№ кабельной линии на рис. 10.1	Значение тока КЗ , кА (Расчетная точка)	Время затухания апериодической составляющей Та, с	Время отключения tоткл, с	Выбранное сечение проводника F,	Требуемое сечение проводника по условию термической стойкости Fmin.T,
2	50	0,0161	0,3	2х240	262,9
3	46,5	0,008	0,03	16	14,7

Рис. 10.1. Схема расчётного участка сети

11. РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ЦЕХА

11.1 Расчет осветительной установки для участков цеха

Задачей расчета осветительной установки является определение числа и мощности источника света или определение фактической освещенности, создаваемой спроектированной установкой.

Для расчета общего равномерного освещения на заданную освещенность горизонтальной поверхности при отсутствии затененного оборудования, для светильников любого типа используется метод коэффициента использования светового потока [10].

При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности (норма освещенности - E_н), определяется по формуле:

(лм), (11.1)

где K_зап - коэффициент запаса; F - площадь освещаемой поверхности, м²;

z = E_ср/E_н - коэффициент минимальной освещенности (для ламп накаливания и ДРЛ принимается z = 1,15); E_ср - средняя освещенность, лк; N - число светильников; з - коэффициент использования светового потока источника света, доли единиц.

Принимаем из [10]:

- для механического участка E_н = 300 лк; K_зап = 1,5;

- для сварочного участка E_н = 250 лк; K_зап = 1,5;

- для термического отделения E_н = 250 лк; K_зап = 1,5;

- для электроремонтного отделения E_н = 300 лк; K_зап = 1,5.

Размещение светильников на плане помещения определяется следующими размерами: H - высотой помещения (9,5 м), h_с - расстоянием светильника от перекрытия (1,2 м), h_п =H - h_с - высотой светильника над полом (6,1 м), h_р - высотой расчетной поверхности над полом (0,8 м), L_а - расстоянием между соседними светильниками, L_b - расстоянием между соседними рядами ламп; l - расстоянием от крайних светильников или рядов светильников до стены, h - расчетной высотой, определяемой по формуле:

(м), (11.2)

h = 9,5 -1,2 - 0,8 = 7,5 м.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, который определяется по формуле:

, (11.3)

где L_ц - длина помещения, м; B_ц - ширина помещения, м.

- для механического участка ;

- для сварочного участка ;

- для термического отделения ;

- для электроремонтного отделения .

Коэффициенты использования выбираются по [табл. 5.9, 10] в зависимости от расчетной высоты h и от следующих коэффициентов: с_п - коэффициент отражения потолка (принимаем с_п = 0,7), с_с - коэффициент отражения стен (принимаем с_с = 0,5), с_р - коэффициент отражения расчетной поверхности (принимаем с_р = 0,1).

- для механического участка з = 0,82.

- для сварочного участка з = 0,82.

- для термического отделения з = 0,82.

-для электроремонтного отделения з = 0,74.

Для общего освещения производственных помещений высотой более 8 м, в которых не требуется правильной цветопередачи, применяются лампы типа ДРЛ.

Принимаем к установке лампы ДРЛ в светильниках РСП05/Г03 (предназначены для общего освещения производственных помещений).

Для принятых светильников, имеющих глубокую кривую силы света, находим расстояние между светильниками в ряду:

L_а = л_э·h (м), (11.4)

где л_э для светильников, имеющих глубокую кривую силы света равен 1.

L_а = 1·5,3 = 7,5 м.

Принимаем L_a = 6 м.

При данном расстоянии между светильниками в ряду можно разместить 4 светильника.

При данном условии расстояние от стены до лампы определяется как:

м.

Принимаю число рядов светильников равным:

- для механического участка: число рядов 4, м, тогда N = 16 шт.,

;

- для сварочного участка: число рядов 2, м, тогда N = 8 шт.,

;

- для термического отделения: число рядов 4, м, тогда N = 24 шт.,

- для электроремонтного отделения: число рядов 2, м, тогда N = 8 шт.,

Определяем световые потоки ламп по (10.1):

- для механического участка лм;

- для сварочного участка лм;

- для термического отделения лм;

- для электроремонтного отделения лм.

Для всех участков выбираем лампы типа ДРЛ-220-400 с номинальным световым потоком Фном = 19000 лм [табл. 2.15. 10].

Стандартные значения потоков должны отличаться от расчетных не более, чем на

-10ч+20% [10]:

(%) (11.4)

- для механического участка ;

- для сварочного участка %;

- для термического отделения %;

- для электроремонтного отделения .

Отклонения стандартных величин потоков от расчетных для механического участка и электроремонтного отделения выходят за пределы нормы. Лампы типа ДРЛ-220-700 с номинальным световым потоком Фном = 35000 лм также не дадут желаемого эффекта. В этом случае необходимо изменить расположение светильников и повторить расчет для указанных участков.

Принимаю число рядов светильников равным:

- для механического участка: число рядов 5, м, тогда N = 20 шт.,

;

- для электроремонтного отделения: число рядов 3, м, тогда N = 12 шт.,

.

Определяем световые потоки ламп по (11.1):

- для механического участка лм;

- для электроремонтного отделения лм.

Выбираем лампы типа ДРЛ-220-400 с номинальным световым потоком Фном = 19000 лм [табл. 2.15. 10].

Отклонения стандартных величин потоков по (11.4)

для механического участка ;

для электроремонтного отделения .

Отклонения стандартных величин потоков от расчетных находятся в пределах нормы.

Расчет освещения ЦТП.

Принимаем из [10] E_н = 200 лк; K_зап = 1,5.

Расчетная высота по (11.2):

h = 4 -1,0 - 0,5 = 2,5 м.

Коэффициент использования светового потока по (11.3):

.

Принимаем светильники ППД2-500 с лампами накаливания.

Коэффициенты использования [табл. 5.3, 10]: з = 0,55.

Для принятых светильников находим расстояние между светильниками в ряду по (11.4):

L_а = 1,6 · 2,5 = 4 м.

При данном расстоянии между светильниками в ряду можно разместить 3 светильника.

При данном условии расстояние от стены до лампы определяется как:

м.

Светильники располагаются одним рядом.

Определяем световые потоки ламп по (10.1):

лм.

Выбираем лампы типа Г-220-500 с номинальным световым потоком Фном = 8300 лм [табл. 2.15. 10].

Отклонение расчетной величины потока по (11.4)

;

Отклонение стандартной величины потока от расчетной находится в пределах нормы.

Результаты выбора ламп и светильников и их расположения приведены в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Результаты выбора ламп и светильников для основного освещения и их расположения

Наименование участка (отделения)	Норма освещенности Eн, лк.	Тип светильников	Число светильников, шт.	Тип ламп	Расстояние между светильниками в ряду La , м	Расстояние между рядами Lb , м
Механический	300	РСП05х400/Г03	20	ДРЛ-400	6	5
Сварочный	250	РСП05х400/Г03	8	ДРЛ-400	6	6
Термическое	250	РСП05х400/Г03	24	ДРЛ-400	6	6
Электро-ремонтное	300	РСП05х400/Г03	12	ДРЛ-400	6	4
ЦТП	200	ППД2х500	3	Г-500	4	-

11.2 Расчет электрических нагрузок и выбор сечения проводников осветительной сети

Сечения проводников осветительной сети должны обеспечивать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур, необходимые уровни напряжений у источников света, срабатывание защитных аппаратов при КЗ [5].

Линии, питающие главный и групповые осветительные щиты выполняются 4-х проводными, а сеть, питающая непосредственно лампы выполняются 2-х проводными.

Расчетная схема представлена на рис. 11.1.

Выбор сечения проводника от подстанции до главного распределительного щита выполняется по условию допустимого нагрева:

I_д.д. ? I_р (А), (11.5)

где I_д.д. - длительно допустимый ток проводника, А.

Значение расчетного тока при равномерной нагрузке фаз для трехфазной сети определяется по формуле [5]:

(А), (11.6)

где P_р,о - активная расчетная мощность трех фаз; cosц - коэффициент мощности нагрузки (принимаем cosц =0,9); U_л - номинальное линейное напряжение сети.

(кВт), (11.7)

где P_уст - установленная мощность ламп; K_с - коэффициент спроса (для производственных помещений К_с = 0,95); K_ПРА - коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (для ламп типа ДРЛ K_ПРА =1,1 [5]).

Для головного участка (от Т1 к ГОЩ):

P_уст =?N_л·P_л = 20 · 0,4 + 12 · 0,4 + 24 · 0,4 + 8 · 0,4 + 6 · 0,5 =

=8,0 + 6,4 + 9,6 + 3,2 + 3,0 = 30,2 кВт.

По (11.7) кВт.

Значение расчетного тока по (11.6):

А.

Выбираем кабель АВВГ сечением 4x16мм² с I_д.д. = 60 А.

Выбор сечения проводников в распределительной сети осуществляется по учету потерь напряжения [5].

Сечение любого участка осветительной сети можно определить по формуле [5]:

(мм²), (11.8)

где ?M - сумма моментов нагрузки, кВт·м; ?б·m - сумма моментов всех ответвлений, кВт·м; где K_с - коэффициент, зависящий от схемы питания и материала проводника (принимаем K_с = 44 [табл. 10.7, 5]; Дu_р - располагаемые потери напряжения, %.

Момент нагрузки представляет собой следующее произведение [5]:

, (11.9)

где l_л - длина проводника, м.

Моменты нагрузки на кабели от ГОЩ до осветительных щитков в цехах:

ГОЩ - ОЩ1: кВт;

кВт·м.

ГОЩ - ОЩ2: кВт;

кВт·м.

ГОЩ - ОЩ3: кВт;

кВт·м.

ГОЩ - ОЩ4: кВт;

кВт·м.

Моменты нагрузки однофазных ответвлений осветительных щитов:

(кВт·м), (11.10)

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м;

кВт·м.

Потери напряжения на участке Т1 - 0 по (7.12):

Тогда располагаемые потери напряжения Дu_р = 5 - 0,17 = 4,83%.

Сечения проводов головных участков определяются по (11.8):

мм²;

мм²;

мм²;

мм².

Для всех четырёх участков, руководствуясь условием механической прочности, принимаем провод марки АПВ сечением F = 4х2,5 мм².

Определение фактических потерь напряжения в этих проводниках:

, (11.11)

Определение располагаемых и потерь напряжения для каждого из участков:

.

Определяем сечения однофазных ответвлений осветительных щитов ОЩ, принимая в формуле (10.8) K_c = 7,4 [табл. 10.7, 5]:

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм²;

мм².

Для всех участков принимаем провод марки АПВ сечением F = 2х2,5 мм².

11.3 Расчет аварийного освещения

Аварийное освещение (АО), потребляемая мощность которого составляет 10% от общего, получает питание от трансформатора Т2 через аварийный осветительный щит (АОЩ). АО выполняется светильниками ППД-150 с лампами накаливания Б215-225-150 мощностью 150 Вт.

Мощность аварийного освещения принимается равной 10% от рабочего:

P_ав.осв = 0,1 · P_{осн.осв.} = 0,1 · 29,60 = 2,96 кВт.

Лампы накаливания устанавливаем в шахматном порядке в каждом из участков цеха и над каждым из входов. Число ламп аварийного освещения:

.

В данном случае устанавливаем 22 лампы.

Расчетный ток кабеля, проложенного от КТП к АОЩ:

А.

Выбираем кабель АВВГ сечением 4x2,5мм² с I_д.д. = 19А.

Принимаем Дu_р = 5%.

Потери напряжения в кабеле, проложенном от КТП к АОЩ по (7.12):

.

Располагаемые потери по формуле (10.13):

Дu_{расп.АОЩ} = 5 - 0,11 = 4,89%.

Самый наибольшим моментом нагрузки обладает ответвление

сварочного участка.

Момент нагрузки для ответвления сварочного участка по (11.10):

кВт·м

Сечение проводников от АОЩ до ламп накаливания определяем по выражению (11.8):

мм².

С целью обеспечения условия механической прочности выбираем провод АПВ сечением 2x2,5мм².

Сеть АО полностью выполняется алюминиевыми проводами АПВ 2х2,5, так как остальные ответвления имеют меньший момент нагрузки.

10.4 Выбор осветительных щитков

Групповые щитки, расположенные на стыке питающих и групповых линий, предназначены для установки аппаратов защиты и управления электрическими осветительными сетями.

При выборе типов щитков учитывают условия среды в помещениях, способ установки щитка, типы и количество установленных в них аппаратов.

Комплектация выбранных осветительных щитков приведена в табл. 11.2.

Таблица 11.2

Комплектация осветительных щитков

Номер щитка	Тип щитка	Аппараты защиты и управления
		на вводе	на отходящих линиях
			тип	количество
ГОЩ	ПР-11	А3120	АЕ-1031-15	6
ОЩ1	ЩО31-21	А3114	АЕ-1031-11	6
ОЩ2	ЩО31-21	А3114	АЕ-1031-11	6
ОЩ3	ЩО31-21	А3114	АЕ-1031-11	6
ОЩ4	ЩО31-21	А3114	АЕ-1031-11	6
АОЩ	ЩО31-21	А3114	АЕ-1031-11	6

12. Выбор способа выполнения защитного заземления

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в соприкосновении с землей.

К частям, подлежащим заземлению относятся: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников; приводы электрических аппаратов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов; металлические конструкции распределительных устройств; металлические кабельные конструкции; металлические корпуса кабельных муфт; оболочки и броня контрольных и силовых кабелей; металлические трубы электропроводки, лотки, короба, тросы и металлические полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленными или зануленными оболочками); другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.

Защитное заземление представляет собой внешний заземляющий контур и внутренняя сеть заземления. В качестве внешнего заземления используется искусственные заземлители: вертикальные электроды, расположенные по периметру и горизонтальная полоса, соединяющая вертикальные электроды между собой и в двух местах соединяется с внутренней сетью заземления. Контур внутреннего заземления выполняется стальными полосами. В данном случае стальные полосы внутреннего и внешнего контуров имеют размеры 40х4 мм.

Принимаем в качестве вертикальных заземлителей стальные стержни диаметром 15 мм и длиной 2 м; верхний конец вертикального заземлителя заглубляем на 0,7 м от поверхности земли. К ним привариваем горизонтальные электроды стержневого типа из той же стали, что и вертикальные электроды.

Расчет заземляющих заземляющих устройств сводится к расчету заземлителя,

так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям

механической прочности и стойкости к коррозии.

В соответствии с [2] устанавливаем допустимое сопротивление заземляющего устройства R_з ? 4 Ом.

Предварительно с учетом площади, занимаемой объектом, намечаем расположение заземлителей - по периметру КТП с расстоянием между вертикальными электродами, равным двойной длине вертикальных заземлителей

a = 2•l = 4 м.

Сопротивление искусственного заземлителя при отсутствии естественных заземлителей принимаем равным допустимому сопротивлению заземляющего устройства R_и = R_з = 4 Ом.

Расчетное сопротивление грунта для вертикальных и горизонтальных заземлителей заземлителей:

(Ом·м), (12.1)

где с_уд - удельное сопротивление грунта, для садовой земли с_уд = 40 Ом ·м;

K_сез - коэффициент сезонности, принимаем для 2 климатической зоны K_сез = 1,5.

с_р,в = 40 · 1,5 = 60 Ом ·м.

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа определяем по формуле:

(Ом), (12.2)

где l - длина электрода, м; d - диаметр электрода, м; t - расстояние от середины электрода до поверхности земли, м.

Ом.

Ориентировочное число заземлителей:

(шт.) (12.3)

Принимаем число заземлителей равное 10.

Рассчитаем необходимое число электродов с учетом взаимного экранирования.

Необходимое для обеспечения нормального значения сопротивления растеканию тока, число электродов со всего заземленного контура:

(шт.), (12.4)

где - коэффициент экранирования (при N0 = 10 и l = 2 = 0,71).

.

Так как N0 ? NП и N0 ? NП, то окончательно принимаем 10 электродов.

Уточняем:

Ом.

План размещения заземляющих устройств представлен на листе 3 графической части проекта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном учебном курсовом проекте была разработана система внутрицехового электроснабжения. Все параметры спроектированной системы соответствуют требованиям нормативно-технической документации. В процессе проектирования были учтены все требования, предъявляемые к внутрицеховым системам электроснабжения, а именно обеспечение требуемой надежности и качества электроэнергии, экономичность, удобство и безопасность эксплуатации, малая затратность средств и времени при монтаже, гибкость (т.е. возможность перестановки оборудования без дополнительных затрат на систему электроснабжения). Кроме того спроектированная система предусматривает перспективу наращивания мощности цеха в будущем.

Важнейшим этапом проектирования является разработка питающей сети. На этом этапе задача состоит в выборе конструкции и расположения участков и элементов системы. На конфигурацию системы влияет планировка цеха и расположение оборудования. При выборе элементов системы учитываются условия окружающей среды, при выборе конструкции необходимо учитывать условия монтажа и эксплуатации. В процессе выполнения проекта выбор был сделан в пользу смешанной схемы электроснабжения, так как именно такая схема является наиболее оптимальной для данного цеха и полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям.

Для разработанной схемы электроснабжения выбиралось комплектное оборудование, так как оно наиболее удобно как при эксплуатации, так и при монтаже.

Проект содержит две части расчётную и графическую

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Электроснабжение промышленных предприятий: методические указания к курсовому проектированию / сост.: Ю. П. Свиридов, С. М. Пестов. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - 40 с.

2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). - М.: НЦ ЭНАС, 2003.

3. Федоров А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий / А. А. Федоров, В. В. Каменева. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

4. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под редакцией Ю.Г. Барыбина. - М; Энергоатомиздат, 1991.

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

6. Мукосеев Ю. Я. Электроснабжение промышленных предприятий / Ю. Я. Мукосеев - М.: Энергия, 1973.

7. Справочник по проектированию электроснабжения / под редакцией Ю.Г. Барыбина. - М; Энергоатомиздат, 1991.

8. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебное пособие.- Ульяновск: УлГТУ, 2000.-284с.

9. Андреев В.А., Шишкин В.Ф. Короткие замыкания и перегрузки в сетях напряжением до 1кВ и защита от них.-Ульяновск, 1996.

10. Кноринг Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г. М. Кноринга. Л., Энергия, 1976.

Размещено на Allbest.ru