Размещено на http://www.allbest.ru/

23

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Пожарная безопасность электроустановок

Задание №1

В производственном помещении располагается технологическое оборудование, в котором используется взрывоопасное вещество. Технологический процесс - установка затаривания мешков мукой

Определить класс и размер взрывоопасной зоны внутри и вне помещения.

Исходные данные:

1. Технологическое оборудование располагается в точках №6,8,10,14;

2. используемое в технологическом процессе вещество: мучная пыль.

3. максимальный объём взрывоопасной смеси: 120 м.куб.

4. внутренние габариты помещения:

длина L=60 м.;

высота h=4 м.;

ширина S=60м..

5. объём размещённого оборудования V_обор.=2400 м.куб.

Решение

1.1 Определение класса взрывоопасной зоны

Основное вещество, используемое в технологическом процессе - мучная пыль.

Согласно таб.7.3.4 ПУЭ мучная пыль - взрывоопасное вещество.

Т.к. технологический процесс затаривания мешков мукой происходит открыто, то образование взрывоопасных концентраций возможно при нормальных условиях. Исходя из этого делаем вывод, что в помещении образовывается взрывоопасная зона класса В-II (п. 7.3.45 ПУЭ).

1.2 Расчёт размера взрывоопасной зоны.

Для определения взрывоопасной зоны:

а) находим объём помещения:

где V_пом- объём помещения, м³;

S - ширина помещения, м;

L - длина помещения, м;

h - высота помещения, м.

б) находим свободный объём помещения:

где V_пом.св.- свободный объём помещения, м.куб.;

V_обор.- объём размещённого оборудования;

в) находим отношение объёма ВЗОС к свободному объёму помещения:



где К - отношение свободного объёма помещения к объёму ВЗОС, %

Вывод: объём взрывоопасной смеси менее 5 % свободного объёма помещения, значит, взрывоопасная зона класса В-II занимает пространство в пределах 5 метров по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение пыли. Помещение за пределами ВЗОС следует считать не взрывоопасным (п.7.3.39 ПУЭ).

Задание 2

Укажите причины возникновения короткого замыкания, перегрузки и других пожароопасных явлений в осветительной аппаратуре

Пожарная безопасность светильника означает практическую невозможность загорания, как самого прибора, так и окружающей среды. Поэтому при конструировании осветительных приборов с лампами накаливания необходимо выбирать комплектующие изделия и материалы с температурными параметрами, соответствующими температурному режиму работы. Основным показателем пожарной безопасности является соответствие температур конструктивных элементов светильника допустимым значениям, как в рабочем, так и в аварийном режиме работы. Теоретически рассчитать температуру нагрева различных элементов светильника достаточно трудно из-за сложности математического аппарата и большого количества экспериментальных величин. Поэтому на практике чаще используют экспериментальные исследования температурных характеристик, сравнивая их с предельно допустимыми. Последние, как правило, выпускаются в виде различной нормативно-технической документации НТД (ОСТы, ГОСТы, нормативы, справочники и т.д.).

Поскольку большая часть энергии переходит в тепловую, то становится очевидным возможный нагрев ламп и арматуры до высоких температур. Так, температура на колбах ламп накаливания в зависимости от их мощности может достигать 160 ⁰С, а при загрязнении более 300 ⁰С.

Пожарная опасность светильников с лампами накаливания обусловлена:

- уменьшением воздушного промежутка между колбой лампы и стеклянным колпаком светильника при замене лампы на большую мощность;

- разрыв колб ламп;

- выпадение колб ламп или раскаленных спиралей;

- ослабление контактов подключения проводов (искрение, зажигание пластмассы);

- короткие замыкания в местах ввода.

Пожарная опасность светильников с люминесцентными лампами обусловлена:

- температура дросселя может достигать 120 ^оС, и имеющийся материал рассеивателя может воспламениться от этих температур;

- при неисправностях может сильно увеличиться ток дросселя, что приведет к расплавлению и воспламенению мастик или наполнителей, используемых для заливки дросселей;

- при стартерной схеме зажигания определенную опасность представляют стартеры (внутри которых находится бумажный конденсатор и картонные прокладки);

- температура на поверхности трубок люминисцентных ламп вблизи от электродов достигает 7--80 ^оС;

- особую опасность представляют рассеиватели, из горючих материалов. Наличие таких рассеивателей в случае возникновения пожара усиливает скорость его развития и затрудняет условия тушения.

Пожарная опасность светильников с лампами ДРЛ обусловлена тем, что температура на поверхности колб ламп достигает 300-400 С, а наличие пускорегулирующего аппарата приводит практически к тем же пожароопасным явлениям которые имеют место при эксплуатации люминесцентных светильников.

Задание №3

Привести схему распределения электроэнергии напряжением до 1 кВ механического цеха №7 Минского тракторного завода

Описать функциональное назначение используемых в приведённой схеме распределительных устройств.

1. Распределительное устройство вторичного напряжения. Служит для распределения и передачи электроэнергии.

2. Электроприёмник с двигателем.

3. Силовой пункт. Предназначен для передачи и распределения электроэнергии между силовыми потребителями (электродвигателями, генераторами, трансформаторами, станками и т.д.), защиты сети от ненормальных режимов работы.

рис.3.1 Схема распределения электроэнергии внутри цеха

4. Щит управления. ЩУ предназначены, главным образом, для дистанционного и автоматического управления электроприводами. В тоже время щиты управления осуществляют распределение электроэнергии.

5. Магистральный осветительный щиток. Осуществляет распределение электроэнергии между групповыми осветительными щитками. Оборудуются аппаратами защиты для защиты сети от ненормальных режимов работы.

6. групповой осветительный щиток . Предназначен для распределения и передачи электроэнергии в осветительную (не силовую) сеть. Оборудуется аппаратами защиты для защиты сети от ненормальных режимов работы.

7. электроосветительные приборы. предназначены для освещения мест работы .

Задание 4

В неразветвлённой цепи переменного тока:

R₁=50Ом; R₂=11Ом L=630 мГн; C=500мкФ; Q_L =35вар.

Определить следующие параметры электрической цепи однофазного переменного тока: I,U,Z, S,,P,Q,. Построить в масштабе векторную диаграмму и определить характер цепи

Решение

1. Находим полные сопротивления ветвей:

где:

Так как X_L > X_С, следовательно характер цепи активно - индуктивный.

2. Находим коэффициенты мощности цепи:

Находим величину угла сдвига фаз между напряжением и током:

=arcos 0.3035=72.3298⁰

Зная, что Q_L =35вар, определим ток I по формуле:

Определяем напряжение в сети по формуле:

4.Определяем мощность цепи:

· полная мощность

· реактивная мощность:

· активная мощность

3. Построение векторной диаграммы:

выписываем значения токов и напряжений на сопротивлениях цепи:

а) в неразветвлённой части цепи ток одинаков для любого участка цепи:

I =0.421A;

Напряжение на активном сопротивлении:

;

напряжение на индуктивном сопротивлении:

;

напряжение на ёмкости:

;

принимаем масштаб:

по напряжению M_u=5.364 В/см;

по току М_i = 0.0842 A/см.

определяем длины векторов:

длина векторов токов:

;

;

;

в) выполняем построение диаграммы в следующей последовательности:

1. произвольно на плоскости в масштабе откладываем вектор напряжения I, т.к. ток одинаков на всём участке цепи.

2. строим вектора токов U_a, U_L, U_C .

3. геометрическим сложением векторов получим вектор общего напряжения. Т.к. вектор общего тока опережает напряжение U, то характер цепи будет активно-индуктивный и угол - положительный.

Задание №6

Выбрать тип аппарата защиты и его параметры для защиты сети 380/220 В трёхфазных электродвигателей по условиям обеспечения пожарной безопасности. Определить необходимое сечение жил питающих проводников.

Выбрать тип теплового магнитного пускателя. Подобрать I₀ теплового реле и определить необходимое число делений шкалы, на которое необходимо установить поводок регулятора реле.

Напряжение сети: 380/220В. Двигатель: номинальная мощность P_н=17кВт;

cos=0.86; КПД =0.89; коэффициент пуска К_п=7

Электропроводка: кабель ПВ, способ прокладки - в трубах

Класс взрывоопасной зоны: В-Iа

Решение

6.1. Рассчитываем номинальный ток электродвигателя

где Р_Р - рабочая мощность электродвигателя, кВт;

Р_Н -номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_Л - линейное напряжение сети, В;

cos - коэффициент мощности двигателя;

- КПД двигателя.

6.2. Определяем необходимое сечение жил кабеля в соответствии с условием I_доп1.25I_НОМ, (двигатель с короткозамкнутым ротором и расположен во взрывоопасной зоне В-Iа (7.3.97ПУЭ)). По таб. 1.3.4 ПУЭ выбираем S=8мм², при котором

6.3 Выбираем тепловое реле в соответствии с условием По прилож.2 таб.2.6 этому условию удовлетворяет реле ТРН-40 с номинальным током I_Н.Р.=40АI_Н=33.745А. По условию I₀ I_Н , выбираем нагревательный элемент реле. Этому условию удовлетворяет нагревательный элемент с током нулевой уставки I₀ = 32А (см. прилож.2, таб.2.6).

Для выполнения условия I_УСТ=I_Н тепловое реле необходимо отрегулировать. Рассчитываем количество делений, на которое необходимо повернуть поводок регулятора реле. Для реле, у которого I₀=32 А

6.4.Выбираем предохранитель ПР-2. В соответствии с условием , По табл.2.5, прилож. 2 принимаем I_{НОМ. ПР.}=60А33.745А

6.5. Выбираем плавкую вставку в соответствии с условием . По таб. 2.5 , прилож. 2 принимаем I_Н.ВСТ.=35А

6.6 Проверяем выбранную плавкую вставку на устойчивость работы при пуске двигателя (на отсутствие ложных отключений) по условию,

где =3 в соответствии с табл. 4.3(8).

I_ПУСК - пусковой ток двигателя, который равен



Проверяем:

Вывод: Выбранная плавкая вставка и предохранитель условию не удовлетворяет.

Корректируем выбор плавкой вставки и предохранителя:

выбираем I_Н.ПР.=100А, I_Н.ВСТ.=80 А (см. таб. 2.5 прилож. 2). Очевидно, что 80А 78.74А, т.е. при пусках ложных отключений не будет.

Ответ: S_ПВ=8мм²,

ПР-2 (I_Н.ВСТ.=80А, I_Н.ПР.=100А)

ТРН-40 (I₀=32А, N=-1 деление)

Задание №5

В четырехпроводную трёхфазную цепь с линейным напряжением 220В включены три однофазных приёмника и один симметричный трёхфазный приёмник номинальные параметры, которых:

Однофазные приёмники с U_НОМ=220В:

1. P_НОМ=14кВт, cos=1

2. Q_НОМ=14квар, cos=0, характер емкостной

3. P_НОМ=10кВт, Q_НОМ=10квар, характер емкостной

Трёхфазный симметричный потребитель с U_НОМ=127В:

4. P_НОМ=16кВт, Q_НОМ=12квар, характер индуктивный

Начертить схему включения указанных приёмников в трёхфазную сеть. Построить совмещённую топографическую векторную диаграмму напряжений и токов. Графически определить ток в линейных проводах трёхфазной системы.

Решение

Сопротивления элементов схемы замещения приёмников рассчитываем, используя их номинальные данные.

Таким образом, для однофазных приёмников:

№1

Т.к. Р_НОМ=14кВт, cos=1

=0⁰ , род нагрузки активный

№2

Т.к. Q_НОМ=14квар, cos=0,

=-90⁰ т.к. род нагрузки емкостной

№3

Т.к. P_НОМ=16кВт, Q_НОМ=12квар

cos=0.7071

=-45⁰, т.к. род нагрузки емкостной

Сопротивление симметричного трёхфазного приёмника:

№4

Т.к. P_НОМ=16кВт, Q_НОМ=12квар

cos=0.8

=36.87⁰, т.к. род нагрузки индуктивный

Схема включения приёмников определяется в зависимости от их номинального напряжения U_НОМ и линейного напряжения трёхфазной цепи U_Л. Если , то используется соединение треугольником. Если же , то звездой.

Т.о, однофазные приёмники с 220В необходимо подключить к трёхфазной сети с треугольником. Трёхфазный приёмник с 127В следует подключить звездой.

Схема включения приёмников к трёхфазной сети приведена на рис.5.1.

рис.5.1 Схема включения приёмников к трёхфазной сети

Определяем фазные и линейные токи однофазных приёмников. Фазные токи однофазных приёмников:

(ток I_bc совпадает по фазе с напряжением U_bc по фазе)

(ток I_ca опережает напряжение U_ca по фазе на угол 90⁰)

(ток I_ab опережает напряжение U_ab по фазе на угол 45⁰)

Определяем фазные и линейные токи трёхфазного приёмника:

Линейные токи несимметричных однофазных приёмников определяем графически при построении векторной диаграммы:

,,

Принимаем масштаб:

по току М_i=12.729 А/см

по напряжению M_u=25.4 В/см

( ток I_ca опережает напряжение U_ca по фазе на угол 90⁰);

( ток I_ab опережает напряжение U_ab по фазе на угол 45⁰);

( ток I_bc совпадает по фазе с напряжением U_bc по фазе).

;

;

.

Полагая, что точка О на диаграмме соответствует точке цепи потенциал, которой равен нулю. Откладываем от неё в масштабе вектора фазных напряжений U_А, U_В, U_С, сдвинутых друг относительно друга на угол 120⁰. Получим точки a,b,c, соответствующие точкам А, В, С цепи. Разность векторов фазных напряжений представляет собой вектора линейных напряжений соответственно U_ав, U_ас, U_св.

Построение векторов фазных и линейных токов несимметричных трёх однофазных приёмников, соединённых треугольником выполняется в следующей последовательности:

откладываем относительно векторов напряжений U_ав, U_ас, U_св соответственно вектора I_ав, I_ас, I_св несимметричных трёх однофазных приёмников.

Линейные токи определяем разностью векторов фазных токов:

(измерив длину полученных векторов I_a, I_b, I_c и зная масштаб можно узнать числовое значение линейного тока ).

Построение векторной топографической диаграммы:

для однофазных приёмников U_А= U_В= U_С=220В

(ток I_bc совпадает по фазе с напряжением U_bc по фазе)

(ток I_ca опережает напряжение U_ca по фазе на угол 90⁰)

(ток I_ab опережает напряжение U_ab по фазе на угол 45⁰)

Для трёхфазного приёмника , т.к род нагрузки индуктивный, то ток отстает по фазе напряжение на угол 36.87⁰

Принимаем масштаб:

по току М_i=12.729 А/см

по напряжению M_u=25.4 В/см

Определяем длину векторов напряжений и токов:

.

Полагая, что точка О на диаграмме соответствует точке цепи потенциал, которой равен нулю. Откладываем от неё в масштабе вектора фазных напряжений U_А, U_В, U_С, сдвинутых друг относительно друга на угол 120⁰. Получим точки a,b,c, соответствующие точкам А, В, С цепи. Разность векторов фазных напряжений представляет собой вектора линейных напряжений соответственно U_ав, U_ас, U_св.

Откладывая от точки О векторы однофазных приёмников I_1, I_2, I₃ в соответствии с их расчётными длинами.

Построение векторов фазных и линейных токов несимметричных трёх однофазных приёмников, соединённых треугольником выполняется в следующей последовательности:

откладываем относительно векторов напряжений U_ав, U_ас, U_св соответственно вектора I_ав, I_ас, I_св несимметричных трёх однофазных приёмников.

Линейные токи определяем разностью векторов фазных токов:

(измерив длину полученных векторов I_a, I_b, I_c и зная масштаб можно проверить числовое значение линейного тока ).

Определяем токи в линейных проводниках, используя первый закон Кирхгофа.

Для построения вектора тока c конца вектора I₁ откладываем вектор I_а и получаем результирующий вектор I_А. Аналогично строим вектора:

Определяем длину векторов I_А, I_В, I_С с помощью линейки:

l_iА=13.81cм l_iВ=19.44cм l_iС=12.94cм

Ответ:

Задание7

В цехе получения казеина (класс зоны В-II) установлено следующее электрооборудование:

· электропроводка выполнена кабелем АНРГ способ прокладки - на скобах;

· электродвигатели серии АТД2 с маркировкой по взрывозащите В3Т4-В;

· ключи управления типа КУ-96 с маркировкой по взрывозащите МОГ;

· магнитные пускатели серии ПМ-722А-1000 с маркировкой по взрывозащите НМА;

· светильники типа плафон-В4 с маркировкой по взрывозащите В3Т4-В;

· выключатели для включения светильников ВКМ-1(2) с маркировкой по взрывозащите IP68.

Необходимо:

1. дать заключение о соответствии требований пожарной безопасности силового и осветительного электрооборудования классу и среде взрывоопасной зоны

2. указать знаки взрывозащиты по ГОСТ, ПИВРЭ, ПИВЭ.

Решение

пожарная безопасность электрооборудование

1. Определяем категорию и группу взрывоопасной смеси казеина с воздухом.

Согласно п. 7.3.63, таб.7.3.4, таб.7.3.2 ПУЭ взрывоопасная смесь казеина относится:

по ГОСТ - IIAT2;

по ПИВРЭ - 1Т2;

по ПИВЭ - 1Б

2. Обосновываем соответствие электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ.

Устанавливаем необходимые уровни (таб.7.3.10 - 7.3.12 ПУЭ) взрывозащиты электрооборудования и составляем требуемую маркировку по взрывозащите:

двигателя - уровень 1; 1ExdIIAT2

светильника - уровень 2; 2ExdIIAT2

для аппаратов управления - уровень 1; 1ExdIIAT2

Переводим маркировку по ПИВРЭ и ПИВЭ применяемого силового и осветительного оборудования в соответствующую ГОСТ 12.2.020.76^*:

ь двигатель (В3Т4-В) - 1ExdIIВT4

ь светильник (В3Т4-В) - 1ExdIIВT4

ь ключ управления (МОГ) - 1ExеIIСT4

ь магнитные пускатели (НМА) - 2ExеIIСT1

ь выключатели (IP68) - IP68

Определяем соответствие электрооборудования требованиям пожарной безопасности и ПУЭ:

ь электропроводки выполнены кабелем АНРГ - на скобах, не соответствует способу прокладки 7.3.118 ПУЭ;

ь электродвигатели серии АТД2 с маркировкой по взрывозащите В3Т4-В (1ExdIIВT4) соответствуют п.7.3.63, 7.3.65 и таб.7.3.10 ПУЭ;

ь магнитные пускатели серии ПМ-722А-1000 с маркировкой по взрывозащите НМА (2ExеIIСT1) не соответствуют таб.7.3.11 ПУЭ и п.7.3.63 ПУЭ по уровню взрывозащиты и температурному классу электрооборудования;

ь светильники типа плафон-В4 с маркировкой по взрывозащите В3Т4-В (1ExdIIВT4) соответствуют п.7.3.76 и таб.7.3.12 ПУЭ;

ь выключатели для включения светильников ВКМ-1(2) с маркировкой по взрывозащите IP68 не соответствуют уровню взрывозащиты и температурному классу электрооборудования п. таб.7.3.11 и п.7.3.63 ПУЭ;

ь ключи управления типа КУ-96 с маркировкой по взрывозащите МОГ (1ExеIIСT4) соответствуют п. 7.3.65, таб.7.3.11 и п.7.3.63 ПУЭ.

Заключение

Выключатели для управления светильниками расположить за пределами взрывоопасной зоны (п.7.3.71 ПУЭ); установленные магнитные пускатели серии ПМ-722А-1000 с маркировкой по взрывозащите НМА (2ExеIIСT1) заменить на магнитные пускатели с маркировкой по взрывозащите не ниже 1ExdIIAT2; электропроводку проложить в трубах либо пылеуплотненных каналах (п.7.3.118 ПУЭ).

Литература

1. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоиздат, 1986

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

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

4. Пожарная профилактика электроустановок. Методическое пособие по выбору электрооборудования для взрывоопасных и пожароопасных производств./ Чайчиц Н.И. , Иванович А.А./, 1999г.

5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, 4-е изд. , перераб. и доп. - М.; Энергоиздат, 1986г.

6. Безопасность электроустановок. Методическое пособие по выбору электропроводки./ Чайчиц Н.И., Иванович А.А./, Мн. 2002г.

7. Безопасность электроустановок. Методические указания и индивидуальные задания к выполнению контрольной работы по разделу «Обеспечение пожарной безопасности электроустановок» ./ Чайчиц Н.И., Иванович А.А./, Мн. 2002г.

Размещено на Allbest