Электроснабжение промышленных потребителей

Заземляющее устройство выполнено в виде вертикальных заземлителей и горизонтального заземлителя по контуру здания.

Для сетей 0,4 кВ его сопротивление не должно превышать R_З = 4 Ом. Здание цеха располагается на грунте - супесь с температурой +22 єС. Измеренное удельное сопротивление, которого равно . С учетом коэффициента повышения сопротивления , удельное сопротивление грунта равно:

Сопротивление вертикального заземлителя равно:

R₀ = (0,366·300/3,5) · lg(4·3,5/0,1) = 62,8 Ом,

Число вертикальных заземлителей равно:

 шт.

Вертикальные заземлители располагаются по периметру здания.

Сопротивление горизонтальной металлической полосы равно:

,

где , длина полосы (периметр здания),

, ширина полосы,

, глубина заложения полосы.

.

Сопротивление искусственного заземлителя равно:

,

Следовательно, заземляющее устройство выбрано верно.

2.5 Расчет токов короткого замыкания

При проектировании СЭС учитываются не только нормальные, продолжительные режимы работы ЭУ, но и их аварийные режимы. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание.

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек ЭУ между собой или землей, при котором токи в ветвях ЭУ резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами - трехфазные КЗ, между двумя фазами - двухфазное КЗ. Чаще всего возникают однофазные КЗ (60 - 92% от общего числа КЗ).

Как правило, трехфазные КЗ вызывают в поврежденной цепи наибольшие токи, поэтому при выборе аппаратуры обычно за расчетный ток КЗ принимают ток трехфазного КЗ.

Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.

Короткие замыкания могут быть устойчивыми и неустойчивыми, если причина КЗ само ликвидируется в течении без токовой паузы коммутационного аппарата.

Последствием КЗ являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.

Снижение напряжения приводит к нарушению нормальной работы механизмов, при напряжении ниже 70% номинального напряжения двигателя затормаживаются, работа механизмов прекращается.

Для уменьшения последствий КЗ необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Рассмотрим несколько случаев КЗ:

1. На большом расстоянии от ЦТП;

2. На малом расстоянии от ЦТП.

Короткое замыкание является самым разрушительным из всех видов аварийных режимов в системе электроснабжения предприятия и очень часто является причиной выхода из строя промышленного оборудования.

Причинами данного режима работы являются повреждение изоляции оборудования или неправильные действия обслуживающего персонала. Мерами для снижения последствий возникновения короткого замыкания является правильный выбор защитной (предохранителей, автоматических выключателей) и ограничительной (реакторов) аппаратуры, обучение обслуживающего персонала оперативным действиям при возникновении короткого замыкания. Для снижения частоты возникновения коротких замыканий необходимо своевременно проводить техобслуживание электроустановок, заменять износившуюся изоляцию и т.п.

Расчёт токов короткого замыкания

В трехфазной сети можно столкнуться с четырьмя видами короткого замыкания: трехфазными, двухфазными, однофазными и двойными замыканиями на землю. В системах электроснабжения наиболее распространен однофазный вид короткого замыкания.

На практике разработок систем электроснабжения для предприятий рассчитывают однофазное, двухфазное и трехфазное короткое замыкание, т.к. по их параметрам проверяют или подбирают необходимое оборудование, проверяют срабатывание защитных элементов (автоматических выключателей, релейной защиты и автоматики).

На рисунке 1 показана расчётная схема электроснабжения, схема замещения, упрощенная схема замещения.

Рисунок 1. Расчётная схема электроснабжения, схема замещения, упрощенная схема замещения

Рассчитываю сопротивление наружной воздушной линии - АС-З•10/1,8

Активное удельное сопротивление:

R_0.л= 103/г•S = 103/30•10 = 3,33 Ом/км,

где г - удельная проводимость материала [м/(Ом•мм²)];

S- сечение воздушной линии.

Индуктивное удельное сопротивление принимаю равным - х₀=0,4 мОм/м.

Рассчитываю сопротивление воздушной линии.

Активное сопротивление:

R'_с=r₀•L_с=3,33•1=3.33 Ом,

где L_л - длина воздушной линии.

Индуктивное сопротивление:

Х'_c = х₀ • L_л = 0,4•1 = 0,4 Ом

Приводим сопротивления высоковольтной линии к низкому напряжению

Активное сопротивление:

R_с=R'_с• (U_н.н./U_в.н.)²=3,33• (0,4/10)²= 5,33 мОм,

где U_в.н.- напряжение на первичной обмотке трансформатора;

U_н.н.- напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

Индуктивное сопротивление:

Х_с = X'_с • (U_н.н. /U_в.н.)² = 0,4• (0,4/10)² = 0,64 мОм

По справочнику нахожу сопротивления трансформатора:

R_т = 16,6 мОм; Х_т =41,7 мОм;

Z_т =45 мОм; Z_т⁽¹⁾ =486 мОм,

где Z _т⁽¹⁾ - полное сопротивление петли фаза-нуль.

По справочнику находим сопротивления автоматических выключателей, упрощенной схемы, и их переходные сопротивления:

QF1: R_QF1=0,4 мОм, Х_QF1 = 0,5мОм, R_n.QF1 = 0,6 мОм;

QF2: R_QF2 = 1,3 мОм, Х_QF2 = 1,2 мОм, R_n.QF2= 0,75 мОм;

QF3: R_QF3 = 1,3 мОм, Х_QF3= 1,2 мОм, R_nQF3= 0,75 мОм.

Определяем сопротивление кабельных линий: По справочнику определяем удельные сопротивления кабельных линий:

r'_о.кл1 = 0,53 мОм/м, x_о.кл1= 0,0637 мОм/м;

r'_о.кл2 = 1,95 мОм/м, x_о.кл2= 0,675 мОм/м.

Рассчитываем сопротивления кабельных линий:

R_кл1= r'_о.кл1• L_кл1 = 0,53• 18 = 9,54 мОм,

Х_кл1= x'_о.кл1• L_кл1 = 0,0637•18 = 1,15 мОм,

R_кл2= r'_о.кл2• L_кл2 = 1,95• 32 = 62,4 мОм,

Х_кл2= x'_о.кл1• L_кл2 = 0,675•32 = 21,6 мОм

Для РП1: R_oрп = 20 мОм.

Для ступеней распределения определяю переходные сопротивления:

R_c1=15мОм, R_c2 = 20мОм.

Упрощаю схему замещения, рассчитываю сопротивления на упрощенной схеме:

R_э1=R_c+R_т+R_QF1+R_n.QF1+R_c1=5,3+16,6+0,4+0,6+15=37,9 мОм,

Х_э1=X_c+Х_т +Х_QF1 = 0,64+41,7+0,5=42,84 мОм,

R_э2=R_QF2+R_n.QF2+R_кл1+R_c2+R_орп=1,3+0,75+9,54+20+20=51,59 мОм,

X_э2= X_QF2+X_кл1= 1,2 + 1,15 = 2,35 мОм,

R_э3=R_QF3+R_n.QF3+R_кл2= 1,3 + 0,75 + 62,4 = 64,45мОм,

X_э3= X_QF3+X_кл2= 1,2 + 21,6 = 22,8 мОм

Вычисляю сопротивления до каждой точки короткого замыкания:

R_к1= R_э1= 37,9 мОм , Х_к1= Х_э1=42,84 мОм;

Z_к1=v(R_к1²+ X_k1²)=v(37,92+42,842)=57,2 мОм,

R_к2=R_э1+R_э2= 37,9 + 51,59 = 84,49 мOм,

X_к2=X_э1+X_э2 =42,84 + 2,35 = 45,2 мОм,

Z_к2=v(89,492+64,452)= 153,94 мОм,

R_к3=R_к2+R_э3= 89,49+ 64,45 = 153,94 мОм,

Х_к3 = Х_к2 + Х_э3 = 45,2 + 22,8 = 68 мОм,

Z_к3=v(153,942+682) = 168,3 мОм

Определяю трехфазные токи короткого замыкания:

I_к1⁽³⁾=U_к1/(v3*Z_к1)=0,4•1000/(1,73•57,2)=4,03 кА,

I_к2⁽³⁾=0,38• 1000/(1,73•100,23) = 3,68 кА,

I_к3⁽³⁾=0,38•1000/(1,73•168,3) = 1,304 кА

Определяю коэффициент ударного тока:

R_к1/X_к1=37,9/42,84=0,88,

R_к2/X_к2=89,49/45,2=1,98,

R_к3/X_к3=153,94/68=2,26,

К_y1=f(R_k1/X_k1)=1,2

К_y1=1,0,

Определяю коэффициент действующего ударного тока:

q₁ = v(1+2•(К_y1-1)²)=v(1+2•(1,2-1)²) = 1,8,

q₂ = v(1+2•(К_y2-1)²)=v(1+2•(1,0-1)²) = 1,

q₃ = v(1+2•(К_y3-1)²)=v(1+2•(1,0-1)²)=1

Определяю значение ударного тока и действующие значение ударного тока. Значение ударного тока:

I_ук1=v2•K_у1•I_к1⁽³⁾=v2•1,2•4,03 = 6,84 кА,

I_ук2=v2•K_у2•I_к2⁽³⁾=v2•1•2,2 = 3,11кА,

I_ук3=v2•K_у3•I_к3⁽³⁾=v2•1•1,304 = 1,84 кА

Действующее значение ударного тока:

I_ук1=q₁•I_k1⁽³⁾=1,08•4,03 = 4,35 кА,

I_ук2= q₂•I_k2⁽³⁾=1•2,2 = 2,2 кА,

I_ук3= q₃•I_k3⁽³⁾=1•1,304 = 1,304 кА

Рассчитываю токи двухфазного короткого замыкания:

I_к1⁽²⁾ = v 3 / 2•I_к1⁽³⁾ = v 3/2•4,03 = 3,49 кА,

I_к2⁽²⁾= v 3 / 2•I_к2⁽³⁾ = v 3/2•2,2 = 1,905 кА,

I_к3⁽²⁾= v 3 / 2•I_к3⁽³⁾ = v 3/2•1,304 = 1,13 кА

Составляется схема замещения для расчёта однофазных токов короткого замыкания, представленная на рисунке 3



Рисунок 3. Схема замещения для расчёта однофазных токов КЗ

Определяю полное сопротивление петли фаза-нуль:R_пкл1 = 2•r_о•L_кл1=2•0,53•18 = 19,08 мОм;

X_пкл1 = х_оп•L_кл1=0,15•18= 2,7 мОм,

R_пкл2 = 2•r_о•L_кл2 =2•1,95•32 = 124,8 мОм,

X_пкл2 = х_оп•L_кл2=0,15•32 = 4,8 мОм,

Z_n1 = R_c1 = 15мОм,

R_n2 = R_пкл1+R_c1 + R_опр + R_с2 = 15+19,08 + 20 + 20 = 74,08 мОм,

X_n2 = X_пкл1 = 2,7 мОм,

Z_n2 = v R_n2² + X_n2² = v 74,082 + 2,7 2 = 74,2 мОм,

R_n3= R_n2 + R_пкл2 = 74,08 + 124,8 = 198,9 мОм;

X_n3 = X_n2 + X_пкл2 = 2,7 + 4,8 = 7,5 мОм;

Z_n3 = v R_n3² + X_n3² = v 198,92 + 7,5 2 = 199 мОм.

Рассчитываю токи однофазного короткого замыкания:

I_k1⁽¹⁾=U_ф/(Z_п1+Z_m⁽¹⁾/3)=0,23•1000/(15+487/3)= 1,3 кА,

I_k2⁽¹⁾= U_ф/(Z_п2+Z_m⁽¹⁾/3)=0,231000/(74,2+487/3)= 0,93 кА,

I_к3⁽¹⁾= U_ф/(Z_п3+Z_m⁽¹⁾/3)=0,23•1000/(199+487/3)= 0,61 кА

Для остальных электроприемников расчет токов короткого замыкания производится аналогично. Рассчитанные данные заносятся в таблицу 8.

Таблица 8 Сводная ведомость токов короткого замыкания

Точка КЗ	RК, мОм	ХК, мОм	ZК, мОм	RК/ХК	КУ	q	Iк(3), кА	IУ , кА	I?(3), кА	Iк(2), кА	ZП, мОм	Iк (1), кА
К1	37,9	42,84	57,2	0,88	1,2	1,08	4,03	6,84	4,03	3,49	15	1,3
К2	89,49	45,2	100,23	1,98	1,0	1,0	2,2	3,11	2,2	1,905	74,2	0,93
К3	153,94	68	168,3	2,3	1,0	1,0	1,304	1,84	1,304	1,13	199	0,61

2.6 Выбор релейной защиты

Назначение релейной защиты

В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных её элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на землю. В электрических машинах и трансформаторах могут возникать также витковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия.

При протекании токов КЗ элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому действию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, называемых релейной защитой.

Классификация реле

Реле делятся на основные и вспомогательные. Основные реле реагируют на возникновения повреждения или ненормального режима, а вспомогательные по команде первых производят отключение выключателя или другие операции, возложенные на данную защиту. Для защиты от не нормальных режимов и КЗ используют реле тока и напряжения. К числу вспомогательных реле относятся: реле времени, для замедления времени защиты; реле указательные для сигнализации действия защиты; промежуточные реле, передающие действие основных реле на отключение выключателя.

Также реле подразделяют на первичные и вторичные. Обмотка первичных реле включается непосредственно в защищаемую цепь, а обмотка вторичных - через измерительный трансформатор.

Также подразделяют на реле прямого и косвенного действия. В реле прямого действия, используемом в устройстве защиты, подвижная система механически связана с отключающим устройством выключателя. Реле косвенного действия не имеет механической связи с отключающим устройством выключателя.

Для быстрого отключения участка электрической сети, где произошло короткое замыкание или перегрузка устанавливают релейную защиту. Главным элементом в данной защите является реле, которое срабатывает от различного рода импульсов в зависимости от контролируемой величины. При возникновении анормальной ситуации реле воздействует на коммутационные аппараты. По принципу действия используются реле: электрические, механические, тепловые и полупроводниковые. Основными показателями релейной защиты являются быстродействие, селективность, чувствительность и надежность, К релейной защите относится: максимально токовая защита (МТЗ), токовая отсечка, направленная максимально токовая защита и дифференциальная токовая защита (ДТЗ). МТЗ срабатывает через определенный промежуток времени от резкого увеличения тока в цепи; токовая отсечка это МТЗ ограниченного действия, то есть без реле времени, селективность обеспечивается ограничением зоны действия; направленная МТЗ устанавливается на параллельных концах питающих линий и отслеживает поток мощности при коротком замыкании; ДТЗ сравнивает токи по концам защищаемого элемента и срабатывает при изменении отношения токов. Для расчета релейной защиты составляю схему релейной защиты (рисунок 4) с токовой отсечкой и максимально-токовой защитой



Рисунок 4. Схема релейной защиты с токовой отсечкой и максимальной токовой защитой

2.7 Требование к безопасности движения в сооружениях и устройствах электроснабжения железных дорог

Устройства электроснабжения должны обеспечивать надежное электроснабжение:

электроподвижного состава для движения поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами между ними при требуемых размерах движения;

устройств СЦБ, связи и вычислительной техники как потребителей электрической энергии I категории. С разрешения ГАЖК до завершения переустройства допускается электроснабжение этих устройств по II категории;

всех остальных потребителей железнодорожного транспорта в соответствии с установленной ГАЖК категорией.

При наличии аккумуляторного резерва источника электроснабжения автоматической и полуавтоматической блокировки он должен быть в постоянной готовности и обеспечивать бесперебойную работу устройств СЦБ и переездной сигнализации в течение не менее 8 ч при условии, что питание не отключалось в предыдущие 36 ч.

Время перехода с основной системы электроснабжения автоматической и полуавтоматической блокировки на резервную или наоборот не должно превышать 1,3 с.

Для обеспечения надежного электроснабжения должны проводиться периодический контроль состояния сооружений и устройств электроснабжения, измерение их параметров вагонами-лабораториями, приборами диагностики и осуществляться плановые ремонтные работы.

Уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава должен быть не менее 21 кВ при переменном токе, 2,7 кВ при постоянном токе и не более 29 кВ при переменном токе и 4 кВ при постоянном токе.

На отдельных участках с разрешения ГАЖК допускается уровень напряжения не менее 19 кВ при переменном токе и 2,4 кВ при постоянном токе.

Номинальное напряжение переменного тока на устройствах СЦБ должно быть 110, 220 или 380 В. Отклонения от указанных величин номинального напряжения допускаются в сторону уменьшения не более 10%, а в сторону увеличения - не более 5%.

Устройства электроснабжения должны защищаться от токов короткого замыкания, перенапряжений и перегрузок сверх установленных норм.

Металлические подземные сооружения (трубопроводы, кабели и т.п.), а также металлические и железобетонные мосты, путепроводы, опоры контактной сети, светофоры, гидроколонки и т.п., находящиеся в районе линий, электрифицированных на постоянном токе, должны быть защищены от электрической коррозии.

Тяговые подстанции линий, электрифицированных на постоянном токе, а также электроподвижной состав должны иметь защиту от проникновения в контактную сеть токов, нарушающих нормальное действие устройств СЦБ и связи.

Высота подвески контактного провода над уровнем верха головки рельса должна быть на перегонах и станциях не ниже 5750 мм, а на переездах не ниже 6000 мм.

В исключительных случаях на существующих линиях это расстояние в пределах искусственных сооружений, расположенных на путях станций, на которых не предусматривается стоянка подвижного состава, а также на перегонах с разрешения ГАЖК может быть уменьшено до 5675 мм при электрификации линии на переменном токе и до 5550 мм - на постоянном токе.

Высота подвески контактного провода не должна превышать 6800 мм.

В пределах искусственных сооружений расстояние от токонесущих элементов токоприемника и частей контактной сети, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений и подвижного состава должно быть не менее 200 мм на линиях, электрифицированных на постоянном токе, и не менее 350 мм - на переменном токе.

В особых случаях на существующих искусственных сооружениях с разрешения ГАЖК может допускаться уменьшение указанных расстояний.

Расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опор контактной сети на перегонах и станциях должно быть не менее 3100 мм.

Опоры в выемках должны устанавливаться вне пределов кюветов.

В особо сильно снегозаносимых выемках (кроме скальных) и на выходах из них (на длине 100 м) расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опор контактной сети должно быть не менее 5700 мм. Перечень таких мест определяется председателем ГАЖК.

На существующих линиях до их реконструкции, а также в особо трудных условиях на вновь электрифицируемых линиях расстояние от оси пути до внутреннего края опор допускается не менее: 2450 мм - на станциях и 2750 мм - на перегонах.

Все указанные размеры установлены для прямых участков пути. На кривых участках эти расстояния должны увеличиваться в соответствии с габаритным уширением, установленным для опор контактной сети.

Взаимное расположение опор контактной сети, воздушных линий и светофоров, а также сигнальных знаков должно обеспечивать хорошую видимость сигналов и знаков.

Все металлические сооружения (мосты, путепроводы, опоры), на которых крепятся элементы контактной сети, детали крепления контактной сети на железобетонных опорах, железобетонных и неметаллических искусственных сооружениях, а также отдельно стоящие металлические конструкции (гидроколонки, светофоры, элементы мостов и путепроводов и др.), расположенные на расстоянии менее 5 м от частей контактной сети, находящихся под напряжением, должны быть заземлены или оборудованы устройствами защитного отключения при попадании на сооружения и конструкции высокого напряжения.

Заземлению подлежат также все расположенные в зоне влияния контактной сети и воздушных линий переменного тока металлические сооружения, на которых могут возникать опасные напряжения.

На путепроводах и пешеходных мостах, расположенных над электрифицированными путями, должны быть установлены предохранительные щиты и сплошной настил в местах прохода людей для ограждения частей контактной сети, находящихся под напряжением.

Контактная сеть, линии автоблокировки и продольного электроснабжения напряжением свыше 1000 В должны разделяться на отдельные участки (секции) при помощи воздушных промежутков (изолирующих сопряжений), нейтральных вставок, секционных и врезных изоляторов, разъединителей.

Опоры контактной сети или щиты, установленные на границах воздушных промежутков, должны иметь отличительную окраску. Между этими опорами или щитами запрещается остановка электроподвижного состава с поднятым токоприемником.

Схема питания и секционирования контактной сети, линий автоблокировки и продольного электроснабжения должна быть утверждена председателем ГАЖК. Выкопировки из этой схемы включаются в техническо-распорядительный акт станции.

Переключение разъединителей контактной сети электродепо и экипировочных устройств, а также путей, где осматривается крышевое оборудование электроподвижного состава, производится работниками локомотивного депо. Переключение остальных разъединителей производится только по приказу энергодиспетчера.

Приводы разъединителей с ручным управлением должны быть заперты на замки. Порядок переключения разъединителей контактной сети, а также выключателей и разъединителей линии автоблокировки и продольного электроснабжения, хранения ключей от запертых приводов разъединителей, обеспечивающий бесперебойность электроснабжения и безопасность производства работ, устанавливается начальником Центра энергоснабжения ГАЖК.

Переключение разъединителей и выключателей производится по приказу энергодиспетчера работниками других служб, прошедших обучение.

Расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением свыше 1000 В до поверхности земли при максимальной стреле провеса должно быть не менее:

на перегонах	6,0 м
в том числе в труднодоступных местах	5,0 м
на пересечениях с автомобильными дорогами, станциях и в населенных пунктах	7,0 м

При пересечениях железнодорожных путей расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением свыше 1000 В до уровня верха головки рельса неэлектрифицированных путей должно быть не менее 7,5 м.

На электрифицированных линиях это расстояние до проводов контактной сети должно устанавливаться в зависимости от уровня напряжения пересекаемых линий в соответствии с правилами устройства электроустановок и по техническим условиям железной дороги.

3. Экономическая часть

В выпускной квалификационной работе были подробно рарасмотрены и раскрыты некоторые аспекты выбора, расчёта и проектирования штамповочного цеха.

Задание на экономическую часть выпускной квалификационной работы. Рассчитать себестоимость выбранного электрооборудования которое будет использоваться в штамповочном цеху, а так же стоимость электропроводки (кабелей). Рассчитать себестоимость оборудования используемого для освещения (провода, светильники) штамповочного цеха.

Решение: В ходе проектирование выпускной квалификационной работы, было выбрано оборудование, которое будет использоваться на штамповочного цеха, согласно требованиям, указанным в задании на выполнение выпускной квалификационной работы.

Рассчитаем стоимость электропроводки к силовым агрегатам, станкам.

Для удобства вычислений, сведём используемые кабеля в таблице.

Перечень кабелей электропроводки силового оборудования.

Тип марка кабеля	Количество, м	Цена в каталоге дилера (производителя)	Цена в национальной валюте (UZS)+20% *	Цена учитывая количество
ВВГ	1312	111 руб 90 коп	8728	11451136

* Цена за указанному оборудование были переведены по курсу ЦБ Республики Узбекистан, по состоянию на 15.06.2013 г

Общая стоимость силовой проводки токарного цеха составит 11451136 сум

Аналогично рассчитаем стоимость силового оборудования. Перечень выбранного оборудования сводится в таблице 9.

Таблица 9. Перечень выбранного оборудования используемого в токарном цеху

Наименование оборудование	Количество	Цена в каталоге дилера (производителя)	Цена в национальной валюте * (UZS)	Цена в UZS учитывая количество
Трансформатор ТМЗ 250/10/0,4	1	6786 руб	529386	529386
Аппараты защиты ВА 47-100	17	2156 руб 15 коп	168168	2858856
Щиток с автоматическим выключателем ЩРН 36з-1 36УХЛЗ	1	991 руб	77298	77298
ЩРН 54з-1 36 УХЛЗ	2	6860 руб	535080	1070160
ПР-11-3046	1	7707 руб	601146	601146
Аппараты защиты ВА 47-29	24	805 руб 15 коп	62802	1507248
Аппараты защиты ВА 88-33	14	1509 руб	11726	164164
Щиток с автоматическим выключателем ЩРН 72з-1 36УХЛЗ	1	7925 руб	618150	618150

* Цена за указанное оборудование были переведены по курсу ЦБ Республики Узбекистан, по состоянию на 15.06.2013 г.

Общая стоимость электрооборудования токарногоцеха составляет: 7426408 сум

Далее производится расчёт затраченных средств на проектирование системы освещения, а в частности провода для монтажа и светильники.

Расчёт осуществляется в аналогичной форме таблице 10.

Таблица 10. Перечень оборудования для монтажа системы освещения

Наименование	Количество Шт.	Цена каталоге дилера (производителя)	Цена в национальной валюте (UZS)	Цена учитывая количество в UZS
ВВГ	480	111 руб 90 коп	8728	4189440
Светильники типа ЛПО 3011 (1х36)	24	653 руб 74 коп	50992	1223808
Лампы типа ЛЛ 26/36	24 шт	34 руб	2652	63648
Лампы типа ДНаТ-400	27	109 руб 58 коп	8547	230769
Светильники типа ЖБП 36-400	27	543 руб	42354	1143558
ЛБА 3924(1х20)	21	536руб 93 коп	41880	879491
ССА 1001	2	420 руб	32760	65520
Щиток с автоматическим выключателем ЩРН 36з-1 36УХЛЗ	1	991 руб	77298	77298

* Цены за указанное оборудование были переведены по курсу ЦБ Республики Узбекистан по состоянию на 15.06.2013 г.

Общая стоимость оборудования (привода, светильники) для монтажа системы освещения штамповочного цеха составит: 7873532сум.

Рассчитаем полную стоимость электрооборудования и проводки штамповочного цеха, для этого сложим ранее подсчитанные стоимости

S_A + S_ПР + S₀ = S_ОБЩ , (3.1.)

где S_A - стоимость затрат на электрооборудование;

S_ПР- стоимость проводки;

S₀ - стоимость затрат на освещение.

Подставляя значения в формулу (3.1.) , получим:

S_ОБЩ = 11451136 + 7426408 + 7873532 = 1675176 сум

Итого, стоимость затрат на электрооборудование и проводку, составит: 1675176 сум.

Вывод.

В экономической части выпускной квалификационной работы, произведены расчёты затраты на электрооборудование и электропроводку, силового оборудования и системы освещения токарного цеха.

В ходе вычислений были определены: общая стоимость проводки для силового оборудования, общая стоимость силового оборудования и полная стоимость осветительного оборудования вместе с проводкой. Все вычисления были подытожены в конечной общей стоимости затрат на все проводки используемой для подключения силового оборудования и освещения (светильников).

В итоге после вычислений, стала известна стоимость основного электрооборудования и используемой проводки для подключения этого оборудования до щитовой. По данным расчётам можно судить об экономической стоимости проектируемого объекта.

4. Охрана труда

Электробезопасность при тушении пожаров

Говоря о работах в области пожарной безопасности, невозможно обойти вниманием тему электропитания противопожарного оборудования. Чтобы обеспечить эффективность использования противопожарных средств и систем, их необходимо постоянно поддерживать в состоянии работоспособности, то есть под напряжением. Для этого используются электропитание от источников тока с малым напряжением. Но величина малого напряжения варьируется в достаточно больших границах и далеко не все величины не все величины напряжения могут считаться безопасными для человека.

Согласно нормативным документам электроприемники автоматических установок пожаротушения, систем пожарной сигнализации, пожарного оповещения и дымоудаления по степени надежности электроснабжения следует относить к I категории, т.е. электроприемники должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Установка в цепи электропитания этих средств в цепях управления автоматическими установками пожаротушения, отключение которых может привести к отказу подачи огнетушащего вещества к очагу пожара, не допускается. Данные требования логичны, т.к. при возникновении пожара технические средства пожарной автоматики должны эффективно выполнять свои функции.

Как показывает проведенный анализ, значительная часть указанных технических средств пожарной автоматики в соответствии с различными нормативными документами рассчитана на электропитание от источника тока с напряжением от 9 до 12В. Также следует отметить, что данные технические средства всегда находятся под напряжением.

Исследования, проведенные за рубежом и у нас в стране, однозначно показывают, что при воздействии электрического тока на человека наиболее уязвимым органом является его сердце. Также было установлено, что результат воздействия электрического тока на организм человека зависит не только от значения тока, но и от продолжительности его протекания.

Электрическое сопротивление тела человека зависит от влажности кожи, размера поверхности контакта, пути протекания тока по телу, индивидуальных особенностей организма и других факторов. Известно, что сопротивление внутренних органов человека не превышает 500-600 Ом, а сопротивление кожи во влажном состоянии 10-20Ом. Поскольку реальное сопротивление тела человека является величиной достаточно неопределенной и зависящей от многих факторов, для расчетной оценки опасности электропоражения в качестве критерия опасности принято использовать ток через тело человека, а не напряжение, приложенное к нему. При определении условий электробезопасности за расчетное принято сопротивление тела человека, равное 1000Ом.

В ГОСТ 12.1.038 -82 "Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов" определены предельно допустимые значения переменного тока частотой 50 Гц через тело человека в производственных электроустановках в зависимости от времени воздействия

Таблица 11. Предельно допустимые значения переменного тока

t,c	0,01-0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	св. 1,0
t,м А	650	400	190	160	140	125	105	90	75	65	50	6

В условия высоких температур (>25⁰ C) и влажности (>75%) допустимые напряжения и токи в соответствии с ГОСТом должны быть уменьшены в три раза.

При тушении пожара человек находится в условиях высокой температуры и влажности, что способствует повышению электропроводности его кожи и увеличению силы тока, который может пройти через него. Поскольку, электроснабжение средств пожарной безопасности не прекращается во время пожара даже при отключении основных источников электроснабжения, то контакт с цепями, находящимися под напряжением от 9 до 72 В, возможен в любой момент.

1.Условия тушения пожара

Самым распространенным огнетушащим веществом в вашей стране является вода, хорошо проводящая электрический ток. Применение пенообразователей для повышения огнетушащих свойств смеси приводит к повышению электропроводности воды.

Таблица 12. Максимальная продолжительность нахождения под напряжением переменного тока

Напряжение на контактах, U,B	Полное сопротивление цепи, Z, Ом	Сила тока, протекающего через тело человека,1,мА	Максимальное время протекания тока, t,c
8	2000	4	Более 10 000
12	1875	6	Более 10 000
25	1825	14	1 000
50	1725	29	0,300
75	1625	46	0,120
100	1600	62	0,080
150	1550	97	0,028
230	1500	153	0,017
300	1480	203	0,010
400	1450	276	Менее 0,010
500	1430	350	Менее 0,010

При тушении пожара человек находится в условиях высокой температуры и влажности (из-за обилия воды), что способствует повышению электропроводности его кожи, одежды, окружающих предметов и увеличению силы тока, который может проходить через тело человека. Здесь уместно напомнить , что электроснабжение средств пожарной безопасности не прекращается во время пожара даже при отключении основных источников электроснабжения. И контакт с цепями, находящимися под напряжением от 9 до 72 В, возможен в любой момент.

В строительных нормах МЭК, относящихся к устройству электроустановок (13,14) , даны общие рекомендации по электробезопасности. Особенно интересен документ, регламентирующий устройство электроустановок в электроопасных зонах с повышенной влажностью и большими объёмами воды: в ванных комнатах, душевых, бассейнах и т.п. (15), Эти условия близки к условиям тушения пожара в обычных ("сухих") помещениях. В соответствии с этим документом безопасным для человека считается напряжения 12 В и менее. Следовательно, напряжение выше 12 В следует признать потенциально опасным в условиях тушения пожара. Его не рекомендуется использовать для электропитания не отключаемых систем и устройств.

Таблица 13. Максимальная продолжительность нахождения под напряжением постоянного тока

Напряжение на контактах, U,B	Полное сопротивление цепи, Z, Ом	Сила тока, протекающего через тело человека,1,мА	Максимальное время протекания тока, t,c
8	2000	4	Более 10 000
12	1875	6	Более 10 000
25	1825	14	10 000
50	1725	29	1 000
75	1625	46	0,300
100	1600	62	0,180
150	1550	97	0,050
230	1500	153	0,030
300	1480	203	0,010
400	1450	276	Менее 0,010
500	1430	350	Менее 0,010

2. Предварительные выводы.

В результате анализа перечисленных нормативных документов можно констатировать следующее:

Во время тушения пожара традиционными средствами создаются условия, при которых опасным с точки зрения поражения электрическим током оказывается напряжение выше 12 В, которое всегда присутствует в цепях, укрепленных с точки зрения пожарной охраной безопасности объектов. При попадании человека под такое напряжение еще не наблюдается биологическое поражение тканей его, но происходят физиологические изменения, которые приводят к затруднению дыхания, желудочковой фибрилляции и могут привести к остановке сердца.

Здания и сооружения, построенные в соответствии с действующими отечественными ведомственными нормами (СНиП, РПБ, ПУЭ и др.), оказывается опасными для людей в смысле поражения электрическим током при тушении в них пожара.

В электрических цепях систем пожарной, охранной, охранно-пожарной сигнализации, оповещения, пожаротушения и других систем, в которых не предусматривается аварийное или защитное отключение элетроснабжения, следует использовать напряжение не более 12 В, которое не приводит к поражению людей электрическим током.

- Заинтересованным ведомствам и организациям (МЧС, МВД, Госстрой, Минтопэнерго, Уздавстандарт.) необходимо убедиться в достоверности изложенных фактов и создать межведомственную рабочую группу по пересмотру и гармонизации перечисленных перечисленных и иных нормативных документов с целью обеспечения электробезопасности зданий и сооружений, в том числе при тушении пожара.

- При пересмотре норм основываться на указанном ГОСТе и международных стандартах МЭК.

- По мере разработки новых норм заблаговременно информировать через средства массовой информации техническую и деловую общественность, для того чтобы предприятия и организации, занятые разработкой и производством технических средств, имели резерв времени для перестройки производства и выпуска новой безопасности продукции. Срок введения новых норм с той же целью назначать не ранее 6 месяцев после их утверждения и опубликования.

До сих пор наиболее распространенным веществом, используемым для тушения огня, является вода. Однако, у неё есть один существенный недостаток - высокая электропроводность. Кстати, использование пенных систем пожаротушения также грешит этим недостатком, так как добавление пенообразователей в огнетушащую смесь приводит к значительному увеличению электропроводности воды.

Поэтому очень важно в процессе тушения пожара соблюдать определенные правила электробезопасности. Ведь человек находится в условиях повышенной температуры и влажности, что повышает электропроводности его одежды, кожи и окружающих.

Напомним, что, так или иначе, в процессе тушения пожара человек будет сталкиваться с электричеством, даже если в помещении нет горящих электроприборов или подача тока перекрыта. Дело в том, что электроснабжение систем пожарной защиты даже при отключении всех главных источников электроснабжения не прекращается. При этом оборудование находится под напряжением в пределах от 9 до 72 Вольт, и контакт с ним возможен в любой момент. А напряжение выше 12 Вольт в условиях повышенной влажности (а именно такие условия возникают в процессе тушения пожара водой) считает опасным для человека.

Степень опасности воздействия электричества на человека зависит от 2-х факторов: времени протекания тока через человеческое тело и его силы. Классификация степени опасности воздействия электричества на человека приведена в нормативных документах Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Согласно этим документам, максимально допустимое время протекания тока через человеческое тело в зависимости от напряжения и полного сопротивления цепи, полученное путем расчетов, составляет от 10 секунд при напряжении 8 В до менее 0,01 секунды при напряжении более 300 В.

Очевидно, что для минимизации возможного ущерба здоровью и предотвращения получения смертельных травм при тушении пожаров в электроустановках следует количественно оценить воздействие каждого фактора, после чего принимать соответствующие меры по минимизации пожарных рисков и нейтрализации воздействия электричества на людей.

Для того чтобы сократить возможность поражения людей электрическим током также осуществляется определение категорий по ПУЭ. Это позволяет более оценить возможные пожарные риски и выбрать оптимальные противопожарные системы, которые применимы для тушения электрооборудования.

Заключение

В процессе выполнения данного выпускного проекта была спроектирована система электроснабжения инструментального цеха. В проекте были рассчитаны и выбраны КТП, распределительные силовые шкафы, шкафы рабочего освещения в соответствии с расчетными нагрузками; определено место их расположения. Также спроектированы силовая и осветительная сети и сеть заземления.

По рассчитанным параметрам в выпускном проекте выбиралась коммуникационная аппаратура, аппараты защиты (автоматические выключатели).

В разделе "Охрана труда" рассмотрен вопрос оценки опасности поражения человека электрическим током при самостоятельном освобождении человека от контакта.

В экономической части выпускной квалификационной работы, произведены расчёты затраты на электрооборудование и электропроводку, силового оборудования и системы освещения инструментального цеха.

В ходе вычислений были определены: общая стоимость проводки для силового оборудования, общая стоимость силового оборудования и полная стоимость осветительного оборудования вместе с проводкой. Все вычисления были подитожены в конечной общей стоимости затрат на все проводки используемой для подключения силового оборудования и освещения (светильников).

В итоге после вычислений, стала известна стоимость основного электрооборудования и используемой проводки для подключения этого оборудования до щитовой. По данным расчётам можно судить об экономической стоимости проектируемого объекта.

электрический нагрузка трансформатор оборудование

Список использованной литературы

1. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. М.: Форум, 2007

2. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию. М.: Форум, 2006

3. Кисаримов Р.А. Справочник электрика. М.: Радиософт, 2006 г.

4. Кнорринг Г.М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение 1992. - 448 м.: ил.

5. Копытов И.П. Справочник по электрическим машинам.М.:Энергия,1989 г.

6. Правила устройства электроустановок / 7-е издание, 2006 г.

7. Усатенко, С.Т., Каченюк, Т.К., Терехова, М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 325 с.

8. Электротехнический справочник в четырех томах. т. 2 "Электротехнические изделия и устройства". Под общей редакцией В.Г. Герасимова, А.Ф. Дьякова и др., М., Издательство МЭИ, 1998 г.

9. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий", М. "Энергия", 1979

10. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Ч. 1 и 2, под ред. Федорова А.А. Сербиновского Г.В., "Энергия", 1973.

Размещено на Allbest.ru