Пожарно-техническая экспертиза электротехнической части проекта насосной станции по перекачке ацетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Гомельский инженерный институт

Кафедра пожарной и промышленной безопасности

Курсовая работа

на тему: Пожарно-техническая экспертиза электротехнической части проекта насосной станции по перекачке ацетона

по дисциплине: Безопасность инженерных систем

Выполнил: Швайбович А.В.

Принял: Грачев С.А.

Гомель 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАССА ПОЖАРООПАСНОЙ ИЛИ ВЗРЫВООПАСНОЙ ЗОНЫ, КАТЕГОРИИ И ГРУППЫ ВЗРЫВООПАСНОЙ СМЕСИ

3. ХАРАКТЕРИСТИКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, СИЛОВОГО И ОСВЕТИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

4. ЭКСПЕРТИЗА СООТВЕТСТВИЯ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ СИЛОВОГО И ОСВЕТИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

5. ЭКСПЕРТИЗА СООТВЕТСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОВОДОВ (КАБЕЛЕЙ) И АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

6. ЭКСПЕРТИЗА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОЕКТА

ЛИТЕРАТУРА

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1. Тема работы. Пожарно-техническая экспертиза электрической части проекта цеха грубого размола

2.Исходные данные:

· Применяемое вещество пропилен (горючий газ)

· Напряжение сети (Uл / Uф) 660/380 В

· Категория электроснабжения объекта 2

Характеристики электрической сети

Электропроводка Аппарат защиты

Участок 1КРУ - 3РП ААБ 1 (3x150 ч 1Ч95) 25 м в земле А3144 (Iн= 500 А)

Участок 3РП - 4ЩС АВРБ 1(3x35+1x16) 10 м в г.т. ПР-2 (Iн=200А)

Участок 4 ЩС до двиг. АПРТО 1(3x4+1x2.5) 18 м в г.т. ПН-2 (Iн=100А)

Участок 4 ЩС - 5 ЩО СБ (3x70+1x35) 40 м на скобах НПН-60(Iн=60А)

Участок 5 ШО - раб.освещ. ПРН 2 (1х1,5) l=18м =6 м в г.т. НПН2-63 (Iн=16 А)

Электрооборудование:

* Распределительные устройства

Номер по схеме / Установленная мощность / Коэффициент спроса

1КРУ 1050 кВт Кс=0,6

3РП 310 кВт Кс=0,75

4ЩС 140 кВт

5ЩО 9 кВт

· Двигатель КО-Н-4 Рн=8 кВт соs=0,84. =87%. Кп=5 Исполнение В2Б

· Магнитный пускатель и тепловое реле ПАЕ-322 ТРН-40 Io=32 А

· Ключ управления КУ700 исполнение МОД

· Светильники общего освещения ППД200, кол-во 10 шт. Исполнение IP45

Расчетные данные заземляющего устройства:

* Тип схемы заземления: б (по контуру).

* Тип вертикального заземлителя стержень, 20. длина 2,5м

* Расстояние между вертикальными электродами: 2,5 м

* Соединительная полоса: Ст. 50x5 глубина заложения 0,8 м

* Сопротивление естественных заземлителей: Rеcт=120 Ом

* Измеренное удельное сопротивление фунта. ИЗМ = 800 Ом м

* Осадки перед измерением: осадки не выпадали.

Данные для проектирования молниезащиты:

* Здание: длина L= 42м.

ширина S =28 м,

высота h=17 м.

* Средняя продолжительность гроз 70 ч.

* Относительная площадь взрывоопасных зон 100%

* Тип молниеотвода многократный стержневой молниеотвод, точка установки: в углах здания

* Тип трубы: ПВ (приточная вентиляция), точки установки трубы №14 , высота 2 м

пожарный взрывоопасный электрооборудование заземляющий



3. Содержание расчетно-пояснительной записки:

Определение класса пожароопасной или взрывоопасной зоны, категории и группы взрывоопасной смеси;

Характеристика схемы электроснабжения, силового и осветительного электрооборудования.

Экспертиза соответствия конструктивного исполнения силового и осветительного электрооборудования.

Экспертиза соответствия электрических характеристик проводов (кабелей) и аппаратов защиты.

Экспертиза заземляющего устройства

Проектирование молниезащиты объекта

Заключение по результатам пожарно-технической экспертизы проекта.

Литература

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАССА ПОЖАРООПАСНОЙ ИЛИ ВЗРЫВООПАСНОЙ ЗОНЫ, КАТЕГОРИИ И ГРУППЫ ВЗРЫВООПАСНОЙ СМЕСИ

Взрывоопасная зона в помещении цеха грубого размола занимает весь объем помещения, т.к. объём ВЗОС превышает 5% свободного объёма (по условию) помещения (п.7.3.39 [1]).

Основное вещество, применяемое в технологическом процессе, - пропилен. Пропилен - горючий бесцветный газ. Т. самовоспл. 455°С; конц. пределы распр. пл.: в воздухе 2,4-11% об., в кислороде 2,1-53% об.; верхн. конц. предел распр. пл. в гемиоксиде азота 28,8% об. макс. давление взрыва 648 кПа; минимальная. энергия зажигания 0,24 мДж; БЭМЗ 0,7 мм; макс. норм. скорость распр. пл. 0,51 м/с. Согласно п.7.3.16 [1] пропилен является взрывоопасным веществом.

По условию взрывоопасная смесь пропилена с воздухом в объёме более 5% будет образовываться при аварийном режиме работы. Исходя из этого делаем вывод, что в помещении цеха будет образовываться зона В-Iа (п.7.3.41 [1]).

Зона класса В-ia - зона, расположенная в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей (п.7.3.41, [1]).

Определяем категорию и группу взрывоопасной смеси пропилена с воздухом. Согласно п. 7.3.28[1] и табл. 7.3.3, [1], взрывоопасная смесь пропилена относится:

По ГОСТ 12.1.011 - 78- IIАТ2 по ПИВРЭ-2Т2 по ПИВЭ-2Б

3. ХАРАКТЕРИСТИКА СХЕМЫ ЭЛЕТРОСНАБЖЕНИЯ, СИЛОВОГО И ОСВЕТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Рис.3.1 Проектная схема электроснабжения цеха.

Электроприёмники предприятия получают электропитание от отдельно стоящей трансформаторной подстанции (ТП), в которой установлены два трансформатора ТМ-1000/6, мощностью 800 и 790 кВА. От ТП электроэнергия подаётся по кабельной линии (кабель марки ААБ 1(3х150+1х95), проложенной в земле) к 3РП. Аппарат защиты - автоматический выключатель А3144 (Iн=250А), установленный в КТП, предназначенный для защиты кабельной линии от короткого замыкания. Кабель ААБ1 (3Ч150ч1Ч95) - одиночно проложенный силовой кабель имеет алюминиевые жилы (три жилы =150 и одна жила =95), алюминиевую оболочку, бронированный стальными лентами, наружный покров отсутствует. Способ прокладки в земле. По материалу токопроводящей жилы соответствует: п.7.3.93 [1]. По материалу изоляции токоведущих жил соответствуют: п. 7.3.102 [1]. По способу прокладки соответствует: п.7.3.118 [1]. По наружному покрову соответствует: п. 7.3.108 [1].

Распределительное устройство (первичное) 3РП - силовой распределительный пункт серии ПР-9000 предназначен для распределения силовой и осветительной нагрузки по цехам предприятия.

От 3РП питается электроэнергией вторичное распределительное устройство около цехов, в который входит цех грубого размола пропилена:

- в силовой сети - силовой щит (4ЩС) по кабельной линии АВРБ1(3x35+1x16), проложенный в водогазопроводных трубах.

Кабель АВРБ1 (3x35+1x16) - одиночно проложенный силовой кабель имеет алюминиевые жилы (три жилы =35 и одна жила =16), поливинилхлоридную оболочку, резиновую изоляцию, бронированный стальными лентами, наружный покров отсутствует. Способ прокладки в водогазопроводных трубах, скрыто. По материалу токопроводящей жилы не соответствует: п.7.3.93 [1]. По материалу изоляции токоведущих жил соответствуют: п. 7.3.102 [1]. По способу прокладки соответствует: п.7.3.118 [1]. По наружному покрову соответствует: п. 7.3.108 [1].

- в осветительной сети - осветительный щит рабочего освещения (5ЩО) по кабельной линии СБ(3x70+1х35), проложенной на скобах.

Кабель СБ (3x70+1x35) - силовой кабель имеет медные жилы (три жилы =70 и одна жила =30),свинцовой оболочкой, бронированный стальными лентами, наружный покров отсутствует. Способ прокладки на скобах. По материалу токопроводящей жилы соответствует: п.7.3.93 [1]. По материалу изоляции токоведущих жил соответствуют: п. 7.3.102 [1]. По способу прокладки соответствует: п.7.3.118 [1]. По наружному покрову соответствует: п. 7.3.108 [1].

Защита силовой сети от токов короткого замыкания и перегрузок выполнена плавким предохранителем ПН-2 (Iн=100А); осветительной сети - выполнена плавким предохранителем НПН2-63 (Iн=16А).

Силовое электрооборудование

Электродвигатель технологического оборудования КО-Н-4 номинальной мощностью 8 кВт, коэффициент мощности cosц=0,84, коэффициент полезного действия з=87%, коэффициент пуска Кп=5 во взрывоопасном исполнении по ПИВЭ - В2Б (по ПИВРЭ В2Т2-В, по ГОСТ- 12.1.011-78 1ExdIIАT2). Защита силовой сети двигателя осуществляется плавким предохранителем ПН-2 (Iн=100А), входящим в состав распределительных устройств, и тепловым реле ТРН-40 магнитного пускателя ПАЕ-322. Управление работой электродвигателя производится с помощью ключа управления КУ-700, установленного на технологическом оборудовании в исполнении по ПИВЭ М0Д (по ГОСТ 12.1.011-78 - 2ЕхоIICТ5, по ПИВРЭ- Н4Т5-М).

Распределительная силовая сеть, от силового щита 4ЩС до электродвигателя, выполнена кабелем АПРТО 1(3х4+1х2,5), проложенного в водогазопроводных трубах.

Кабель АПРТО1 (3x4+1x2.5) - одиночно проложенный силовой кабель имеет алюминиевые токоведущие жилы (три жилы =4 и одна жила =2,5), резиновую изоляцию, оплетку из хлопчатобумажной пряжи. Способ прокладки в водогазопроводных трубах, скрыто. По материалу токопроводящей жилы не соответствует: п.7.3.93 [1]. По материалу изоляции токоведущих жил соответствуют: п. 7.3.102 [1]. По способу прокладки соответствует: п.7.3.118 [1]. По наружному покрову не соответствует п.7.3.108 [1].

Осветительное электрооборудование

Распределение осветительной нагрузки общего освещения окрасочного участока осуществляется щитом освещения 5ЩО. Светильники ППД 200 мощностью 300 Вт в количестве 10 штук в взрывоопасном исполнении IP 45 получают питание от 5ЩО по проводу ПРН 2 (1х1,5), проложенному в водогазопроводных трубах.

Провод ПРН2 (1х1,5) - два совместно проложенных провода нормальной гибкости имеет медную жилу =1,5, резиновую изоляцию. Способ прокладки в водогазопроводных трубах, скрыто. По материалу токопроводящей жилы соответствует: п.7.3.93 [1]. По материалу изоляции токоведущих жил соответствуют: п. 7.3.102 [1]. По способу прокладки соответствует: п.7.3.118 [1].

Защита осветительной сети и светильников осуществляется плавким предохранителем НПН2-63 (Iн=16А).

4. ЭКСПЕРТИЗА СООТВЕТСТВИЯ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ СИЛОВОГО И ОСВЕТИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Экспертиза электроприемников объекта

Таблица 4.1

Наименование помещения	Класс зоны, категория и группа в/о смеси	Маркировка э/о по взрывозащите или по степени защиты оболочки	Вывод о соответствии нормам запроектированного электрооборудования
	по проекту	по нормам	вид э/о	по проекту	по нормам
1	2	3	4	5	6	7
Цех грубого размола	В-Iа	В-Iа IIА Т2	4ЩС 5 ЩО	Без средств защиты от взрыва	Вне взрывоопасной зоны	-
			Двигатель КО-Н-4	1ExdIIАT2	2Ex_IIАT2	Соответствуетп.7.3.66 и п.7.3.65 [1]
			Магнитный пускатель ПМЕ222	Без средств защиты от взрыва	2Ex_IIАT2	Не соответствует по уровню взрывозащиты, по температурному классу и категории взрывоопасной смеси п.7.3.66 и п.7.3.65 [1]
			Ключ управления КУ 700	М0Д 2ЕхоIICТ5	2Ex_IIАT2	Соответствует п.7.3.66 и п.7.3.65 [1]
			Светильник ППД 200	IP 45	2Ex_IIАT2	Не соответствует по уровню взрывозащиты, по температурному классу и категории взрывоопасной смеси п.7.3.66 и п.7.3.65 [1]

Экспертиза конструктивных элементов электропроводки схемы электроснабжения цеха грубого размола пропилена

Таблица 4.2

Наименование линии	Класс зоны	Электропроводка	Вывод о соответствии электропроводки требованиям норм
	по проекту	по нормам	вид	по проекту	по нормам
1	2	3	4	5	6	7
1КРУ-3РП	В-Iа	В-Iа IIАТ2	кабель	Кабель ААБ1 (3Ч150ч1Ч95) в земле	ААБ1 (3Ч150ч1Ч95) в земле	Соответствует
3РП-4ЩС			кабель	АВРБ1 (3x35+1x16) в водогазо-проводных трубах	ВРБ1 (3x35+1x16) в водогазо-проводных трубах	Не соответствует по материалу токопроводящей жилы п.7.3.93 [1].
4ЩС- электродвигатель			кабель	АПРТО1 (3x4+ 1x2.5) в водогазо-проводных трубах	ПР1 (3x4+ 1x2.5) в водогазо-проводных трубах	Не соответствует: по материалу токопроводящей жилы п.7.3.93 [1]; по наружному покрову п.7.3.108 [1].
4ЩС-5ЩО			кабель	СБ (3x70+1x35) на скобах	СБ (3x70+1x35) на скобах	Соответствует
5ЩО - светильники			провод	ПРН2 (1х1,5) в водогазопроводных трубах	ПРН2 (1х1,5) в водогазо-проводных трубах	Соответствует

5. ЭКСПЕРТИЗА СООТВЕТСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОВОДОВ (КАБЕЛЕЙ) И АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

К групповой силовой сети, выполненной кабелем ПР1 (3x4+1x2.5), подключен электродвигатель КО-Н-4 (Р_н=8 кВт, cos=0,84, =0,87, К_п=5), расположенный во взрывоопасной зоне В-Iа.

Напряжение сети 660/380 В. Определить необходимое сечение токопроводящих жил кабеля, выбрать плавкий предохранитель серии ПН-2 и тепловое реле для зашиты двигателя.

Решение:

1. Рассчитываем номинальный ток электродвигателя:

. (5.1)

2. Определяем необходимое сечение жил кабеля в соответствии с условием I_доп ? 1,25 I_н (двигатель с короткозамкнутым ротором и расположен во взрывоопасной зоне В-Iа (п.7.3.97 [1]). По табл. 1.3.6 [1] (1-й и 5-й столбцы) выбираем S=4 мм², при котором

I_доп =35А ? 1,25 • 9,58 ? 11,98 А (5.2)

3. Проверяем тепловое реле в соответствии с условием I_н.р ? I_н

По табл.6.4.П [4]этому условию удовлетворяет реле ТРН-25 с номинальным током

I_н.р = 25 А > I_н.=9,58 А. По условию I₀ ? I_н выбираем нагревательный элемент реле. Этому условию удовлетворяют два нагревательных элемента с токами нулевой уставки I₀=8А и I₀=10А (см. табл.6.4.П[4]).

Для выполнения условия I_yст I_н тепловые реле необходимо отрегулировать. Рассчитываем количество делений, на которое необходимо повернуть поводок регулятора реле.

Для реле, у которого I₀=8 А:

(5.3)

Округляем до плюс 4 делений.

Аналогично для реле, у которого I₀=10]

Округляем до минус 2 делений.

Таким образом, возможна защита тепловыми реле ТРН-25 с током нулевой уставки I₀ = 10 А, при этом поводок регулятора необходимо установить на делении + 4, либо с током нулевой уставки I₀ = 10 А при этом поводок регулятора необходимо установить на делении -2. Второй вариант с I₀ = 10 А предпочтительней, поскольку нагревательный элемент реле в рабочем режиме будет иметь меньшую температуру.

4. Проверяем предохранитель ПН-2. В соответствии с условием I_н.пр. ?I_н, предохранитель, у которого I_н.пр =100 А 9,58 A- соответствует.

5. Проверяем плавкую вставку в соответствии с условием I_н.вст. ? I_н.

По условию I_н.вст=30 A 9,58 A- соответствует.

6. Проверяем выбранную вставку на устойчивость работы при пусках двигателя (на отсутствие ложных отключений) по условию

 (5.4)

где =2,5 (- коэффициент, зависящий от условий пуска [2] )

Пусковой ток двигателя:

I_пуск = К_п I_н =9,58·5 =47,9 А. (5.5)

Проверяем условие 30A >- условие выполняется, т.е. при пусках двигателя, ложных отключений не будет.

7. Поскольку для защиты использованы тепловые реле, то проверять условие защиты сети от перегрузок в соответствии с пп.3.1.10 и 3.1.11 [1] необходимости нет: оно выполняется автоматически при выборе сечения жил кабеля и номинальных параметров реле в соответствии с расчетом по пп.1- 3 решения данной задачи.

Ответ:

S_ПР1=4 мм², ПН-2 (I_н.пр = 100 A, I_н.вст=30 A),ТРН-25 (I₀ = 10 А, N = -2дел.)

В однофазной осветительной сети установлено 10 светильников ППД 200 (исполнение по взрывозащите - 2Ex_IIАT2). Напряжение сети U_ф=380 В. Сеть выполнена одножильным проводом марки ПРН, проложенным в водогазопроводных трубах и защищена плавким предохранителем НПН2-63. Проверить необходимое сечение провода и номинальные ток плавкой вставки.

Решение:

1. Рассчитываем рабочий ток нагрузки, учитывая, что мощность каждого светильника 300 Вт, cos =1 (для ламп накаливания):

. (5.6)

2. По табл. 1.3.4 (столбцы 1 и 3) [1] выбираем S=1,5мм², для которого:

I_доп = 19 A > I_р =10,26 А (5.7)

3. Проверяем правильность плавким предохранителем НПН2-63 по условию

I_Н.А ?I_р. (5.8)

Условие выполняется (I_Н.А. =63 А >I_р =10,26 А).

4. Выбираем номинальный ток плавкой вставки предохранителя в соответствии с условием:

I _{н. вст.}? I_р. (5.9)

Принимаем (см. табл.5.4.П[4]) I _{н. вст.} =16A.При проверке номинального тока плавкой вставки предохранителя в соответствии с условием I _{н. вст.}? I_р 16A10,26 A- условие выполняется.

5. Проверяем условие защиты сети от перегрузки в соответствии с требованиями п.3.1 10 и п.3.1.11 [1]:

(5.10)

Условие не выполняется.

Корректируем сечение токоведущей жилы S=2 мм²для которого:

I_доп = 24 A > I_р =10,26 А.

Проверяем условие защиты сети от перегрузки в соответствии с требованиями п.3.1 10 и п.3.1.11 [1]:

Условие выполняется.

Ответ: S_ПРН=2 мм², НПН2-63 (I _{н. вст.} = 16 А).

Для силовой электросети, схема которой с заданными параметрами изображена на рис. 4.1, определить правильность выбранных сечений проводников по допустимой потере напряжения:

Рис.5.1. Расчетная схема силовой сети

1. По табл. 1.7.П, прилож.7[4], для силовой сети при S_T = 800 кВ·А; cos = 0,92 и К_з.т.= 1 определяем допустимую потерю напряжения: ДU_дon =6,8%.

2. Определяем фактическую суммарную потерю напряжения на участках сети по формулам (1), (2) прилож.7[4]:

 (5.11)

(5.12)

(5.13)

где С₁= 138 и С₂=231 - соответственно коэффициенты для алюминиевых и медных проводников при напряжении 660В определяем по табл.2.7.П, прилож.7[4].

3. Сравниваем допустимую и фактическую потерю напряжения в сети

(5.14)

Условие выполняется, сечение проводников на участках выбрано правильно.

Ответ: сечение проводников на участках силовой сети выбрано правильно. Для осветительной электросети, схема которой с заданными параметрами изображена на рис., определить правильность выбранных сечений проводников по допустимой потере напряжения.

Рис.5.2 Расчетная схема осветительной сети

1. По табл. 1.7.П, прилож.7[4], для осветительной сети при S_T = 800 кВ·А; cos = 0,92 и К_з.т.= 1 определяем допустимую потерю напряжения: ДU_дon =4,44%.

2. Определяем фактическую суммарную потерю напряжения на участках сети по формулам (1), (2) прилож.7[4]:

где С₁= 46 и С₂=77 - соответственно коэффициенты для алюминиевых и медных проводников при напряжении 380В определяем по табл.2.7.П, прилож.7. [4].

3. Сравниваем допустимую и фактическую потерю напряжения в сети

Условие выполняется, сечение проводников на участках выбрано правильно.

Ответ: сечение проводников на участках осветительной электросети выбрано правильно.

Проверить аппарат зашиты плавкий предохранитель ПН - 2 по надежности отключения токов короткого замыкания в конце и в начале защищаемой группы. Основные технические параметры приведены на рис.4.3.

Класс взрывоопасной зоны В-Iа.

Рис. 5.3.Расчетная схема силовой сети

Решение

1. Проверяем плавкий предохранитель ПН-2,установленный в силовой сети, на надежность отключения тока короткого замыкания. При этом учитываем, что минимальное значение тока короткого замыкания будет при однофазном замыкании в конце защищаемой группы.

Защита обеспечивается надежно, если выполняется условие, формулы (21)прилож.8[4]:

(5.15)

По формуле (1), прилож.9[4]:

(5.16)

Значения Z_Ф-0 определяется по формуле (4), прилож.9. [4]:

. (5.17)

(4.18.)

(5.19)

(5.20.)

(5.21)

(5.22)

Расчетное сопротивление трансформатора принимаем по табл. 1.9.П, прилож.9[4], равным Z_т(1) = 0,043.

Тогда ток короткого замыкания получается равным:

Проверяем выполнение условий:



Условие выполняется

2. Проверяем плавкий предохранитель ПН-2 по надежности отключения тока короткого замыкания в начале группы, т.е. по предельной отключающей способности. Максимальное значение ток короткого замыкания будет иметь при трехфазном коротком замыкании на выходных зажимах предохранителя (независимо от режима нейтрали). Предельная отключающая способность будет обеспечена, если выполняется условие:

I_пр.А ? I_кз(н)(3) (5.23)

По табл. 5.4.П, прилож.4[4] I_{np A} = 28000 А.

По формуле (5), прилож.9[4]:

(5.24)

(5.25)

(5.26)

Тогда:



(5.27)

Проверяем следующее условие:

I_пр.А =28000 А I_кз(н)(3)= 5149,34 А

Условие выполняется.

Проверить автомат защиты плавкий предохранитель НПН 2-63 по надежности отключения токов короткого замыкания в конце и в начале защищаемой группы. Основные технические параметры приведены на рис.4.4.

Класс взрывоопасной зоны В-Iа.

Рис.5.4 Расчетная схема осветительной сети

1. Проверяем плавкий предохранитель НПН 2-63 на надежность отключения тока короткого замыкания. При этом учитываем, что минимальное значение тока короткого замыкания будет при однофазном замыкании в конце защищаемой группы.

Защита обеспечивается надежно, если выполняется условие, формулы (21), прилож.8 [4]

По формуле (1), прилож.9[4]:

Значения Z_Ф-0 определяется по формуле (4), прилож.10[4].

.

Расчетное сопротивление трансформатора принимаем по табл. 1.9.П, прилож.9, равным Z_т(1) = 0,043.

Тогда ток короткого замыкания получается равным:

 НПН2-63 по табл.5.4. прилож.4. [4]

Проверяем выполнение условий:

Условие выполняется

2.Проверяем плавкий предохранитель НПН2-63 по надежности отключения тока короткого замыкания в начале группы, т.е. по предельной отключающей способности. Максимальное значение ток короткого замыкания будет иметь при трехфазном коротком замыкании на выходных зажимах предохранителя (независимо от режима нейтрали). Предельная отключающая способность будет обеспечена, если выполняется условие:

I_пр.А ? I_кз(н)(3)

По табл. 5.4.П, прилож.4[4] I_{np A} = 10000 А.

По формуле (5), прилож.9[4]:



Тогда:

Проверяем следующее условие:

I_пр.А =10000 А I_кз(н)(3)= 2523,52 А

Условие выполняется.

6. ЭКСПЕРТИЗА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Проверка заземляющих устройств для цеха грубого размола (рис.5.1), проверить соответствие контура повторного заземления требованиям ПУЭ.

Рис.6.1.Схема заземляющего устройства

Электроустановки цеха имеют рабочее напряжение 660/380 В, сеть - с глухозаземленной нейтралью. Мощность трансформатора 800 кВА. Удельное сопротивление грунта (глины), полученное в результате измерений, равно

800 Ом·м. Измерения проводились при сухом грунте. Перед измерением осадки не выпадали. В качестве вертикальных электродов заземлителя принята стержень 20 ,длина вертикальных электродов заземлителей 2,5м,расстояние между электродами заземлителями 2,5м, количество вертикальных электродов заземлителей 8 шт. уложенная на глубину 0,8 м от поверхности земли,соединительная полоса Ст. 50x5.

1. Определяем допустимое сопротивление заземляющего устройства по [1], п. 1.7.62:

r_З 15Ом(вторичное) (6.1.)

r_З 2Ом(первичное) (6.2.)

2. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта:

_расч = _изм ·К (6.3.)

По табл.1.10.П, прилож.10[4] - принимаем повышающий коэффициент К=1,4. Тогда расчетное значение удельного сопротивления грунта равно:

_расч =800·1,4=1120Ом·м

3. Определяем сопротивление растеканию тока с одиночного вертикального электрода заземлителя. Для стержня:

(6.4.)

t=t₀+0,5l_y=0,8+0,52,5=2,05

4. Определяем сопротивление растеканию тока вертикальных электродов с учетом коэффициента использования:

(6.5)

По табл.2.10П. [4] находим коэффициент использования вертикальных электродов заземлителя:

При n=8 =1, _В=0,58

5. Определяем сопротивление растеканию тока полосы, соединяющей вертикальные электроды заземлителя (без учета коэффициента использования)

(6.6)

l=1,05an=1,052,58=21м, b=0,05м, =0,8м

6. Определяем сопротивление растеканию тока полосы, соединяющей вертикальные электроды заземлителя (с учетом коэффициента использования электродов).По табл.2.10[4]

При n=8 a/l=1

Значит _Г=0,36

(6.7)

7. Определяем общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства:

(6.8)

8. Определяем общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства с учетом естественных заземлителей:

(6.9)

9. Проверяем выполнение условия:

r_З 15Ом

42,12 Ом 15Ом условие не выполняется.

10. Т.к. условие не выполняется необходимо применить заземлитель из нескольких электродов, соединенных параллельно.

Необходимое число параллельно соединенных вертикальных электродов определяется по формуле:

(6.10)

(6.11.)

11. Производим перерасчет, учитывая, что n=49 шт.

11.1. Определяем сопротивление растеканию тока вертикальных электродов с учетом коэффициента использования:



По табл.2.10П. [4] находим коэффициент использования вертикальных электродов заземлителя.

При n=49 =1,

_В=0,43 +

11.2. Определяем сопротивление растеканию тока полосы, соединяющей вертикальные электроды заземлителя (без учета коэффициента использования)

l=1,05an=1,052,549=128,63м, b=0,05м, =0,8м

11.3. Определяем сопротивление растеканию тока полосы, соединяющей вертикальные электроды заземлителя (с учетом коэффициента использования электродов).По табл.2.10П[4] при n=49 a/=1

Значит _г=0,24 +

11.4. Определяем общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства:

11.5. Определяем общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства с учетом естественных заземлителей:



11.6. Проверяем выполнение условия:

r_З 15Ом

15 Ом 15Ом условие выполняется.

12. Т.к. r_З 2Ом(первичное заземление)

42,12 Ом 2Ом условие не выполняется.

Т.к. условие не выполняется необходимо применить заземлитель из нескольких электродов, соединенных параллельно.

Необходимое число параллельно соединенных вертикальных электродов определяется по формуле:

13. Чтобы первичное заземление соответствовало требованиям ПУЭ неоходимо, чтобы n=410 шт.

Ответ: Запроектированное заземляющее устройство не соответствует требованиям ПУЭ. Необходимо дополнительно запроектировать 402 вертикальных электрода заземлителя.

7. ПРОЕТИРОВАНИЕ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА

Дать рекомендации по необходимой высоте много стержневого молниеотвода для защиты здания цеха грубого размола. Здание находится в местности с продолжительностью гроз 70 ч/год.

Решение:

1. Определяем категорию здания по устройству молниезащиты

Пропилен относится к горючим газам. По условию взрывоопасная смесь пропилена с воздухом в объёме более 5% будет образовываться при аварийном режиме работы. Исходя из этого делаем вывод, что в помещении цеха будет образовываться зона В-Iа (п.7.3.41 [5]) следовательно, категория молниезащиты здания - II (табл. 1, [5]).

2. Определяем тип зоны защиты молниеотвода, учитывая ожидаемое количество поражений молнией в год, по формуле с.25, [5]:

N = [(S+6h)(L+6h)-7,7h²]n10^-6 (7.1)

N =[(28+617)(42+617)-7,717²]5,510^-6=0,09

где n =5,5 - удельная плотность ударов молнии при продолжительности гроз 70 ч/год (с. 27 [5]). Здание: длина L=42 м, ширина S=28м, высота h =17м. Вытяжная вентиляционная труба h _тр=2м.

Так как N = 0,09< 1, то зона защиты у молниеотвода должна быть типа Б (табл. 1 [5]).

3. Конструктивные особенности стержневых молниеотводов.

Опоры стержневых молниеотводов должны быть рассчитаны на механическую прочность как свободно стоящие конструкции.

Стержневые молниеприемники должны быть изготовлены из стали любой марки сечением не менее 100 мм² и длиной не менее 200 мм и защищены от коррозии оцинкованием, лужением или окраской.

Токоотводы, соединяющие молниеприемники всех видов с заземлителями, следует выполнять из стали размерами не менее 6 мм². Соединения молниеприемников с токоотводами и токоотводов с заземлителями должны выполняться, как правило, сваркой, а при недопустимости огневых работ разрешается выполнение болтовых соединений с переходным сопротивлением не более 0,05 Ом при обязательном ежегодном контроле последнего перед началом грозового сезона.

При установке молниеотводов на защищаемом объекте и невозможности использования в качестве токоотводов металлических конструкций здания токоотводы должны быть проложены к заземлителям по наружным стенам здания кротчайшими путями, но не ближе чем 3 м от входов.

4. Определяем необходимую высоту молниеотвода, с учетом минимального радиуса защиты.

Для зоны Б (при r_CX > 0) высота молниеотвода при известном значении h_c ( наиболее высокая точка здания) и L ( расстояние между молниеотводами) может быть определена по формуле:

(7.2)

=

, принимаем =23,5м

Вывод: для защиты здания от прямых ударов молнии высота молниеотвода, установленного в точках 1, 7, 35, 41 должна быть не менее 23,5 м.

5. Для защиты зданий и сооружений II-й категории от вторичных проявлений молнии должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

а) металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в защищаемом здании (сооружении), должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок или к железобетонному фундаменту здания; для кабелей с металлическими оболочками или броней перемычки должны выполняться из гибкого медного проводника;

б) внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их сближения на расстояние менее 10 см через каждые 30 м должны быть выполнены перемычки;

в) во фланцевых соединениях трубопроводов внутри здания следует обеспечить нормальную затяжку не менее четырех болтов на каждый фланец.

Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям осуществляется присоединением их на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии.

Защита от заноса высокого потенциала по внешним наземным (надземным) коммуникациям выполняется путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю электроустановок или защиты от прямых ударов молнии.

6. Определение зон защиты молниеотвода от прямых ударов молнии на уровне высоты здания и трубы.

Т.К. зонА Б: h=23,5 м, L=42м

(7.3)

(7.4)

(7.5)

Участки №35-№1, №7-№41 L=S=28м, hL

(7.6)

(7.7)

(7.8)

Участки №1-№7, №35-№41 L=42м, hL

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОЕКТА

В ходе пожарно-технической экспертизы были предложены следующие мероприятия:

1. Силовой щит и щит освещения разместить вне цеха грубого размола (п. 7.3.68, 7.3.78 [1]);

2. Магнитный пускатель разместить вне взрывоопасной зоны или установить пускатель взрывозащищенного исполнения 2Ex_IIАT2;

3. Светильники ППД 200 должны быть заменены на аналогичные с маркировкой по ГОСТу не ниже, чем 2Ex_IIАT2;

4. На участке 3РП - 4ЩС кабельную линию АВРБ1 заменить на кабельную линию ВРБ1 п.7.3.93 [1];

5. На участке 4ЩС - электродвигатель заменить на кабельную линию ПР1 (п.7.3.93 [1], п.7.3.108 [1]).

6. На участке 5ЩО-светильники провода сечением (1х1,5) заменить на (1х2) (п.4.2);

7. Для защиты двигателя от перегрузки произвести замену ТРН-40(I₀ =32А) на ТРН-25(I₀ =10А)(п4.2.).

8. .Запроектировать дополнительно402 вертикальных электрода заземлителя

9. Здание цеха грубого размола защитить одиночным многостержневым молниеотводом, установленным в точках 1, 7, 35, 41 высота должна быть не менее 23,5 м (п 2.1 [5]).

ЛИТЕРАТУРА

1. Правила устройства электроустановок. - М Энергоатомиздат, 1985

2. Черкасов В.Н., Шаровар Ф.И. Пожарная профилактика электроустановок. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987

3. Черкасов В.Н Пожарно-техническая экспертиза электрической части проекта. - М.: Стройиздат, 1987.

4. Кустов О.Ф., Жариков О.В., Пожарная безопасность инженерных систем. Электроустановки. Учебное пособие. 2004 г.

5. РД 34.21.122 - 87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

6. ТКП 181-2009 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. - Минск, 2010г.

7. ТКП 336-2011. Молниезащита зданий, сооружений и инженерных коммуникаций. - Минск, 2011г.

Размещено на Allbest.ru