиП 11-4-79 искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения.

Рабочим освещением называется освещение, которое применяется для создания необходимой освещенности рабочих поверхностей и вспомогательных площадей. Рабочее освещение нормируется санитарными нормами проектирования промышленных предприятий. Минимальные нормы освещенности нормированы в «Строительных правилах и нормах» в зависимости от точности выполняемых работ, а также с учетом контрастности рассматриваемых деталей и фона.

Аварийное освещение обеспечивает требуемую освещенность при внезапном отключении рабочего освещения. Для аварийного освещения либо устанавливаются дополнительные светильники, либо используется часть светильников рабочего освещения, которые питаются от другого источника или при исчезновении напряжения переключается на резервный источник.

Следовательно, в данном цеху принято рабочее и аварийное освещение.

  1.  Выбор системы освещения, нормируемой освещенности и коэффициента запаса

В автоматизированном цеху для освещения помещения применяем систему общего освещения, так как это система предназначена не только для освещения рабочих поверхностей, но м всего помещения в целом, в силу чего светильники размещают на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей в верхней зоне помещения, на подвесах, стойках и т.п. в зависимости от расположения светильников различают равномерное, локализованное и общее освещение.

При общем равномерном освещении светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно, обеспечивая тем самым одинаковую освещенность всего помещения. При общем локализованном освещении светильники размещают исходя из наивыгоднейшего направления светового потока на рабочие поверхности, т.е. с учетом расположения технологического оборудования.

Исходя, из этого для автоматизированного цеха применяют равномерное освещение.

При выборе норм освещенности и коэффициента запаса применяются СНиП 23-05-95 естественного и искусственного освещения. Выбор нормы освещенности по СНиП осуществляется в зависимости от размера объекта, различения контраста объекта с фоном и с коэффициентом отражения. Кроме того, необходимо учитывать тип принятого источника света и источников освещения при проектировании осветительной установки и освещенности на рабочих местах.

За счет снижения светового потока, снижения КПД светильников за время эксплуатации, за счет падения электронов на колбу лампы, вводится коэффициент запаса К3. Для

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

19

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

автоматизированного цеха принимаем Кз.норм равным 1,5. Табличное значение Кз.табл  равно 1,5.

Таблица 7 – Нормируемая освещенность  помещений

Помещения

Плоскость нормирования освещенности её высота над полом, м

Освещенность рабочих поверхностей, лк

Станочное отделение

пол

300

Бытовка

иол

100

ТГТ

1,5

50

Инструментальная

пол

75

Агрегатная

пол

150

Вентиляторная

0,8

20

Кабинет начальника

пол

200

Склад

пол

75

  1.  Выбор источников света и светильников

Выбор типа источника света определяется следующими основными факторами:

  1.  электрическими характеристиками (напряжением, мощностью, родом тока, силой тока);
  2.  функциональными светотехническими параметрами (световым потоком, силой света, цветовой температурой, спектральным составом излучения);
  3.  конструктивными параметрами (диаметром колбы, полной длиной ламп );
  4.  средней продолжительностью горения;

- стабильностью светового потока;

  1.  экономичностью (стоимостью и световой отдачей источника света).

Выбор типа осветительного прибора должно производится в зависимости от технических требований ограничений, имеющих место для конкретного производственного процесса, при обязательном учете особенностей предполагаемого к применению светового

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

20

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

прибора на основании технико-экономических сопоставлений светотехнических равноценных вариантов освещения. Предпочтение следует отдавать тем типам электрических ламп, которые обеспечивают в заданных условиях наименьшие приведенные годовые затраты на освещение и минимум расхода электроэнергии.

При выборе источника света для помещений разной высоты необходимо учитывать следующее: в низких помещениях (не выше 6-8 м) наиболее экономичны осветительные установки с люминесцентными лампами; в помещениях средней высоты (от 6 до 8-15 м) и очень высоких ( свыше 20 м ) наиболее выгодней осветительные установки с лампами ДРИ; в высоких помещениях (от 8-10 м до 20 м) наименьшие затраты имеют место для осветительной установки с лампами ДРЛ, хотя энергетически они менее выгодны, так как установленная мощность в осветительных установках с лампами ДРЛ больше, чем в осветительных установках с лампами ДРИ.

Если нормируемая освещенность не превышает 150 лк наиболее экономично использовать лампы накаливании, а если освещенность превышает 150 лк, то используются люминесцентные лампы и лампы типа ДРЛ и ДРИ.

Так как в автоматизированном цеху нормализованная среда, выбирается для станочного отделения светильники типа РСП13-400-011 с лампами ДРЛ400.

Для вспомогательных помещений кроме инструментальной, трансформаторной подстанции и склада устанавливаются светильники типа ЛСП02-2х40-04-06 с люминесцентными лампами типа ЛБ40.

Для остальных помещений устанавливаются светильники типа НСП 11-200-231, НСП21-100-001 и НСП21-200-003 с лампами накаливания типа Б215-225-100 и Б215-225-200.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

21

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Таблица 8 – Технические данные ламп накаливания

Тип лампы

Мощ-

ность,

Вт

Расчетное напряжение на лампе, В

Световой поток, Лм

Габаритные размеры, мм

Тип цоколя по ГОСТу 17100-79

Б215-225-100

100

220

1380

61x110

Е 27/27

Б215-225-200

200

220

3150

81x167

Е 27/27

Таблица 9 – Технические данные люминесцентных  ламп

Тип

лампы

Мощ-

ность

лам-

пы,

Вт

Напряжение на лампе, В

Рабо-

чий

ток,

А

Свето-

вой

поток,

кЛм

Средняя продолжительность работы, тысячь часов

Габарит-ные размеры,

мм

Тип

цоколя

по

ГОСТу

17100-

79

ДРЛ 400

400

135

3,25

23,5

15

122x292

Е40/45

Таблица 10 – Технические данные ламп ДРЛ

Тип

лампы

Мощ-

ность

лам-

пы,

Вт

Напряжение на лампе, В

Рабо-

чий

ток,

А

Свето-

вой

поток,

кЛм

Средняя продолжительность работы, тысяч часов

Габаритные размеры,

мм

Тип

цоколя

по

ГОСТу

17100-

79

ДРЛ 400

400

135

3,25

23,5

15

122x292

Е40/45

Таблица 11 – Технические данные светильников для дугоразрядных ламп

Тип

све-тильника

Класс

света

рас-

пре-

деле-

ния

Тип

КСС

КПД,

%

За-

щит-

ный

угол

Сте-

пень

защи-

ты

Клима-

тиче-

ское

испол-

нение

Габаритные размеры, мм

Мас-

са,

кг

РСП13-400-011

П

Д

71

15

54

УЗ, ТЗ

440x527

2,7

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

22

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Таблица 12 – Технические данные светильника с лампами накаливания

Тип

светиль-

ника

Класс

света

рас-

пре-

деле-

ния

Тип

КСС

КПД,

%

За-

щит-

ный

угол

Сте-

пень

защи-

ты

Клима-

тиче-

ское

испол-

нение

Группа

усло-

вий

экс-

плуа-

тации

Габаритные размеры, мм

Мас-

са,

кг

НСП 11-

200-231

П

Д

65

15

IP62

УЗ, ХЛЗ,

ТЗ

M1

305x320

2,8

НСП21-

100-001

П

Д

80

15

53

УЗ,ТЗ

M1

224x290

1,3

НСП21-

200-003

П

Д

82

15

53

УЗ,ТЗ

M1

316x340

2,2

Таблица 13 - Технические данные светильников для люминесцентных ламп

Тип

cветиль-

ника

Класс

света

рас-

пре-

деле-

ния

Тип

КСС

КПД,

%

За-

щит-

ный

угол

Сте-

пень

защи-

ты

Клима-

тиче-

ское

испол-

нение

Габаритные размеры, мм

Мас-

са,

кг

ЛСП 02

2х40 01-03

Н

Д

75

15

IP20

УХЛ4

О4

1234x280х159

5,5

3.5 Расчет освещения методом удельной мощности

Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценки экономичности решений и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования.

Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещение ламп на площадь помещения.

Табличная величина удельной мощности освещения определяется по формуле

Вт/ м2,                       (82)

где -мощность одной лампы, Вт;

    п - число ламп, шт;

    S - площадь помещения, м2.

Производится расчет освещения для станочного отделения светильниками РСП13-400-001 с лампами ДРЛ400

Определяется площадь станочного отделения по формуле

                   S = AB, м2                             (83)

где А - длина помещения, м;

    В - ширина помещения, м.

S=1140 м2.

Определяется табличное значение удельной мощности общего равномерного освещения светильников с лампами типа ДРЛ [по табл. 6.13 /2/]

Wтабл= 4,2 Вт/ м2.

Данная удельная мощность задана для

Eтабл=100 Лк;

Кз.п.=1,5;

η =100%;

рп=0,5;

р

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

с=0,3;

рр=0,1.

Пропорциональным перерасчетом определяется расчетная удельная мощность по формуле

 , Вт/ м2,               (3)

где Енорм-нормируемая освещенность, Енорм=300 лк., определяется

         по таблице (7);

   Кз.п.-коэффициент запаса для данного помещения, Кз.п=1,5

       [по табл. 3.4 /2/];

  Кр - коэффициент перерасчета, Кр = 0,9;

  η  - КПД установленного светильника,  η =0,71.

= 15,79 Вт/ м2.

Определяется количество светильников по формуле

, шт.                          (85)

= 45,52  шт.

Для наиболее равномерного освещения принимаем количество светильников равным 46 штукам.

Производится расчет аварийного освещения для станочного отделения светильниками НСП21-200-003 с лампами накаливания  Б215-225-200.

Определяется площадь станочного отделения по формуле (83)

S=1140 м2.

Определяется табличное значение удельной мощности общего равномерного освещения светильников с лампами накаливания 100-200 Вт [по табл. 6.8 /2/]

Wтабл = 13 Вт/ м2.

Данная удельная мощность задана для

Eтабл=100 Лк;

Кз.п=1,3;

η=100%;

рп=0,5;

р

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

с=0,3;

рр=0,1.

Пропорциональным перерасчетом определяется расчетная удельная мощность по формуле (84)

где Енорм=15 лк., определяется по таблице (7);

    Кз.п=1,3[по табл. 3.4. /2/];

    Кр=0,9;

    η=0,80.

= 2,19 Вт/ м2.

Определяется количество светильников по формуле (85)

= 12,48 шт.

Для наиболее равномерного освещения принимаем количество светильников равным 13 штукам.

Производится расчет освещения для помещения трансформаторной подстанции светильниками НСП21-100-001 с лампами накаливания  Б215-225-100.

Определяется площадь помещения трансформаторной подстанции по формуле (83)

S=6∙6=36 м2.

Определяется табличное значение удельной мощности общего

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

25

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

равномерного освещения светильников с лампами накаливания     100-200 Вт [по табл. 6.8 /2/]

Wтабл=20,5 Вт/ м2.

Данная удельная мощность задана для

Eтабл=100 Лк;

Кз. =1,3;

η=100%;

рп=0,5;

р

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

с=0,3;

рр=0,1.

Пропорциональным перерасчетом определяется расчетная удельная мощность по формуле (84)

где Енорм = 50 лк., определяется по таблице (7);

    Кз.п = 1,3 [по табл. 3.4. /2/];

    Кр = 0,9;

    η = 0,80.

= 11,53 Вт/ м2.

Определяется количество светильников по формуле (85)

= 4,15 шт.

Для наиболее равномерного освещения принимаем количество светильников равным 4 штукам.

Производится расчет аварийного освещения для помещения трансформаторной подстанции светильниками НСП21-100-001 с лампами накаливания  Б215-225-100.

Определяется площадь помещения трансформаторной подстанции по формуле (83)

S=6∙6=36 м2.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

26

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется табличное значение удельной мощности равномерного освещения светильников с лампами накаливания 100-200 Вт [по табл. 6.8 /2/]

Wтабл = 20,5 Вт/ м2.

Данная удельная мощность задана для

Eтабл = 100 Лк;

Кз.п = 1,3;

η = 100%;

рп = 0,5;

р

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

с = 0,3;

рр = 0,1.

Пропорциональным перерасчетом определяется расчетная удельная мощность по формуле (84)

где Енорм = 2,5 лк., определяется по таблице (7);

    Кз.п = 1,3[по табл. 3.4. /2/];

    Кр = 0,9;

    η = 0,80.

= 0,58 Вт/ м2.

Определяется количество светильников по формуле (85)

= 0,21 шт.

Для наиболее равномерного освещения принимаем количество светильников равным 1 штуке.

Производится расчет освещения для голтовочного отделения светильниками ЛСП 2х40-01-03 с люминесцентными лампами ЛБ40.

Определяется площадь голтовочного отделения по формуле (2)

S=7∙12=84 м2.

Определяется табличное значение удельной мощности общего равномерного освещения светильников с лампами накаливания 40 Вт [по табл. 6.8 /2/]

Wтабл = 4,1 Вт/ м2.

Данная удельная мощность задана для

Eтабл = 100 Лк;

Кз.п= 1,5;

η = 100%;

рп = 0,5;

р

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

с = 0,3;

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

32

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

рр = 0,1.

Пропорциональным перерасчетом определяется расчетная удельная мощность по формуле (84),

где Енорм = 300 лк., определяется по таблице (1);

    Кз.п= 1,5 [по табл. 3.4. /2/];

    Кр = 0,9;

    η = 0,75.

= 14,76 Вт/ м2.

Определяется количество светильников по формуле (85)

= 15,5 шт.

Для наиболее равномерного освещения принимаем количество светильников равным 16 штукам.

Производится расчет аварийного освещения для голтовочного отделения светильниками ЛСП 2х40-01-03 с люминесцентными лампами ЛБ40.

Определяется площадь голтовочного отделения по формуле (83)

S=7∙12=84 .

Определяется табличное значение удельной мощности общего равномерного освещения светильников с лампами накаливания 40 Вт [по табл. 6.8 /2/]

Wтабл = 4,1 Вт/ м2.

Данная удельная мощность задана для

Eтабл = 100 Лк;

Кз.п= 1,5;

η = 100%; 

рп = 0,5;

р

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

24

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

с = 0,3;

рр = 0,1.

Пропорциональным перерасчетом определяется расчетная

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

33

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

удельная мощность по формуле (84)

где Енорм = 15 лк., определяется по таблице (7);

    Кз.п= 1,5[по табл. 3.4. /2/];

    Кр = 0,9;

    η = 0,75.

= 0,74 Вт/ м2.

Определяется количество светильников по формуле (4)

= 0,78 шт.

Для наиболее равномерного освещения принимаем количество светильников равным 1 штуке.

  1.  Размещение светильников в освещаемом пространстве

Существует два способа размещения светильников общего освещения: рав- номерное и локализованное. При локализованном способе вопрос о выборе места расположения светильника должен решаться индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от характера производственного процесса.

При общем равномерном освещении, а по возможности и при локализованном освещении светильники с лампами накаливания, лампами ДРЛ, ДРИ и натриевыми лампами рекомендуется располагать по вершинам квадратных, прямоугольных ( с отношением большей стороны прямоугольника к меньшей не более 1,5) или ромбических ( с острым углом ромба, близким 60°) полей.

Светильники с люминесцентными лампами могут располагаться вплотную друг к другу либо с разрывами ( не более половины расчетной высоты от условной рабочей поверхности до светильника ). При их использовании сначала из светотехнического расчета определяется световой поток ряда люминесцентных светильников, а затем рассчитывается число светильников в одном ряду.

В процессе расчетов необходимо следить, чтобы суммарная длина светильников с люминесцентными лампами в одном ряду не превышала длины помещения.

В проектируемом автоматизированном цехе выбирается следующие расположения светильников:

  1.  в станочном отделении светильники располагаются в 6 рядов по 10, по 9 и по 7 светильников в одном ряду, на высоте 7,8 м, для аварийного освещения 10 светильников, на высоте 2,5 м;
  2.  

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

38

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

в помещении трансформаторной подстанции светильники располагаются на высоте 3,8 в 2 ряда по 2 светильника в ряду, для аварийного освещения 1 светильник, на высоте 3,8 м.

  1.  в вентиляторной располагается 1 светильник, на высоте 3,8 м, для аварийного 1 светильник, на высоте 3,8 м;
  2.  в инструментальной располагается 2 светильника, на высоте 3,8 м,
  3.  в складском помещении располагается 4 светильника в 2 ряда, на высоте 3,8м;
  4.  в голтовочном отделении располагается 15 светильников, в 3 ряда, на высоте 3,8 м, для аварийного 3 светильника, на высоте 3,8 м;
  5.  в кабинете мастера располагается 6 светильников, в 2 ряда, на высоте 3,8 м;
  6.  в агрегатной располагается 6 светильников, в 2 ряда, на высоте 3,8 м, для аварийного освещения 1 светильник, на высоте 3,8 м;
  7.  в бытовке располагается 4 светильника, в 2 ряда, на высоте 3,8 м.

  1.  Проверка освещения точечным методом

В данном дипломном проекте точечный метод используется как проверочный после прямого расчета по удельной мощности.

Точечный метод применяется для расчета общего равномерного и локализированного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света.

Так как источники света представляются как светящая точка, линия или поверхность, методика расчета освещения для каждого случая меняется.

Светильники с лампами накаливания и ДРЛ, а также с люминесцентными лампами, если расстояние между ними в ряду более 0,5 высоты над рабочей поверхностью, считаются точечными источниками света.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

39

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

В качестве контрольных точек выбираются точки освещаемой поверхности, в которых суммарная освещенность имеет наименьшее значение.

Эта точка выбирается на освещаемой поверхности в центре геометрической фигуры, образованной проекциями крайних рядов. Контрольную точку в углу, у стен помещения не берут, так как в этих местах освещенность резко снижается и не установлено штатное оборудование.

На плане размещение светильников в помещение наносится контрольная точка А и определяются расстояния от проекции ближайших светильников на рабочей поверхности до контрольной точки d.

В этой точке подсчитывается суммарная условная освещенность по кривым пространственных изолюкс горизонтальной освещенности построенной для светильников с условной лампой со световым потоком 1000 лм с КСС типа Д1.

Если расчетная точка не совпадает точно с изолюксами, то освещенность е определяется интерполированием между ближайшими изолюксами.

Выбирается коэффициент добавочной освещенности µ=1,1-1,2, учитывающий действия удаленных светильников и отраженный световых потоков.

Учитывая световой поток лампы [по табл. 4.2/2/] и коэффициент запаса для дугоразрядных ламп =1,5, а для ламп накаливания =1,3, определяется фактическая освещенность по формуле

,                          (86)

где Фл  - суммарный световой поток ламп в светильнике, лм.

Фактическая освещенность должна отличаться от расчетной в пределах от -10% до +20%. При невозможности выбора лампы с таким допуском корректируется расположение светильников и

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

40

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

проверяется по условию

0,9ЕнормEфакт1,2Енорм                        (87)

Производится проверка рабочего освещения в станочном отделении.

В данном отделении нормируемая освещенность равна Енорм=300 лк, установлены светильники в количестве п=50 шт, с лампами ДРЛ400 в 6 рядов, на высоте hр=7,8 м, и Кз.п=1,5.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

41

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Таблица 14 – Суммарная мощность в контрольной точке А

Точка

№ светильников

hр

d

Значение е, лк

А

1,2,3,4

7,8

3,3

2,6∙2=10,4

5,6

6,92

1,28∙2=2,56

7,8

7,8

1,1∙2=2,2

=15,16

Определяется фактическая освещенность по формуле (86)

= 285,01 лк.

Освещенность проверяется по условию (6)

270 лк 285,01 360 лк.

Условие выполняется.

Рисунок 12 – План участка станочного отделения и расположение контрольной точки

Производиться проверка аварийного освещения в станочном отделении.

В данном отделении нормируемая освещенность равна Енорм = 2 лк, установлены светильники в количестве п=10 шт, с лампами накаливания Б215-225-200, расположенных на высоте hр=25 м, и Кз.п=1,3. 

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

42

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Рисунок 13 – План участка станочного отделения и расположение контрольной точки аварийного освещения.

Таблица 15 – Суммарная мощность в контрольной точке А

Точка

№ светильников

hр

d

Значение е, лк

А

1,2,5

2,5

7,81

0,5∙3=1,5

3,4

2,5

5

1,75∙2=3,5

6

2,5

10,6

0,2

=5,2

Определяется фактическая освещенность по формуле (86)

= 13,86 лк.

Освещенность проверяется по условию (87)

13,86 лк 2 лк.

Условие выполняется.

Производиться проверка рабочего освещения в помещении трансформаторной подстанции

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

43

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

В данном отделении нормируемая освещенность равна Енорм=50 лк, установлены светильники в количестве п=4 шт, с лампами Б215-225-100 в 2 ряда, на высоте hр=2,3 м, и Кз.п=1,3.

Рисунок 14 - План участка помещения трансформаторной подстанции и расположение контрольной точки

Таблица 16 – Суммарная мощность в контрольной точке А

Точка

№ светильников

hр

d

Значение е, лк

А

1,2,3,4

2,3

2,1

12,5∙4=50

=50

Определяется фактическая освещенность по формуле (86)

= 53,08 лк.

Освещенность проверяется по условию (86)

45лк 53,08 60 лк.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

44

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Условие выполняется.

Производиться проверка аварийного освещения в помещении трансформаторной подстанции

В данном отделении нормируемая освещенность равна Енорм=2,5 лк, установлены светильники в количестве п=1 шт, с лампами Б215-225-100, на высоте hр=3,8 м, и Кз.п=1,3.

Рисунок 15 - План участка помещения трансформаторной подстанции и расположение контрольной точки аварийного освещения

Таблица 17 – Суммарная мощность в контрольной точке А

Точка

№ светильников

hр

d

Значение е, лк

А

1

3,8

4,2

3,7

=3,7

Определяется фактическая освещенность по формуле (86)

= 3,93 лк.

Освещенность проверяется по условию (87)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

45

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

2 лк 3,93 лк.

Условие выполняется.

Проверка освещенности линейным методом от линейно светящихся элементов

К линейным светящимся элементам относятся светящие элементы, имеющие несоизмеримо малые размеры по одной из осей по сравнению с размерами по другим осям.

Излучатели, длина которых превышает половину длины расчетной высоты hp, м, рассматриваются как светящие линии.

Точка А от линейных светящих элементов, располагается в плоскости по середине между двух рядов.

В общих технических условиях на светильники принят  ГОСТ 17677-82 с трубчатыми источниками указывается КСС относительно поперечной и продольной осей.

Расчет освещенность от светящих линий производится с помощью графиков линейных изолюкс, методика построения которых разработана Г.М. Кноррингом [2]. Линейные изолюксы показывают относительную горизонтальную освещенность.

При освещении люминесцентными светильниками, расположенными в линию, определяются относительные размеры по формуле

;                               (88)

,                               (89)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

50

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

где  hр - высота подвеса светильников, м;

 d – расстояние от светящейся линии до расчетной точки

         в проекции, м;

 l – длина светящейся линии, м.

Определяется относительная освещенность в контрольной точке от двух частей линии по линейным изолюксам светильника и .

Линейная плотность светового потока в линии определяется по формуле

, лм,                            (90)

где Фл - световой поток источника света, лм;

     lл - длина светильника, м;

    λ  - расстояние между светильниками, м.

Определяется фактическая освещенность в контрольной точке по формуле

, лк,                        (91)

где   µ - коэффициент, учитывающий световой поток более

         дальних светильников, µ = 1,1-1,2;

  Кз - коэффициент запаса, Кз = 1,5 [по табл. 4.3,/2/];

  hр - расчетная высота от условной рабочей поверхности  

          до выходного отверстия светильника (фонаря), м.

Отклонение фактической освещенности Ефакт,лк, от нормируемой Енорм ,лк, допускается в пределах не более 20% и не менее 10%. При невыполнении этого условия корректируется

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

51

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

расположение светильников в ряду, либо расстояние между рядами.

Производиться проверка рабочего освещения в голтовочном участке

На данном участке нормируемая освещенность равна Енорм=300 лк, установлены светильники в количестве п=18 шт, с лампами ЛБ40-1, на высоте hр=3,8 м, и Кз.п=1,5.

Рисунок 16 – План голтовочного участка и расположение контрольной точки

При освещении люминесцентными светильниками, расположенными в линию, определяются относительные размеры по формулам (7), (8)

= 0,34;

= 0,42;

= 2,5.

Определяются относительные освещенности в контрольной

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

52

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

точке от двух частей линии по линейным изолюксам светильника

Е1 = 69 лк;

Е2 = 135 лк.

Линейная плотность светового потока в линии определяется по формуле (90)

= 3200лк.

Определяется фактическая освещенность в контрольной точке по формуле

= 137,43лк.

Определяется фактическая освещенность трех светящихся линий по формуле

Ефакт= Е1∙2.                            (92)

Освещенность проверяется по условию (87)

270 лк 274,86 лк 360 лк.

Условие выполняется.

Производиться проверка аварийного освещения в голтовочном участке

На данном участке нормируемая освещенность равна Енорм=15 лк, установлены светильники в количестве п=3 шт, с лампами ЛБ40-1, на высоте hр=3,8 м, и Кз.п=1,5.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

53

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Рисунок 17 – План голтовочного участка и расположение контрольной точки

При освещении люминесцентными светильниками, расположенными в линию, определяются относительные по формулам (88), (89)

= 0,3;

= 0,42;

= 0,42.

 Определяются относительные освещенности в контрольной точке от двух частей линии по линейным изолюксам светильника

Е1 = 67 лк;

Е2 = 67 лк.

Линейная плотность светового потока в линии определяется по формуле (90)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

54

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

= 3200лк.

Определяется фактическая освещенность в контрольной точке по формуле (91)

= 90,27лк.

Определяется фактическая освещенность трех светящихся линий по формуле (92)

Eфакт=90,27 лк

Освещенность проверяется по условию (6)

2 лк 90,27 лк.

Условие выполняется.

  1.  Выбор марки проводов и способы их прокладки

В проекте в осветительных сетях применяют провода и кабели с алюминиевыми жилами. Наименьшие допустимые сечения жил, кабелей и проводов по условиям величин номинальных токов аппаратов защиты, пропускной способности и механической прочности должны соответствовать требованиям ПУЭ [1]. Электропроводка должна обеспечивать возможность легкого распознания по всей длине проводника по цветам.

Применяемые в осветительных сетях виды электропроводок должны обеспечивать их надежную и долговременную роботу в данных условиях среды, обладать достаточной механической прочностью и по возможности наглядностью и доступностью для обслуживания.

3.10 Выбор сечения с проверкой на потерю напряжения.

Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении по нагреву, по экономической плотности и по длительно допустимому току.

Потери электроэнергии в элементах электрических сетей определяют с целью использования их в технико-экономических расчетах, а так же при определении себестоимости передачи и распределения электроэнергии по электрическим сетям.

Различают нагрузочные активные потери мощности и энергии, обусловленные нагревом проводников при протекании тока нагрузки, и холостые потери (постоянные).

Производится расчет на потерю напряжения на щитке ЩО-1. Для этого определяется сечение питающего кабеля.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

64

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется мощность всех групп по формуле

     РрасчлnN∙Кс, кВт,                        (95)

где Ррасч - мощность группы;

    n  - количество ламп в одном светильнике;

    N  - количество светильников;

    Кс  - коэффициент спроса, для мелких производственных   зданий, для групповых сетей и для всех звеньев сети аварийного освещения равен Кс =1,0, для ламп ДРЛ вводится коэффициент пускорегулирующего аппарата =1,1 Для ламп ЛЛ равен 1,3 (учитываются потери в ПРА газоразрядных ламп

Определяются мощности групп основного освещения на ЩО-1

Ррасч1 = 40∙2∙3∙1∙1,3=0,31 кВт,

Ррасч2 = 40∙2∙3∙1∙1,3=0,31 кВт,

Ррасч3 = 250∙1∙1∙1∙=0,25 кВт,

Ррасч4 = 400∙1∙8∙1∙1,1=3,52 кВт,                        

Ррасч5 = 400∙1∙8∙1∙1,1=3,52 кВт,                        

Ррасч6 = 400∙1∙8∙1∙1,1=3,52 кВт,                        

Ррасч7 = 2000+0,5∙4+0,25∙3=4,75 кВт,

Ррасч8 = 40∙2∙10∙1∙1,3+200∙1∙4∙1∙1=1,84 кВт,

Ррасч9 = 250∙1∙1=0,25 кВт.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

65

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется общая мощность щиткена ЩО-1 по формуле

 Рщ = Ррасч1 + Ррасч2 + Ррасч3 + … + Ррасч12, кВт           (96)

= 0,31+0,31+0,25+3,52+3,52+3,52+4,75+1,84+0,25=18,27 кВт.

Сечение проводника выбирается по нагреву, образующемуся благодаря проходящему по нему току. Выбранное сечение кабеля проверяется по условию (47)

Расчетный ток для трехфазной сети определяется по формуле (34)

= 29 А.

Выбирается кабель для питания ЩО-1, марки АВВГ 4x6 мм2, с Iд.д=32 А [по табл. 12.14/2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iрасч = 321,040,92=30,62 А.

Кабель проверяется по условию (47)

30,62 А 29 А.

Условие выполняется, выбранный кабель подходит.

Выбирается кабель до ЩО-2

Производится расчет на потерю напряжения на щитке ЩО-2. Для этого определяется сечение питающего кабеля.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

64

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется мощность всех групп по формуле (94)

Ррасч1 = 40∙2∙9∙1∙1,3=0,94 кВт,

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

66

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Ррасч2 = 40∙2∙9∙1∙1,3=0,94 кВт,

Ррасч3 = 250∙1∙1=0,25 кВт,

Ррасч4 = 200∙1∙2∙1∙100=0,5 кВт,

Ррасч5 = 400∙1∙9∙1∙1,1=3,96 кВт,                        

Ррасч6 = 400∙1∙9∙1∙1,1=3,96 кВт,                        

Ррасч7 = 400∙1∙8∙1∙1,1=3,52 кВТ;                        

Ррасч8 = 2000+(0,5∙4+0,25)=4,25 кВт,                        

Ррасч9 = 250∙1∙1=0,25 кВт,

Ррасч10 = 100∙1∙4∙1∙1=0,4 кВт.

Определяется общая мощность на щитке ЩО-2 по формуле (95)

Рщ = 0,94+0,94+0,25+0,5+3,96+3,96+3,52+4,25+0,25+0,4=18,97 кВт.

Расчетный ток для трехфазной сети определяется по формуле (34)

= 30,11 А.

Выбирается кабель для питания ЩО-2, марки АВВГ 4x6 мм2, с Iд.д=32 А [по табл. 12.14/2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iрасч = 321,040,92=30,62 А.

Кабель проверяется по условию (47)

30,62 А 30,11 А.

Условие выполняется, выбранный кабель подходит.

Выбор кабеля до ЩАО-1

Производится расчет на потерю напряжения на щитке ЩО-2. Для этого определяется сечение питающего кабеля.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

64

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется мощность всех групп по формуле (94)

Ррасч1=200∙1∙9∙1∙1+40∙2∙1∙1,3=1,9 кВт.

Определяется общая мощность на щитке ЩАО-1 по формуле (95)

Рщ=1,9 кВт.

Расчетный ток для трехфазной сети определяется по формуле (34)

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

67

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

= 3,1 А.

Выбирается кабель для питания ЩАО-1, марки АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д=19 А [по табл. 12.14/2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Определяется расчетный длительно допустимый ток с учетом поправочных коэффициентов по формуле

Iрасч = 191,040,92=18,18 А.

Кабель проверяется по условию (47)

18,18 А 3,1 А.

Условие выполняется, выбранный кабель подходит.

Выбор кабеля до ЩАО-2

Производится расчет на потерю напряжения на щитке ЩАО-2. Для этого определяется сечение питающего кабеля.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

64

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется мощность всех групп по формуле (94)

Ррасч1 = 200∙1∙8∙1∙1=1,6 кВт,

Ррасч2 = 40∙2∙3∙1∙1,3=0,31 кВт,

Ррасч3 = 200∙1∙6∙1∙1+100=1,3 кВт.

Определяется общая мощность на щитке ЩАО-2 по формуле (96)

Рщ = 1,6+0,31+1,3=3,21 кВт.

Расчетный ток для трехфазной сети определяется по формуле (34)

= 5,1 А.

Выбирается кабель для питания ЩАО-2, марки АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д=19 А [по табл. 12.14/2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле (48)

Iрасч = 191,040,92=18,18 А.

Кабель проверяется по условию (47)

18,18 А 5,1 А.

Условие выполняется, выбранный кабель подходит.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

68

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Определяется сечение кабеля для всех групп. Для этого выбирается самая нагруженная группа, если сечение кабеля подходит для неё, то подходит для всех групп.

На ЩО-2 самая нагруженная 5 группа, по току этой группы производится расчет и выбор сечения для групп по формуле

, А                             (96)

=10,42 А.

Выбирается кабель марки АВВГ 4x2,5 мм2, с Iд.д=19 А [по табл. 12.14/2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный учитывая условия прокладки по формуле

Iрасч = 191,040,92=18,18 А.

Кабель проверяется по условию (47)

18,18 А 2,56 А.

Условие выполняется, кабель проходит по нагреву.

Кабель проверяется на потерю напряжения. Для проверки на потерю напряжения выбирается самый удаленный светильник.

             3~10 кВ

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

69

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Рисунок 19 - Схема расчета потерь напряжения рабочего освещения в станочном отделении.

Момент нагрузки определяется по формуле

                  M=PL, кВтм,                            (97)

где Р – мощность потребителей, кВт;

   L – длинна участка сети от источника питания до точки

       присоединения нагрузки, м.

Определяется потеря на участках по формуле

,%,                             (98)

где М - момент нагрузки, кВтм;

      С  - коэффициент, учитывающий конструктивное

               исполнение сети. Для алюминиевых проводников,       

               с трехфазной сетью питания С=44 [по табл.12.46./2/];

    S - сечение проводника, мм2.

=3,43 %;

=0,61 %;

=0,42 %;

=0,34 %.

Для участка момент нагрузки определяется по формуле

,кВт∙м,                       (99)

где L0 - расстояние от четвертого ответвления до

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

71

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

        ближайшего светильника,м;

    L - длина группы, м;

   - мощность группы, кВт.

 = 28,18 кВт∙м.

Определяются потери напряжения на участке по формуле (98)

=0,26 %.

Общие потери напряжения складываются из потерь напряжения на различных участках сети. Потери напряжения считаются до самого дальнего светильника по формуле

,                (100)

где   - потеря напряжения в кабеле от источника питания

            до ЩО-1, %;

  - потери напряжения в кабеле от ЩО-1 до первого

            ответвления, %;

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

70

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

   - потеря напряжения в кабеле от первого

             ответвления до второго ответвления, %;

   - потеря напряжения в кабеле от второго

            ответвления до третьего ответвления, %;

   - потеря напряжения в кабеле от третьего

             ответвления до четвертого ответвления,%

=3,43+0,61+0,42+0,34+0,26=5,06 %.

Кабель проверяется по условию (50)

5,2 % 5,06 %.

Условие выполняется, кабель по потерям напряжения рассчитан правильно.

  1.   Выбор типа распределительных пунктов, выбор защитных аппаратов

Распределительные пункты осветительных сетей, предназначенных для распределения электрической энергии, для защиты от токов короткого замыкания в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 380 В, а так же для защиты от перегрузок. В цеху для установки применяются 4 осветительных щитка типа ОЩВ (настенные). Устанавливаются 2 щитка для основного освещения, и 2 щитка для аварийного освещения. Технические данные щитков приведены в таблице.

Таблица 18 - Технические данные щитков ОЩВ.

Тип щитка

Количес-тво

Число однофазных групп

Устройство на вводе

Аппараты на отход- ных линиях

Размеры

ОЩВ-6А УХЛ4

2

6

АЕ2046-10

АЗ161

400x154x516

 

Таблица 19 - Технические данные щитков ОЩВ.

Тип щитка

Количес-тво

Число однофазных групп

Устройство на вводе

Аппараты на отход- ных линиях

Размеры

ОЩВ-12А

УХЛ4

2

12

АЕ2056-10

АЗ161

400x154x716

 

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

72

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Сеть ремонтного освещения питается от понижающего трансформатор на напряжение 36 и 42 В, которое считается безопасным напряжением для человека. Технические данные ЯТП-0,25-23УЗ приведены в таблице.

Таблица 16 - Технические данные ящика ЯТП.

Тип ящика

Напряжение

трансформатора, В

Тип защитного аппарата

Размеры

Тип трансформатора

ЯШ-

0,25-2ЭУЗ

220/36

АЕ1000

205x282x130

ОСО-0,25

В осветительных щитках установлен 1 вводный и линейные автоматы. Вводный автомат защищает от перегрузок и короткого замыкания щит освещения, а линейные автоматы защищают электрические сети освещения. Так как автоматы комплектуются вместе с щитками выбор автоматов не производится, а выбираются только токи расцепителей.

Номинальные токи уставки автоматов и плавких вставок пре- дохранителей следует выбирать по возможности минимальными к расчетным токам защищаемых участков сети.

Таблица 17 - Технические данные автоматических выключателей.

Тип

Номинальное значение

Число

полюсов

Расцепитель

Номинальный ток расцепи- теля, А

напряжения,

В

тока, А

АЕ2056М

660

100

3

комбинирован-

ный

10-100

АЕ2046

660

63

3

комбинирован-

ный

6,3-63

А3161

380

50

1

тепловой

16-50

АЕ1000

380

25

1

комбинирован-

ный

6,3-25

Токи каждой группы щитка ЩО-1 определяются по формуле (96)

Iгр1==0,82 А,

Iгр2==0,82 А,

Iгр3==0,66 А,

Iгр4,5,6==9,26 А,

Iгр7==12,5 А,

Iгр8==4,84 А,

Iгр9==0,66 А.

Расчетный ток для трехфазной сети определяется по формуле (34)

= 29 А.

Ток расцепителя автомата выбирается по условию (39)

Для вводного автомата АЕ2056М, установленного на ЩО-1, выбирается ток расцепителя

Iн.р =40 А;

Iрасч =29 А.

Отключающую способность автомата проверяем по условию (49)

40 А 29 А.

Выбирается ток расцепителя автомата. На отходящей линии для самой нагруженной группы установлен автомат А3161.

Iн.р =16 А;

Iрасч =12,5 А.

Отключающую способность автомата проверяем по условию (49)

16 А 12,5 А.

Условия соблюдаются, токи расцепителей автоматов выбраны правильно.

Токи каждой группы ЩО-2 определяются по формуле (34)

Iгр1==2,47 А,

Iгр2==2,47 А,

Iгр3==0,66 А,

Iгр4 ==1,32 А,

Iгр5,6,7==10,42 А,

Iгр8==11,18 А,

Iгр9==0,66 А,

Iгр10==1,05 А.

Расчетный ток для трехфазной сети определяется по формуле (34)

= 30,11 А.

Ток расцепителя автомата выбирается по условию (39)

Для вводного автомата АЕ2056М, установленного на ЩО-2, выбирается ток расцепителя

Iн.р =40 А;

Iрасч =30,11 А.

Отключающую способность автомата проверяем по условию (49)

40 А 30,11 А.

Выбирается ток расцепителя автомата. На отходящей линии для самой нагруженной группы установлен автомат А3161.

Iн.р =16 А;

Iрасч =11,8 А.

Отключающую способность автомата проверяем по условию (49)

16 А 11,8 А.

Условия соблюдаются, токи расцепителей автоматов выбраны правильно.

  1.  

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

76

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Выбор схемы питания ремонтного освещения. Выбор напряжения и источника питания

Питание сети ремонтного освещения осуществляется от понижающих трансформаторов ЯТП - 0,2523 УЗ, который понижает напряжение с 220 до 36 В. В цеху установлены три понижающих трансформатора от которых питаются 5 штепсельные розетоки ремонтного освещения. В самих трансформаторах так же имеются встроенные розетки на 36 В. Радиус охвата переноски с ремонтным освещением 15 метров. Учитывая количество розеток по цеху и радиус охвата удлинителей ремонтного освещения, достаточно для освещения ремонтного освещения по всему цеху.

  1.  Выбор сечения проводов с проверкой на потерю напряжения

Определяется расчетный ток для двухпроводной сети (фаза-нуль) по формуле:

,  А,                        (101)

где Рящ - мощность ЯТП, кВт;

   Uном - номинальное напряжение двух проводников сети,

           питающей ЯТП, Вт.

Iрасч= = 1,19 А.

Выбирается кабель марки АВВГ 3x2,5 мм2, с =19 А [по табл. 12.14/2/].

Производится перерасчет трехжильного кабеля на четырехжильный, учитывая условия прокладки, по формуле (48)

Iрасч= 191,04=19,76 А.

Выбранное сечение кабеля проверяется по условию (47)

19,76 А > 1,19 А.

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

77

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

Условие выполняется.

Потери напряжения сети ремонтного освещения производиться таким же способом, как и для сети рабочего освещения.

Общие потери напряжения складываются из потерь напряжения на различных участках сети, в соответствии с рисунком (20).

Рисунок 20 - Схема расчета потерь напряжения ремонтного освещения в станочном отделении

Потери напряжения считаются до наиболее удаленного участка, по формуле:

, %,                  (102)

где  - потери напряжения от трансформаторной

            подстанции до ЩО-2, %;

    - потери напряжения от ЩО-2 до

           понижающего трансформатора, %;

     - потеря напряжения от понижающего

Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

78

УТЭК.140613.КП.05.00.000.ПЗ

     

            трансформатора до первого ответвления, %;

     - потеря напряжения в кабеле от первого

            ответвления до наиболее удаленного, %;

Определяются потери на участках  по формуле (98).

=1,8 %;

=0,35 %;

=0,1 %;

=1,88 %.

Путем суммирования всех потерь на участке определяем общие потери по формуле (102)

=1,8+0,35+0,1+0,7+1,88=4,13 %.

Проверяется по условию (19)

5,2 % >4,13 %.

Условие выполняется, кабель по потерям напряжения подходит.


  1.  МОЛНИЕЗАЩИТА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО ЦЕХА

4.1 Молниезащита

Молниезащита — комплекс мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от прямых ударов молнии, электромагнитной и электростатической индукции, а также от заноса высоких потенциалов через металлические конструкции и коммуникации. На земном шаре ежегодно происходит до 16 млн гроз, т.е. ок