Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

сварочный мощность трансформатор электроснабжение

Без электроэнергии сейчас немыслима деятельность ни в одной отрасли народного хозяйства, электроприборы все полнее входят в быт людей. Исходя из технико-экономической целесообразности выработка, передача и распределение электрической энергии производятся при различных напряжениях пеpeменного тока. На пути от электростанции до потребителя это изменение напряжения трансформация происходит несколько раз. Суммарная мощность тpaнсформаторов общеrо назначения сейчас примерно в 9 раз превышает установленную мощность генераторов. Отечественные трансформаторные заводы непрерывно увеличивают выпуск все более совершенных тpaнсформаторов разных назначений и электрических параметров. Для питания потребителей малой мощности, а также разбросанных по большим территориям небольшим населенным пунктам, мелким промышленным и сельскохозяйственным предприятиям, отдельно стоящим установкам требуются источники питания небольшой единичной мощности, которыми являются силовые распределительные трансформаторы III габаритов. Они получили в народном хозяйстве России очень широкое распространение.

По мере роста парка действующих трансформаторов непрерывно растет количество трансформаторных единиц, требующих по тем или иным причинам ремонта. Их ремонтируют на специализированных заводах, в электроремонтных цехах промышленных предприятий, мастерских, в электроремонтных подразделениях системы сельского хозяйства или в общих мастерских по ремонту сельхозтехники. Иногда некоторые работы проводят на месте установки трансформатора, но для трансформаторов III габаритов это не является xaрактерным, так как их транспортировка особого труда не составляет.

В курсовом проекте следует произвести расчеты: проектирование системы освещения, электронагревательных установок, внутренней силовой электрической сети 0,4 кВ, расчет заземляющего устройства электроустановок, молниезащиты, электрических нагрузок.

1. Общая характеристика объекта электрификации

Характеристика потребителей электроэнергии

В данном цехе устанавливаются потребители электроэнергии различных типов и с разной продолжительностью включения, а именно:

1) установка для аргонодуговой сварки Brima TIG 250 P, мощностью

6 кВт, с повторно-кратковременным режимом работы;

2) сварочный выпрямитель ВКС-500, мощностью 23,5 кВт, повторно-кратковременным режимом работы;

3) трансформатор для пайки отводов ОСУ-40-0,5, мощностью 20 кВт, с повторно-кратковременным режимом работы;

4) муфельная печь для прокалки глета МП-29М, мощностью 2,4 кВт, с повторно-кратковременным режимом работы;

5) точильно-шлифовальный станок, мощностью 0,5 кВт, с повторно-кратковременным режимом работы;

6) станок для фрезеровки электрокартонных колец, мощностью 2,6 кВт, с повторно-кратковременным режимом работы;

7) сушильная тупиковая печь для сушки выемных частей 7,5х3,5х5,5 м, мощностью 67,3 кВт, с длительным режимом работы;

8) установка для регенерации масла УРТМ-200, мощностью 12 кВт, с длительным режимом работы;

9) сепаратор СЦ - 1,5, мощностью 3 кВт, с длительным режимом работы;

10) фильтр-пресс производит. 3 м³ в час, мощностью 15 кВт, с длительным режимом работы;

11) насос РЗ-30, мощностью 5,5 кВт, с длительным режимом работы;

12) намоточный станок (диаметр план-шайбы 620 мм) ТТ-22, мощностью 15 кВт, с длительным режимом работы;

13) кривошипный пресс КД-2324, мощностью 3,2 кВт, повторно-кратковременным режимом работы;

14) картонно-резательный станок КН-1, мощностью 5,5 кВт, повторно-кратковременным режимом работы;

15) вертикально-сверлильный станок 2Н135, мощностью 4 кВт, повторно-кратковременным режимом работы;

16) кран, мощностью 26 кВт, с кратковременным режимом работы;

Учитывая, что нарушение электроснабжения не влечёт за собой опасности для жизни рабочего персонала повреждения уникального оборудования, цех относят ко второй категории надёжности электроснабжения.

Разработка схемы электроснабжения

Для питания электроэнергией ремонтно-механического цеха выбираем двухтрансформаторную подстанцию и магистральную схему электроснабжения. Нагрузку на магистралях распределяем приблизительно одинаково.

Характеристика помещений по условиям окружающей среды и по электробезопасности.

В соответствии с правилами устройства электроустановок, все помещения классифицируются по условиям окружающей среды, в зависимости от температуры воздуха, количества содержания в нем пыли, агрессивных сред и насыщенности парами влаги. В нашем случае ремонтный цех, тамбур, - сухие. К влажным относится - санузел.

По электробезопасности все помещения относятся к ППО (помещения с повышенной опасностью).



Рис. 1.1. Схема технологического процесса: 1 масляное хозяйство; 2 участок разборки и дефектовки трансформаторов; 3 участок чистки и мойки баков; 4 участок ремонта н складирования баков; 5 сварочно-механический участок; 6 склад комплектующих изделий и инструментов; 7 участок ремонта активных частей; 8 сборочный участок; 9 участок заливки трансформаторов маслом; 10 испытательная станция; 11 покрасочный участок.

2. Расчет освещения

Электрическое освещение - важный фактор, от которого в значительной мере зависит комфортность пребывания и работы людей.

В соответствии с нормами освещения сельскохозяйственных зданий и сооружений для общего равномерного освещения помещений основного производственного назначения следует применять газоразрядные источники света низкого давления, а для подсобных помещений лампы накаливания.

Светотехнический расчет.

Расчет освещения в лесопильном цехе проводим методом коэффициента использования светового потока. Нормированная освещенность

Размеры помещения:

Высота подвеса светильников:

(2.1)

где - высота рабочей поверхности,

- высота свеса светильников.

Оптимальное расстояние между светильниками:

Наиболее выгодное расстояние между светильниками:

(2.2)

Принимаем

Число рядов светильников:

(2.3)

Расстояние от стен до светильников:

(2.4)

Принимаем

Расстояние между рядами:

(2.5)

Определяем расстояние между светильниками в ряду:

(2.6)

Число светильников в ряду:

(2.7)

Уточняем расстояние между светильниками в ряду:

(2.8)

Общее число светильников:

(2.9)

Индекс помещения:

(2.10)

Принимаем коэффициенты отражения потолка, стен, рабочей поверхности:

В качестве светового прибора принимаем светильник типа ЛСП - 18

Коэффициенты использования светового потока:

(2.11)

где - доля светового потока в нижнюю полусферу;

- доля светового потока в верхнюю полусферу.

- значения коэффициентов использования световых потоков, излучаемых в нижнюю и верхнюю полусферы соответственно.

Рассчитаем световой поток лампы:

(2.12)

(2.13)

где S = 200 м² - площадь поверхности пола помещения;

К = 1,3 - коэффициент запаса;

Z = коэффициент неравномерности освещения для установки с люминесцентными лампами (1,1…1,5);

N - общее число светильников;

N_У - число осветительных приборов в установке

По расчетному световому потоку лампы выбираем типа ЛБ - 58 со световым потоком 4800 лм и мощностью Р = 58 Вт.

Фактическая освещенность:

(2.14)

Отклонение освещенности от нормы:

(2.15)

(2.16)

Отклонение от нормы допускается от -10 до 20%, следовательно лампа и светильник выбраны верно.

Установленная мощность осветительной установки:

(2.17)

Удельная мощность:

(2.18)

Таблица 1 - Светотехническая ведомость

Характеристика помещения	Коэффициент отражения	Система освещения	Вид освещения	Нормированная освещенность	Коэффициент запаса	Светильник	Лампа	Установленная мощность приборов	Удельная мощность, Вт/м2
№ п/п	Наименование	Площадь, м2	Высота, м	Класс помещения по среде	Потолка	Стен	Пола					Тип	Количество	Тип	Мощность
1	Ремонтный цех	200	5	Норм	50	50	30	Ра вномерное	Раб деж	200	1,3	ЛСП-02-2х65	10	ЛБ-58	58	1160	5,8
2	Тамбур	20	3	Норм	30	30	10		Раб	100	1,3	ЛСП-02-2х30	3	ЛТБЦА018	18	108	3
3	Санузел	18	3	Норм	50	30	10		Раб	50	1,3	ЛСП-1х18	3	ЛТБЦА018	18	54	5,4
4	Освещение входов	6	3						Деж	10	1,15	НСП-21-200	1	Б-215-225-40	95	95	15

Электротехнический расчет освещения

Электротехнический расчет включает в себя компоновку сети, выбор марки и сечения проводов, выбор распределительного щита. Из рабочего освещения, которое является основным и служит для создания нормируемой освещенности во всех точках рабочей поверхности, выделяем 10% ламп для дежурного освещения. В дежурную группу входят 3 светильника с 1 лампой мощностью по 18 Вт в самом цехе, 1 светильника с лампой по 95 Вт на освещение входа.

Распределение осветительных приборов по группам показано на листе графической части проекта.

Согласно ПУЭ, все осветительные сети подлежат защите от токов короткого замыкания. Так же требуется защита от перегрузок. Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий в осветительных сетях применяются вводные щиты. Щит выбирается в зависимости от окружающей cреды, назначения и количества групп. Аппараты защиты устанавливаются на линиях, отходящих от щита управления. Осветительную сеть защищаем автоматическими воздушными выключателями.

Рабочее напряжение 380/220 В, количество групп - 4, степень защиты IP20. Для приема и распределения электроэнергии и защиты отходящих линий выбираем вводно-распределительное устройство ОЩ-31-21 с линейными автоматами ВА 47-29 и автоматическим выключателем на вводе в щит типа: ВА 47-29 с комбинированным расцепителем, ток номинальный расцепителя I_н = 25 А, пределы регулирования уставки автомата (1,13…1.45)·I_н.расц.

После регулировки: I_н.расц = 25·1,13=28,3 А

Выбираем кабель марки ВВГ (5х4) с I_д =41 А.

Проверим сечение кабеля на соответствие расчетному току уставки защитного аппарата:

I_д 1.25 · I_к, (2.19)

где: I_к - ток комбинированного расцепителя автомата, А.

41 А 1.25·28,3 А 41 А 35,3 А

Условие выполняется, следовательно кабель выбран верно.

Выбор автоматического выключателя для 1 группы осуществляется по следующим условиям:

U_н.авт ? U_н.с (2.20)

I_н.аI_раб., (2.21)

I_н.т.р. I_раб (2.21)

- рабочий ток группы (2.23)

Выбираем автоматический выключатель ВА 47-29 с номинальным напряжением 220В и номинальным током 13А с расцепителем на 11,3А

В зависимости от категории размещения, условий окружающей среды, вида проводки и способа прокладки выбираем провод марки ВВГ.

Площадь сечения проводов и кабелей выбираем исходя из двух условий:

по условию нагрева длительным током:

(2.24)

где - сила допустимого тока для провода или кабеля

по условию соответствия аппарата защиты:

Принимаем провод сечением ВВГ 3х1,5

Рисунок 1 - Расчетная схема силовой сети

Таблица 2 - Выбор проводов и защитного аппарата для осветительной сети

Группа	Количество и мощность ламп	Руст, Вт	Iраб, А	Защитные аппараты	Провод (кабель)
				Тип	Iа, А	Iн.р., А	Марка, сечение	Iдоп, А
I II-деж. осв. III IV	10х(2х58) 3х(1х18) 3х(2х18)+3х(1х18) 1х95	1160 54 162 95	8,1 0,3 0,8 1	ВА 47-29 ВА 47-29 ВА 47-29 ВА 47-29	13 0,5 1,6 1	11,3 0,5 1,6 1	ВВГ 3х1,5 ВВГ 3х1,5 ВВГ 3х1,5 ВВГ 3х1,5	19 19 19 19

3. Расчет воздухообмена на сварочном посту

Сварочные посты всех видов сварки должны быть оборудованы местной вентиляцией.

Расчет воздухообмена в сварочных цехах можно производить по удельному расчетному воздухообмену в зависимости от свариваемых и сварочных материалов для различных видов сварки и тепловой резки:

Lp - расчетный воздухообмен, на 1 кг израсходованного сварочного материала, который определяют по таблицам;

q - расход сварочного материала, кг/ч, который принимают по данным технологического процесса для одного сварочного поста;

m - количество сварочных постов.

Таблица 3 - Расход воздуха в зависимости от технологических операций

Технологическая операция	Сварочные материалы	Расчетный воздухообмен,
		Производственных помещений
Ручная сварка: для стали, электродами с толстым покрытием	ЭА-606/11, ЭА-981/15	10000
меди и ее сплавов	Электроды «Комсомолец-100», АБ-2, АМЦ-9-2	7000
алюминия и его сплавов	присадочные проволоки и неплавящиеся электроды	2300

Определение гидравлического сопротивления вентиляционной системы

Данные для расчета: Плотность воздуха с (кг/м³) - 1,22

Динамическая вязкость м (Па/с) - 1,85х10^-5

Воздуховод имеет длину 6 м, два двухшовных поворота с углом 90^о и одну задвижку.

Зная расход воздуха L и допустимые скорости движения воздуха v по воздуховодам, определяем их сечение F (в м2):

F = L / 3600v

где v=6-12 м/с - для магистральных воздуховодов и не более 8 м/с - для ответвлений.

F = 19300 / (3600 х 8) = 0,67

Выберем стандартный воздуховод квадратного сечения со стороной, равной

800 мм и толщиной стенки 0,7 мм. Площадь сечения такого воздуховода:

F_факт = (800-0,7х2)² /10⁶ = 0,64 м²,

Фактическая скорость:

щ = 19300 / (3600 * 0,64) = 8,34 м/с

Для канала прямоугольного сечения со сторонами a и b эквивалентный диаметр равен:

d_экв = 2ab /a + b

Тогда: d_э = 2 х (800-0,7х2)² / 2 х (800-0,7х2) = 798,6 мм

Движение воздуха по воздуховодам сопряжено с преодолением сопротивления трения воздуха о стенки воздуховодов и местных сопротивлений (отводы, тройники, переходники, решетки). Потери давления Р на преодоление этих сопротивлений:

ДP =( + Уж_м.с.) х

Где: l - длина воздуховода; d - эквивалентный диаметр; Уж_м.с - сумма местных сопротивлений; с - плотность газа; щ - скорость; в - коэффициент сопротивления трению, равный:

л = 0,316 х Re^-0,25

Re = щ d с / м = 8,34 х 0,798 х 1,22 / 1,85 х 10^-5 = 438891,4

л = 0,316 х 438891,4^-0,25 = 0,12

Таблица 3 - Значения коэффициентов местных сопротивлений

N п.п.	Местное сопротивление	Коэффициент местного сопротивления
1	Задвижка	0.5
2	Вентиль с косым шпинделем	0.5
3	Вентиль с вертикальным шпинделем	6.0
4	Обратный клапан нормальный	7.0
5	Обратный клапан «захлопка»	3.0
6	Кран проходной	2
17	Отводы сварные одношовные под	-
18	углом 30°	0.2
19	углом 45°	0.3
20	углом 60°	0.7
21	Отводы сварные двухшовные	-
22	под углом 90°	0.6
23	то же, трехшовные	0.5
24	Тройник при слиянии потока:	-
25	проход	1.2
26	ответвление	1.8
27	Тройник при разветвлении потока:	-
28	проход	1.0
29	Ответвление	1.5
30	Тройник при встречном потоке	3.0
31	Внезапное расширение	1.0
32	Внезапное сужение	0.5
33	Грязевик	10

Уж_м.с = 0,6 * 2 + 0,5 = 1,7

ДP = 13,24 Па

Подбор вентилятора

Вентилятор подбирают по заданной производительности м³/ч, и требуемому полному давлению вентилятора Р, Па, пользуясь рабочими характеристиками. В них для определенной частоты вращения колеса даются зависимости между подачей вентилятора по воздуху, с одной стороны, и создаваемым давлением, потребляемой мощностью и коэффициентом полезного действия с другой.

Определяем расчетный расход вентилятора

м³/ч

Определяем расчетное давление, создаваемое вентилятором

где = 1 - коэффициент;

Па.

По результатам расчета был выбран вентилятор ВЦ14-46 серии №2,5.

Мощность, потребляемая на валу вентилятора - кВт.

4. Расчет электрических нагрузок

Проводники любого назначения должны удовлетворять условию допустимого нагрева Исходя из этого требования правила устройства электроустановок (ПУЭ) устанавливают допустимые значения длительных токов для различных проводников в зависимости от способа прокладки и температуры окружающей среды. Сечения токопроводящих жил проводов и кабелей должны соответствовать требованию ПУЭ.

Марки и способы укладки проводов и кабелей должны соответствовать условиям окружающей среды и эксплуатации с учетом требований и норм ПУЭ.

Выбранные по условию допустимого нагрева проводники должны быть проверены на соответствие выбранному аппарату защиты. Для выбора сечений участков электрической сети по нагреву необходимо знать расчетную силу тока этих участков, для определения которой пользуются значением установленной мощности электроприемников. Для электродвигателей длительного режима и осветительной нагрузки в качестве установленной мощности одного электроприемника принимается паспортная номинальная мощность:

Р_у=Р_ном (4.1)

Для двигателя с повторно-кратковременным режимом работы:

(4.2)

где ПВ - номинальная продолжительность включения в относительных

единицах, равная отношению времени включения (работы) к общей

продолжительности цикла. Для сварочного трансформатора:

(4.3)

где S_hom - полная номинальная мощность, кВА;

Р_ном - активная номинальная мощность, кВт;

сosц - номинальный коэффициент мощности.

Для группы электроприемников установленная мощность равна сумме мощностей отдельных приемников:

. (4.4)

Расчетная мощность для одного электроприемника:

Р_расч=Р_у (4.5)

При повторно-кратковременном режиме:

Р_расч=Р_у/0,875 (4.6)

Для группы однотипных электроприемников:

, (4.7)

где Ру - установленная мощность группы электроприемников, равная сумме их номинальных мощностей;

Кс - коэффициент спроса, представляющий собой отношение расчетной

мощности к суммарной номинальной (установленной). Коэффициент

спроса для групп однотипных потребителей учитывает КПД, степень

загрузки и не одновременность работы электроприемников.

Для одного электроприемника коэффициент спроса равен коэффициенту загрузки (К3=0,85…0,9).

Для определения расчетной мощности электроприемников их разбивают на однотипные группы, по которым находят расчетные мощности, сумма которых и является активной расчетной мощностью для выбора проводов линии, питающей строительную площадку.

Усредненные значения коэффициентов спроса и мощности, а так же продолжительности включения (ПВ) для характерных групп электроприемников. Наряду с нахождением активной расчетной мощности (кВт) групп потребителей с помощью выше приведенных формул необходимо определить и расчетную реактивную мощность по формуле:

(4.8)

Определяем общую расчетную мощность для группы приемников

(4.9)

Определяем расчетный ток для группы приемников

(4.10)

Таблица 4 - Данные по электрическим электроприемникам в цехе

№ п/п	Р, кВт	Ру, кВт	Ррасч, кВт	cosц	tgц	Qрасч, кВАр
1	6	3	3,4	0,6	1,33	4,5
2	23,5	11,75	13,4	0,6	1,33	17,9
3	20	8	9,5	0,6	1,33	12,2
4	2,4	1,8	2,1	0,91	0,456	1
5	0,5	0,2	0,2	0,65	1,169	0,25
6	2,6	1,3	1,5	0,65	1,169	1,75
7	67,3	67,3	67,3	1	0	0
8	12	12	12	0,8	0,75	9
9	3	3	3	0,8	0,75	2,25
10	15	15	15	0,8	0,75	11,25
11	5,5	5,5	5,5	0,8	0,75	4,1
12	15	15	15	0,6	1,33	20
13	3,2	0,6	0,7	0,65	1,169	0,8
14	5,5	2,8	3,2	0,65	1,169	3,7
15	4	1,6	1,8	0,6	1,33	2,4
16	26	13	14,9	0,5	1,732.	25,8

Таблица 4.1 - Данные по электрическим нагрузкам в цехе до компенсации реактивной мощности

№ магистрали	№ группы	Номера эл. приемников	УРрасч, кВт	Qрасч, кВАр	S, кВА	I, А
1	1	1,2,5,6	18,5	24,4	30,6	46,5
	2	3,4	11,6	13,2	17,6	26,7
	3	7	67,3	0	67,3	102,3
2	4	8,9,10,11,12	50,5	46,6	68,7	104,4
	5	13,14,15,16	20,6	32,7	38,7	58,8

5. Компенсация реактивной мощности

При естественном коэффициенте мощности линии или ТП меньше 0,95 рекомендуется компенсация реактивной мощности.

В проекте необходимо выбрать конденсаторные батареи БК для ТП и установить их на шинах 0,4 кВ ТП. Порядок расчета следующий:

По естественному коэффициенту мощности (таблица 4.1) определяется, где и когда необходима компенсация. Определяется величина реактивной мощности Q_к, которую необходимо компенсировать до соsц= 0,95.

(5.1)

где Q_ест - естественная (до компенсации) реактивная мощность:

Выбирается мощность конденсаторных батарей Q_бк, при этом перекомпенсация не рекомендуется:

(5.2)

Номинальные мощности конденсаторных батарей на напряжение 0,38 кВ квар следующие: 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100, 125, 150, и т.д.

Есть БК, номинальная мощность которых отличается от перечисленных;

Рекомендуется устанавливать БК, если Q_бк ?25 квар [3].

Определяется нескомпенсированная реактивная мощность:

, (5.3)

,

Рассчитывается полная нагрузка трансформаторных подстанций с учетом компенсаций:

, (5.4)

,

Коэффициенты мощности после компенсации.

,

.

Данные по компенсации реактивной мощности сводятся в таблица 5.

Расчетные величины ТП показаны в таблице 5, выбор БК можно быстро производить по номограммам [3]. Данные для одного трансформатора.

Таблица 5 - Сводные данные по компенсации реактивной мощности

№ ТП	Расчетная мощность
	Естественная	Для компенсации	БК	Расчетная
	Qест.д	Qк.д	Qбк.д	Qд
ТП 1	98,7	82,1	25+30+30	13,7

6. Выбор потребительских трансформаторов

Номинальная мощность трансформаторов 10/0,4 кВ выбирается по экономическим интервалам нагрузок, в зависимости от шифра нагрузки, полной расчетной мощности, среднесуточной температуры охлаждающего воздуха, наличия автономных источников для обеспечения нормативных уровней надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Выбор установленной мощности трансформаторов одно и двух трансформаторных подстанций производится по условиям их работы, в нормальном режиме исходя из условия:

 (6.1)

где S_р - расчетная нагрузка подстанции, кВА;

n - количество трансформаторов проектируемой подстанции определяется в соответствии [5].

S_{эк min}, S_{эк max} - соответственно, минимальная и максимальная границы экономического интервала нагрузки трансформатора принятой номинальной мощности, в зависимости от зоны сооружения подстанции и вида нагрузки потребителей, таблица 5.

Таблица 6 - экономический интервал нагрузки (кВА) для выбора номинальной мощности трансформатора напряжением 10/0,4 кВ, устанавливаемой в ОЭС Урала (I зона)

Шифр нагру зок	Номинальная мощность трансформатора, кВА
	25	40	63	100	160	250	400	630
3.1	До 45	46-85	86-125	126-160	161-320	321-355	356-620	621-830

Принятые по номинальные мощности трансформаторов проверяются по условиям их работы в нормальном режиме эксплуатации по допустимым систематическим нагрузкам, а в послеаварийном режиме - по допустимым аварийным перегрузкам. Для нормального режима эксплуатации подстанции номинальные мощности трансформаторов проверяются по условию:

(6.2)

где к_с - коэффициент допустимой систематической нагрузки трансформатора для значений среднесуточных температур расчетного сезона.

При отсутствии возможности резервирования или отключения в послеаварийном режиме части нагрузки подстанции, выбор установленной мощности трансформаторов двух трансформаторных подстанций производится по послеаварийному режиму из условия отклонения одного из трансформаторов и обеспечения другим всей нагрузки подстанции:

(6.3)

где Кав - коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора, определяется по аналогии с кс.

Таблица 6.1 - Значения коэффициентов допустимой систематической нагрузки и послеаварийной нагрузки трансформатора напряжением 10/0,4 кВ.

Шифр нагрузки	Номинальная мощность, кВА	Коэффициенты
		КС	КАВ
3.1	До 63/100 и выше	1,65/1,59	1,75/1,73	0,92/0,77

Расчет трансформаторной подстанции:

Зона строительства - I (ОЭС Урала);

Шифр нагрузки 3.1 (производственная нагрузка);

Количество трансформаторов n=2;

Расчетная нагрузка S_Р=146кВА;

Нагрузка S_Р/2=73 кВА попадает в экономический интервал с S_эк.min=46кВА и S_эк.max=85кВА трансформатора S_ном=40кВА;

Допустимая систематическая нагрузка трансформатора 40 кВА К_С=1,65.

73/40=1,83<1,59 - условие не выполняется, поэтому принимаем трансформатор 63кВА. 73/63=1,2<1,59 - условие выполняется Окончательно выберем его после проверки по допустимой перегрузке.

Допустимая аварийная перегрузка трансформатора К_АВ=1,75. При выходе одного трансформатора из строя 146/63=2,3 - условие не выполняется, поэтому к установке принимаем ТП2х100 кВА.

Таблица 6.2 - Данные, полученные путем расчетов

№ ТП	Sрасч КВА.	Тип	Sном. кВА.	Uвн. кВ	Uнн кВ	ДРх, кВт	ДРк, КВт	Uк, %	ПБВ, %	ДWф,
3	157	ТМ	2х100	10	0,4	0,31	1,97	4,5	2х2,5	9350

Потери энергии в трансформаторах находятся по формуле:

(6.4)

где ДР_х, ДР_к - потери мощности холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе;

ф - время максимальных потерь, определяется по табл. 4.2 [13].

7. Расчет и выбор элементов электроснабжения

Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений открыто проложенными изолированными незащищенными проводниками с горючей изоляцией; силовые сети, когда по условию технолотческого процесса или режима их работы могут возникать длительные перегрузки; сети взрывоопасных помещений или взрывоопасных наружных установок независимо от условий технологического процесса или режима работы сети.

Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяют плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей.

Для защиты электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители. Они являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранители являются токоограничивающими аппаратами, так как в них обеспечивается околодуговое пространство и отключение цепи настолько быстро, что при больших кратностях тока в предохранителе ток не успевает достигнуть предельного значения.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя и реверса. В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемый электродвигатель от перегрузки. Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитной системой, в который дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы цепи ЭД.

Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при анормальных режимах (КЗ и перегрузки), для редких оперативных включений (3-5 в час) при нормальных режимах, а также для защиты цепей от недопустимых снижениях напряжения. Для защиты от токов КЗ в автоматическом выключателе применяется электромагнитный расцепитель мгновенного действия. Тепловой (обычно биметаллический) расцепитель предназначен для защиты от перегрузок, за счет изгибания биметаллической пластины. Расцепитель минимального напряжения срабатывает при недопустимом снижении напряжения в сети (30-50%). Такие расцепители применяют для ЭД, самозапуск которых нежелателен при самопроизвольном восстановлении питания.

Произведем выбор аппаратов защиты, устанавливаемых на силовые группы в ВРУ.

1) Произведем расчет для 1 группы

I_р = 46,5 А - расчетный ток группы;

I_н.а.>=I_н.р. (7.1)

I_н.р.>=I_р=46,5

Выбираем автоматический выключатель серии ВА 51Г-31, I_н.а. = 100 А,

I_н.р.= 50 А, U = 380 В.

Выбираем кабель для данной группы. Выбор сечения кабеля производим по условию:

I_доп.I_н.дв., (7.2)

где: I_доп =54 - допустимый ток для кабеля данного сечения, А.

I_н.дв.=46,5. Выбираем кабель ВВГ (4Ч10) для прокладки на лотках.

По условию (4.5): 66 ? 46,5 А.

Аналогично выбираем автоматические выключатели и кабели для остальных групп и заносим в таблицу 7.

Таблица 7 - Выбор автоматических выключателей и проводов

№ группы	Iр, А	Iном, А	Iн.р. А	Uном, В	Тип АВ	Марка, сечение, число жил проводов	Iдоп, А
1	46,5	100	50	380	ВА51Г-31	ВВГ (4Ч10)	66
2	26,7	100	32	380	ВА51Г-31	ВВГ (44)	34
3	102,3	125	125	380	ВА51Г-31	ВВГ(4х25)	107
4	104,4	125	125	380	ВА51Г-31	ВВГ (4Ч25)	107
5	58,8	100	60	380	ВА51Г-31	ВВГ (4Ч10)	66

Выбор магнитных пускателей

Электромагнитные пускатели выбирают из условия:

U_н.п ? U_н.уст, (7.3) I_н.п.I_н.дв., (7.4)

где: I_н.п - номинальный ток пускателя, А;

I_{пуск.лв} - пусковой ток электродвигателя, А.

Кран состоит из четырех двигателей АИР112М4У3 и дух двигателей АИР100L6. Для 4 двигателей подбираем магнитный пускатель ПМ12 025201,

с I_н.п.=25 А.

Проверяем выполняются ли условия по формулам (7.3) и (7.4):

380?380 В

25?11,4 А

Условия выполняются, следовательно, пускатель выбран верно.

Для двух АИР100L6 выбирает ПМ12-010201.

Для остальных токоприемников выбор магнитных пускателей проводим аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - Выбор магнитных пускателей

Наименование оборудования	Тип двигателя	P	Магнитный пускатель
Точильно-шлифовальный станок	АИР63В2	0.5	ПМ12-010201
Станок для фрезеровки электрокартонных колец	АИР100L6	2,2	ПМ12-010201
	АИР63В4	0,4	ПМ12-010201
Сепаратор СЦ - 1,5	АИР90L2	3	ПМ12-010201
Фильтр-пресс	АИР132М6У3	7,5	ПМ12-025201
	АИР132М6У3	7,5	ПМ12-025201
Насос РЗ-30	АИР112М4У3	5,5	ПМ12-025201
Намоточный станок	АИР132М6У3	7,5	ПМ12-025201
	АИР132М6У3	7,5	ПМ12-025201
Вертикально-сверлильный станок 2Н135	АИР132М6У3	7,5	ПМ12-025201
Картонно-резательный станок КН-1	АИР112М4У3	5,5	ПМ12-025201
Кривошипный пресс КД-2324	АИР90L2	3,2	ПМ12-010201
Кран	АИР112М4У3	5,5	ПМ12-025201
	АИР112М4У3	5,5	ПМ12-025201
	АИР112М4У3	5,5	ПМ12-025201
	АИР112М4У3	5,5	ПМ12-025201
	АИР100L6	2,2	ПМ12-010201
	АИР100L6	2,2	ПМ12-010201

8. Проектирование молниезащиты ремонтного цеха

Требуемая степень защиты зданий, сооружений и открытых установок от воздействия атмосферного электричества зависит от взрывопожароопасности названных объектов и обеспечивается правильным выбором категории устройства молниезащиты и типа зоны защиты объекта от прямых ударов молнии.

Степень взрывопожароопасности объектов оценивается по классификации Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты СН 305 - 77 устанавливает три категории устройства молниезащиты (I, II, III) и два типа (А и Б) зон защиты объектов от прямых ударов молнии. Зона защиты типа А обеспечивает перехват на пути к защищаемому объекту не менее 99,5% молний, а типа Б - не менее 95%.

По I категории организуется защита объектов, относимых по классификации ПУЭ к взрывоопасным зонам классов В-1 и В-П (см. гл. 20). Зона защиты для всех объектов (независимо от места расположения объекта на территории РФ и от интенсивности грозовой деятельности в месте расположения) применяется только типа А.

По II категории осуществляется защита объектов, относимых по классификации ПУЭ к взрывоопасным зонам классов В-1а, В-16 и В-Па.

Тип зоны защиты при расположении объектов в местностях со средней грозовой деятельностью 10 ч и более в год определяется по расчетному количеству N поражений объекта молнией в течение года:

при N<=1 достаточна зона защиты типа Б; при N> 1 должна обеспечиваться

зона защиты типа А. Порядок расчета величины N показан в нижеприведенном примере. Для наружных технологических установок и открытых складов, относимых по ПУЭ к зонам класса В-1г, на всей территории РФ (без расчета N) принимается зона защиты типа Б.

По III категории организуется защита объектов, относимых по ПУЭ к пожароопасным зонам классов П-1, П-2 и П-2а. При расположении объектов в местностях со средней грозовой деятельностью 20 ч и более в год и при N>2 должна обеспечиваться зона защиты типа А, в остальных случаях - типа Б. По III категории осуществляется также молниезащита общественных и жилых зданий, башен, вышек, труб, предприятий, зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения. Тип зоны защиты этих объектов определяется в соответствии с указаниями СН 305-77.

Объекты I и II категорий устройства молниезащиты должны быть защищены от всех четырех видов воздействия атмосферного электричества, а объекты III категории - от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов внутрь зданий и сооружений.

Защита от электростатической индукции заключается в отводе индуцируемых статических зарядов в землю путем присоединения металлического оборудования, расположенного внутри и вне зданий, к специальному заземлителю или к защитному заземлению электроустановок; сопротивление заземлителя растеканию тока промышленной частоты должно быть не более 10 Ом.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлокоммуникациями в местах их сближения на расстояние 10 см и менее через каждые 20 м устанавливают (приваривают) металлические перемычки, по которым наведенные токи перетекают из одного контура в другой без образования электрических разрядов между ними.

Защита от заноса высоких потенциалов внутрь зданий обеспечивается отводом потенциалов в землю вне зданий путем присоединения металлокоммуникации на входе в здания к заземлителям защиты от электростатической индукции или к защитным заземлениям электроустановок. Для защиты объектов от прямых ударов молнии сооружаются молниеотводы, принимающие на себя ток молнии и отводящие его в землю.

Объекты I категории молниезащиты защищают от прямых ударов молнии отдельно стоящими стержневыми, тросовыми молниеотводами или молниеотводами, устанавливаемыми на защищаемом объекте, но электрически изолированными от него.

Расчет тросового молниеотвода.

Зона защиты одиночного тросового молниеотвода высотой h?150 м приведена на рисунке 2, где Н - высота троса в середине пролета. С учетом стрелы провеса троса сечением 35-50 мм² при известной высоте опор Н_оп и длине пролета - a.

Здание расположено в Курганской области, имеет размеры:

А = 26,4 м; В = 11,6 м; H_x = 5 м.

Определяем по классификации ПУЭ класс взрывопожароопасной зоны для проектируемого объекта.

Зоны, расположенные в помещениях, в которых хранятся или обращаются твердые горючие вещества по классификации ПУЭ относится к классу П-2а и относится к III категории устройства защиты объекта от воздействия атмосферного электричества.

Определяем требуемый тип защиты для цеха.

Таблица 7 - Зависимость среднегодового числа ударов молнии в 1 км² земной поверхности от интенсивности грозовой деятельности

Интенсивность грозовой деятельности Пч, ч	10…20	20…40	40…60	60…80	80…100
Среднее число ударов молнии в год на 1 км2, n	1	2	4	5,5	7

По карте среднегодовой продолжительности гроз находим, что интенсивность грозовой деятельности на территории Урала составляет 40…60 ч в год. Согласно таблице 7 такой интенсивности соответствует среднегодовое число ударов молнии, приходящееся на 1 км² площади, равное n = 4. Ожидаемое число поражений лесопильного цеха молнией в течение года при отсутствии молниеотвода определяется по формуле:

N = [(В+6h) (А+6h) - 7,7h²] n · 10^-6 (8.1)

N=[(11,6+6·5) (26,4+6·5) - 7,7·5²] ·4 · 10^-6=0,009

Так как N<1, то принимаем зону защиты типа Б.

Выписываем геометрические размеры зоны защиты типа Б:

H_o=0,92?H; (8.2)

R_o=1,7?H; (8.3)

R_x=1,7?(H-H_x/0,92). (8.4)

где H_о - высота конуса зоны защиты; H - высота троса в середине пролета;

R_o - радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта;

R_x - радиус зоны защиты на уровне земли; H_x - высота защищаемого объекта.

Определяем высоту троса в середине пролета.

Н=(В/2+1,85H_x)/1,7=(11,6/2+1,85?5)/1,7=8,85 м;

Определяем высоту конуса зоны защиты.

H_о =0,92?8,85=8,14 м;

Находим радиус зоны защиты на высоте защищаемого объекта.

R_o=1,7?8,85=15,1 м;

Находим радиус зоны защиты на уровне земли.

R_x=1,7?(8,85-5/0,92)=5,81 м;

Выполняем проверки на защищенность объекта:

H_о > H_x (8.5)

8,14 м > 5 м - условие выполняется;

R_x> В/2 (8.6)

5,81 м > 5,8 м - условие выполняется;

А>а (8.7)

26,4 м>30 м - условие выполняется.

Рисунок 2 - Зона защиты одиночного тросового молниеотвода

9. Расчет защитного заземляющего устройства

Заземление - одна из основных защитных мер. Это преднамеренное соединение частей электроустановок с заземляющим устройством, которым принято считать заземлители и заземляющие проводники. В качестве заземлителей используются стержни из стали, забитые в землю вертикально и соединенные между собой под землей приваренной к ним стальной соединительной полосой.

Благодаря защитному заземлению, напряжение под которое может попасть человек, прикоснувшийся к заземленному оборудованию в аварийном режиме, значительно снижается.

Произведем расчет заземляющего устройства лесопильного цеха.

В зависимости от напряжения и типа электроустановки принимаем нормированное значение сопротивления заземляющего устройства r_з= 4 Ом.

Сопротивление растеканию тока вертикального электрода определяется по формуле:

, (9.1)

где _рас - расчетное удельное сопротивление грунта, Омм;

k - числовой коэффициент вертикального заземлителя: для

круглых стержней и труб k = 2;

- длина электрода, м;

d - внешний диаметр трубы или диаметр стержня, м;

h_ср - глубина заложения, равная расстоянию от поверхности

земли середины трубы или стержня, м.

Расчетное удельное сопротивление грунта _рас определяется по формуле:

, (9.2)

где k_с - коэффициент сезонности, принимаемый в зависимости от

климатической зоны;

k - коэффициент, учитывающий состояние грунта при измерении;

_изм - значение удельного сопротивления грунта, полученное при

измерении, Ом·м.

Для Курганской области принимаем k_с = 1,65, k = 1, _изм = 200 Ом·м.

Тогда по формуле (6.2): _рас = 1,65·1·200=330 Ом·м.

Согласно требованиям ПУЭ длину электрода принимаем равной 3 м., внешний диаметр стержня принимаем 0,016 м., а глубину заложения h_ср принимаем равной 0,6 м. Тогда по формуле (6.1) сопротивление растеканию тока будет равно:

Ом

Сопротивление горизонтального заземлителя (полосы связи) определим по формуле:

, (9.3)

где - длина горизонтального заземлителя, м;

k - коэффициент формы горизонтального заземлителя, для

круглого сечения k = 1;

d - диаметр круглой стали или ширина полосы прямоугольного

сечения, м;

h - глубина заложения горизонтального заземлителя, м.

Длина горизонтального заземлителя принимается равной 120 м. Тогда по формуле (6.3):

Ом

Так как в данном случае естественные заземлители не используются, то принимается сопротивление искусственного заземлителя равное сопротивлению заземляющего устройства: r_иск = r_з = 4 Ом

Теоретическое число вертикальных электродов определяется по формуле:

, (9.4)

Принимаем число заземлителей 18 штук. По графикам определяем коэффициенты экранирования вертикальных и горизонтальных заземлителей _в и _г. Они определяются в зависимости от числа вертикальных заземлителей и от отношения a / l.

, (9.5)

где а - расстояние между стержнями, м;

L - длина полосы связи (периметр заземляющего контура), м.

м

Отношение а / l = 6,7 / 3 =1,3. Тогда коэффициенты экранирования

_в = 0,55, _г = 0,50.

Действительное число стержней с учетом полосы связи определим по формуле:

, (9.6)

шт.

Окончательно принимаем число заземлителей 21 штук.

Так как n_д > n_т, то для выполнения заземления принимаем число стержней, равное n = n_д.

Расчетное сопротивление заземляющего устройства определим по формуле:

, (9.7)

Ом

Так как расчетное сопротивление заземляющего устройства r_расч меньше 4 Ом (1.93 < 4), то следовательно расчет произведен верно.

10. Вопросы охраны труда и техники безопасности

Для безопасности обслуживающего персонала, находящихся в цехе, должны соблюдаться правила техники безопасности при работе с электроустановками. Все вращающиеся части электроустановок должны быть ограждены или встроены в него. Все токоведущие части должны быть изолированы и заземлены. Все рабочие поверхности не должны иметь острых углов. Соблюдение всех правил техники безопасности приведет к тому, что работать обслуживающему персоналу и находиться в цехе будет безопасно.

При появлении дыма или огня из какого либо станка или пускорегулирующей аппаратуры нужно немедленно отключить установку.

Производительность труда и самочувствие слесаря при выполнении ремонтных работ определяются условиями труда, которые характеризуются параметрами микроклимата в рабочем помещении, состоянием производственного освещения, уровнем шума и вибрации на рабочем месте, наличием в воздухе рабочей зоны пыли и токсичных примесей

Операции по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей можно выполнять только в специально отведенных, оборудованных, огражденных и обозначенных местах (постах). Рабочие места и посты в помещениях должны обеспечивать безопасные условия труда для работающих и быть соответствующим образом ограждены. На одного работающего положено не менее 4,5 м² площади и объём помещения не менее 15 м³. Ворота рабочих помещений должны открываться наружу, иметь фиксаторы, тепловые завесы, тамбуры. Въезды в производственные помещения выполняются с уклоном не более 5%. Они не должны иметь порогов, ступенек, выступов. Полы в помещениях должны быть ровными и прочными, иметь покрытие с гладкой, не скользкой поверхностью, удобной для очистки.

Воздух рабочей зоны должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». С целью оздоровления воздушной среды помещения для ремонта трансформаторов организуют общеобменную и местную приточно-вытяжную вентиляцию.

В ремонтных помещениях применяют системы естественного, искусственного и совмещенного освещения. Освещение в ремонтных помещениях должно удовлетворять требованиям СНиП II-4-79 и соответствовать специфике работ.

Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах слесарей по ремонту должны соответствовать требованиям СН 3223-85, для снижения шума и вибраций используют различные приспособления (ограждения, подвесные звукопоглотители, глушители шума, звукоизолирующие кабины и экраны и т.д.).

Заключение

В данной курсовой работе разработан проект электрификации цеха. Для заданного объекта был произведен выбор технологического оборудования. Также произвели расчет освещения, где определили количество, мощность, тип ламп и светильников.

Для поддержания оптимальных параметров микроклимата предлагается приточно-вытяжная вентиляция.

Для данного цеха произвел выбор, проводов, пускозащитной аппаратуры, силовых, осветительных и щитов управления.

Список использованной литературы

1. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок: учебное пособие., Томск: Изд-во ТПУ, 2006 -248 с.

2. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990. - 351 с.

3. Карякин Р.Н., Солонцев В.И. Заземляющие устройства промышленных электроустановок: Справочник электромонтажника - М.: Энергоатомиздат, 1989. -191 с.

4. Справочная книга по светотехнике/ Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472 с.

5. Правила устройства электроустановок / Минэнерго России. - 7 изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2002. - 648 с.

6. Пястолов А.А., Райхлин И.М. Ремонт трансформаторов I и II габаритов. - М.: Энергия - 1977. - 120с

7. Проектирование электрического освещения: Учебное пособие / Н.А. Фалилеев, В.Г. Ляпин; Всесоюзный сельхозинститут заочного обучения. М.: 1989. - 97 с.

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

Размещено на Allbest.ru