Составление графика электрической нагрузки. Выбор тп. Проверочный Расчёт линии 0,4 кв.

 

Электрическая нагрузка в производственном цеху – величина непрерывно изменяющаяся: одни потребители включаются, другие – отключаются.

При определении расчетных нагрузок обычно пользуются методом коэффициента одновременности, методом построения графика электрических нагрузок или методом упорядоченных диаграмм (эффективного числа электроприемников) и другими.

 

Рисунок 9.1 – График годовой электрической нагрузки цеха по ремонту ДВС

При определении электрических нагрузок пользуются специальными «Рекомендациями». Согласно этим рекомендациям, расчетные нагрузки на вводах в отдельные здания и сооружения комплексов при наличии сменных или суточных технологических графиков работы силового, нагревательного и осветительного оборудования находят методом построения графика электрических нагрузок.

Для цеха по ремонту ДВС строим график электрических нагрузок согласно технологическому графику работы электрооборудования.

Производными для этих графиков будут следующие характерные показатели:

Годовое число часов использования максимума нагрузок, м:

Sм = Wг/Рм.г, (9.1)

где Wг – годовой расход электрической энергии, кВт·ч, Wг=81670,

Sмг – годовой максимум активной электрической нагрузки, кВт·ч.

Sм = 81670/7820 = 10,44 м.

Среднегодовая нагрузка, кВт·ч:

Sсг = Wг/Tг, (9.2)

где Тг — годовой фонд рабочего времени, м.

Sсг = 81670/12 = 6805 кВт·ч.

 

Выбор трансформатора.

Найдём общую мощность электрических установок цеха:

Р_общ = 30 + 4,22 + 7,4 + 16,8 + 0,75 + 0,072 = 59,242 кВт.

Реактивная мощность, квар:

Q = P_общ · tgj (9.3)

Q = 59,242·0,18 = 10,66 квар

Найдем полную мощность.

Выбираем трансформатор.

Номинальная мощность трансформатора определяется по экономическим интервалом нагрузок в зависимости от расчетной полной мощности, среднесуточной температуры воздуха и вида нагрузки.

Для трансформаторной подстанции подойдёт трансформатор мощностью S_НОМ=160кВА, но на предприятии помимо потребителей в цеху ДВС имеются и другие потребители (в других цехах), поэтому трансформаторная подстанция (с учётом всех мощностей) имеет 2 трансформатора 630 кВА.

 

Проверочный расчёт линии 0,4 кВ.

Потребители электрической энергии работают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, на которое рассчитаны данный электродвигатель или устройство. При передаче электроэнергии по проводам часть напряжения теряется на сопротивление проводов и в результате в конце линии, т. е. у потребителя, напряжение получается меньшим, чем в начале линии.

Понижение напряжения у потребителя по сравнению с нормальным сказывается на работе токоприемника, будь то силовая или осветительная нагрузка. Поэтому при расчете любой линии электропередачи отклонения напряжений не должны превышать допустимых норм, сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, как правило, проверяют по потере напряжения. Допустимые потери напряжения для проектируемой линии не более 5 %.

Потеря напряжения, В, в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле:

, (9.4)

где - активное сопротивление линии, Ом/км,

- индуктивное сопротивление линии, Ом/км.

Порядок расчета линии электропередачи на потерю напряжения с проводами из цветных металлов с учетом индуктивного сопротивления проводов следующий:

1. Задаемся средним значением индуктивного сопротивления для алюминиевого или сталеалюминевого провода в 0,35 Ом/км.

2. Рассчитываем активную и реактивную нагрузки P, Q.

3. Подсчитываем реактивную (индуктивную) потерю напряжения, В:

. (9.5)

.

4. Допустимая активная потеря напряжения, В, определяется как разность между заданной потерей линейного напряжения и реактивной:

(9.6)

5. Определяем сечение провода s, мм²:

, (9.7)

где - длина участка, км,

- величина, обратная удельному сопротивлению, км/Ом.

6. Подбираем ближайшее стандартное значение s = 10 мм² и находим для него по справочной таблице активное и индуктивное сопротивления на 1 км линии, равное ro = 1,78, хо = 0,073.

7. Подсчитываем уточненную величину потери напряжения по формуле (9.4):

Потери напряжения меньше допустимых.

 

Безопасность труда.

 

10.1 Общая характеристика проектируемого объекта

Безопасность труда - это наука о сохранении жизни и здоровья человека на производстве призванная выявить и предостеречь от вредных факторов, разработать методы и средства защиты человека, снижающие воздействия этих факторов применяемых значений.

Рассматриваемый объект – производственный корпус предприятия ООО «Карталинский ремонтный завод». Одноэтажное кирпичное здание с размерами 85 х 35 м. В здании сформировано 6 цехов, один из которых – цех по ремонту ДВС тракторов К-700 и его агрегатов, размером 14 х 6 м. Электроснабжение цеха осуществляется от систем местного электроснабжения. Линия ВЛ 0,4 кВ от подстанции до цеха выполняется самонесущим изолированным проводом СИП 1 - 35 с глухозаземленной нейтралью.

Система заземления, применяемая на объекте TN-C-S.

 

10.2 Мероприятия по производственной санитарии

Состояние микроклимата в помещениях оценивается как удовлетворительное. При температуре наружного воздуха -30 ^оС температура внутри помещений составляет не менее +15 ^оС. Относительная влажность воздуха достигает 60…75%, это обеспечивается системой вентиляции с электрокалориферной установкой.

Освещенность также удовлетворительна, нормированная освещенность обеспечивается светильниками ГСП 25.

Комплектация годовой потребности в спецодежде и в средствах индивидуальной защиты произведёна для электромонтера по обслуживанию и ремонту оборудования [15]. Результаты приведены в таблице 10.1.

 

Таблица 10.1 - Годовая потребность в спецодежде и средствах индивидуальной защиты

Профессия	Наименование спецодежды	Срок носки, мес.	Годовая потребность, шт.
Электромонтер по обслуживанию и ремонту электрооборудования	Костюм хлопчатобумажный
Куртка ватная		0,5
Сапоги кирзовые
Рукавицы брезентовые
Валенки		0,5
Перчатки диэлектрические	Дежурные
Галоши диэлектрические	Дежурные
Очки защитные	Дежурные

 

10.3 Защитные меры в электроустановках

В цеху по ремонту ДВС температура воздуха составляет не менее 15°С, относительная влажность 75%, полы бетонные токопроводящие, имеется возможность одновременного прикосновения к токопроводящим частям. Таким образом, помещение является особо опасным.

В качестве основного защитного мероприятия используется защитное зануление с повторным заземлением металлических частей электрооборудования и рабочих машин.

Вводные и распределительные устройства расположены в электрощитовой, куда имеет доступ только электромонтер.

При эксплуатации необходимо следить за:

- исправностью и сохранностью предохранительных ограждений;

- чистотой и степенью нагрева электрооборудования;

- своевременным проведением технического обслуживания, технического и капитального ремонтов.

- своевременным проведением технического обслуживания, технического и капитального ремонтов.

В качестве основного средства защиты в установках до 1000 В применяются диэлектрические перчатки, они служат средством защиты от напряжения прикосновения при операциях с ручными приводами и т.п. При работе в распределительном устройстве во время операций, выполняемых штангой, при проверке наличия или отсутствия напряжения применяются диэлектрические боты [16].

В процессе эксплуатации изолирующие средства защиты периодически осматривают и испытывают повышенными напряжениями в сроки, предусмотренные инструкциями.

Обеспечение электробезопасности на участке от прямого прикосновения к токоведущим частям, в соответствии с проектом, электроустановки выполняются недоступными для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не должны находиться под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции [16].

Комплект защитных средств защитных средств на рабочем месте приведен в таблице 10.2.

Таблица 10.2 - Комплект защитных средств на рабочем месте электрика

Средства защиты	Количество
Инструмент с изолированными рукоятками	1 комплект
Диэлектрические перчатки	1 пара.
Инструмент с изолированными рукоятками	1 комплект
Диэлектрические галоши	1 пара.
Указатель напряжения УНН-1	1шт.
Защитная маска	1шт

 

Работники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, имеют профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы, при отсутствии профессиональной подготовки работники обучаются в специализированных центрах подготовки.

До приема на работу, а также периодически, в соответствующем порядке работники проходят проверку состояния здоровья. У персонала, обслуживающего электроустановки проверяется знание правил по охране труда и других нормативно-технических документов в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии.

Работнику, прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок присваивается соответствующая группа по электробезопасности и выдается удостоверение соответствующего образца. Электротехнический персонал, до допуска к соответствующим видам работ обучается приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока и оказания первой помощи при несчастных случаях [17].

В электроустановках необходимо эффективное срабатывание защиты, для этого рассчитаем срабатывание защиты двигателя обкаточного стенда КС 276-03.

Его мощность составляет 30 кВт. Для защиты от токов короткого замыкания используется автоматический выключатель ВА 5131-33. Номинальный ток автоматического выключателя I_н = 100 А. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя I_э.м = 100 А.

Ток короткого однофазного замыкания , А, определяется по формуле

, (10.1)

где - сопротивление трансформатора, однофазному короткому замыканию, Ом;

- полное сопротивление петли «фаза – нуль» от шин 0,4кВ до самого мощного потребителя, Ом.

Полное сопротивление петли «фаза – нуль» находим просуммировав: сопротивление кабеля ВВГ(5×70), протяженность которого составляет 10 метров, сопротивление кабеля ВВГ(5×10), протяжённость которого составляет 7 метров и кабель ВВГ(5×6) протяженностью 6 метров.

Определим сопротивление жилы кабеля R_К, Ом, по формуле

, (10.2)

где - удельная проводимость, м/Ом×мм²;

l – длина кабеля, м;

F – сечение, мм².

Определим сопротивление кабеля на вводе

.

Определим сопротивление кабеля между групповыми щитами

.

Определим сопротивление жилы кабеля R_П, Ом

Определим реактивное сопротивление Х, Ом, для провода и кабеля

, (10.3)

где х – неактивное сопротивление провода на один километр, х=0,403.

(Ом);

(Ом);

(Ом).

Определим полное сопротивление петли «фаза – нуль»

, (10.4)

, (10.5)

(Ом);

(Ом);

(Ом);

(Ом).

Определим ток короткого однофазного замыкания

(А).

По времятоковой характеристике определим время срабатывания автоматического выключателя ВА5131-33, для этого найдем отношение тока короткого однофазного замыкания к номинальному току расцепителя

(10.6)

По времятоковой характеристике на рисунке 10.1 видно, что время срабатывания 0,012с, что меньше 0,4с, следовательно, автоматический выключатель эффективен.

1 — зона работы теплового максимального расцепителя тока, снятая с холодного состояния;

2 — зона работы теплового максимального расцепителя тока, снятая с нагретого состояния.

Рисунок 10.1 – Времятоковая характеристика автоматического выключателя ВА5131-33

 

Рассчитаем заземляющее устройство, составим его схему.

Исходные данные для расчета [11]:

1. Удельное сопротивление верхнего слоя грунта, ρ₁=270 Ом·м;

2. Удельное сопротивление нижнего слоя грунта, ρ₂=140 Ом·м;

3. Толщина верхнего слоя грунта, H=1,75 м;

4. Длина вертикального заземлителя, L=2 м;

5. Заглубление вертикального заземлителя, t=1,7 м;

6. Сезонный климатический коэффициент, Ψ=1,64;

7. Наружный диаметр вертикального заземлителя, d=30 мм;

8. Нормируемое ПУЭ сопротивление заземляющего устройства растеканию тока при базовом удельном сопротивлении земли, R_норм=10 Ом;

9. Заглубление соединительной полосы, t_полосы=0,7 м;

10. Ширина соединительной полосы, b=40 мм;

11. Расстояние между электродами, P=1 м;

12. Коэффициент использования электрода, η_с=0,8.

Эквивалентное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности определяется по выражению:

(10.7)

где ρ₁ - удельное сопротивление верхнего слоя грунта, Ом∙м;

ρ₂ - удельное сопротивление нижнего слоя грунта, Ом∙м;

L - длина вертикального заземлителя, м;

H - толщина верхнего слоя грунта, м;

t_полосы - заглубление соединительной полосы, м;

Ψ - сезонный (климатический) коэффициент.

Сопротивление одного вертикального заземлителя определяется по выражению

(10.8)

где t - заглубление вертикального заземлителя, м;

d - наружный диаметр вертикального заземлителя, м;

ρ_экв - эквивалентное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности, Ом·м;

L - длина вертикального заземлителя, м.

Вычисляем сопротивление контура по алгоритму

(10.9)

где R_норм - нормируемое ПУЭ сопротивление заземляющего устройства растеканию тока при базовом удельном сопротивлении земли, Ом;

ρ_экв - эквивалентное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности, Ом·м;

ρ_баз - базовое удельное сопротивление грунта, (ρ_баз = 100 Ом·м).

Определяем ориентировочное число стержней по выражению:

(10.10)

где R_oc - сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом;

R_н - сопротивление дополнительного контура, Ом.

Вычисленное приблизительное количество вертикальных электродов округляется в сторону увеличения до целого числа:

n_предв = 5.

В заземляющем устройстве заземлители расположены в ряд. Вычисляем длину соединительной полосы по выражению:

(10.11)

где L - длина вертикального заземлителя, м;

n_предв - приблизительное число стержней.

Определяем сопротивление соединительной полосы по выражению:

(10.12)

где ρ₁ - удельное сопротивление верхнего слоя грунта, Ом·м;

Ψ - сезонный (климатический) коэффициент;

L_п - длина соединительной полосы, м;

b - ширина соединительной полосы, м;

t_полосы - заглубление соединительной полосы, м.

Суммарное сопротивление вертикальных заземлителей и соединительной полосы определяется по выражению:

(10.14)

где R_полосы - сопротивление соединительной полосы, Ом;

R_н - сопротивление контура, Ом.

Рисунок 10.2 - Установка одиночного заземлителя в двухслойном грунте.

Уточненное количество вертикальных заземлителей определяется по алгоритму:

(10.15)

где η_с - коэффициент использования заземлителей;

R_верт - суммарное сопротивление вертикальных заземлителей и соединительной полосы, Ом;

R_oc - сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом.

Вычисленное количество вертикальных электродов округляется в сторону увеличения до целого числа:

n = 4

 

 

Рисунок 10.3 - План размещения группового заземляющего устройства

Все соединения сети заземления выполняются на сварке. Каждый заземляемый элемент подключается к сети заземления отдельным ответвлением [18].

 

10.4 Мероприятия по молниезащите.

Главный корпус предприятия относится ко второй категории огнестойкости – это здания из кирпича и бетона с имеющимися в покрытии не защищенными от действия огня стальными конструкциями. Помещение не имеют взрыво- и пожароопасных зон. Ожидаемое количество прямых ударов молнии за год [12]:

, (10.16)

где A - длина здания, м;

B - ширина здания, м;

h_м - наибольшая высота здания, м;

n_м- среднее число поражения молнией 1 км² земной поверхности в год, зависящее от общей продолжительности гроз в данной местности n_М= 4.

Так как ожидаемое количество прямых ударов молнии очень мало, и здание имеют достаточно высокую степень огнестойкости, то защита от прямых ударов молнии не требуется [12].

 

10.5 Мероприятия по пожарной безопасности

Работа в ремонтном цехе относится к категории Д по степени пожароопасности, так как в процессе производства обращаются только негорючие вещества в практически холодном состоянии [13].

Все помещения относятся ко второй категории огнестойкости и не имеют пожаро- и взрывоопасных зон.

Количество воды на тушение пожара определяют по выражению:

, (10.17)

где q -расход воды, q=10 л/с;

t_п - расчетная продолжительность пожара, t_п =3 часа;

z - количество одновременных пожаров, z=2.

Для подачи воды используются автоцистерны. Для подачи воды имеются ручные пожарные насосы. Для тушения загораний и пожаров используют первичные средства пожаротушения. К ним относятся лопаты, ящики с песком, топоры, ломы, ведра, бачки с водой, огнетушители. Потребность в огнетушителях для помещения цеха по ремонту двигателей (исходя из нормы 1 огнетушитель на 100 м²) 1 штука [13].