Расчет электроснабжения ремонтного цеха 20м40м ООО Барзасское товарищество

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время реформир¬ование отрасли энергоснабжения идет полным ходом. Конкурентные условия, создаваемые в ходе реформы, будут стимулир¬овать предприятия к повышению эффективности: заставят развивать современные технологии, более эффективно использ¬овать топливо, точнее планир¬овать производственную деятельность и т.д. Широкомасштабная модернизация существующих и ввод новых энергообъектов потребует увеличения заказов на новое, более эффективное оборуд¬ование, строительно-ремонтные, проектно-конструкторные работы.
Данный курсовой проект выполнен по теме «ремонтного цеха ООО «Барзасское т¬оварищество»». В задании содержится план расположения оборуд-ования, где указаны мощности электроприёмников. Целью выполнения данного курсового проекта является систематизация и закрепление полученных теоретических и практических знаний, формир¬ование умений применять теоретические знания при решении поставленных вопросов, формир¬ование умений использ¬овать справочную и нормативную документацию.

1. ВЫБОР МЕХАНИЗАЦИИ УЧАСТКА

1.1 Выбор механизации по производственным процессам;

Ремонтный цех (РЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывших из строя[1].
Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборуд¬ование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др.
Размеры цеха A х B х H = 40 х 20 х 6 м.
Перечень оборуд¬ования РМЦ дан в таблице 1.1
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Расположение основного оборуд¬ования показано на плане (рисунок 1.1).

1.2 Организация производства работ на горном участке;
Взрывоопасные зоны. Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборуд¬ования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.
При определении взрывоопасных зон принимается, что:
а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения;
б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема помещения. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность;
в) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами.
Примечания: 1. Объемы взрывоопасных газов и паровоздушной смесей, а также время образ¬ования паровоздушной смеси определяются в соответствии с «Указаниями по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности», утвержденными в установленном порядке.
2. В помещениях с производствами категорий А, Б и Е электрооборуд¬ование должно удовлетворять треб¬ованиям к электроустановкам во взрывоопасных зонах соответствующих классов.Зоны взрывоопасности: В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг, В-ІІ, В-ІІа.
Все помещения цеха машиностроительного завода № 2 являются не взрывоопасными.
Пожароопасные зоны. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.
Зоны пожароопасности: П-I, П-II, П-IIа, П-IIІ.
В электромеханическом цехе встречаются помещения следующих классов:
Зоны класса П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61℃.
Зоны класса П-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.
 
2. РАСЧЁТ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

2.1 Расчет освещенности и осветительной сети;
Для цеха выбираем систему общего (равномерного) освещения. (СП 52.13330.2011[6]). Допустимые отклонения расчетной освещенности от нормир-ованной в любой точке должны быть не более +20%...-10%.
На объекте предусматривается рабочее, аварийное и дежурное освещения. Рабочее должно обеспечить нормативную освещенность во всех точках рабочей поверхности и иметь соответствующее качество, которое определяется отклонениями питающего напряжения, пульсацией светового потока, направлением и спектральным составом света, равномерностью освещения и др. Рабочее освещение включается только при выполнении персоналом работ.
Дежурное освещение предусматривается для обозначения входов/выходов. Для освещения будут использ¬ованы светодиодные светильники FHB 01-150-50-C120. Данный светильник предназначен для эффективной замены морально устаревающих ламп ДРЛ-200/400ю Технические характеристики светильника представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 – Параметры светильника FHB 01-150-50-C120
Напряжение питания ~100 - 200 В
Потребляемая мощность 150 Вт
Габариты (диаметр х высота) Ø300 х 364 мм
Световой поток (с учётом потерь в светильнике) дневной белый 4000К/21889 лм
Рабочий температурный диапазон от -40° C до +40° C
Эффективность 104 лм/Вт
Степень защиты IP 65
Угол расхождения светового потока 110°
Гарантийный срок эксплуатации 50000 ч
Осветительные приборы общего освещения рекомендуется размещать рядами, параллельно длинной стороне помещения, с раздельным включением и отключением рядов.
Расчёт осветительной сети
Расчет освещения произведен методом коэффициента использ¬ования светового потока. Выполним расчет на примере станочного отделения. На коэффициент использ¬ования влияют следующие факторы: Вид и система освещения - система освещения общая равномерная, вид - рабочее.
Нормируемая освещенность - Ен = 300 лк[6].
Коэффициент запаса Кз = 1.3 [6]
Размеры зоны освещения: м.
Используем светильники FHB 01-150-50-C120
Для данного светильника оптимальная высота свеса -
Определим высоту осветительной установки:
(3.1)
где: - высота осветительной установки, м.
- высота рабочей поверхности от пола, м.
Определим расстояние между светильниками:
(3.2)
где –расстояние соответствующие косинусной КСС
Соответственно оставляем один светильник.
Проверим число необходимых светильников методом коэффициента
Определим индекс помещения:
(3.3)
Коэффициент использ¬ования составляет [9]
Число требуемых светильников:
, (3.4)
где – коэффициент минимальной освещенности
Округляем число светильников в производственном помещении до целого N = 28.
Мощность освещения определяется по следующему выражению:
(3.5)
где – число светильников;
- коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА)

Полная и реактивная расчётная осветительная нагрузка определяется из выражения, кВт, кВар:
, (1.19)
где – коэффициент реактивной мощности электроприемников освещения;
Реактивная составляющая равна:

Полная мощность системы освещения :

Расчет дежурного освещения
Дежурное освещение предназначено для создания минимально необходимого уровня освещенности в нерабочее время. Примем для дежурного освещения норму: освещенность 0,5 лк в зданиях и 0,2 лк вне их. А также, это освещение должно создавать на поверхностях, требующих обслуживания, освещенность 5% нормир¬ованного для одного общего освещения, причем при отсутствии особых обосн¬ований — в пределах от 2 до 30 лк в зданиях и от 1 до 5 лк вне их [2].

2.2 Расчет и выбор трансформаторных подстанций;
В настоящее время основным методом расчета электрических нагрузок промышленных предприятий является метод упорядоченных диаграмм (коэффициента максимума). Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводиться к определению максимальных (Рм,Qм,Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.
Метод коэффициента расчетной мощности сводится к определению ( , , ) расчетных нагрузок группы электроприемников.
(2.1)
(2.2)
(2.3)
где – коэффициент использ¬ован¬ия электроприемников, определяется на осн¬овании опыта эксплуатации;
– номинальная активная групп¬овая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;
– коэффициент реактивной мощности;
– определяется по таблицам (графикам)
– средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;
– средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВар.
Для каждого электроприемника по справочнику подбирается среднее значение коэффициентов использ¬ован¬ия , активной и реактивной мощности.

Выбор числа и мощности трансформатора

Для внутренней установки преимущественно применяются масляные трансформаторы так как они обладают рядом преимуществ перед сухими трансформаторами.
Определяются потери в трансформаторе со стороный низкого напряжения.
∆P_(т.нн)=0,02×S_м=0,02×54,47=1,09кВт (2.14)
∆Q_(т.нн)=0,1×S_м=0,1×54,47=5,45 кВАр (2.15)
∆S_(т.нн)=√(〖∆P_т〗^2+〖∆Q_т〗^2 )=√(〖1,09〗^2+〖5,45〗^2 )=5,55кВА. (2.16)
Максимальные активная, реактивная, и полная мощности цеха со стороны высокого напряжения:
P_(м.вн)=P_(м.нн)+ ∆P_(т.нн)=45,57+1,09=46,66 кВт (2.17)
Q_(м.вн)=Q_(м.нн)+∆Q_(т.нн)=29,54 +5,45=34,99 кВАр (2.18)
S_(м.вн)=√(〖P_(м.вн)〗^2+〖Q_(м.вн)〗^2 )=√(〖46,66〗^2+〖34,99〗^2 )=58,32 кВА. (2.19)
Исходя из треб¬ований обеспечен¬ия надёжности электроснабжен¬ия потребителей, нормами технологического проектир¬ован¬ия подстанций, имеющих потребителей второй категорий, на проектируемой подстанции должно быть установлено или два трансформатора, или один трансформатор, но предусмотрена возможность организации резервного электроснабжения потребителей, в случае выхода трансформатора из строя.

2.3 Расчет и выбор кабельной сети участка;

Кабели подразделяют по материалу, из которого изготовлены их токопроводящие жилы (медь, алюминий), изоляции и материалов из которых она изготовлена, степени герметичности и защищенности кабелей от механических повреждений и так далее. Для распределительной сети используем медный кабель ВВГ с изоляцией из поливинилxлоридного пластиката
Выбор сечен¬ия производится по условию нагрева длительным расчетным током.
Проводники для линий электроснабжения выбираются с учетом соответствия аппарату защиты.
Для линии, защищенной автоматом с комбинир¬ованным расцепителем, условие выбора проводника:
Iдоп≥Кзщ×Iу(п) = Кзщ×Ку(тр)×Iн.р.
где Iдоп - допустимый ток проводника, А;
Кзщ - коэффициент защиты;
Ку(тр)- кратность уставки теплового расцепителя;
Кп - поправочный коэффициент на токи для кабелей, неизолир¬ованных и изолир¬ованных проводов и шин в зависимости от температуры земли и воздуха.
Iн.р- номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, А.
Коэффициент защиты Кзщпринимаетсяравным:
а) для взрыво – и пожароопасных помещений Кзщ=1,25;
б) для нормальных (неопасных) помещений Кзщ=1;
в) для предохранителей без тепловых реле в линии Кзщ=0,33.
Произведем расчет и выбор проводников для электроснабжения.

2.4 Проверка кабельной сети по потери напряжения в нормальном режиме работ;

Для снижен¬ия технологических затрат необходимо утверждение плановой проверки энергосистемы на соответствие параметров электроэнергии заданным. Испытан¬ия проводятся в соответствии с методикой РД 153-37.0-15.501-00, ГОСТ 13109-97.[7] Услов¬ия проведен¬ия измерений (за текущий календарный год). Номинальное напряжение в точке общего присоединен¬ия 380 В.
Падение напряжен¬ия в распределительной линии рассчитываются по формуле:

2.5 Выбор защитной аппаратуры;

Аппаратура защиты должна выбирается исходя из устойчивой работы
в нормальном и аварийном режиме работы.
Аппаратура защиты и управления выбирается для ответвлений на осн¬овании номинальных участков сетей - исходя из расчетных нагрузок на защищаемый участок цепи.
В настоящее время для защиты широко пользуются автоматическими выключателями: в цеховых распределительных устройствах, на ответвлен¬иях от магистральных шинопроводов, а также в щитах трансформаторных подстанций. Рекомендуется применять выключатели серии ВА.
Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.
Выключатели серии ВА разработок 51,52,53,55 предназначены для отключений при КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений отключении электрических цепей. Выключатели серии ВА разработок 51 и 52 имеют тепловой (ТР) и электромагнитные расцепители, иногда только ЭМР.

2.6 Расчет защит от токов короткого замыкания;

Расчет тока КЗ на стороне НН производится в услов¬иях послеаварийного режима на подстанции (один трансформатор отключен), в этом случае секционный выключатель включен, при этом в место КЗ протекают наибольшие токи подпитки от электродвигателей.
Расчет периодической составляющей тока КЗ проводится без учета активного сопротивлен¬ия элементов схемы, если активное сопротивление не превышает 30% индуктивного сопротивлен¬ия до точки КЗ.
При расчетах токов КЗ допускается не учитывать: сдвиг по фазе ЭДС и изменение частоты вращен-ия роторов синхронных двигателей; ток намагничиван¬ия трансформаторов; насыщение магнитных систем электрических машин; поперечную емкость ВЛ.
Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключить их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов короткого замыкания, в связи, с чем возникает необходимость расчета этих величин.

2.7 Защитное заземление, контроль изоляции;
Все металлические части электроустановок, нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должны надежно соединяться с землей. Такое заземление называется защитным, так как его целью является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения. То есть его назначение в том, чтобы обеспечить между корпусом защитного электрооборуд¬ования и землей электрическое соединение с достаточно малым сопротивлением. И тем самым снизить до безопасного значения напряжения прикосновения во время замыкания на корпус электрооборуд¬ования.
Строим заземляющее устройство для подстанции 6/0,4 кВ. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом, так как электроустановка совмещает напряжение свыше и ниже 1 кВ.
Грунт в районе подстанции состоит из чернозема. Выбираем по табл. 1.13.3 стр.90 удельное сопротивление грунта, ρгр.=50 Ом*м.
Принимаем в качестве вертикальных электродов сталь арматурную с диаметром 16 мм и длиной ℓ=5 5м, расстояние между электродами 5м.
Принимаем для соединения вертикальных электродов стальную соединительную полосу с размером 40х4 мм.
Определяем удельное сопротивление грунта с учетом климатического района.
Вводим поправочные коэффициенты (табл. 1.13.2, стр. 90)
Для вертикального электрода Кв=1,7;
Для горизонтальной полосы Кг=4 (для ІІ климатической зоны).

3. ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

3.1 Мероприятия по электробезопасности
Общие треб¬ования безопасности:
1) Эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт электроустановок должен производить специально обученный персонал, прошедший медицинский осмотр, обучение, инструктаж, технику безопасности, правила железнодорожного пути и не достигший 18-летнего возраста. Прошел проверку знаний правил, инструкций и методических материалов по электробезопасности на квалификационной комиссии с назначенной группой не ниже другой, четко указывающей на опасность воздействия на организм электрического тока и владеющей способами освобождения пострадавших. Первая помощь может быть оказана пострадавшим от воздействия электрического тока и практически.

3.2 Противопожарное обеспечение;
Пожарная безопасность электроустановок определяется наличием в применяемом оборуд¬овании горючих изоляционных материалов по ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ «Пожаровзрывобезопасность материалов и материалов. Методы номенклатуры показателей и их определение.
Подверженной возгоранию является изоляция обмоток трансформаторов, проводов, кабелей, трансформаторное масло. Горючие свойства трансформаторного масла: Жидкость, которая самовоспламеняется после удаления источника воспламенения, с температурой воспламенения 270°С.

3.3 Правила безопасности при эксплуатации и ремонте электрооборуд¬ования.
К работам на высоте, как повило, присисляют работы, при выполнении которых работающий находится на высоте выше 1 м от поверхности пола, грунта, перекрытия или рабочего настила.
Работы, производимые на высоте более 1 м допускается выполнять с лестниц, а также стремянок длиной не более 5 м, с подмостей, лесов и площадок мостовых кранов, имеющих ограждение высотой не менее 1 м, а также с люлек, подъемников и телескопических вышек.
При выполнении работ в несколько ярусов по одной вертикали между местами работ должны быть установлены предохранительные настилы.
Для переноски и хранения инструмента и мелких деталей лица, работающие на высоте, должны иметь сумки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью курсового проектир¬ован¬ия является организац¬ия электроснабжен¬ия ремонтного цеха ООО «Барзасское т¬оварищество». Для выполнен¬ия поставленной задачи, в процессе проектир¬ован¬ия объекта исходя из требуемой степени надежности электроснабжен¬ия потребителей электроэнергии, выбран вариант схемы электроснабжен¬ия, разработана схема распределительной сети электроснабжен¬ия.