Электроснабжение прессового участка цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Уральский государственный колледж им И.И. Ползунова

Ревдинский филиал

Специальность 270116

Группа ЭП - 308 - РФ

Курсовой проект

По дисциплине Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕССОВОГО УЧАСТКА ЦЕХА

Пояснительная записка

Руководитель проекта: Ильинский А.С.

Разработал: Лушагин Б.Д.

Введение

Электроэнергетика, определяющая электровооруженность труда, принадлежит к ведущим отраслям индустрии и имеет опережающее развитие, что является основой технического прогресса промышленности и повышения уровня всего общественного производства. Системой электроснабжения называют комплекс устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Энергетика нашей страны обеспечивает электроснабжение народного хозяйства и бытовые нужды различных потребителей электрической энергии. Основными потребителей являются промышленные предприятия, сельское хозяйство, коммунальные нужды. 70% всей электроэнергии расходуется на технологические процессы предприятий.

Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают электроэнергией промышленных потребителей. Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов, электроосвещение, электронагревательные устройства, в том числе электропечи. При проектировании электроснабжения необходимо учитывать технико-экономические аспекты. При выборе напряжений питающих линий, сети и чисел трансформаторных подстанций, систем управления, защиты -должны учитывать усовершенствования технологического процесса, роста мощностей при номинальном напряжении.

Работа промышленных электроприводов и других потребителей, как при проектировании, так и во время эксплуатации, должна находиться в строгом соответствии как с отдельными приемниками, так и с комплексом электроприводов, обеспечивающим работу сложных механизмов.

Влияние системы электроснабжения на производственный процесс велико. Достаточно сказать, что производственный процесс во многом определяется показателями системы промышленного электроснабжения и электроприводов, которые обеспечивают нормальный режим работы всего промышленного предприятия.

Проект электроснабжения жилых и нежилых помещений начинается с технических условий (ТУ) на присоединение мощности. Для того чтобы правильно заполнить заявку на присоединение в службе присоединений необходимо оценить объем энергопотребления объекта. Для правильной оценки энергопотребления необходимо сделать проект электроснабжения объекта. На основании полученной расчетной мощности и пишется заявка на присоединение. После получения ТУ на присоединение к сетям прорабатывается рабочая документация.

Главная задача, которую решает инженер-электрик при разработке проекта электроснабжения промышленных предприятий это обеспечение равновесия между надежностью, возможностью перспективного развития и экономичностью функционирования промышленного объекта.

В последнее время, все выше становятся требования к безопасности общественных зданий и сооружений. Зачастую, в главу угла при проектировании и строительстве ставится одна единственная задача - снизить затраты на строительство и эксплуатацию. При правильной организации проектирования становится возможным обеспечение всех этих требований. Наши специалисты могут правильно и оперативно выполнить проектирование, добиваясь минимизации затрат.

1. Характеристика объекта

Прессовый участок (ПУ) предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности. Он является сосатвной частью крупного завода электроизделей.

На нём предусмотрены: станочные отделение, где размещён станочный парк; ремонтная мастерская, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балки и наземных электротележек.

Участок получает электроснабжение от собственной трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в пристройке здания . Распределительные устройство (РУ) потребителей электроэнергии размещены в станочном отделении. От этой же ТП получают электроснабжение ещё 2 участка с дополнительной нагрузкой каждый (S = 250 кВА, cos ф = 0,8; K_и = 0,5)

Все электроприёмники относятся к 2 категории надёжности электроснабжения.

Количество рабочих смен - 3.

Грунт в районе здания - глина с температурой +15^о С. Каркас здания сооружён из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый.

Размеры здания AxBxH=48x30x7 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2 м.

Перечень оборудования цеха металлорежущих станков дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Рн) указана для одного электроприёмника.

Расположение основного оборудования показано на плане.

электроснабжение нагрузка трансформатор подстанция

Таблица 1 - перечень оборудования прессового участка цеха

№ на плане	Наименование оборудования	Рн, кВт	Примечание
1…3	Кузнечно-штамповочные автоматы	14,5
4…8	Прессы электромеханические	28,1
9…12	Прессы фрикционные	24,2
13	Кран-балка	9,5	ПВ = 40 %
14…18	Молоты ковочные	10,2
19, 20	Вентиляторы	4,5
21…26	Прессы кривошипные	15	ПВ = 60 %
27, 28	Насосы масляные	3,5
29, 30	Наждачные станки	1,5
31, 32	Шлифовальные станки	7,5
33,34	Сверлильные станки	4

2. Определение категорий надёжности и выбор схемы электроснабжения

В соответствии с заданием КПУ по надёжности электроснабжения является потребителем II категории. Ко II категории относятся электроприёмники, перерыв в электроснабжении которых при внезапном исчезновении электроэнергии может повлечь за собой массовый недоотпуск продукции, массовые простои рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушение нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Такими электроприёмниками в КПУ являются электромеханические, кривошипные и фрикционные прессы, кузнечно-штамповочные автоматы, кран-балка, ковочные молоты и масляные насосы, суммарная установленная мощность которых Ру = 584,4 кВт, что составляет 92 % от общей установленной мощности. Соответственно нагрузки III категории составляют 8%.

Электроснабжение КПУ планируется осуществить от РУ-10 кВ главной понизительной подстанции (ГПП) завода, расположенной на расстоянии 0.43 км. Учитывая условия производства и категорийность нагрузок, для питания КПУ выбираем двух кабельную линию, проложенную по эстакаде. Такой способ прокладки обеспечивает доступность для осмотра КЛ и удобство её эксплуатации и ремонта.

Аналогично, по количеству питающих линий выбираем число силовых трансформаторов на ТП - два. Режим работы линий и трансформаторов - раздельный. При выходе из строя какого-либо элемента цепи, оставшийся в работе должен обеспечить работу хотя бы электроприёмников II категории в пределах допускаемых перегрузок. Подключение питающих КЛ к силовым трансформаторам будет осуществляться посредством разъединителей, которые необходимы для отключения трансформатора в режиме холостого хода и создания надёжного видимого разрыва при производстве ремонтных работ. Необходимости в устройстве резервной перемычки 10 кВ нет.

В РУ-0,4 кВ применим сборные шины, секционированные по числу трансформаторов. Каждый трансформатор работает на свою секцию шин, к которой подключена соответствующая группа электроприёмников. В качестве коммутационных и защитных аппаратов на вводах, межсекционный и на отходящих линиях в РУ-0,4 кВ применим автоматические выключатели, с помощью которых возможна коммутация цепей в режиме холостого хода и под нагрузкой, а также автоматическое отключение цепей в анормальных режимах.

Для распределения электроэнергии напряжением 0,4 кВ внутри участка применим распределительные пункты, щитки освещения, шинопровод. Подключение электроприёмников будет осуществляться по смешанной схеме электроснабжения с помощью кабельных линий, проложенных в металлических коробах, трубах.

3. Расчёт электрических нагрузок и выбор

Компенсирующих устройств

Расчёт силовых нагрузок будем производить методом коэффициента максимума, в основу которого положен метод упорядоченных диаграмм, позволяющих по номинальной мощности и характеристикам электроприёмников определить расчётный максимум нагрузки.

В соответствии с выбранной схемой электроснабжения группируем электроприёмники по отходящим линиям. Внутри каждой группы разбиваем электроприёмники на однородные по режиму работы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности. Для электроприёмников, работающих в повторно-кратковременном режиме, приводим их номинальную мощность к длительному режиму.

Кран-балка

Pн_дл=Pп vПВ = 9,5 v0,4 = 5,985 кВТ;

Прессы кривошипные

Pн_дл=Pп vПВ = 15 v0,6 = 11,55 кВТ;

Все необходимые данные систематизируем и заносим в таблицу 2.

В расчётов получили общий коэффициент мощности равный 0,77, что является невысоким значением, приводящим к непроизводительной нагрузке реактивной мощности электрических сетей и большим потерям активной мощности. Для повышения коэффициента мощности до оптимального значения 0,95 необходимо применить компенсацию реактивной мощности. Величина реактивной мощности, подлежащая компенсации

Q_k=P_м(tgц_р - tgц_опт) = 347,23 x (0,825 - 0,329) = 172,23 квар

где

P_м - расчётная максимальная активная мощность, кВт.

tgц_р и tgц_опт - тангенсы углов, соответствующие расчётному и оптимальному коэффициентам мощности.

Применим две конденсаторные установки марки ККУ-0,38-1 мощностью по 80 квар каждая, с их установкой в РУ-0,4 кВ подстанции и подключением по одной на каждую секцию шин.

Окончательно получаем следующие итоговые расчётные значения нагрузок:

P_м = 347 кВт

Q_м = (282,76-2x80) = 42,76 квар

S_м = 349,62 кВА

I_м = 537,88 А

cosц = 0, 95

tgц = 0,41

Таблица 2 - Расчётные нагрузки

наименование	n	установленная мощность	m	Ки	cosц/ tgц	средняя мощность	nэ	Км	максимальная расчетная мощность	Iм
		Pн	УРн				Pсм	Qсм			Рм	Qм	Sм
РП1 (13; 19…20)	3	4,5-28,1	18,5	< 3	0,31	0,8/1,73	6,35	5,69	3	1,3	8,255	6,259	10,36	15,7
РП2 (27…28)	2	3,5	12,25		0,7	0,8/0,75	8,58	6,44
РП3 (29…34)	6	1,5-7,5	25,25	> 3	0,15	0,5/2,29	3,72	6,97	6	2,64	9,82	7,67	12,22	18,5
ШП1 (1…8)	8	14,5-28,1	184	< 3	0,19	0,65/1,17	35,5	47,54	5	1,75	62,13	45,694	77	116,67
ШП2(9…12; 14…18)	9	10,2-24,2	147,8	< 3	0,2	0,65/1,17	29,44	34,79	12	2,24	65,95	37,88	76,05	117
ШП3(21…26)	6	15	90	< 3	0,2	0,62/1,27	18	22,86	12	1,75	31,5	25,15	40,31	62,01
ЩО1 ЛД-40	8	0,64	0,64		0,85	0,95/0,33	0,5	0,17			0,54	0,18	0,57	0,88
ЩО2 ЛД-40	35	2,8	2,8		0,85	0,95/0,33	2,38	0,79			2,5	0,87	2,65	4,08
ЩОО ЖСП-250	20	5	5		0,9	0,95/0,33	4,5	1,49			4,64	1,64	4,92	7,57
ЩАО ДРЛ-250	10	1	1		0,9	0,95/0,33	0,9	0,3			0,93	0,33	0,99	1,52
Итого: нагрузка 0,4 кВ КПУ	107	0,64-28,1	487,49	>3	0,2	0,4/0,95	109,87	120,69	35	1,34	147,23	132,76	198,25	295,77
2 участка цеха (доп.)						0,8/0,75					200	150	250	380,84
Всего по ТП-КПУ						0,77/0,82					347,23	282,76	448,25	676,61
Всего по ТП-КПУ с учётом компенсации						0,95/0,41					347	42,76	349,62	537,88

4. Выбор числа и расчет мощности силовых трансформаторов на подстанции

Силовые трансформаторы, являясь основными элементами электроснабжения, предназначены для понижения питающего напряжения 10кВ до уровня рабочего напряжения электроприемников 0,4 кВ и распределения электроэнергии на этом уровне по КПУ. Поэтому примем к установке трансформаторы с первичным напряжением U₁=10 кВ и вторичным U₂=0,4 кВ. Исходя из надежности электроснабжения объекта, наличия большого процента электроприемников первой категории выбираем число трансформаторов на подстанции - два.

Мощность трансформаторов будем рассчитывать с таким условием, что бы в нормальном режиме (раздельная работа обоих трансформаторов на соответствующую секцию шин 0,4кВ) они обеспечили электроэнергией все электроприемники ИЦ. При этом их загрузка должна быть оптимальной с наименьшими потерями. В аварийном режиме (при выходе одного из трансформаторов из строя) оставшийся в работе трансформатор обеспечил работу электроприемников первой категории с допустимой перегрузкой.

Исходными данными для расчета мощности трансформаторов являются:

- полная расчетная мощность нагрузок 0,4 кВ Sp=349 кВА

- категории электроприемников по надежности электроснабжения II = 92%, III = 8%;

- полная расчетная мощность электроприемников II категории:

S_кат = 0,92Sp = 0,92 х 349 = 321,08 кВА

- Кзт - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме, находящийся в пределах 0,6 - 0,75

- Кар коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном режиме не превышающий значения 1,4, при этом с максимальной перегрузкой допускается работа трансформатора не более 6 часов в сутки в течение не более 5 суток подряд

Предварительно рассчитаем ориентировочную мощность трансформаторов, удовлетворяющую указанным выше условиям:

S~т = Sp/2 Кзт = 349/(2 x 0,68) = 257 кВА

Для определения оптимальной величины мощности трансформатора рассмотрим следующие стандартные значения мощности трансформаторов меньшие и ориентировочные.

1 вариант. Два трансформатора мощностью Sт = 630 кВА каждый

Кзт = Sp/2 Sт = 349/(2 х 630) = 0,28

Довольно низкий коэффициент загрузки трансформатора, который показывает, что даже в часы максимальных нагрузок нормального режима трансформаторы будут работать с большой недогрузкой, т.е. в неэкономичном режиме, что приведет к большим потерям электроэнергии и необоснованно завышенным капитальным затратам и эксплуатационным расходам. Поэтому 3-й вариант к установке не принимается и в дальнейшем не рассматривается.

2 вариант. Два трансформатора мощностью Sт = 160 кВА каждый

Кзт = Sp/2 Sт = 349/(2 х160) = 1,09

Уже в нормальном режиме трансформатор перегружен, так что дальнейшую проверку можно не производить

3 вариант. Два трансформатора мощностью Sт = 320кВА

Kзт = 349/(2 x320) = 0,55

Мощность трансформатора удовлетворяет условия нормальной эксплуатации.

1,4 Sт > S_кат = 1,4 х 320 > 321,08 = 448 > 321,08 кВА

условие аварийной перегрузки трансформатора также удовлетворяется, поэтому трансформатор мощностью Sт -320 кВА принимаем к установке.

Окончательно, поскольку приемлемым к установке является только один 3-й вариант, то принимаем к установке два трансформатора мощностью по 320 кВА каждый марки ТМ -320/10. Каталожные данные трансформатора приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Каталожные данные силового трансформатора.

Трансформатор	Потери, кВт	Ток холостого хода, Ix, %	Напряжение короткого замыкания, Uк, %
	Холостого хода, ?Рх	Короткого замыкания, ?Рк
ТМ - 320/10	1.60	6.07	7.5	5,5

5. Выбор точек и расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания (токов КЗ) необходим для последующего выбора устойчивых к действиям токов КЗ оборудования и проводящих частей, а так же для расчета уставок релейной защиты и защитных аппаратов.

Мощность короткого замыкания на шинах 10 кВ питающей подстанции принимаем равной отключающей мощности выключателя на питающей линии Sк =.Sоткл = 152 MBA

Остальными данными для расчета будут являться параметры элементов электрической цепи.

Расчет произведем в именованных единицах (Ом, мОм), который заключается в определении активных и индуктивных сопротивлений цепи КЗ (так как в состав цепи входят установки среднего и низкого напряжений), приведенных к базисной ступени напряжения, при нормальном режиме электроустановки.

Для расчетов тока трехфазного КЗ составляем расчетную схему, в которой учитываем источник питания и все элементы схемы, которые влияют на значения токов КЗ, с указанием их параметров. Сечения проводников и коммутационные аппараты предварительно выбраны по номинальному току. По расчетной схеме составляем схему замещения. В ней указываем сопротивления всех элементов и намечаем точки для расчета токов КЗ.

Рассчитаем сопротивления элементов цепи КЗ, приняв за основную (расчетную) ступень напряжения Uб = 400 В.

Сопротивление системы:

Xc = U²_б/ Sк = 400²/152 = 1,05 мОм

Сопротивление питающей кабельной линии Л1

Rл1 = Ro L(U_б/U_ср)² = 2,28 х 0,43 (0,4/10)² = 1,57 мОм

Хл1 = Хо L(U_б/U_ср)² = 0,113 х 0,43 (0,4/10)² = 0,078 мОм

Где Ro, Xo - активное и индуктивное удельные сопротивления линии, Ом/км

Результирующее сопротивление цепи КЗ в точке К1:

Rк1 = Rл1 = 1,57 мОм

Хк1 = Хс + Хл1 = 1,05 + 0,078 = 1,128 мОм

Zк1 = vR²к1 + Х²к1 = v1,57² + 1,128² = 1,93 мОм.

Сопротивление силового трансформатора ТМ - 320/10:

R_*т = ДРк/Sт = 3,3/320 = 0,0103

Х_*т = v U²к - R²_*т = v0,055² - 0,0103² = 0,04 мОм

Rт = R_*т (U²_б/Sт) = 0,0103 (400²/320*10³) = 5,15 мОм

Хт = Х_*т (U²_б/Sт) = 0,04 (400²/320*10³) = 20 мОм

Где R_*т, Х_*т - активное и индуктивное относительные сопротивления трансформатора

U²к, ДРк - напряжение и потери короткого замыкания.

Переходное сопротивление контактных соединений алюминиевых шин 0,4 кВ - Rпш = 15мОм. Удельные сопротивления шин при Dср = 300мм - r_o = 0,142 мОм/м и х_о = 0,2 мОм/м. Тогда полные сопротивления шин при их длине l = 5м - Rш = 0,71мОм, Хш = 1мОм.

Результирующее сопротивление цепи КЗ в точке К2:

Rк2 = Rк1 + Rт + Rп1 + Rв1 + Rпш + Rш = 1,57 + 5,15 + 0,15 + 0,1 + 15 + 0,71 = 22,68мОм,

Хк2 = Хк1 + Хт +Хш +Хв1 = 1,128 + 20 + 1 + 0,1 =22,23 мОм,

Zк2 = vR²к2 + Х²к2 = v22,68² + 22,23² = 31,75 мОм.

Определяем действующее Iк, ударное i_y значения тока КЗ, а так же мощность короткого замыкания Sк в намеченных точках.

Точка К1:

I'к1 = U_б/(v3 Zк1) = 400/(v3 * 1,93) = 119,8 кА,

Iк1 = I'к1 (U_б / U_ср.н.) = 119,8 (0,4/10) = 4,79 кА

i_y1 = v2 к_у1 Iк1 = v2 * 1,38 * 4,79 = 9,35 кА

Sк1 = v3 U_ср.н Iк1 = v3 * 10 * 4,79 = 82,97 МВА

Точка К2:

Iк2 = U_б / (v3 Zк2) = 400/(v3 *31,75) = 7,28 кА

i_y2 = v2 к_у2 Iк2 = v2 * 1 * 7,28 = 10,3 кА

Sк2 = v3 U_ср.н Iк2 = v3 * 0,4 * 7,28 = 5,04 МВА

Где I'к - ток КЗ в точке К1, приведенный к расчетной ступени при 0,4 кВ;

к_y - ударный коэффициент, учитывающий соотношение между активным и индуктивным сопротивлениями цепи КЗ, что определяется местом КЗ;

U_ср.н. - среднее номинальное напряжение ступени, на которой рассчитывается ток КЗ.

Результаты расчетов короткого замыкания заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Расчётные токи КЗ

Точка КЗ	Результирующее сопротивление Zк, Ом	Ток КЗ Iк, кА	Ударное значение тока КЗ iy, кА	Мощность КЗ Sк, МВА
К1	1,93 * 10-3	4,79	9,35	82,97
К2	31,75 * 10-3	7,28	10,3	5,04

6. Выбор основного оборудования на подстанции и аппаратов защиты

Оборудование, принимаемое к установке на подстанции, выбираем в соответствие со схемой электроснабжения. Выбор производим по условию, что расчетные величины элемента электрической цепи в месте установки выбираемого аппарата не должны превышать каталожных (паспортных) номинальных значений данного аппарата с последующей проверкой на устойчивость токов короткого замыкания. Выбранное оборудование сводим в таблицу 3, в которой приведены также его расчетные и номинальные величины.

Таблица 3 - Оборудование подстанции.

Наименование оборудования	каталожные данные	расчетные данные
РУ - 10кВ
Разъединитель внутренней установки	Uн=10кВ Iн=400А Iтерм=16кА Iдин=41кА	Uн=10кВ Iр=24А Iк=4,79кА iу=9,35кА
Ограничитель перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/10,5	Uн=10,5кВ Uкл=12кВ Iразр=10кА Iпроп=250А
0,4кВ
Автоматические выключатели
Вводной и межсекционный А3750Б	Uн=380В Iн=800А Iк=6300А iу=100кА	Uн=380В Iр=231А Iк=4,79кА iу=9,35кА
Отходящие
РП1,РП2, РП3 ( А3710Б)	Uн=380В Iн=50А Iк=500А iу=36кА	Uн=380В Iр=20А Iк=7,28кА iу=10,3кА
ЩО-1, ЩО-2, ЩАО, ЩОО ( АЕ2026)	Uн=380В Iн=16А Iэм.р.=192А	Uр=380В Iр=14,96А
ТТ Т - 0,66УЗ	Uн=660В Iн1=800А Iн2=5А Iтерм = 50кА Iдин = 25кА	Uн=380В Iр=231А Iк=4,79кА Iу=9,35кА
ШП А3720Б	Uн=380В Iн=250А Iк=2500А iу=7536кА	Uн=380В Iр=120А Iк=7,28кА iу=10,3кА
Ограничитель перенапряжения ОПН - КР/TEL - 0,38/0,5	Uн=0,4В Uкл=0,5кВ Iразр=6кА Iпроп=150А
Амперметр	Шкала 0 - 800 А	Iр=231А
Вольтметр	Шкала 0 - 500 А	Uр=380В
Электросчётчик EA10RL-P1B4	0-5А, 400В

Выбранное оборудование в РУ-0,4кВ подстанции комплектуем в панелях распределительных щитов типа ЩО70-3У3.

7. Выбор шин и изоляторов

В РУ-0,4 кВ выбираем алюминиевые шины с размером полосы 50 х 5 мм, сечением 250мм² с Iдоп = 665А. полоса установлена на ребро, расстояние опорными изоляторами (пролет) принимаем l = 1000 мм, расстояние между фазами а = 350 мм.

Проверяем шины на динамическую устойчивость к действию токов КЗ.

Усилие, действующее между фазами при трехфазном КЗ

F_расч = (1.76 i_уд² 1/а) х 10^-1 = (1,76 х 9,35/0,35) х 10^-1 = 44 Н

Определяем механическое напряжение в шинах:

д_расч = F1 /10W = 44 x 1 / 10 х 0,21 = 20,95 МПа

где W = b² h/6 = 0.5² х 5 / 6 = 021 см³ - момент сопротивления шин.

Выбранные шины сечением 50 х 5 см удовлетворяют условию динамической устойчивости, т. к. д_расч = 20,95 МПа < д_доп = 80 МПа

Проверяем шины на термическую устойчивость при протекании по ним тока КЗ. Для этого определим минимальное сечение алюминиевых шин, при котором будет выдержан ток КЗ равный 4,79 кА в течение 1 секунды.

S_min = Iк vt_пр/C = 4790 х v1/88 = 54,43 мм² , где

С = 88 - коэффициент для алюминиевых шин.

Выбранные шины условию термической устойчивости удовлетворяют, т.к. S_min 54,43мм² < S_ш = 250мм²

Изоляторы выбираем на номинальное напряжение и ток, и проверяем на механическую нагрузку при КЗ с условием, что полученное значение не должно превышать 60% от разрушающей нагрузки для данного типа изолятора.

Принимаем к установке опорные изоляторы типа ИО-0,66-375-2У3 с параметрами Uн = 0,66 кВ, F_разр = 3750 Н. В этом случае 0,6 F_разр > F_расч = 2250 > 44 Н, т.е. условие удовлетворяется.

8. Выбор питающих и распределительных линий

Выбор питающей кабельной линии будем производить по экономической плотности тока в нормальном режиме, по длительно допустимому току нагрузки в аварийном режиме (при повреждении одного из кабелей), с последующей проверкой на термическую устойчивость токам КЗ и на падение напряжения.

Принимаем к прокладке по эстакаде кабель с алюминиевыми жилами марки АСБГ

Определим сечение кабеля по экономической плотности тока при Тм = 4100 час

S_эк = Iм / 2j_эк = 24 / 2 х 1,4 = 8,6мм²

Где Iм - максимальный расчетный ток при напряжении 10 кВ

j_эк - экономическая плотность тока

Принимаем кабель марки АСБГ - 10 - 5 х 50 с I_доп = 65А.

Условию нагрева длительным током кабель данного сечения удовлетворяет т.к. I_доп = 65 А > Iм = 24 А

Проверим выбранный кабель на термическую устойчивость тока КЗ по минимально допустимому сечению

S_min = Iк vt_пр / C = 4790 х v0,22 / 88 = 25 мм² , где

С = 88 - коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами

Данному условию выбранный кабель также удовлетворяет, т.к. 45мм² > 25мм²

Проверим выбранный кабель на потерю напряжения при номинальной нагрузке. Согласно для силовых сетей отклонение напряжения от номинального составляет не более + - 5%. Определим потерю напряжения

ДU = (v3 Ip L/Uн) х (Ro cosц + Xo sin ц) x 100 =

=(v3 x 12 x 0,43 / 10000) x (2.28 x 0.93 + 0.113 x 0.37) x 100 = 0,19%, где

Ro, Xo - активное и индуктивное сопротивление на 1 км. кабеля, Ом/км.

Потеря напряжения находится в норме, т.к.0,19% < 5%.

Т.о. окончательно для устройства питающей линии выбираем кабель АСБГ - 10 - 5 х 50 мм²

Распределительные силовые линии напряжением 0,4 кВ устраиваем распределительным шинопроводом и кабелем с алюминиевыми жилами марки АВВГ, с выбором их сечений в виду небольшой протяженности по длительно-допустимому току с проверкой на соответствие аппарату защиты и на термическую устойчивость тока КЗ. Выбранные кабели сведены в таблицу 4.

Минимально-допустимое сечение кабелей на термическую устойчивость тока КЗ:

S_min = Iк vt_пр / С = 7280 х v0,065 / 75 = 24,75 мм².

Таблица 4 - Распределительные лини 0,4 кВ.

Линия	Расчетный ток Iр, А	Ток расцепителя Iнр, А	Коэффициент защиты КЗ	Ток защиты Iз, А	Марка и сечение проводника	Длительно допустимый ток Iд, А
РП-1	15,71	50	1	50	АВВГ - 4х45	69
РП-2	19,33	50	1	50	АВВГ - 4х45	69
РП-3	18,5	50	1	50	АВВГ - 4х45	69
ШП-1	116,67	250	1	250	ШРА-73	250
ШП-2	117	250	1	250	ШРА-73	250
ЩО	14,96	16	1	16	ПВ-1-5 (1х2,5)	30
Цех ГП	361	400	1	400	АВВГ-1-2(4x150)	2x216

В качестве осветительной проводки применим провод с медными жилами марки ПВ. Выбранный осветительный проводник также сведен в таблицу 4.

9. Расчет заземляющего устройства

Заземляющее устройство необходимо для присоединения к нему всех проводящих частей электрооборудования, в нормальном режиме не находящихся под напряжением, с целью защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Поскольку электроустановки напряжением до и выше 1000 В территориально размещены в одном здании насосной станции, то выполняем общее защитное заземление.

Основой для расчета заземляющего устройства являются: удельное сопротивление грунта в районе подстанции с_гр и сопротивление заземляющего устройства Rз, которое зависит от рабочего напряжения электроустановки и режима ее нейтрали.

В строительном отношении подстанция является встроенной в здание инструментального цеха, поэтому заземлители в виде вертикальных прутковых электродов расположим вдоль стены здания. Грунт в месте сооружения подстанции - глина с удельным сопротивлением с_гр = 40 Ом * м. Расчетное сопротивление грунта с учетом коэффициента повышения сопротивления

с = с_гр * ш = 40 * 1,36 = 54,4 Ом*м = 0,544 * 10⁴ Ом*см.

Сопротивление заземляющего устройства для сети 10 кВ с изолированной нейтралью при общем заземлении определяется:

Rз = Uз / Iз = 50 / 0,43 = 116,27 Ом

Где Uз - напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В

Iз - полный ток замыкания на землю, определяемый как

Iз = Uн(35Lк + Lв)/350 = 10(35 * 0,43 + 0) / 350 = 0,43 А,

где Lк и Lв - длины электрически связанных кабельных и воздушных линий, км.

Сопротивление заземляющего устройства электроустановок напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью не должно превышать 10 Ом, поэтому принимаем Rз = 10 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью не должно быть более 4 Ом.

Соответственно принимаем наименьшее сопротивление заземляющего устройства при общем заземлении Rз < 4 Ом.

Естественным заземлителем является фундамент здания, измеренное сопротивление которого составляет Re = 9,7 Ом. Т.к. значение сопротивления естественного заземлителя, равное 9,7 Ом, больше допустимого по нормам, следует применить дополнительные искусственные заземлители, сопротивление которых

Rи = Re * Rз / (Re - Rз) = 9,7 * 4 / (9,7 - 4) = 6,81 Ом.

Для искусственных заземлителей принимаем прутковые электроды диаметром d = 12 мм. И длиной l = 5м. сопротивление одиночного электрода с учетом сопротивления грунта

Rпр = 0,00227 * с = 0,00227 * 0,544 * 10⁴ = 12,35 Ом.

Определяем число заземлителей

n = Rпр / (зRи) = 12,7 / (0,68 * 6,81) = 2,67 = 3шт

где з = 0,68 - коэффициент экранирования трубчатых заземлителей.

Принимаем число равное 3. Тогда сопротивление растеканию искусственных заземлителей составит:

Rи = Rпр / зn = 12,35 / 0,68 * 3 = 6,05 Ом.

Общее сопротивление заземляющего устройства составит

Rз = ReRи / (Re + Rи) = 9,7 * 6,23 / (9,7 + 6,23) = 3,73 Ом

Что удовлетворяет нормируемому значению.

Вертикальные прутковые электроды закапываются в землю на глубину 0,7 м от поверхности земли. Соединяются между собой стальной лентой 40х4 мм с помощью электросварки. Сопротивление горизонтальной полосы не учитываем, т.к она находится в замерзающем слое грунта и существенного значение в общее заземление не вносит. Этой же полосой (заземляющим проводником) осуществляется ввод в двух местах в подстанцию и присоединение к главной заземляющей шине (ГЗШ). Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. Отсоединение заземляющего проводника должно быть, возможно, только при помощи инструмента.

10. Мероприятия по безопасности труда при ремонте потолочного люминесцентного светильника

К работам на высоте относят работы, при выполнении которых работающий находится на высоте выше 1 м от поверхности пола, грунта, перекрытия или рабочего настила.

Работы на высоте разрешается выполнять с приставных лестниц и 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 производстве 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.

Запрещается работать на незакрепленных конструкциях и перелезать через ограждения.

Запрещается бросать какие-либо предметы работающему наверху. Предмет, который нужно подать наверх, привязывают к середине веревки, один конец которой держит в руках работающий наверху, а другой -- рабочий, находящийся внизу.

Верхолазными считают все работы, которые выполняются с элементов конструкций или временных монтажных приспособлений, находящихся на высоте более 5 м от поверхности грунта, перекрытия или рабочего настила.

К верхолазным работам допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже третьего разряда, не моложе 18 и не старше 60 лет, прошедшие необходимую тренировку и специальный медицинский осмотр.

Основным средством, предохраняющим от падения с высоты во время работы и передвижения, является предохранительный пояс из негигроскопичного и нерастягивающегося материала, Ширина его должна быть не менее 100 мм, длина -- 900...1000 мм. Для затягивания пояса служат ремни с пряжками. На поясе укреплены три ушка (или кольца) для закрепления стропы пояса, карабина стропы и страхующего каната. Стропа пояса, предназначенная для захватывания за опоры или конструкции, изготавливается из ремня, цепи или капронового фала и наглухо прикрепляется к правому ушку. К другому концу стропы крепится карабин, который кроме замка с пружиной должен иметь дополнительную защелку для предотвращения самопроизвольного раскрытия замка.

Предохранительные пояса испытывают на механическую прочность после изготовления и периодически через каждые 6 месяцев статической нагрузкой. Для этого пояс закрепляют на жесткой опоре диаметром 300 мм и к карабину на 5 мин подвешивают груз массой 2,94 кН (300 кг) -- для новых поясов или 2,2 кН (225 кг) --- для поясов, находящихся в эксплуатации. Так же испытывают ушки для застегивания карабина и для крепления страхующего каната (поочередно). После испытаний на поясе и его деталях не должно быть признаков повреждений. Дата последующего испытания, а также номер пояса выбиваются на его металлических частях.

Перед началом верхолазной работы рабочий должен ознакомиться с ее характером, способами подхода к рабочему месту, осмотреть предохранительный пояс, обратив особое внимание на дату испытания.

Лестницы и стремянки должны иметь инвентарный номер, зарегистрированный в журнале учета и испытания такелажа.

Ступени (перекладины) деревянных приставных лестниц должны быть врезаны в тетивы, которые через каждые 2 м следует скреплять стяжными болтами.

Нижние концы лестниц должны иметь опоры в виде острых шипов или резиновых наконечников (в зависимости от материала и состояния пола).

После изготовления и через каждые 6 месяцев лестницу испытывают статической нагрузкой 1,96 кН (200 кг), приложенной к одной из ступеней в середине пролета. Во время испытания лестница должна быть установлена под углом 75° к горизонтальной плоскости (нормальное рабочее положение).

Раздвижные лестницы-стремянки должны иметь устройства, исключающие их самопроизвольный сдвиг.

Места установки лестниц на участках движения транспорта и людей следует ограждать или охранять.

Запрещается сбивать несколько лестниц с целью их удлинения.

Запрещается работать с приставных лестниц, установленных на случайных предметах (других лестницах, ящиках, бочках, кирпичах и т. д.), а также стоять под лестницей, с которой производится работа.

Стоя на лестнице, нельзя:

а) работать около и над вращающимися или движущимися механизмами;

б) работать вблизи токопроводящих частей, находящихся под напряжением и незащищенных от случайного прикосновения к ним;

в) производить электрическую сварку, работать электрифицированным и пневматическим инструментом, натягивать провода или тросы сечением более 4 мм2.

Леса и подмости должны быть инвентарными, изготовляться по типовым проектам и иметь паспорт предприятия изготовителя.

Настилы на лесах и подмостях должны выполняться из досок толщиной не менее 40 мм с зазорами не более 10 мм.

Настилы лесов и подмостей, расположенные выше 1 м от уровня земли или перекрытия, должны быть ограждены перилами высотой не менее 1 м, состоящими из поручня, одного промежуточного горизонтального элемента и бортовой доски высотой не менее 150 мм. Поручни к опорным столбикам прибивают изнутри.

Допуск к работе на действующих кранах должен производиться после принятия мер для безопасного ведения работы, а также после инструктажа электромонтажников и крановщиков. Допуск оформляется нарядом.

Подмости, вышки и люльки при передвижении крана должны свободно проходить мимо элементов здания (ферм, колонн) на расстоянии не менее 100 мм.

До начала передвижения крана все рабочие должны перейти с установленных на нем вышек, подмостей и т. д. на безопасные места на мосту.

При монтаже с кранов осветительных сетей, силовых магистралей и цеховых троллеев открытые токопроводящие части, находящиеся под напряжением, следует оградить.

Поднимать на кран или спускать с него грузы только подъемными механизмами или приспособлениями. Подниматься с грузом на кран по приставной лестнице запрещается.

Груз, поднятый наверх, необходимо складывать так, чтобы исключалось его падение вниз. Для этого места складирования оборудуют деревянными настилами. Проходы всегда должны быть свободными.

Подмости и вышки, временно установленные на мосту крана для монтажа осветительные сетей, должны иметь перила, бортовые доски и должны быть закреплены так, чтобы падение их при передвижении крана исключалось.

Предельная норма переноски грузов вручную по ровной и горизонтальной поверхности не должна превышать: для подростков женского пола 16...18 лет -- 98 Н (10 кг); для подростков мужского пола 16...18 лет--157 Н (16 кг); для женщин старше 18 лет -- 196 Н (20 кг); для мужчин старше 18 лет -- 490 Н (50 кг).

Подростки допускаются к переноске тяжестей при условии, что эти операции связаны с их основной работой и занимают не более 1/3 их рабочего времени.

Перемещение грузов массой более 490 Н (50 кг), а также подъем грузов на высоту более 3 м должен производиться только механизированным!* способом.

К работе с электрифицированным и пневматическим инструментом допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, сдавшие соответствующие экзамены и имеющие запись об этом в удостоверении по технике безопасности.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках напряжение электроинструмента не должно превышать 42 В. В особо опасных помещениях работа этим инструментом разрешается только с применением защитных средств (перчаток, ковриков и др.).

В помещениях без повышенной опасности, а также вне помещений при отсутствии дождя, снегопада, влажной земли допускается применять электроинструменты напряжением 127 и 220 В (с обязательным использованием перчаток, галош или ковриков).

Корпуса электроинструментов напряжением выше 42 В должны быть заземлены (за исключением инструментов с двойной изоляцией).

При использовании электроинструмента с заземляемым корпусом штепсельная розетка должна быть снабжена специальным контактом для присоединения заземляющего проводника. Розетки и вилки на 12 и 42 В по конструкции и окраске должны отличаться от штепсельных соединений на напряжения 110, 127 и 220 В.

Перед началом работы следует проверить исправность заземления, выключателя и механической части инструмента, состояние проводов (целостность изоляции, отсутствие изломов жил).

Для присоединения к сети следует применять шланговый провод марки ШРПС или провода ПРГ и ПВГ, заключенные в резиновый шланг. Оболочки шлангов должны быть заведены в корпус инструмента и прочно закреплены.

Заземляющие проводники для переносных инструментов должны быть заключены в общую оболочку с рабочими проводами.

Запрещается применение ручных переносных ламп напряжением выше 42 В в помещениях с повышенной опасностью и выше 12 В в особо опасных помещениях.

При использовании электроинструмента запрещается передавать его другим лицам, разбирать, производить ремонт его частей (проводов, штепсельных соединений и т. д.), касаться вращающегося режущего инструмента, удалять руками стружку или опилки до полной остановки вращающихся частей.

Запрещается работать в одежде со свободно свисающими манжетами и хлястиками.

До начала работы с пневматическим инструментом следует проверить его исправность, качество соединения шлангов ниппелями и на штуцерах,

Работающие с пневматическим инструментом должны иметь мягкие рукавицы с двойной прокладкой со стороны ладони.

Запрещается переламывать или завязывать узлом шланги с целью прекращения подачи воздуха, присоединять или разъединять шланги, находящиеся под давлением, натягивать, перегибать и перепутывать шланги.

Запрещается использовать собственную массу тела для увеличения давления на инструмент.

Выполнять монтажные работы под напряжением категорически запрещается.

Перед началом работы следует привести в порядок рабочую одежду -- застегнуть или завязать обшлага рукавов, надеть головной убор и заправить под него волосы; осмотреть и привести в порядок рабочее место, убрать предметы, мешающие работе; проверить исправность рабочего инструмента и расположить его в удобном для работы порядке.

При пробивных работах следует применять защитные очки с обычным стеклом, стеклом «триплекс» или сетчатые очки без стекол.

Работу по пробивке отверстий и проемов необходимо производить в рукавицах инструментом, длина которого на 200 мм превышает толщину стены.

Пробивку сквозных отверстий следует вести с лесов и подмостей, а не с лестниц и стремянок.

Перед установкой групповых щитков и аппаратов необходимо проверить надежность крепления всех конструкций. Поднимать и поддерживать вручную конструкции, аппараты, трубные заготовки разрешается только при массе их не более 98 Н (10 кг).

Установку аппаратов массой более 196 Н (20 кг) должны производить не менее чем двое рабочих.

Монтер, подающий при затяжке в трубы провод или кабель, должен работать с особой осторожностью, остерегаясь затягивания в трубу руки вместе с. проводом. Поддерживать кабель или провод можно на расстоянии не менее 300 мм от края трубы.

Устанавливать приставные лестницы к тросовой проводке разрешается при диаметре троса не менее 8 мм. При этом лестницу, снабженную на верхних концах захватывающими крючьями, следует устанавливать под углом 85° к полу. Устанавливать лестницу к проводам с несущим тросом APT, ABT и АВТС запрещается.

Прокладывать провода и кабели можно после того, как лотки и короба будут окончательно закреплены, а трубы, проложенные в бороздах -- забетонированы или заштукатурены.

Выпрямление проводов, катанки, металлических полос производится с помощью лебедок и других приспособлений и только на огражденных площадках, находящихся вдали от неизолированных токопроводящих частей, сетей и линий.

При монтаже скрытых проводок должны полностью соблюдаться правила техники безопасности, относящиеся к выполнению открытых проводок, а также следующие специальные правила.

Проемы в стене, расположенные ниже 0,7 м от пола, должны иметь ограждение высотой не менее 1 м и бортовую доску высотой не менее 150 мм. Проемы, нижняя грань которых находится выше 0,7 м от пола, можно не ограждать.

Проемы в перекрытиях следует закрыть сплошным настилом или оградить прочными бортовыми досками по всему периметру.

Для получения напряжения 12 или 42 В при прозвонке проводов следует использовать двухобмоточные. понижающие трансформаторы. Применение для этой цели автотрансформаторов запрещено

В понижающем трансформаторе на 12 или 42 В должны быть надежно заземлены металлический кожух, магнитопровод и один конец вторичной обмотки.

Для прозвонки проводов и кабелей запрещается применять напряжение свыше 42 В.

Техническое обслуживание сетей электрического освещения выполняет специально обученный персонал. Как правило, чистку арматуры и замену перегоревших ламп производят в дневное время со снятием напряжения с участка. Если с электроустановки напряжением до 500 В снять напряжение нельзя, допускают производство работ под напряжением. В этом случае соседние токоведущие части ограждают изолирующими накладками, работают инструментом с изолированными рукоятками, в защитных очках, головном уборе и с застегнутыми рукавами, стоя на изолирующей подставке или в диэлектрических галошах.

В цехах промышленных предприятий чистку и обслуживание высоко расположенной осветительной аппаратуры производит бригада в составе не менее двух электромонтеров, при этом производитель работ должен иметь III квалификационную группу. Оба исполнителя должны быть допущены к верхолазным работам. При работе соблюдают меры предосторожности от попадания под напряжение, от падения с высоты, от случайного пуска крана.

В сетях наружного освещения под напряжением разрешается чистить арматуру и менять перегоревшие лампы с телескопических вышек и изолирующих устройств, а также на деревянных опорах без заземляющих спусков, на которых светильники находятся ниже фазных проводов. Старший из двух лиц должен иметь III квалификационную группу. Во всех остальных случаях работу выполняют с отключением и заземлением на месте работ всех проводов линий, расположенных на опоре, по наряду.

Дефектные ртутные и люминесцентные лампы, так как в них содержится ртуть, пары которой ядовиты, сдают на завод-изготовитель или уничтожают в специально отведенных для этого местах.

Размещено на Allbest.ru