Электроснабжение промышленных предприятий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта

1.1 Характеристика применяемого оборудования, режимы работы

1.2 Категория электроснабжения

1.3 Выбор питающих напряжений

2. Электрическое освещение

2.1 Характеристика помещений по окружающей среде

2.2 Выбор нормированной освещенности

2.3 Вид освещения. Система освещения

2.4 Выбор источников света и светильников

2.5 Аварийное освещение

2.6 Выбор светильников и расстановка их на месте

2.7 Выбор типа ламп осветительных приборов

2.8 Выбор осветительных щитов

2.9 Расчет питающей и групповой осветительной сети с проверкой на AU

2.10 Выбор защиты с проверкой на Iокз

3. Электрические нагрузки

3.1 Расчет нагрузок

3.2 Компенсация реактивной мощности

3.3 Внешнее электроснабжение и технико-экономическое обоснование

4. Силовая сеть

4.1 Выбор и расчет распределительной сети с проверкой

4.2 Выбор защиты сетей

4.3 Выбор пусковой защиты

4.4 Расчет токов однофазного КЗ с проверкой защиты

4.5 Вводно-распределительное устройство Выбор ВВодно-распределительного устройства

4.6 Учет электроэнергии

4.7 Элементы автоматики в электроснабжении

4.8 Описание работы схемы АВР на контакторах

5. Заземление

5.1 Назначение, Виды заземлений

5.2 Расчет заземлений

5.3 Уравнение потенциалов

6. Монтаж, наладка и эксплуатация

6.1 Организация работ по монтажу

6.2 Монтаж Внутренних сетей

6.3 Наладка проводки после монтажа

6.4 Эксплуатация сетей и Э0

7. Экономика

7.1 Технико-экономическое сравнение

7.2 Численность дежурных и ремонтных рабочих

7.3 Годовой фонд рабочего бремени электрооборудования

7.4 Расчет потребности электроэнергии

7.5 Плата за потребляемую электроэнергию

8. Охрана труда

8.1 Организационно-технические мероприятия

8.2 Ответственность лиц по наряду-допуску на работу

8.3 Требования к электротехническому персоналу

8.4 Противопожарные мероприятия и ведомость инвентаря

Литература

Приложение



Введение

Энергетика нашей страны обеспечивает надёжное электроснабжение народного хозяйства страны и жилищно-бытовые нужды различных потребителей электрической и тепловой энергии.

Основными потребителями электрической энергии являются различные отрасли промышленности, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом более 70% потребления электроэнергии приходится на промышленные объекты.

Электроэнергия широко используется во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов (подъемно-транспортных систем ПТС, компрессоров, насосов и вентиляторов); для электротехнологических установок ( электротермических, электросварочных) а также для электролиза электроискровой и электрозвуковой обработки материалов, электроокраски и др.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящих из сетей напряжением до 1KB и выше трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности; к ним предъявляются определённые требования: надёжность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения примышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений.

Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и эффективности их работы.

Передача, распределение и потребление выработанной электроэнергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надежностью . Для обеспечения этого энергетиками создана надежная и экономичная система распределения электроэнергии на всех ступенях применяемого напряжения с максимальным приближением высокого напряжения к потребителям.

В системе цехового распределения электроэнергии широко используют Комплексные распределительные устройства, подстанции, силовые и осветительные токопроводы.

Это создает гибкую и надежную систему распределения, в результате чего экономится большое проводов и кабелей. Упрощены схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет, например, отказа от выключателей на первичном напряжении с глухим присоединением трансформаторов подстанций к питающим линиям. Широко применяют совершенные системы автоматики, а также простые и надежные устройства защиты отдельных элементов системы электроснабжения промышленных предприятий.

Все это обеспечивает необходимое рациональное и экономное расходование электроэнергии во всех отраслях промышленности являющихся основными потребителями огромного количества электро -энергии, которая вырабатывается на электростанциях, оснащенных современным энергетическим оборудованием.



1.Характеристика объекта

1.1 Характеристика применяемого оборудования, режимы работы

Насосная станция водоснабжения сблокирована со станцией очистки воды. Вода обеззараживается и подается потребителям. На станции остановлены насосы : хозяйственный, промывной, дозирующий, противопожарный. Установлен блок обеззараживания, электросталь, инфракрасные обогреватели. Предусматривается рабочее и аварийное освещение.

Электрооборудованием называется совокупность электротехнических устройств и(или) изделий. Электрооборудование может иметь соответствующее название, например: электрооборудование станка, электрооборудование крана и т.д.

Электрооборудование разделяют на силовые и осветительные. Силовое охватывает все виды ЭП, исключая предназначенные для освещения, Поэтому при проектировании внутрицехового электроснабжения промышленных предприятий расчеты и чертежи силового и осветительного электрооборудования выполняются раздельно. Отдельными этапами ведется и монтаж силовых и осветительных электроустановок.

Согласно ГОСТ различают восемь номинальных режимов работы электроприемников: продолжительный; кратковременный; повторно-кратковременный; повторно-кратковременный с частыми пусками; повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением; перемежающийся; перемежающийся с частыми реверсами; перемежающийся с двумя и более частотами вращения.

Рассмотрим три основных режима работы, характерных для большинства ЭП промышленных предприятий, - положительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

А) Продолжительный режим. Этот режим работы электроприёмников продолжается столь длительное время, что повышение температуры нагрева всех его частей над температурой окружающей среды достигает практически установившегося значения Туст.

После включения электроприборов в сеть температура его и сети начинает повышаться. Если бы отсутствовала отдача теплоты в окружающую среду, то температура элементов сети непрерывно повышалась бы. В результате происходящего одновременно процесса охлаждения наступает тепловое равновесие, при котором температура электропотребителе1 и элементов его сети становится установившейся. Практически установившейся температурой называется температура, изменение которой в течении 1 часа не превышает 1С при условии; что нагрузка сети и температура охлаждающей среды остаются практически неизменными.

При выборе электроустановок по нагреву необходимо, что бы фактически установившееся значение превышения температуры Туст над температурой окружающей среды соответствовало допустимому значению Тдоп. При этом условии обеспечивается безаварийная работа электроустановок.

Б) Кратковременный режим характеризуется небольшими по времени периодами работы и длительными паузами с отключение электроприёмников от сети. Иначе говоря, период работы имеет столь ограниченную продолжительность что превышение температуры нагрева электрооборудования над температурой окружающей среды не успевает достигнуть допустимых предельных значений, а продолжительность пауз между периодами работы столь велика, что электрооборудование успевает охладиться до температуры окружающей среды. В кратковременном режиме работают вспомогательные механизмы металлорежущих станков, электроприводы различных заслонок, задвижек и т.п., где пауза значительно превышает длительность работы.

В) Повторно-кратковременный режим, при котором кратковременные периоды чередуются с паузами. При этом рабочие периоды не настолько длительны, чтобы превышение температуры нагрева электроустановок над температурой окружающей среды могло быстро достигнуть установившегося значения, а во время пауз электроустановка не успевает охладиться до температуры окружающей среды. В результате многократных циклов температура электроустановки достигает некоторой средней установившейся величины Тср.

В повторно-кратковременном режиме работают электроприводы механизмов подъемно-транспортных устройств, приводы прокатных станков, электросварочные аппараты для точечной сварки и т.п..

1.2 Категории электроснабжения

В отношении обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствий от перерыва электропитания приемники электрической энергии согласно ПУЭ. Гл.12, разделяются на три категории:

а) Электроприемники 1 категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройства сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Удельный вес нагрузок потребителей 1 категории в большинстве областей промышленности невелик, за исключением химических и металлургических производств. На нефтехимических заводах и заводах синтетического каучука нагрузка потребителей 1 категории составляет 75 - 80 % суммарной расчетной нагрузки предприятия; на металлургических заводах, имеющих в своем составе только коксохимические, доменные и конвертерные цехи, она равна 70 - 80% ; на металлургических заводах с полным металлургическим циклом нагрузка 1 категории достигает 25 - 40 %.

Из состава ЭП 1 категории выделена так называемая особая группа ЭП, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования. К ним относятся электродвигатели задвижек и запорной арматуры, приводы компрессоров, вентиляторов, насосов, подъемных машин на подземных рудниках, обеспечивающих своевременную эвакуацию людей, а так же аварийное освещение в некоторых производствах,

Электроприемники 1 категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при аварии на одном из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения, особой группы ЭП 1 категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Схема электроприемников 1 категории

Электроприёмники 2 категории - это такие электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, к массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта,

нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Группа потребителей 2 категории является наиболее многочисленной в большинстве отраслей промышленности. ЭП 2 категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. При нарушении электроснабжения одного источника питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой.

Допускается питание ЭП 2 категории по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями каждый из которых выбирается по длительно допустимой нагрузке линии. Допускается питание ЭП 2 категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного (передвижного) складского резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора.

Схема электроприёмников 2 категории



Электроприемниками 3 категории называются все остальные электроприемники, не подходящие под определения 1 и 2 категории. К ним можно отнести злектроприемники во вспомогательных цехах, на неответственных складах, в цехах не серийного производства и т.п. Для электроснабжения электроприёмников 3 категории достаточно одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 сутки.

Схема электроприёмников 3 категории

Насосная станция водоснабжения относится к потребителям 1 категории, поэтому необходимо предусмотреть электропитание от 2 независимых источников с устройством автоматического включения, резерва (АВР) на вводе.

1.3 Выбор питающих напряжений

Выбор того или много стандартного напряжения определяет построение всей системы электроснабжения промышленного предприятия, для внутрицеховых электрических сетей наибольшее распространение имеет напряжение 220/380 В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электроприборов. Наибольшая единичная мощность трехфазных электроприборов получающих питание от системы напряжений 220/380 В, как правило , не должна превышать 200 - 250 кВт, допускающих применение коммутирующей аппаратуры на ток 630 А.

Для получения наиболее экономичного варианта электроснабжения предприятия в целом напряжение звена системы электроснабжения должно выбираться, прежде всего, с учетом напряжений смежных звеньев Выбор напряжений основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов в случаях, когда:

1) от источника питания можно получать энергию при двух или более напряжений;

2) при проектировании электроснабжения предприятий приходится расширять существующие подстанции и увеличивать мощность заводских электростанций;

3) сети заводских электростанций связывать с сетями энергосистем.

Предпочтение при выборе вариантов следует отдавать варианту с более Высоким напряжением даже при небольших экономических преимуществ (не привыкающих 10 - 25%) низшего из сравниваемых напряжений.

Для внешнего электроснабжения своей насосной станции водоснабжения я выбрал напряжение 0,4 кВт так, как все электрооборудование рассчитано на данное напряжение.



2. Электрическое освещение

2.1 Характеристика помещений по окружающей среде

Каждое помещение производственного здания имеет определенное функциональное назначение, и электрическое освещение должно создавать условия работы, необходимые для успешного решения поставленных задач.

Выполнить это условие можно только при изучении технологии производства в той мере, которая необходима для устройства осветительных установок.

В ПУЭ все помещения делятся на сухие (относительная влажность не более 60% при температуре не более 30 С°), влажные (относительная влажность не более 75%), сырые (относительная влажность более 75%) и особо сырые (относительная влажность близко к 100%) при температуре меньше 30 С°; жаркие (температура больше или равна 30 С°); пыльные, в которых по условию производства выделяется технологическая пыль, при этом может быть токопроводящей и не токопроводящей. В некоторых помещениях промышленных зданий выполнение технологических процессов сопровождается выделением паров и газов, образующих взрыве и пожароопасные смеси.

Защищенность световых приборов от вредных воздействий окружающей среды - одна из важнейших характеристик, определяющих срок службы и надежность работы приборов.

Помещение насосной станции водоснабжения имеет сырую окружающую Среду, поэтому применяем светильники, имеющие степень защиты IР44.



2.2 Выбор нормированной освещенности

Для того, чтобы правильно рассчитать потребное количество светильников, для создания нормальных условий работы, необходимо знать нормированную освещенность. Нормированная освещенность зависит от типа работ в различных помещениях. Поэтому для определения нормированной освещенности существуют Строительные Нормы и Правила (СНиП).

Нормы СНиП являются основой для отраслевых или ведомственных норм в которых, кроме уровней освещенности, приводятся дополнительные сведения : в какой плоскости нормируется освещенность, какая система освещения целесообразна, какой коэффициент запаса требуется принять и т. д. . При проектировании установок электрического освещения использование таких норм предпочтительно.

Вот некоторые из выбранных согласно СНиП нормированных освещенностей :

- помещение насосной -- 30 Лк

- помещение очистки сточных вод = 30 Лк.

2.3 Вид освещения. Система освещения

При проектировании осветительных установок всегда стоит вопрос о выборе системы освещения: общее (равномерное или локализованное) и комбинированное ( к общему освещению добавляется местное). система местного освещения предназначается не только для освещения рабочих поверхностей но и всего помещения в связи с чем, светильники общего освещения обычно размещают на потолке или в непосредственной близости от него, на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностях.

В системе общего равномерного освещения расположение светильников равномерно по помещению: расстояние между их рядами выдерживается независимо неизменяемым. Равномерное размещение светильников обычно применяется при равномерном освещении.

Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность,

режиме эксплуатации здания. При погасании по каким-либо причинам рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, которое может быть двух родов: для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения ( см. пункт 2.5 )

В помещениях преимущественно используется система общего равномерного освещения.

2.4 Выбор источников света и светильников

Выбор светильников определяется не только экономичностью осветительной установки, но и надежностью ее работы, определяемой соответствием характеристики светильника окружающей среды.

Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения, в осветительных установках аварийного освещения и некоторых других случаях.

Люминесцентные лампы имеют более высокую световую отдачу и Срок службы по сравнению с лампами накаливания. Это обстоятельство Является одной из причин их предпочтительного использования для Промышленного освещения. На основании характеристик люминесцентных ламп можно сделать вывод о том, что их целесообразно применять ;

- для общего освещения помещений, в которых производятся работы I -V и VII разрядов;

- для общего освещения помещений, когда естественное освещение недостаточно или вовсе отсутствует;

- для освещения помещений, в которых выполняются работы, требующие правильной цветопередачи.

желательно применять люминесцентные лампы и для местного освещения

В соответствии с существующей шкалой напряжения в электрических осветительных сетях источники света, предназначенные для общего освещения, выпускаются на номинальные напряжения 127, 220, 380 В.

Для местного освещения с повышенной опасностью поражения электрическим током применяются лампы на напряжение не выше 42 В, а при наличии неблагоприятных условий ( неудобное положение работающего или возможность соприкосновения с заземленными металлическими поверхностями ) - не выше 12 В.

Выбор светильников определяется характером окружающей среды, требованиями к светораспределению и ограничению слепящего действия, а так же соображениями экономики.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании.

Для освещения в помещениях насосной станции водоснабжения используют светильники с лампами накаливания (для расчетов был принят тип ПСХ- 60).

2.5 Аварийное освещение

Аварийное освещение для продолжения работы должно устраиваться в помещениях, в которых внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжелым последствиям для людей и технологического оборудования. При этом освещенность на рабочих поверхностях должна составлять не менее 5% освещенности, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения , но не менее 2 Лк внутри зданий и не менее 1 Лк для территории предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 Лк при газоразрядных лампах и более 10 Лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований.

Эвакуационное (аварийное) освещение необходимо для создания условий безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения, для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0.5 Лк в помещениях и 0.2 Лк на открытых территориях. Этот вид освещения устраивается в производственных помещениях и зонах работ на открытом воздухе, где при погасании рабочего освещения может возникнуть опасность травматизма, в производственных и общественных помещениях, с количеством работающих более 50 человек по проходам и лестницам, служащим для эвакуации людей.

В качестве мер эвакуационной безопасности в здании насосной станции светильники аварийного освещения с лампами накаливания, подключаемые от отдельного вводно-распределительного щита ВРУ. Для ремонтного освещения предусматривается установка ящика ЯТП- 0.25.220/36 8

2.6 Выбор количества светильников и расстановка их на плане

Расчет освещения производится для определения мощности источников света и установленной мощности всей осветительной установки. Его можно выполнить точечным методом или методом коэффициента использования светового потока.

Расчёт в данном проекте ведётся по методу удельной мощности, или по упрощённому методу коэффициента использования. Расчётные формулы:

Wуд*S

N = __________

N

Где: n - потребное количество светильников для освещения помещения, шт

Wуд - удельная мощность светильника по Кноррингу «Справочная книга для проектирования освещения», Вт\м²

S - площадь помещения, м²

N - мощность светильника, Вт

В расчёте сначала определяются высота подвеса и площадь помещения;

Тип и количество светильников в проектируемом помещении.

По справочным таблицам находим нормированную освещённость для данного вида помещений. Определятся по таблицам удельная мощность, соответствующая площади помещения. Выбирается мощность осветительного устройства, рассчитывается количество светильников при заданных параметров (удельная мощность, высота подвеса, площадь и др.)

Пример расчёта для помещения насосной

9,3 * 48,32

W = ___________ = 7,45 = 8 светильников

60

Лампа накаливания Б - 60

Пример расчёта для помещений очистки воды

12,6 * 24,16

n = _____________ = 5,2 = 6

60

Принимаем светильник ПСХ - 60, защитного исполнения, высота подвеса 2,5 метра. На входах в помещения устанавливаем светильники НПП 03-60.



2.7 Выбор типа ламп, осветительных приборов

Светотехническая промышленность выпускает широкий ассортимент источников света, предназначенных для использования в различных осветительных установках.

Наряду с распространёнными лампами накаливания и люминесцентными лампами в настоящее время применяют ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ. Металлогалогенные типа ДРИ. ксеноновые и натриевые лампы.

Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения и некоторых других случаях.

Люминесцентные лампы имеют более высокую световую отдачу и срок службы по сравнению с лампами накаливания. Это обстоятельство является одной из причин предпочтительного использования для промышленного освещения. Однако все разновидности люминесцентных ламп имеют в своем спектре преобладание излучений в сине-фиолетовой и жёлтой частях спектра и недостаток излучений в красной и сине-зелёной частях спектра, что заметно искажает цветопередачу Если необходимо

особо точное восприятие цветов, то используются лампы с исправленной цветностью типа ЛДЦ, которые обеспечивают удовлетворительную цветопередачу по всему спектру, за исключением оранжево-красной части.

Общим недостатком всех газоразрядных ламп является наличие стробоскопического эффекта, обусловленного пульсацией светового потока вследствие малой инерционности ламп. Это приводит к искаженному

восприятию движущихся объектов и утомлению рабочих. Мерами снижения пульсаций светового потока могут являться: включение ламп на разные фазы трёхфазной электрической сети или применение двух линий двухламповых схем включения люминесцентных ламп, что позволит снизить пульсацию светового потока до 10% и более.

На основании характеристик люминесцентных ламп можно сделать вывод о том, что их целесообразно применять:

- для общего освещения помещений, в которых производятся работы зрительных разрядов I -V b VII.

- для общего освещения помещении, когда естественное освещение не достаточно или вовсе отсутствует.

- доля освещения помещений, в которых выполняются работы, требующие правильной цветопередачи.

При выборе люминесцентных ламп следует учитывать, что наиболее экономичными являются лампы типа ЛБ, поэтому их следует применять во всех помещениях, где нет повышенных требований к правильной цветопередачи.

Лампы ДР применяются в следующих случаях:

- для общего освещения производственных помещений высотой более 8м, в которых не требуется правильной цветопередачи;

- для освещения территории промышленных предприятий 9исключая дежурное освещение)

Лампы ДРИ пока не имеют широкого применения. Однако предполагается, что они будут целесообразны в тех случаях, что и лампы ДРЛ.

Выбор осветительных приборов определяется характером среды, требованиями к светораспределению по ограничению слепящего действия, а так же соображением экономики.

Светораспределение светильника является его основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях.

Для освещения помещений, стены и потолок которых имеют невысокие отражающие свойства, целесообразно применять светильники прямого света. В этих условиях светильники прямого света, направляя свой поток источников света вниз на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и наилучшее использование светового потока. Однако применение светильников прямого света, особенно с концентрированной или глубокой кривой силы света, вызывает заметную неравномерность распределения яркости в поле зрения, так как при этом яркость потолка и верхних участков стен становится малой по сравнению с яркостью рабочих поверхностей. В помещениях с такими светильниками возникают также резкие падающие тени от посторонних предметов в связи с незначительной ролью| отраженных от стен и потолка световых потоков, что следует учитывать при размещении светильников.

Помещение насосной станции водоснабжения имеет влажную окружающую среду, светильники приняты защитного исполнения ПСХ-60, крепят к стенам на высоте 2,5 м. Светильники приняты с лампами накаливания Б=60.

2.8 Выбор осветительных

На каждом предприятии необходимо предусмотреть установку осветительных щитков, в которые будут собраны группы отходящие от щитка. При выборе типов щитка учитывают условия среды в помещениях, способ установки щитка, типы и количество в них аппаратов.

По роду защиты от внешних воздействий щитки имеют следующие конструктивные исполнения: защищенное, закрытое, брызгонепроницаемое, пыленепроницаемое, взрывозащищённое и химически стойкое. Электрическая изоляция щитков должна выдерживать без пробоя или перекрытия приложенное в течении 1 мин. Испытательное напряжение 2000 В промышленной частоты. Конструктивно щитки изготовляются для открытой установки на стенах (колоннах, конструкциях) и для утопленной установки в нишах стен. При размещении их следует выбирать помещения с более благоприятными условиями окружающей среды.

Токопроводящие жилы проводов и кабелей выполняют из меди или алюминия, в зависимости от назначения для изоляции жил, применяют различные сорта кабельной бумаги, резины и пластмассы.

Для защиты изоляции от воздействия света, влаги, химических веществ, а также для предохранения от механических повреждений; большинство проводов и кабелей снабжают оболочками, выполненными из металла, резины и пластмассы.

В проекте для установки будут использоваться щитки индивидуального изготовления. Освещение запитывается от разных групп вводно-распределительного щита ВРУ, от которого запитаны и силовые потребители.

2.9 Расчёт питающей и групповой осветительной сети с проверкой на Аu

Расчет электрической сети зданий производится с учетом следующих основных положений:

1) провода не должны перегреваться при прохождении расчетного тока нагрузки сверхдопустимого значения;

2) потери напряжения должны находиться в допустимых пределах, установленных ГОСТ на качество электрической энергии:

3) снижение напряжения, вызванные кратковременными изменениями нагрузки, например включением короткозамкнутых асинхронных электродвигателей, не должны превышать значений, установленных

вышеуказанным ГОСТ, и вызывать нарушения работы действующих электроприемников;

4) механическая прочность проводов должна быть не ниже допустимой для данного вида электропроводки;

5) при выборе схемы в расчетах питающих сетей целесообразно учитывать экономические факторы, характеризующиеся наименьшими приведенными затратами;

6) распределение допустимых потерь напряжения по участкам внутренней сети целесообразно проводить из условия наименьших затрат проводниковых материалов с учётом п.5;

7) аппараты защиты должны обеспечивать защиту всех участков сети от КЗ, а в некоторых случаях, предусмотренных НУЭ: и от перегрузок.

Внутренние сети освещения выполняются проводов марки ВРГ т.е провода, количество жил может различаться от 2-х на проводах к выключателю до 5-ти на части с рабочим и защитным заземлением.

После выполнения графической части проекта необходимо разбить все электроприемники (в данном случае светильники и розетки) на приблизительно равные по мощности группы. В последующем, каждая из этих групп будет защищена автоматическим выключателем. Для каждой группы будет выбран питающий провод, который будет проверен на потерю напряжения, Допустимая потеря для осветительной сети составляет 5%.

Так как насосная станция имеет всего два помещения - это помещение насосной, где установлены насосы , и помещение очистки воды. Поэтому светильники подключаются н.э. две группы с автоматическими выключателями CLS6, аварийное освещение запитано от третей группы щита ВРУ. Ремонтное освещение, т. е ЯТП- 0,25, запитано от рабочего освещения насосной.

Расчетные формулы:

P

Ip=________

U*cosф



Где: Iр - расчетный ток группы, А

Р - мощность групп,кВт

U - напряжение питающей сети кВ

cos ф - коэффициент мощности, для люминесцентных ламп = 0,92;

для ламп накаливаний =0,95; для смешанного освещения cos ф будет зависеть от отношения количества люминесцентных ламп и ламп накаливания на группе.

Условия выбора сечения кабеля

Для розеток

P*Kовр

Ip=___________

U

Где: Iр - расчетный ток группы, А

Р - мощность группы, кВт

Ковр - коэффициент одновременного включения розеток

(до 10 розеток -1; от 10 до 29 - 0,9; от 20 до 50 - 0.8)

U - напряжение питающей сети. кВ

Ip<Iд

Ip>Кз*Iз

Где: Iр - расчетный ток группы,А

Iд - допустимый ток,А

Кз - коэффициент защиты

Iз - ток защиты, А



P*L

?u%=_____________

C*S

?u% < ?u%д

Где: ?u% - потеря напряжения выбранной группе. %

?u%д -- допустимая потеря напряжения, %

Р -- мощность группы, кВт

L -- длина провода до наиболее удаленного потребителя в выбранной группе, м

С -- коэффициент проводимости (для меди =32)

S -- сечение выбранного провода, мм

Пример расчета для группы РО1 (рабочее освещение насосной)

0,55

Ip=___________=2,5 А

0,22*0,95

Принимаем кабель ВВГ 3 x 1,5 мм²

Iд = 17 А

17 А > 2,5 А

Проверяем выбранное сечение кабеля на потери напряжения

0,55*8

?u%=_________=0,09 %

32 * 1,5

Пример расчета для группы РО2 (рабочее освещение станции очистки)

0,3

Ip=__________=1,4 А

0,22*1,5

Принимаем кабель ВВГ 3 х 1,5 мм²

Iд= 17А

17A >1,4A

Проверяем выбранное сечение на потери напряжения

0,3 * 15

?u%=________= 0,09%

32 * 0,95

Пример расчета для группы АО (аварийное освещение)

0,36

Ip=_________=1,6 А

0,22*0,95

Принимаем кабель ВВГ 3 х 1,5 мм²

Iд= 17А

17A >1,6 A

Проверяем выбранное сечение кабеля на потери напряжения

0,36*10

?u%=________=0,075 %

32 * 1,5

Проверяем потери напряжения на группах с учётом потерь на вводе в здание насосной

??u% = ?u%здан + ?u%авр + ?u%гр

Где: ??u% - суммарные потери

?u%здан - потери на вводе

?u%авр - потери от щита АВР до щита ВРУ

?u%гр - потери в конце группы освещения

Суммарные потери для группы РО1

??u% = 1,69 + 0,009 + 0,09 = 1,87%

?u% > ??u%



5% > 1,87%

Суммарные потери для группы АО

??u% = 1,69 + 0,009 + 0,075 = 1,855%

5% > 1,855%

2.10 Выбор защиты сетей с проверкой по Io.к.з.

Даже в правильно спроектированной и эксплуатируемой электроостановке всегда остается вероятность появления аварийных режимов, которые могут привести к выходу из строя электрооборудования, иногда к пожару и уничтожению имущества, а также к резкому повышению опасности для соприкасающихся с ним людей.

К аварийным режимам прежде всего относятся коротки замыкания одно-, двух- и трехфазные. Последнее является наиболее тяжелым из КЗ, однако оно бывает значительно реже, чем одно- или двухфазные. Чаще всего КЗ происходят в результате пробоя или перекрытия изоляции из-за неправильной сборки схемы и неквалифицированного обращения с электроприборами.

Токи КЗ, ограниченные лишь весьма небольшими сопротивлениями короткозамкнутой цепи, могут достигать значений, в десятки раз превышающих номинальные токи присоединённых электроприёников, а так же допустимые токи проводников. Токи КЗ оказывают значительное динамическое и термическое действие на токоведущие части и вызывают выход из строя. Именно поэтому важно локализовать аварию - отключить в возможно короткий срок повреждённый участок сети. Наряду с плавкими предохранителями в установках до 1 кВт широко применяют автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно- , двух- и трёхполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Правила устройства электроустановок требуют определения тока однофазного КЗ с целью проверки нормальной работы аппаратов защиты и действительности системы зануления.

Для защиты внутренних сетей жилых и общественных зданий 380\220 В применяются плавкие предохранители и автоматические воздушные выключатели.

Автоматические выключатели снабжают специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют s виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты, для этого используют электромагнитные и тепловые реле, Эти реле называют расцепителями.

Номинальным током автоматического выключателя Iном, А. называют

наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждении, нормальным напряжением автоматического выключателя называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывания расцепителя. Током вставки расцепителя называют наименьший ток, при протеканий которого расцепитель срабатывает.

Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

- номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

- отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу;

- номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчётного тока нагрузки, длительно протекающего по защищённому элементу:



Iном.рас > Ip.max

- автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном работы режиме защищаемого элемента, поэтому вставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

Iном.рас > (1,1 - 1,3) Ip.ma

Расчётные формулы:

Ip.a > Ip * Kз

Где: Ip.a - номинальный ток расцепителя, А

Ip - расчётный ток участка схемы, А

Кз - коэффициент запаса (для электромагнитных расцепителей 1,25)

Пример расчёта для группы потребителей:

В качестве примера расчета определим тип и рабочие параметры автоматического выключателя для группы «гр.РО1»,

Расчётный ток группы = 25 А

Ip.a > 2,5 * 1,25 A

Ip.a > 3,13 A

Ближайшее нормированное значение тока расцепителя для автоматических выключателей это lp.a = 6А. для защиты данной группы выбираем автоматический выключатель типа CLS6 - С6/1N расцегителем на номинальный ток 6А.

Гр. РО2

Ipa > 1,4 * 1,25 = 1,75 A

Принимаем автоматический выключатель CLS6 - C6/1N разделителем на номинальный ток 6А.

Гр.АО

Ipa > 1,6 * 1,25 = 2,0 A

Принимаем автоматический выключатель CLS6 --C6/IN разделителем на номинальный ток 6А.

Автоматические выключатели серии CL - предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях перегрузке, недопустимых снижениях напряжения, а также до 30 оперативных включений и отключений оперативных цепей в сутки и рассчитаны для эксплуатации в электроустановках с номинальным рабочим напряжением до 400В переменного тока частотой 50Гц.

Расчетные формулы:

Uф

Iокз=______________

Zтр + Zл

Где: Iокз - ток однофазного короткого замыкания, А

Uф - напряжение питания сети, В

Zтр - сопротивление силового трансформатора, Ом

Zл - сопротивление питающей линии, Ом

Zл = Zо* L

Где: Zo - сопротивление одного километра линии, Ом/км (табличные данные)

L - длина линии, км

Условия работы защиты:

3 * Iр.а < Iокз



Где: Iр.а - ток расцепителя, А

Iокз - ток однофазного короткого замыкания, А

Пример расчета для группы потребителей:

Для расчета тока однофазного короткого замыкания, необходимо знать мощность силового трансформатора, длину питающей линии, сопротивление одного километра линии. Питание насосной станции водоснабжения выполняется от существующей трансформаторной подстанции. Выбор именно этого варианта внешнего снабжения будет подробно рассмотрен в пункте 3.3.

Для группы РО1 (рабочее освещение)

220

Iокз = ___________________________________= 240 А

0,65+1,29 * 0,05+0,79 * 0,005+25,2 * 0,008

3 * 6 < 240 , защита работает

Для группы РО2

220

Iокз = _________________________________= 201А

0,65+1,29 * 0,5+0,79 * 0,005+25,2 * 0,015

3 * 6 < 201 , защита работает

Для группы АО

220

Iокз = ________________________________= 227 А

0,65+1,29 * 0,05+0,79 * 0,005+25,2 * 0,01

3 * 6 < 227 , защита работает



3. Электрические нагрузки

3.1 Расчет нагрузок

Результаты расчетов нагрузок являются исходными материалами для всего последующего проектирования. Целью расчетов являются прогнозирование графика и определение расчетной нагрузки с помощью теоретических методов и опытное изучение данных по аналогичным производствам, и на основе изучения влияния технологии производства на характер электрических нагрузок.

Расчетной нагрузкой называется такая неизменная во времени нагрузка, которая вызывает такой же перегрев проводников над окружающей температурой или тепловой износ изоляции, как и реальная переменная I времени нагрузка.

Важное значение при проектировании сетей электроснабжения имеют и такие характеристики графика нагрузок , как величина и повторяемость возникновения пиков и провалов выходящих за уровни расчетных нагрузок вызывающих колебания напряжения и частоты переменного тока, а так же перегрузки сетевых устройств.

Расчет ведем методом коэффициента максимума: все электроприемники Разделяют по режиму работы на группы с одинаковыми данными Ки и cosф. Подсчитываем количество электроприемников в каждой группе. По каждой Группе ЭП (электроприемники) пределы Рном

Все ЭП приводим к НВ = 100%.

Подсчитываем суммарную мощность всех ЭП по группам. По таблице принимаем для характерных групп ЭП Ки и coscp, и определяем tgф. Для каждой группы однородных ЭП определяем: рассчитываем среднюю активную нагрузку за наиболее загруженную шину для каждой группы ЭП по формуле:

Рсм = Ки *Рн.

Где: Ки - коэффициент использования,

Рн - номинальная мощность.

Суммарное Рсм ~ Рсм ЭП Вычесления сводим в таблицу №3.1

Рассчитываем среднюю реактивную нагрузку в кВАР за наиболее нагруженную шину для каждаой группы ЭП по формуле:

Qcm = Рсм * tgф

Все вычисления сведены в таблицу №3.1

Определяем Ки - коэффициент использования для ЭП по таблице 2.1 (Коновалова)средневзвешенный по щиту ВРУ

Ки = Рем / Рном

Ки = 62,56/87,394 =0,71

tgф - каждого ЭП определяем по cosф ЭП по таблице (Брадиса) или по средневзвешенному

tgф = Qcm / Рсм

COS - коэффициент мощности для ЭП определяем по таблице 2.1 (Коновалова) Средний cos по таблице 3.1 определяем по средневзвешенному

tgcp = Qcm / Рсм cosф = 0,85

Определяем число эффективных ЭП в зависимости от коэффициента Использования с учетом m.

m = Ри макс/ Рнмш m = 18,5 /0.067 = 276

т.к. m > 3 и Ки > 0.2 , то определяем относительное эффективное число ЭП по формуле:

2?Рн 2 * 87,394

n=------------ n=------------------= 9,4 = 10

Рнмах 18.5

Где n - общее число ЭП, n = 16 Рн - суммарная номинальная мощность всех ЭП Рнмах- мощность наибольшего электроприемника в группе

По таблице 2.6 (Коновалова) при nэ = 10 и Ки = 0,71 (определяем коэффициент максимума). Км = 1.2

Определяем расчетную активную максимальную нагрузку кВт по формуле:

Рр=Км * Рсм = 1,2 * 62,56 = 75 кВт

Определяем расчетную реактивную мощность по формуле:

Qp = Км * Qсм = 52,3 кВАР

Определяем полную расчетную мощность по формуле:

Sp = v Рр + Qp = v75 + 52.3 = 91,4 кВА

Определяем расчетный ток по формуле:

Iр = Sp / 3Uhom = 91,4 /1,73 * 0,38 = 139А

Таблица 3.1

Наименование	n	Установ мощн	m	Ки	Cos ф	Tg ф	Ср.нагр	Пэ	Km	Pp	Qp	Sp
		Предел	Сум ммощ					P см	Q см
Хозяйствен насосы	2	18.5	37		0.7	0.8	0.75	25.9	19.4
Противопожар насос	2	18.5	27		0.7	0.8	0.75	25.9	19.4
Промывной насос	2	1.5	3.0		0.8	0.8	0.75	2.4	1.8
Дозирующий Насос	2	0.067	0.137		0.8	0.8	0.75	0.1	0.075
Таль	1	0.75	0.75		0.06	0.8	0.75	0.05	0.04
Блок обезаражив.	1	0.55	1.1		0.9	0.85	0.61	0.99	0.6
Обогреватель	6	1.2	7.2		0.85	0.95	0.32	6.12	1.9
Освещение			1.21		0.9	0.95	0.32	1.1	0.35
Итого	16	0.067/18.5	87.394	276	0.71	0.85	0.61	62.53	43.6	10	1.2	75	52.3	91.4

3.2 Компенсация реактивной мощности

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий является вопрос о компенсации реактивной мощности. Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Так как в результате расчета реактивная мощность Qp оказалась меньше 50 кВАР(см. п. 3.1), то согласно РУМ ( руководящие указания и материалы) Компенсирующее устройство не устанавливаем.

Qk = д * Pp(tgф1 - 2tgф)

Где д - коэффициент разброса характеристик

Рр - расчетная нагрузка, кВт

tgф1- полученный по расчетам

tgф2 - заданный энергосистемой

Qk = 0,9 * 75(0,61-0,2) = 27,6 кВАР < 50 кВАР

3.3 Внешнее электроснабжение и технико-экономическое обоснование

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источника питания. Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведенными затратами на систему электроснабжения. Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правило , разрабатывается несколько вариантов наиболее целесообразный из которых определяют в результате технико-экономического сопоставления. В данном проекте рассмотрим два варианта электроснабжения:

Первый вариант - это электроснабжение от существующей трансформаторной подстанции ТП№1 (кабель проложен в траншее)

Второй вариант - это электроснабжение от проектируемой трансформаторной подстанции ТП№2(комплектная подстанция КТП) В силу особенностей местности и безопасности людей варианты с воздушным электроснабжением не рассматриваются.