Система электроснабжения комбината "Тепличный"

I_с.п. < 1,4 I_н.тр

I_с.п. < 1,4 2000 = 2800 А

1,4 I_н.тр = 2800 А I_с.п. = 1,252000 = 2500 А I_ПАВ = 1228,5 A.

Ток срабатывания отсечки:

I_с.о = 1,5 I_пик = 1,5 (2127,8 + 6 330,2) = 6161 А;

I_с.о = 3 2500 = 7500 А.

Время срабатывания отсечки:

t_с.о = 0,3 + 0,2 = 0,5 (с)

ПКС = 50 кА > i_уд = 39,2 кА

>1,1 К_р = 1,11,35 = 1,485.

Выбор выключателей представлен в табл. 5.9. и приложении 2.



Таблица 5.9 - Выбор защитной аппаратуры сети до 1000В

Обозн-е	Место присоединения	Типавтомата	Iдоп; А	Iс,п; А	Imax,раб; А	Iс,о; А	IУД; А
QF1	Т1	Э25	2500	2500	2765	7500	39,2
QF2	Т2	Э25	2500	2500	2765	7500	39,2
QF3	Т1	Э16	1600	1250	1484	5000	39,2

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОДНОТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

Подстанция состоит из ОРУ 35кВ и ЗРУ 10кВ.

ОРУ компануется: силовым трансформатором ТМ-1800/35, трансформатором собственных нужд ТМГ-160/10, выключателем С-35, линейным разъединителем РНД-35, трансформаторами напряжения НОМ-35, разрядниками РВС-35, а также порталом для приема линии, отходящей с кронштейна. Кронштейн выполнен из стального уголка 50*50.

ЗРУ представляет собой металлический гараж 5000*7000. ЗРУ компануется шкафами одностороннего обслуживания. Ввод в ЗРУ от силового трансформатора выполняем шинами марки ШММ с использованием проходных изоляторов ИП 10.

Провода от трансформатора напряжения, трансформатора тока, силового трансформатора прокладываем в трубе диаметром 100мм.

Портал, разрядники, разъединители, трансформаторы напряжения, выключателль устанавливаем на сварную металлоконструкцию, в связи с невозможностью проведения земляных работ из-за возможности повреждения подземных коммуникаций.

Общий вид однотрансформаторной подстанции и однолинейная электрическая схема представлены на листе (Лист 4).

7. СРЕДСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

7.1 Назначение релейной защиты и автоматики

В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частными видами повреждений являются трёхфазные, междуфазные и однофазные К.З. В электрических и трансформаторах наряду с междуфазными К.З. и замыканиями на землю имеют место витковые замыкания. Вследствие возникновения К.З. нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия. При протекании тока К.З. элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой и обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключения поврежденного элемента или сети. Основные требования, предъявляемые к релейной защите, следующие: надежное отключение всех видов повреждений, чувствительность защиты, избирательность (селективность) действия - отключение только поврежденных участков, простота схем, быстродействие, наличие сигнализации о повреждениях.

Однако одной релейной защиты бывает недостаточно для обеспечения надежного и бесперебойного электроснабжения. Поэтому дополнительно предусматриваем устройства автоматического включения резерва (УАВР). Защита элементов СЭС напряжением выше 1кВ

На напряжение выше 1кВ предусматривается релейная защита элементов системы электроснабжения, если в качестве коммутационного аппарата используется выключатель или короткозамыкатель - отделитель.

Защита кабельных линий в распределительных сетях напряжением 10 кВ. Распределительные сети предприятий на номинальное напряжение 10 кВ имеют одностороннее питание и выполняются с изолированной нейтралью. Для таких сетей должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от междуфазных замыканий и от однофазных замыканий на землю [ 1 ] . Наиболее распространенным видом защиты является максимальная токовая защита (МТЗ). От междуфазных замыканий такую защиту рекомендуют выполнять в двухфазном исполнении и включать ее в одни и те же фазы по всей сети данного напряжения с целью отключения в большинстве случаев двойных замыканий на землю только одного места повреждения. В зависимости от требований чувствительности защита может быть выполнена одно-, двух- или трех релейной. Ток срабатывания МТЗ определяют по формуле [6 ] :

I_c.з = I_p.max, (7.1)

где: К_зап - коэффициент запаса, учитывает погрешность реле, неточности расчета и принимается равным 1.1-1.2.

К_в - коэффициент возврата токового реле, равный 0,8-0,85;

к_сз - коэффициент самозапуска (2,5 - 3), учитывает возможность увеличения тока в защищаемой линии вследствие самозапуска электродвигателей при восстановлении напряжения после отключения К.З.;

I_pmax - максимальный ток в линии в нормальном режиме.

Ток срабатывания реле определяется из выражения [6]:

I_c.р = I_p.max . (7.2)

где: К₁ - коэффициент трансформации трансформатора тока;

К_сх - коэффициент схемы, зависит от способа соединения трансформаторов тока и имеет значения 1 - при соединении в полную и неполную звезду и 3 - при включении реле на разность токов двух фаз.

Выбранная защита должна быть проверена по чувствительности:

к_ч = I_kmin / I_с,з. (7.3)

где I_kmin - минимальный ток К.З. в конце защищаемого или резервируемого участка. Чувствительность защиты считается достаточной, если при К.З. в конце защищаемого участка К_ч>1,5 , а при К.З. в конце резервируемого участка К_ч>1,2 .

Избирательность защиты обеспечивается выбором выдержки времени по условию:

t₂ = t₁ + t. (7.4)

где t₂ - выдержка времени защиты, расположенной ближе к источнику питания по сравнению с защитой, имеющей меньшую выдержку времени;

t - ступень избирательности, в расчетах принимается равной 0,6-1 с для защит с ограниченной зависимостью от тока К.З. характеристикой времени срабатывания и 0,3-0,6 с для защит с независимой характеристикой времени срабатывания.

Замыкание на землю одной фазы в сетях с изолированной нейтралью не является К.З. Поэтому защиту выполняют действующей на сигнал и только когда это необходимо по требованиям безопасности, действующей на отключение. В сетях простой конфигурации допускается применение только общего устройства неизбирательной сигнализации, контролирующего состояние изоляции в системе данного напряжения.

Защита силовых трансформаторов. Устройства релейной защиты для силовых трансформаторов предусматривают от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы: многофазных замыканий в обмотках и на выводах; однофазных замыканий на землю в обмотке и на выходах, присоединенных к сети с глухо-заземленной нейтралью; витковых замыканий в обмотках; токов в обмотках, обусловленных внешними К.З., токов в обмотках, обусловленных перегрузкой; понижения уровня масла; однофазных замыканий на землю в сетях 10 кВ с изолированной нейтралью, если трансформатор питает сеть, в которой отключение однофазных замыканий на землю необходимо по требованиям безопасности.

Виды защит трансформатора определяются его мощностью, назначением, режимом работы, местом установки, схемой включения. Для трансформаторов мощностью 1000 кВА и более может быть предусмотрена продольная дифференциальная защита. Наряду с защитами, действующими при повреждениях в самом трансформаторе и его соединениях, предусматривают резервные защиты от внешних КЗ. Они являются одновременно защитами шин, на которые работает трансформатор, если на этих шинах отсутствует собственная защита.

7.2 Защита блока линия - трансформатор

Для блока должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

1) многофазных замыканий;

2) витковых замыканий в обмотках трансформатора;

3) токов обусловленных перегрузкой;

4) понижения уровня масла;

5) замыканий одной фазы на землю в кабельной линии.

Рассмотрим защиту на примере блока W3 - T1 (см. лист 2 ).

Защита от многофазных замыканий осуществляется на базе РТ- 40; защита от витковых замыканий в обмотках трансформатора и токов обусловленных перегрузкой - на базе РТ- 40/100 с реле времени РВМ-12;

Найдем ток срабатывания отсечки [ 6 ]:

I_со = (к_н I⁽³⁾ _р.max)/К_тр, (7.5)

I_ср = (1.4 25,5)/(10/0,4) = 1,06 (кА).

Ток срабатывания реле, при коэффициенте трансформации

K_Т = 100/5 ТА1 составит [ 6 ]:

I_ср = I_ср , (7.6)

I_ср =

Коэффициент чувствительности, при минимальном токе КЗ в начале линии I_к,min⁽²⁾ = 2.682 кА по формуле (9.3) составит:

к_ч = = 2,31 > 2 .

Время срабатывания защиты от многофазных КЗ, для обеспечения селективной работы отстраиваем от времени срабатывания QF1 принимаем равным 0.6с.

Для резервирования отсечки и защиты обмоток низшего напряжения трансформатора, а также для резервирования защиты шин 0.4 кВ устанавливаем максимальную токовую защиту.

Ток срабатывания защиты из [ 6 ]:



I_сз = I_р.max , (7.7)

I_сз =,

I_сз1.1I_с.о.=352А.

Ток срабатывания реле, при коэффициенте трансформации

K_Т = 100/5 ТА22 составит:

I_ср =

Время срабатывания реле [ 6 ]:

t_ср = t_с.в + t , (7.8)

где t_с.в - время срабатывания автоматического выключателя QF1 на вводе напряжения 0.4 кВ;

t - ступень селективности.

t_ср = 0,5 + 0.5 =1 ( с ).

Коэффициент чувствительности

к_ч = = 2,3 > 1.5 .

Принимаем к установке токовое реле РТ - 40 /20 и реле времени РВМ - 12.

В качестве защиты от понижения уровня масла в баке трансформатора блока используем газовую защиту. Для этой защиты используем поплавковое реле типа ПГ. Для исключения ложных срабатываний регулируем чувствительность нижнего поплавка на скорость движения масла 50 - 160 см/c в зависимости от условий работы трансформатора. Газовое реле данного типа способно различать степень повреждения. При малых повреждениях оно дает сигнал, при больших повреждениях производит отключение трансформатора.

7.3. Защита кабельных линий

Согласно [1] для линий напряжением 3-10 кВ с изолированной нейтралью должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

Произведем защиту кабельной линий W1.

Рассчитаем параметры токовой отсечки.

кА;

кА;

.

Уточняем ток срабатывания реле: I_c.р.=200 (А), ток срабатывания отсечки тогда будет равен:

А.

Рассчитаем параметры МТЗ:

А;

I_{раб.МАХ,W1}= ;

А.

Уточняем ток срабатывания реле: I_c.р.=8 (А), ток срабатывания МТЗ тогда будет равен:

А.

Коэффициент чувствительности определим для точки К4, т.к. там наименьший ток двухфазного КЗ.

>1,5.

МТЗ эффективна по [7], т.о. МТЗ защищает линии W, W4, W6, W8.

Отстроим время срабатывания от времени срабатывания блока -- линия-трансформатор:

t_ср =1 + 0.5 =1,5 ( с ).

Выберем параметры защиты от замыкания на землю.

I_с.з.з.=5 (А) (I_с.з.з может принимать два значения - 5 и 10 А по [7]).

Зона действия селективной токовой отсечки и зона действия МТЗ токовых защит линии W1 и блока линия-трансформатор показаны на рис. 7.1.

Рис.7.1

Защита от замыкания на землю подключается через трансформаторы тока нулевой последовательности, которые являются фильтрами токов нулевой последовательности.

Поясняющая схема, цепи оперативного тока, принципиальная схема защиты линии приведены на (лист 5).

Рассчитаем АВР секционного выключателя Q8:

Рассчитаем параметры МТЗ:

А;

I_{раб.МАХ,} = ;

А.



Уточняем ток срабатывания реле: I_c.р.=26 (А), ток срабатывания МТЗ тогда будет равен:

А.

Коэффициент чувствительности определим для точки К4, т.к. там наименьший ток двухфазного КЗ.

>1,5 .

Время включения АВР

t_АВР = t_{МТЗ, Q1} + Дt_АВР;

где t_Q1 = 0,025 (с);

t_МТЗ - время срабатывания МТЗ выключателя Q1,(с);

Дt_АВР- выдержка времени для АВР,(с).

принимаем t_АПВ = 0.025 + 6 +0,5=6,525 (с),

8. ОХРАНА ТРУДА

8.1 Введение

Для предотвращения поражения электрическим током необходимо прежде всего исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. В этих целях устанавливают соответствующие ограждения или токоведущие части располагают на высоте, не доступной без специальных приспособлений.

Распределительные щиты, щитки, распределительные пункты размещают в специальных помещениях или запираемых шкафах, не имеющих токоведущих частей на лицевой стороне. Зажимы электродвигателей и других электроприемников, а также пусковых аппаратов должны быть закрыты кожухом и не доступны для прикосновения.

Ремонт электродвигателей и пусковых аппаратов во время их работы недопустим. Нельзя выполнять ремонт электропроводки без полного отключения выключателем на групповом щитке и т.д.

Для наружных установок и воздушных электрических сетей установлены необходимые высоты и габариты приближения к различным зданиям и сооружениям, обеспечивающие невозможность прикосновения к проводам. Эти размеры зависят от напряжения сети и указаны в ПУЭ и строительных нормах.

Правилами техники безопасности установлены требования безопасности, которые должны соблюдаться обслуживающим электротехническим персоналом в процессе эксплуатации электроустановок. Для защиты обслуживающего персонала о поражения током и действия электрической дуги применяют различные защитные средства и приспособления. К ним относятся инструменты с изолирующими рукоятками, диэлектрические перчатки, галоши и боты, резиновые коврики, защитные очки, специальные лестницы и стремянки, переносные заземления и ограждения, а также сигнальные переносные указатели напряжения и тока.

При производстве работ в установках до 1 кВ при полном снятии напряжения необходимо, чтобы все неотключенные токоведущие части другого соседнего оборудования имели наглухо закрытые ограждения либо находились на расстоянии или высоте , при которых случайное прикосновение к ним работающих невозможно. Правила разрешают в определенных условиях работу без снятия напряжения, для чего применяют защитные средства и специальные приспособления. В этом случае должны работать два электромонтера, старший из которых должен иметь квалификацию по технике безопасности не ниже 4 группы, младший не ниже 3 группы.

Как уже отмечалось, чрезвычайно важное значение имеет уровень изоляции. Необходимо обеспечить неуклонное выполнение требований ПУЭ к устройству электроустановок в зависимости от категории помещений. При дистанционном управлении в электроустановках следует применять световую или звуковую сигнализацию, предупреждающую работающих о пуске механизмов, а в некоторых случаях (ТП, РП, и т.д.) - блокировочные устройства, исключающие возможность прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Нужно строго выполнять профилактические осмотры и измерения, характеризующие состояние электрооборудования, в сроки, регламентированные правилами технической эксплуатации.

Для предупреждения населения об опасности, которую представляют собой все виды электрооборудования, широко применяются различные виды информации, в тос числе популярные брошюры, плакаты, лекции, беседы, практикуемые энергоснабжающими организациями. Наряду с общими мерами безопасности для защиты людей о поражения током в сетях и электроустановках необходимо применять по крайней мере одну из следующих мер: защитное заземление, зануление, защитное отключение, малые напряжения ( до 42 В), разделяющие трансформаторы, изолирующие площадки. Важное значение имеет выравнивание потенциалов пределах установки или ее частей. В некоторых случаях без выравнивания потенциалов обеспечить безопасность невозможно. Эта защитная мера применяется совместно с защитным заземлением, занулением и другими защитными мерами.

8.2 Анализ вредных факторов на предприятии

На данном предприятии существуют следующие вредные факторы:

1) Промышленное загрязнение среды

В процессе развития биосферы возможны загрязнения ее составляющих - атмосферы, гидросферы и литосферы (почвы). Основные вещества, загрязняющие атмосферу, это газы (90 %) и пыль (10 %).

Основные источники загрязнения - природные и производственно-бытовые процессы.

Природные источники - пыльные бури, вулканические извержения, космическая пыль.

Источники производственного загрязнения атмосферы - теплоэлектростанции (выбрасывают сернистый и углекислый газ), металлургические предприятия (окиси азота, сероводород, хлор, ртуть, мышьяк и др.), химические, цементные заводы и др.

В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение. В экологии понятие "загрязнение" имеет более широкое значение, чем в быту. Загрязнителями называют не только твердые, жидкие и газообразные вещества, но и электромагнитное излучение, тепло, шум.

2) Химическое загрязнение атмосферы

Этот фактор относится к числу наиболее опасных для жизни человека. В атмосферу попадают сотни веществ, которые отсутствовали в природе. Наиболее распространенные атмосферные загрязнители - сернистый газ (его выбрасывают городские ТЭЦ, работающие на угле или мазуте, в которых много серы), оксиды азота, оксид углерода (угарный газ), хлор, формальдегид, фенол, сероводород, аммиак и др. В некоторых случаях из двух или нескольких относительно не опасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образовываться ядовитые соединения. Экологи насчитывают около 2 тысяч загрязнителей атмосферы.

Главные источники загрязнения - тепловые электростанции, котельные, домашние печи, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.

Котельная оказывает существенное влияние на состояние окружающей среды. К обеспечению ее работы привлекаются значительные природные ресурсы, такие, как топливо, вода, воздух, строительные материалы и тр. При работе котельная загрязняет окружающую среду вредными выбросами. На рис.1 показаны основные источники вредных веществ котельной, оказывающих вредное влияние на окружающую среду в районе котельной.

Вредные факторы котельной

Рис.1

Потребляя огромное количество и топлива и воздуха, котельная установка выбрасывает в атмосферу через дымовую трубу 1- продукты сгорания, содержащие сернистый ангидрид SO₂, оксиды азота NO_x, золу. В атмосферу поступает вся теплота, внесенная топливом либо на самой котельной, либо у потребителей. Главная часть теплоты выделяется у потребителей, а 5…7% теплоты удаляется с дымовыми газами из дымовой трубы. В атмосферу уносятся большие массы теплоты и влаги. Это вызывает снижение солнечной освещённости, образование низкой облачности и туманов, моросящих дождей, инея и гололёда в холодное время. В теплое время года в результате испарения капелек влаги, достигших земли, возможно засоление почв.

3) Загрязнение водоемов

Предприятия сбрасывают в водоемы: соединения азота, фенол, др. отходы.

Отходы технологических циклов котельной, такие, как обмывочные воды, остатки нефтепродуктов и др., загрязняют стоки вод на территории котельной, которые, попадая в водоемы, оказывая гибельное воздействие на водные организмы.

4) Загрязнение поверхности почвы

Дополнительный источник - зола ТЭЦ, кирпичная крошка, цемент. Для уменьшения загрязнения необходимо сортировать мусор, перерабатывать его в полезные продукты, ядовитые и токсические вещества - дезактивировать и захоранивать. Складирование золы, уловленной в золоуловителе 3, в специальных местах ( золоотвалах ) исключает их из сельскохозяйственного оборота. Причем последующая рекультивация поверхности золоотвала не приводит к полному восстановлению свойств почвы. В среднем на 1кВт установленной мощности приходится 5 кг оксида азота, 0,07 кг оксида серы, 0,7кг золы.

Испытывают химическое загрязнение при избыточном внесении удобрений, пестицидов, и примесей. Автомобили привносят в почву свинец, бензаперен, промышленность добавляет кислотные дожди, что убивает многие растения, резко снижает урожаи.

5) Шумовое загрязнение

В районе расположения котельной в воздушный бассейн попадают шумы в основном от источников, расположенных на открытом воздухе. Сюда относятся периодические сбросы пара через предохранительные клапаны ( см. рис.1 ). Постоянный шум, особенно вредный от дымососов 2, который может распространяться на большое расстояние от устья трубы 1.

Громкие звуки и шумы большой мощности составляют данный вид загрязнения, который проявляется в заболеваниях слухового аппарата, нервных центров, появлении болевых ощущений, шоковых реакций.

Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку, приводит к расстройству работы сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Уровень шума измеряется в децибелах, выражающих степень звукового давления. 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека, а звук 130-150 дБ болезненен и непереносим.

Усталость от шума накапливается, угнетается нервная система, происходит функциональное расстройство центральной нервной системы, психики.

Процесс нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в шумных условиях, нежели у лиц, работающих в нормальных звуковых условиях. Шум вызывает заболевания сердечно-сосудистой системы, зрения и вестибулярного аппарата, снижает рефлекторную деятельность, часто становится причиной несчастных случаев и травм.

Неслышимые звуки могут оказывать вредное воздействие на здоровье человека. Инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшается настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности - чувство слабости, как после сильного нервного потрясения.

Шум многолик и опасен своим разрушительным действием на нервную систему, поэтому сейчас врачи говорят о появлении шумовой болезни.

8.2.1 Способы уменьшения вреда от химических загрязнений

1) Разбавление

Даже очищенные стоки необходимо разбавлять в 10-15 раз (а неочищенные - в 100-200 раз). На предприятиях сооружают высокие трубы, чтобы выбрасывать газ и пыль более равномерно и рассеянно. Но при этом увеличивается площадь загрязнение и дальность его выноса. Разбавление малоэффективный способ борьбы с загрязнением и допустим лишь как временная мера при залповых сбросах.

2) Очистка

Это способ уменьшения выбросов вредных веществ в окружающую среду, с использованием фильтров, отстойников в результате которого происходит концентрация жидких и твердых отходов, которые нуждаются в специальных хранилищах и дальнейшая переработка которых очень дорога.

3) Внедрение малоотходных технологий

Предполагает за счет более глубокой переработки снизить количество вредных выбросов в десятки раз. Отходы одного производства становятся сырьем для другого ( например, из сернистого газа, выбрасываемого ТЭЦ, производят серную кислоту).

Образные названия этим трем способам уменьшения загрязнения окружающей среды дали экологи ФРГ: "удлини трубу" (разбавление рассеиванием), "заглуши трубу" (очистка), "завяжи трубу узлом" (малоотходные технологии). В Европе многое сделано по восстановлению экосистем Рейна (Германия), Сены (Франция), Темзы (Англия).

8.3 Расчет вентиляции котельной

Вентиляция - организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного вредными газами, парами, пылью, а также улучшающий метеорологические условия в цехах. По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязненного, системы делят на естественную, механическую и смешанную.

Механическая вентиляция может разрабатываться как обще обменная, так и местная с обще обменной. Во всех производственных помещениях, где требуется надежный обмен воздуха, применяется приточно-вытяжная вентиляция. Высота приемного устройства должна зависеть от расположения загрязненного воздуха. В большинстве случаев приемные устройства располагаются в нижних зонах помещения. Местная вентиляция используется для удаления вредных веществ 1 и 2 классов из мест их образования для предотвращения их распространения в воздухе производственного помещения, а также для обеспечения нормальных условий на рабочих местах.

8.3.1 Расчет выделений тепла

1) Тепловыделения от людей

Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха. В расчете используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для работы количество явного тепла, выделяемое одним человеком, составляет 240 ВТ при 10^оС и 40 ВТ при 35^оС. Для нормальных условий (20^оС) явные тепловыделения одного человека составляют около 110 ВТ. Считается, что женщина выделяет 85%, а ребенок - 75% тепловыделений взрослого мужчины. В рассчитываемом помещении (20х70 м) находится 10 человек. Тогда суммарное тепловыделение от людей будет:

Q₁=10*110=1100 ВТ (8.1)

2) Тепловыделения от солнечной радиации

Расчет тепла поступающего в помещение от солнечной радиации Q_ост и Q_п (ВТ), производится по следующим формулам:

для остекленных поверхностей

Q_ост=F_ост*q_ост*A_ост (8.2)

для покрытий

Q_п=F_п*q_п (8.3)

где F_ост и F_п - площади поверхности остекления и покрытия, м²

q_ост и q_п - тепловыделения от солнечной радиации, Вт/м², через 1 м² поверхности остекления (с учетом ориентации по сторонам света) и через 1 м² покрытия;

А_ост - коэффициент учета характера остекления.

В помещении имеется 2 окна размером 2х60 м². Тогда F_ост=240 м².

Географическую широту примем равной 59,3^о, окна выходят на юго-восток, юго-запад, характер оконных рам - с двойным остеклением и деревянными переплетами.

Тогда:

q_ост=145 Вт/м², А_ост=1,15

Q_ост=240*145*1,15=40020 Вт

Площадь покрытия F_п=1360м². Характер покрытия - с чердаком. Тогда,

q_п=6 Вт/м²

Q_п=1360*6=8160 Вт

Суммарное тепловыделение от солнечной радиации:

Q₂=Q_ост + Q_п=40020+8160=48180 Вт. (8.4)

3) Тепловыделения от источников искусственного освещения

Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения проводится по формуле:

Q₃=N*n*1000, Вт. (8.5)

Где N - суммарная мощность источников освещения, кВт;

n - коэффициент тепловых потерь (0,9 для ламп накаливания и 0,55 для люминесцентных ламп).

У нас имеется 100 светильников с двумя лампами ЛД40 (40Вт) и 10 местных светильников с лампами Б215-225-200 или Г215-225-200. Тогда получаем:

Q₃=(7,9*0,9+2*0,55)*1000=8210 Вт.

4) Тепловыделения от радиотехнических установок и устройств вычислительной техники

Расчет выделений тепла проводится аналогично расчету тепловыделений от источников искусственного освещения:

Q₄=N*n*1000, Вт. (8.6)

Коэффициент тепловых потерь для радиотехнического устройства составляет n=0,7 и для устройств вычислительной техники n=0,5.

В помещении находятся: 3 персональных компьютера типа Pentium PRO по 600 Вт (вместе с мониторами) и 2 принтера EPSON по 130 Вт.

Q₄=(3*0.6+2*0.13)*0.5*1000=1030 Вт

5) Тепловыделения от котлов и электродвигателей

Расчет выделений тепла проводится аналогично предыдущим расчетам тепловыделений :

Q₅=N*n*1000, Вт. (8.7)

Коэффициент тепловых потерь для котлов составляет n=5,2, для электродвигателей n=2.

В котельной находятся: 30 электродвигателей и 5 котлов.

Q₅=(900*1,9+3000*4,2)*1000=1431000, Вт

Суммарные тепловыделения составят:

Q_с=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅= 1436723, Вт (8.8)

Q_изб - избыточная теплота в помещении, определяемая как разность между Q_с - теплом, выделяемым в помещении и Q_расх - теплом, удаляемым из помещения.

Q_изб=Q_с-Q_расх (8.9)

Q_расх=0,1*Q_с=143672 Вт

Q_изб=1293050 Вт

Расчет необходимого воздухообмена

Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла,

G (м³/ч), рассчитывают по формуле:

G=3600*Q_изб/C_р*p*(t_уд-t_пр). (8.10)

Где Q_изб - теплоизбытки (Вт);

С_р - массовая удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кгС);

р - плотность приточного воздуха (1,2 кг/м³);

t_уд, t_пр - температура удаляемого и приточного воздуха.

Температура приточного воздуха определяется по СНиП-П-33-75 для холодного и теплого времени года. Поскольку удаление тепла сложнее провести в теплый период, то расчет проведем именно для него, приняв t_пр=18^оС. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:

t_уд=t_рз+a*(h-2). (8.11)

Где t_рз - температура в рабочей зоне (20^оС);

а - нарастание температуры на каждый метр высоты (зависит от тепловыделения, примем а=1^оС/м)

h - высота помещения (6м)

t_уд=20+1*(6-2)=24^оС

G=3600*1293050/1000*1,2*(24-18)=288000, м³/ч

G=288000, м³/ч

8.3.2 Определение поперечных размеров воздуховода

Исходными данными для определения поперечных размеров воздуховода являются расходы воздуха (G) и допустимые скорости его движения на участке сети (V).

Необходимая площадь воздуховода f (м²), определяется по формуле:

V=5 м/с

f=G/3600*V=16 м² (8.12)

Для дальнейших расчетов (при определении сопротивления сети, подборе вентилятора и электродвигателя) площадь воздуховода принимается равной ближайшей большей стандартной величине, т.е. 5 воздуховодов по f=3,2 м². В промышленных зданиях рекомендуется использовать круглые металлические воздуховоды. Тогда расчет сечения воздуховода заключается в определении диаметра трубы.

По справочнику находим, что для площади f=3,2 м² условный диаметр воздуховода d=2 м.

8.3.3 Определение сопротивления сети

Определим потери давления в вентиляционной сети. При расчете сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Естественным давлением в системах механической вентиляции пренебрегают. Для обеспечения запаса вентилятор должен создавать в воздуховоде давление, превышающее не менее чем на 10% расчетное давление.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

P=R*L+E_i*V²*Y/2 (8.13)

Где R - удельные потери давления на трение на участках сети

L - длина участка воздуховода (8 м)

Е_i - сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V - скорость воздуха на участке воздуховода, (5 м/с)

Y - плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м³).

Значения R, определяются по справочнику (R - по значению диаметра воздуховода на участке d=2 м и V=5 м/с). Е_i - в зависимости от типа местного сопротивления.

Таким образом, потери давления в вентиляционной сети составляют Р=3358 Па.

8.3.4 Выбор вентилятора и электродвигателя

Требуемое давление, создаваемое вентилятором с учетом запаса на непредвиденное сопротивление в сети в размере 10% составит:

P_тр=1,1*P=3693,7674 Па. (8.14)

В вентиляционной установке для данного помещения необходимо применить вентилятор высокого давления, т.к. Р_тр больше 1 кПа.

Выбираем осевой вентилятор.

С учетом возможных дополнительных потерь или подсоса воздуха в воздуховоде необходимая производительность вентилятора увеличивается на 10%:

V_тр=1,1*G=63360 м/ч. (8.15)

По справочнику выбираем осевой вентилятор типа 06-300 N4 с КПД n_в=0,65 первого исполнения. КПД ременной передачи вентилятора n_рп=1,0.

Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

. (8.16)

N=99,7 кВт

По мощности выбираем электродвигатель 4АН250S2У3 с мощностью N=110 кВт и частотой вращения 2950 об/мин.

9. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

9.1 Определение сметной стоимости схемы электроснабжения

Составим смету для схемы электроснабжения, представленной на листе (Лист2). В смете отражаются затраты на приобретение оборудования, транспортировку и другие расходы.

Смета составляется на основе прейскурантов и СНиП IV-6-82. Расчет сметной стоимости представлен в приложении 3.

9.2 Пересчет сметной стоимости в ценах 2016 года

За итогом сметы учитывается:

СМР=А+Б+В=222923 руб;

А = монтаж - (Основная з/п + з/п по эксп-ии машин)=1078 руб;

Б = итоговая стоимость оборудования=218538 руб;

В = итоговая з/п=3307 руб;

Накладные расходы =75% основной з/п=0.75^. 2856 =2142 руб;

Плановые накопления=10%от суммы всех затрат=0,1^.222923 =22292,3 руб;

Расходы на тару=2% стоимости оборудования=0,02^. 218538 = 4370 руб;

Затраты на транспортировку=5% стоимости оборуд.=0,05^. 218538=10927 руб;

Затраты посредникам=5% стоимости оборудования=0,05^. 218538=10927 руб;

Заготовительные складские расходы=1,2% стоимости оборудования = 0,012^. 218538 = 2622,4 руб.

Пересчет сметы сведен в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Пересчет сметы на 2016г

№ п/п	Примечание	Статьи затрат	Сметнаястоимость	Дополнит.	Итого
1	(А+Б)7	Удорожание Мат.ресурсов	1537312
2	В450/761,156	Увеличение зарплаты	135108
3	1,11(В+А)	Уточнение структур накладных расходов	4867
4	1,13СМР	Уточнение ст-ти экспл-ии машин	251903
5	1,05(А+Б)	Уточнение тарифов на транспорт	230597
6	1,1п.14	Уточнение структуры плановых накоплений	3550796
7	1,02СМР	Средства в фонд НиОКР	227381
8	1,2(А+Б)	Посреднические услуги	263540
9	1,09(А+Б)	Приобретение строит.машин по договорной цене	239381
10	1,04п.2	Дополнительные затраты на работу зимой	140512
11	0,03СМР	Доп. затраты на временные здания и оборудование	6688
12	0,39п.2	Работы и затраты с учетом отчислений на соц. нужды	5270
13	1,1СМР	Затраты на развитие баз индустрии	245215
14	Итого		3287774
15	Н 20%п.14	НДС		657555
16	п.14+п.15	Всего			3945329

К_УД=3945329/222923=17,7

9.3 Расчет срока окупаемости капитальных вложений

1. Мощность всех потребителей равна Рнагр=4000 кВт.

Мощность потребляемой энергии в год [кВтч]

в год.



2. Ставка оплаты за электроэнергию равна 0,8 коп за 1 [кВтч] потребленной электроэнергии.

Также мы возьмем в расчет то, что ставка оплаты за электроэнергию с каждым годом повышается на 20%. Банковский процент мы возьмем равным 25%. А размер прибыли будет равен 10% от суммы полученной за оплату электроэнергии.

3. Рассчитаем прибыль, которую мы получим в 1-й год эксплуатации линии, б = 0,8.

где Ц - цена за электроэнергию, а б - ставка на электроэнергию в этом году.

руб.

Прибыль от последующих лет рассчитывается аналогично, а результаты приведены в таблицу 9.2.

Таблица 9.2 - Прибыль

№ года.	1	2	3
Прибыль тыс. руб.	2102,4	2270,6	2724,7

Найдем сумму идущую на погашение кредита в 1-й год.

тыс. руб.

Сумму идущую на погашение кредита в последующие годы найдем аналогично, а результаты сводим в таблицу 9.3.

Таблица 9.3 - Сумма на погашение кредита

№ года	1	2	3
Сумма.	1681,9	1453,2	1395

Общая сумма за 3 года 4530,1 тыс. руб.

Сметная стоимость оборудования 3945 тыс.руб.

Вывод : сметные затраты окупятся за 3года.

9.4 Расчет численности электромонтажных бригад

Расчет численности и состава бригады электромонтажников проводится по следующей формуле:

. (9.1.)

где Тр - трудоемкость работ в чел. час.;

q - количество месяцев;

к_в - производительность труда;

к_и - коэффициент использования рабочего времени.

(чел.).

Т.о. набираем 3 бригады: 2 по 3 человека, и 1 - 2 человека.

9.5 Составление плана-графика проведения СМР

На основании приложения 3 На основе этого приложения можно построить календарный ленточный график всех работ.

Ленточные графики (см. лист 7) представляют собой указания о времени начала и окончания той или иной работы. По длительности лент, их последовательности можно представить занятость строительно-монтажной бригады. При построении ленточного графика учитывается производительность и число рабочих

Продолжительность работ, не требующих круглосуточного дежурства, определяется по формуле:

(9.2)

где Т_{раб i} - трудоемкость i-той работы;

t_см - продолжительность смены, 8ч.

ч_зв - списочный состав звена, чел.

Продолжительность круглосуточных работ, зависящих только от технологии, определяется по формуле:

t_раб = (9.3)

При составлении ленточного графика, по мере возможности, учитывается специализация бригад.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной квалификационной работе рассмотрено электроснабжение комбината “Тепличный”. Проектирование начато с расчета силовой нагрузки и освещения. Произведен выбор трансформаторов и компенсирующих устройств, приведено технико-экономическое обоснование выбора. Спроектировано внутрицеховое электроснабжение, т.е. выбраны кабели для силовых распределительных пунктов и мощных потребителей, сгруппированы приемники и выбраны силовые пункты, пускорегулирующие аппараты и автоматические выключатели. Рассчитаны токи короткого замыкания на напряжение 0,4 кВ и 10 кВ. Также спроектировано внутризаводское электроснабжение, выбраны кабели питающие трансформаторные подстанции комбината и ЦРП.

Осуществлено проектирование ТП в частности, выбор комплектных камер, вакуумных выключателей, трансформаторов тока и напряжения. Выбраны основное оборудование и его расположение подстанции.

Для обеспечения надежности и безопасности применены средства автоматики и защиты отдельных элементов системы электроснабжения.

Экономическая часть включила в себя составление сметы, пересчет сметы в ценах 2016 года, расчет численности бригады и расчет графика строительно-монтажных работ методом ленточного планирования.

В разделе безопасность жизнедеятельности рассмотрены различные вредные факторы существующие на предприятии, а также разработана система вентиляции котельной.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. - 6-е изд.; перераб. и доп. - М.: Энергоатмиздат, 1985. - 640 с.: ил.

2. СНиП IV-6-82 Приложение. Сборник расценок на монтаж оборудования. Сб. 8. Электротехнические установки. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985. - 191 с.

3. ГОСТ 14209 - 85 / СТ СЭВ 3116 -82 / Трансформаторы силовые, маслянные, общего назначения. Допустимые нагрузки. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 30 с. Группа Е64. / Ч7 / CCCР.

4. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энегроатомиздат, 1987. - 336 с.: ил.

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных пред-приятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.: ил.

6. Справочник по проектированию электроснабжения. Под редакцией Ю.Г.Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 576 с.: ил.

7. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.: ил.

8. Булычев А.В., Ванин В.К., Меркурьев Г.В. Методы и технические средства контроля параметров и защиты электродвигателей переменного тока. - СПб.: РАО `' ЕЭС РОССИИ '' Главный Вычислительный Центр Энергетики, Северо Западный филиал,1996.-96 с.: ил.

9. Шабад М.А. Защита трансформаторов 10 кВ., - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 144 с.: ил. (Биб-ка электромонтера; Вып. 623)

10. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0.4 кВ. -Л.: Энергоатомиздат, 1988. - 176 с.: ил. (Биб-ка электромонтера; Вып. 617)

11. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения: Учебник для вузов по специальности ` Электроснабжение'.- М.: Высш. шк., 1991. - 496 с.: ил.

12. Чернобровов Н.В. Релейная защита: Учебное пособие для энергетических и энергостроительных техникумов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1971. - 624 с.

13. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru