Электроснабжение токарного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уральский государственный колледж имени И.И. Ползунова

Курсовая работа

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ТОКАРНОГО ЦЕХА

Разработал

Каргапольцев Ю.А.

Екатеринбург 2011

Содержание

Введение

1. Технологический процесс

2. Выбор схемы электроснабжения

3. Расчет электрических нагрузок. Расчет и выбор числа и мощности питающих трансформаторов

4. Расчет и выбор компенсирующей установки

5. Расчет и выбор линий электроснабжения оборудования

6. Расчет и выбор аппаратов защиты

7. Расчет токов короткого замыкания

8. Расчет заземляющего устройства и молниезащиты

9. Мероприятия по безопасному выполнению работ

Заключение

Список использованных источников

Введение

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надежности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров.

Но повышение надежности связано с увеличением стоимости системы электроснабжения, поэтому важной задачей должно считаться определение оптимальных показателей надежности, выбор оптимальной по надежности структуры системы электроснабжения.

Также важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит помимо прочих нежелательных явлений к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. Важное значение приобрело измерение показателей качества электроэнергии.

За последние десятилетия достигнуты значительные успехи не только в микроэлектронике, но и в электроаппаратостроении, в разработке новых электрических и конструкционных материалов, в кабельной технике. Эти достижения открывают новые возможности в способах канализации электроэнергии и в конструкции распределительных устройств (РУ). В частности, применение новых комплектных легко заменяемых узлов электрических сетей и сетевых устройств может потребоваться в быстро изменяющихся производственных условиях современных предприятий.

Важной особенностью систем электроснабжения является невозможность создания запасов основного используемого продукта - электроэнергии. Вся полученная электроэнергия немедленно потребляется. При непредвиденных колебаниях нагрузок необходима точная и немедленная реализация системы управления, компенсирующая возникший дефицит.

От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит: работа промышленных предприятий любых отраслей, полученная прибыль, зависящая от объемов выпуска продукции, соблюдения условий хранения скоропортящейся продукции, особенно актуально это звучит для предприятий пищевой промышленности. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать должный уровень надежности и безопасности.

1. Технологический процесс цеха

Последовательность выполнения различных видов обработки, направленная на превращение заготовки в готовую деталь, составляет технологический процесс. Технологический процесс -- это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

В условиях серийного производства, т.е. при изготовлении деталей партиями (или сериями), технологический процесс обработки расчленяют на несколько операций, которые могут выполняться последовательно на одном и том же или на разных станках.

Участок токарного цеха (УТЦ) предназначен для обеспечения производимой продукции всего цеха. Он является составной частью цеха металлоизделий машиностроительного завода. УТЦ имеет станочное отделение, где размещен станочный парк, вспомогательные (склады, инструментальная, мастерская и др.) и бытовые (раздевалка, комната отдыха) помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балок и наземных электротележек. Участок получает электроснабжение (ЭСН) от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ; расположенный в пристройке металлоизделий.

2. Выбор схемы электроснабжения

Сети напряжением до 1000 В осуществляют распределение электроэнергии внутри промышленных предприятий и установок и непосредственное питание большинства приемников электроэнергии. Схема сети определяется технологическим процессом производства, взаимным расположением источника питания подстанций и приемников электроэнергии и их единичной установленной мощностью.

К сетям напряжением до 1000 В, как и ко всякой электрической сети, предъявляют следующие требования. Они должны: обеспечивать необходимую надежность электроснабжения быть удобными, простыми и безопасными в эксплуатации; требовать минимальных приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию; удовлетворять условиям окружающей среды; обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.

Схемы электрических сетей бывают радиальными, магистральными и смешанными. Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного щита, отходят линии, питающие непосредственно мощные приемники электроэнергии или отдельные распределительные пункты, от которых по самостоятельным линиям питаются более мелкие приемники.

Радиальные схемы могут служить сети насосных или компрессорных станций, а также сети взрывоопасных и пожароопасных помещений и установок. При радиальных схемах используются изолированные провода и кабели.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, так как при аварии отключается только поврежденная линия. Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах.

Радиальные схемы позволяют легче решать задачи автоматизации. Однако сети, построенные по таким схемам, требуют больших капитальных вложений из-за значительного расхода проводов и кабелей, большого количества защитной и коммутационной аппаратуры и обладают худшими экономическими показателями.

Магистральные схемы находят наибольшее применение при равномерном распределении нагрузки от распределительных щитов и при питании приемников электроэнергии одного технологического

агрегата или одного технологического процесса. Магистрали выполняют кабелями, проводами, шинопроводами и присоединяют к распределительным щитам подстанции или непосредственно к трансформатору при схеме трансформатор -- магистраль.

Магистральная схема менее надежна, чем радиальная, поскольку при повреждении магистрали происходит отключение всех потребителей, присоединенных к ней. Применение резервирования по сети устраняет этот недостаток.

В отдельных случаях, когда требуется высокая степень надежности питания приемников электроэнергии, применяется двухстороннее питание магистральной линии.

В чистом виде радиальные и магистральные схемы применяются редко. Наибольшее распространение получили смешанные схемы, сочетающие в себе элементы магистральных и радиальных схем и позволяющие рациональнее использовать преимущества тех и других.

Для повышения надежности применяют схемы с взаимным резервированием, устройством перемычек между отдельными магистралями или соседними подстанциями при радиальном питании.

Рисунок 1 - Схемы электроснабжения: а -- радиальная; б -- магистральная; в -- смешанная

Радиальная схема -- электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам. Линии W1--W4 на рис.

Магистральная схема -- линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине.

Смешанная схема -- электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. На рис. 1, в линия W1 -- радиальная, W2 -- магистральная, т. е. схема является смешанной.

3. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Метод коэффициента максимума

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальныхрасчетных нагрузок группы электроприемников. Целью расчета электрических нагрузок является выбор силовых трансформаторов. Расчет может производится несколькими методами.

;

где-- максимальная активная нагрузка, кВт;

-- максимальная реактивная нагрузка, квар;

-- максимальная полная нагрузка, кВ-А;

-- коэффициент максимума активной нагрузки;

-- коэффициент максимума реактивной нагрузки;

-- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

-- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар.

Произведем расчет для 1 группы электроприемников:

(3.5)

(3.6)

(3.7)

; ; К_м=1,46; (3.8)

Определим потери мощности в трансформаторе:

Подставив числа мы получим:

?P=2.42 кВт; ?Q=12.1 квар; ?S=12.34 кВА; S_BH=131.71 кВА.

Все полученные данные заносим в таблицу. Определяем число и мощность питающих трансформаторов. 2хТМ-100/10/0,4 возьмем 2 трансформатора, чтобы осуществить резервное питание после необходимо разбить все Электра приемники на 2 секции. Это сбалансирует нагрузку на эти трансформаторы.

Таблица 1 - Перечень ЭО токарного цеха

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант 1 Pэп, кВт	Примечание
1, 2,	Токарно-револьверные станки	10
3,21,27	Кран-балки	5,2	ПВ=60%
4,5	Токарные станки с ЧПУ	8
6,7,15,16	Сверлильно-фрезерные станки	6,4
8	Кондиционер	4,8	1-фазный
9…12	Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	9,2
13,17,18	Координатно-сверлильные горизонтальные станки	12,5
14	Строгальный станок	15
19	Шлифовальный станок	7,5
20	Наждачный станок	3	1-фазный
22,23	Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	18
24,29,30	Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	35
25,26,28	Координатно-сверлильные вертикальные станки	11

4. Расчет и выбор компенсирующей установки

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчетную реактивную мощность КУ;

- тип компенсирующего устройства;

- напряжение КУ.

Таблица 2 - Сводная ведомость нагрузок

Параметр	tgц	cosц	Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	1,13	0,66	80	90,63	120,9
КУ				50
Всего на НН с КУ	0,44	0,89	80	40,63	89,7
Потери			1,79	8,97	9,15
Всего на ВН с КУ			81,8	49,6	95,6

Из расчета электрических нагрузок заполним поля P_м,Q_м,S_м.

Чтобы найти tgц,cosц воспользуемся формулами:

 (4.2)

Определим Расчетную мощность КУ по формуле:

;

Примем за .

(4.4)

По справочному пособию Шеховцова В.П. выбираем компенсирующею установку УК 2-0,38-50.

Определяем фактическое значение tgц,cosц после компенсации реактивной мощности:

0,99;

Определим расчетную мощность трансформатора с учетом потерь.

;

Все результаты заносим в сводную ведомость нагрузок.

Если нам трансформатор, тот который мы выбрали до компенсирующего устройства и после выбора КУ то мы увидим что эти трансформаторы абсолютно идентичны, ТМ 100/10/0,4.

5. Расчет и выбор линий электроснабжения оборудования

Электрический ток протекая по проводнику нагревает его до определенной tє. В процессе эксплуатации электрического оборудования необходимо чтобы электрическая изоляция проводника выдерживала определенные tє воздействие не разрушаясь. ПУЭ определяет значения длительно допустимого тока по материалу жилы. В паспорте на любое электрическое оборудования указано его номинальная мощность в (кВт) Р_н. Чтобы определить длительно допустимый ток, потребляемой этой установкой необходимо:

Примечание:

- мощность, заданная в таблице, кВт.

Зададимся: = 0,8

Определим значение I доп. для линии электроснабжения от ЭЩ до каждого цехового электрического приемника.

Рассчитаем первую линю для Токарного специального станка:

Дальнейший расчет производим аналогично занося результаты в Таблицу. На основании расчета определим сечения жил кабеля. Будем выбирать 5 жильный кабель с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке с НГ и LS, материал жилы Cu.

Чтобы найти длину L нам необходимо воспользоваться практической частью проекта, а именно планом расположения электрооборудования на плане мы высчитываем длину от РП до ЭД.(рис 2)

Рисунок 2 - прокладка кабельной линии в земле

Чтобы найти длину воспользуемся формулой :

Результаты всех подсчетов заносим в Таблицу

найдем по формуле:

где: - удельная электропроводность меди.

S - сечения кабельной жилы.

Произведем расчет для Токарного специального станка:

Примечание:

- мощность, заданная в таблице кВт.

Заносим результат в Таблицу 3. Дальнейшие расчеты проводим аналогично и заносим результаты в Таблицу 3;

Таблица 3 - Сводная ведомость по выбору сечение и кабеля

Наименование приемника	Рэп (кВт)= Рн	Iдоп. (А)	Сечение кабельной жилы	Потери ?U%	Тип кабеля
Токарно-револьверные многоцелевые станки.	10	23,76	1	0,6	ВВВнг 5Ч1
№2	10	23,76	1	0,6	ВВВнг 5Ч1
Кран-балки№3	5,2	9,5	1	0,72	ВВВнг 5Ч1
№21	5,2	9,5	1	0,07	ВВВнг 5Ч1
№27	5,2	9,5	1	0,073	ВВВнг 5Ч1
Токарные станки с ЧПУ№4	8	19,01	1	0,64	ВВВнг 5Ч1
№5	8	19,01	1	0,62	ВВВнг 5Ч1
Сверлильно-фрезерные №6	6,4	15,2	1	0,48	ВВВнг 5Ч1
№7	6,4	15,2	1	0,7	ВВВнг 5Ч1
№15	6,4	15,2	1	1,52	ВВВнг 5Ч1
№16	6,4	15,2	1	1,78	ВВВнг 5Ч1
Кондиционер №8	4,8	11,4	1	0,3	ВВВнг 5Ч1
Токарные станки с ЧПУ повышенной точности №9	9,2	21,86	1	1,21	ВВВнг 5Ч1
№10	9,2	21,86	1	1,56	ВВВнг 5Ч1
№11	9,2	21,86	1	1,44	ВВВнг 5Ч1
№12	9,2	21,86	1	1,42	ВВВнг 5Ч1
Координатно-сверлильные горизонтальные станки №13	12,5	29,7	1,5	1,15	ВВВнг 5Ч1,5
№17	12,5	29,7	1,5	2,26	ВВВнг 5Ч1,5
№18	12,5	29,7	1,5	2,96	ВВВнг 5Ч1,5
Строгальный станок №14	15	35,65	4	0,44	ВВВнг 5Ч4
Шлифовальный станок №19	7,5	17,8	1	0,59	ВВВнг 5Ч1
Наждачный станок №20	3	7,1	1	0,08	ВВВнг 5Ч1
Токарные многоцелевые прутково-патронные модули №22	18	42,78	4	1,32	ВВВнг 5Ч4
№23	18	42,78	4	2,04	ВВВнг 5Ч4
Токарные вертикальные полуавтоматы сЧПУ№24	35	42,78	4	1,07	ВВВнг 5Ч4
№29	35	42,78	4	0,82	ВВВнг 5Ч4
№30	35	42,78	4	0,78	ВВВнг 5Ч4
Координатно-сверлильные вертикальные №25	11	83,2	10	0,22	ВВВнг 5Ч10
№26	11	83,2	10	0,8	ВВВнг 5Ч10
№28	11	83,2	10	1,67	ВВВнг 5Ч10

6. Расчет и выбор аппаратов защиты

Нормативные документы рекомендуют выбирать в качестве аппаратов защиты автоматические выключатели.

Для Курсового проекта выбираем автоматические выключатели, для электроустановок напряжением до 1000 В.

Электродвигателей переменного тока работающего в продолжительном режиме ток определяется по формуле:

где: P - мощность ЭД переменного тока, кВт;

U_н. - номинальное напряжение ЭД, кВ;

з - КПД ЭД, отн. ед.

Примечание: если ЭД повторно-кратковременного режима, то .

Рассчитаем I_н. для токарных специальных станков пользуясь таблицей 1. подставляем в формулу значения:

Й_{н = 19.42 (А)}

Дальнейший расчет мы производим аналогично, все полученные данные заносим в Таблицу

По формуле:

Йmр =1.15*Й_н

где: Iтр. - ток теплового реле, номинальный, А

Находим ток теплового реле, А

Йmр =1.15*19.42=22.34 (А)

Дальше производим аналогичный расчет с занесением результатов в Таблицу 4;

Таблица 4 - Расчетная таблица

Наименование ЭО	Iтр.	Iнр.
Токарно-револьверные станки	22.34	25
Кран-балки	9	10
Токарные станки с ЧПУ	18,1	20
Сверлильно-фрезерные станки	14,3	16
Кондиционер
Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	2,82	3
Координатно-сверлильные горизонтальные станки	20,7	25
Строгальный станок	33,8	40
Шлифовальный станок	33,8	40
Наждачный станок	16,9	20
Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	6,8	8
Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	40,6	50
Координатно-сверлильные вертикальные станки	78,9	80

Таблица 5 - Сводная ведомость по выбранным аппаратов защиты

Наименование ЭО	тип.	Iна	Iнр	Kу(тр)
Токарно-револьверные станки	ВА 51-25	25	25	1.35
Кран-балки	ВА 51-25-3	25	10	1.35
Токарные станки с ЧПУ	ВА 51-25-3	25	20	1.35
Сверлильно-фрезерные станки	ВА 51-25-3	25	16	1.35
Кондиционер	ВА 51-25-3	25		1.35
Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	ВА 51-25-3	25	3	1.35
Координатно-сверлильные горизонтальные станки	ВА 51-31-3	25	25	1.35
Строгальный станок	ВА 51-25-3	25	40	1.35
Шлифовальный станок	ВА 52-31-3	25	40	1.35
Наждачный станок	ВА 51Г-31-3	25	20	1.35
Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	ВА 51-25-3	25	8	1.35
Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	ВА 51Г-31-3	100	50	1.35
Координатно-сверлильные вертикальные станки	ВА 51Г-31-3	100	80	1.35

Защита должна обладать необходимой селективностью (избирательностью), т.е. в системе аппаратов защиты должен срабатывать ближайший к месту аварии аппарат.

По таблице А.6. по методическому пособию В.П. Шеховцов стр.184 выбираем автоматические выключатели серии ВА и заносим их в Таблицу 6

Для нашего КП выбираем вводной шкаф с выключателями ВА55-37-3 на вводе. Для 10-и линейных 3-х полюсных выключателей подходит схема № 114. Для крана и РП с малочисленными оборудованиями подходит схема № 099 с 4-я линейными 3-х полюсными выключателями.

- 10-и линейные 3-х полюсные выключатели (ПР-7-114-21-У3);

- 4-я линейные 3-х полюсные выключатели (ПР-7-099-21-У3);

7. Расчет токов короткого замыкания

Рассчитать токи короткого замыкания (КЗ) - это значит:

- по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

- рассчитать сопротивления;

- определить в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные, 1-фазные токи КЗ, заполнить “Сводную ведомость токов КЗ”.

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи - электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприемнике. Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника. Расчет токов КЗ производится приближенно. Для внутрицеховых сетей промышленных предприятий предполагают, что в режиме КЗ напряжение на шинах 10 кВ остается неизменным. Каждый элемент из электрической сети представляет собой активно-индуктивную нагрузку. КЗ происходит на ступенях распределения и как сказано выше на конечном электроприемнике. Для подключения устройств релейной защиты и приборов учета электрической энергии применяются измерительные трансформаторы тока, первичная обмотка которых включена последовательно в цепь тока КЗ.

где: V_k - линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_k - полное сопротивление до точки КЗ, кВ.

б) 2-фазного, кА:

в) 1-фазного, кА:

где: V_кф - фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Z_n - полное сопротивление петли до точки КЗ, Ом;

Z_T⁽¹⁾ - Полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом.

г) ударный ток, кА

где: K_y - ударный коэффициент.

д) действующие значения ударного тока, кА:

где: q - коэффициент действующего значения ударного тока,

где: ?R_k - общие сопротивление R, мОм;

?X_k - общее сопротивление X, мОм.



Рисунок 3.

Рассчитаем токи КЗ для своего варианта.

I = ;

I = = 172,7 А

Для трансформатора:

Хтт - 0.67; Rтт - 0.42; Ктт - 200/5;

Для автоматов по таблице 1.9.3:

BA-51-35

SF1 SF2 - Ra=0.15; Xa=0.17; Rпа = 0.4

Для кабельных линий:

ro = 0.03; xo = 0.014;

Rкаб. = ro *L= 0.03*12.7= 0.381;

Xкаб. = хо *L= 0.014*12.7= 0.177;

Для шинопровода ШМА 1600

ro = 0.03; xo = 0.014; roп = 0.06; xоп = 0.06.

Rш = ro * Lш = 0.03 * 30 = 0.9;

Хш = хo * Lш = 0.014 * 30 = 0.42;

Для ступеней распределения по таблице 1.9.4

Rст. = 20 мОм

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ.

Rэ1 = Rт +Rтт +Ra+Rп +Rст = 31.5+0.42+0.15+0.4+20=52.47мОм; Хэ1 = Хт +Хтт +Хa = 64.7+0.67+0.17= 65.54мОм;

Rэ2 = Rш +Rкаб. +Rа +Rп +Rст = 0.9+0.381+0.15+0.4+20= 21.831;

Хэ2 = Хш +Хкаб. +Хa = 0.4+0.18+0.17= 0.75;

Rэ = Rэ1+Rэ2= 52.47+21.831= 74.301; Xэ = Xэ1+Xэ2= 65.54+0.75=66.29;

Zк = 99.6мОм;

Ку = ,

Где Ку - ударный коэффициент;

Ку = = 1.12;

q= 1.014,

где q - коэффициент действующего значения ударного тока;

Определяются 3- фазные, 2- фазные, 1- фазные токи КЗ.

Iк⁽³⁾ = = = = 2.3 кА;

iу= Ky*Iк⁽³⁾ = 1.41* 1.12*2.3= 3.6 кА;

Iк⁽²⁾ = 0.87* Iк⁽³⁾= 0.87*2.3= 2.001 кА;

Iк⁽¹⁾= = ,

где - полное сопротивление петли до точки КЗ;

- полное сопротивление трансформатора однофазного КЗ;

Zп = = ,

где = 15 мОм/м в трубах;

=2;

= ,

где - 50 м/(Ом*мм)² для меди;

= = = = 2 Ом;

=2 = 2*2 = 4 Ом;

Zп = = = 16.9 мОм;

Iк⁽¹⁾= = = = 0.8 кА;

Проверка Элементов цеховой цепи

Аппараты защиты проверяют:

1) на надежность срабатывания, согласно условиям

Проверим аппараты защиты наиболее мощного Электра приемника :

- на надежность срабатывания;

;

Аппараты защиты подходят на надежность срабатывания.

- на отключающею способность;

;

;

Аппараты защиты подходят по отключающей способности.

8. Расчет заземляющего устройства

Заземления предназначено для обеспечения безопасности людей и безаварийной работы электроустановок.

Заземления могут быть: - естественная

- искусственная

Для обеспечения хорошего контакта с землей на промышленных предприятиях уральского региона применяют искусственное заземление установки.

Искусственные заземления бывают вертикальные и горизонтальные.

Вертикальное заземления выполняют из круглой или угловой стали, определенной длены (длину рассчитывает проектировщик).

Вертикальные электроды вдавливают, ввинчивают, вбивают в грунт. предварительно в месте установки вертикального заземлителя снимают растительный слой 0,6-0,8 м. «В»



Рисунок 4 - Заземляющее устройство

Одного вертикального заземлителя не достаточно для обеспечения хорошего контакта с землей заземлитель поэтому выполняют в соответствие с расчетом несколько заземлителей, которые между собой соединяют с помощью сварки.

На промышленных предприятиях мы находим в естественных условиях. Поэтому заземлитель располагают либо ряд вдоль стены цеха либо в виде контура вокруг цеха.

Из исходных данных определим габаритных размеров цеха 48х28 метров.

На основание исходных данных по таблицам 1.13.2; 1.13.3; 1.13.4 определим: 1.13.3 - удельное сопротивление грунта с=300(Ом*м)

Коэффициенты сезонности К_сез = 1,5;

Электроды стальной уголок 50х50х5 мм. L=2,5 м. t = 0,5 м.

Определим сопротивление 1 вертикального электрода:

R = 0,3* 300*1,5 = 135 Ом;

Для электрических установок U= 380 В принимается согласно ПУЭ:

Определим количество вертикальных электродов без учета экранирования

;

Определяем реальное сопротивление всего заземляющего устройства:

;

R_зу = 0,04 *300 = 12;

Задаемся значением а -Расстояние между электродами; а = 2,5;

Рисунок 5 - Контурное заземление устройства

Рассчитываем количество вертикальных электродов с учетом экранирования.

;

где: - количество вертикальных электродов без учета экранирования;

- коэффициент использование электродов, .

N_B = 26;

Все вертикальные электроды электрически связаны, определим длину горизонтального электрода.

Горизонтальный электрод может выполнятся из полосовой либо круглой стали отдельные отрезки между собой соединяют внахлест.

Полоса - длина нахлеста 4 ширины полосы. Горизонтальный электрод также участвует в создание общего сопротивления заземляющего устройства.

Возьмем для изготовления горизонтального электрода полосу

шириной - 50 мм

длиной - 5 мм

Рассчитаем общею длину полосы

Определим уточненное значение сопротивления вертикального и горизонтального сопротивления.

R_г =;

R_г = 33,6 Ом;

где: L_n - Длина полосы, м;

К_сез - Коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунт;

- удельное сопротивления грунта, Ом•м.

где: L_n - Длина полосы, м;

К_сез - Коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунт;

- удельное сопротивления грунта, Ом•м.

Проверяем выбранное ЗУ на эффективность.

R_В < R_{зу.факт.};

R_B=; R_B= 11,1 Ом;

R_{зу.факт.}=;

R_{зу.факт.}= 8,3 Ом;

8,3 < 11,1;

ЗУ эффективно, в случае если неравенство не выполняется необходимо увеличить количество вертикальных электродов и повторить расчет.

Молниезащита зданий и сооружений

Атмосферное электричество может создать аварийную ситуацию в работе электрического оборудования. В разных районах РФ продолжительность гроз составляет от 10 часов в год.

Молниезащита состоит из 3 основных частей:

1 молния приемник

2 молния отвод

3 заземляющий контур

Рисунок 6 - Молния защиты

Молния отвод выполняется из проводников имеющие достаточные сечения (круглая, полосовая сталь). На всем протяжении отвода выполняют антикоррозийную защиту. Молния приемник может быть выполнен:

1 стержень (круглая, угловая сталь, трубы)

2 в виде троса (подвешенный над защищаемым объектом)

3 молния приемная сетка (круглая проволока диаметром 8 мм с размером ячейки до 6 м)

Для одиночного молния приемника можно изобразить шатер, в котором размещаются объекты, защищаемые этим приемником. В случае одиночного или тросового приемника высота шатра (конуса) получается значительной, т. е. молния приемник необходимо помещать на большую высоту несколько десятков метров.

В курсовом проекте выполним расчет для одиночного стержневого молния приемника, т.е. определим размеры конуса защищающего наш объект рисунок 7.

Рисунок 7 - Зона защиты одиночного стержневого молниеприемника

где h_x - высота здания

h _o - высота вертикального конуса стержневого молния приемника примечание: принято разделять конусы по надежной степени защиты(А зона 99,5 %, зона В от 95-95,5%)

h - полная высота молния приемника

r₀ - радиус защиты на уровне земли

r_x - радиус защиты на высоте здания

Зона А: r_o = (1,1-2•10^-3•h)•h;

r_x =(1,1-2•10^-3•h)(h-1,2•h_x);

h_o = 0.85*h;

Произведем расчет габаритных размеров зоны защиты для этого зададимся исходными данными. h = 48 м, средние число грозовых часов в год 50 часов, t_ср = 50 ч.

Для этой продолжительности гроз определим средне годовое число ударов молний на 1 км² поверхности.

Для t_ср.год. => n = 4 количество ударов.

h_o = 0.85*48 = 40,8 м;в.

r_o = (1.1 - 2*10^-3*50)*48 = 48,2 м;

r _x= 48,2*(48-1,2*8) = 38,5 м;

Рисунок 8 - Корпус защищаемого объекта



0,36;

sin 21є = 0,36

|ОС| = * cos21є

|ОС| = 0,93*38,5 = 35,9

|DA| = 2*35,9 = 71,8

Зона Б:

h_o = 0,92h;

r_o = 1,5h;

r_x = 1,5(h-1,1h_x);

h_o = 0,92•48 = 44,16

r_o = 1,5•48 = 72 м;

r_x = 1,5(48-1,1•9) = 57,15 м;

|OC| = 58,8*0,97 = 57 м;

|DA| = 2*|OC|; (8.16)

|DA| = 2*57 = 114 м;

Определим возможную порожаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствие моление защиты.

А:

N_B = (28+6*8)*(71,8+6*8)-7,7*8*4*10^-6 = 0,034;

В:

N_B = (28+6*8)*(114+6*8)-7,7*8²)*4*10^-6 = 0,047;

В зоне молниезащиты В количество поражений в год больше. Из этого можно сделать вывод, что гораздо надежнее является зона А. Для своего КП выбираем зону А.

9. Мероприятия по безопасному выполнению работ

Общие требования безопасности:

1. Правила имеют целью обеспечить надежную, безопасную и рациональную эксплуатацию электроустановок и содержание их в исправном состоянии

2. Правили распространяются на организации, независимо от форм, индивидуальных предпринимателей, а также граждан-владельцев электроустановок напряжение выше 1000 В

3. Расследование и учет нарушений в работе электроустановок Потребителей производится в соответствии с установленными требованиями

4. Расследование несчастных случаев, связанных с эксплуатацией электроустановок и происшедших на объектах, подконтрольных госэнергонадзору, проводится в соответствии с действующим законодательством

5. Эксплуатация электрооборудования, в том числе бытовых электроприборов, подлежащих обязательной сертификации, допускается только при наличии сертификата соответствия на это электрооборудование и бытовые электроприборы

Требования безопасности до начала выполнения работ

1. Перед началом работы электромонтер обязан:

а) предъявить руководителю удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ, а также удостоверение о проверке знаний при работе в электроустановках напряжением до 1000 В или свыше 1000 В, получить задание и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемой работы;

б) надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца

2. После получения задания у руководителя работ и ознакомления, в случае необходимости, с мероприятиями наряда-допуска электромонтер обязан:

а) подготовить необходимые средства индивидуальной защиты. проверить их исправность;

б) проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

в) подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности;

г) ознакомиться с изменениями в схеме электроснабжения потребителей и текущими записями в оперативном журнале.

3. Электромонтер не должен приступать к выполнению работ при следующих нарушениях требований безопасности:

а) неисправности технологической оснастки, приспособлений и инструмента, указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается их применение;

б) несвоевременном проведении очередных испытаний основных и дополнительных средств защиты или истечении срока их эксплуатации, установленного заводом-изготовителем;

в) недостаточной освещенности или при загроможденности рабочего места;

г) отсутствии или истечении срока действия наряда-допуска при работе в действующих электроустановках.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это электромонтер обязан сообщить о них бригадиру или ответственному руководителю работ

Требования безопасности при выполнении работ.

Электромонтер обязан выполнять работы при соблюдении следующих требований безопасности:

а) произнести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

б) наложить заземление на токоведущие части;

в) оградить рабочее место инвентарными ограждениями и вывесить предупреждающие плакаты;

г) отключить при помощи коммутационных аппаратов или путем снятия предохранителей токоведущие части, на которых производится работа, или те, к которым прикасаются при выполнении работы, или оградить их во время работы изолирующими накладками (временными ограждениями);

ж) на временных ограждениях вывесить плакаты или нанести предупредительные надписи «Стой -- опасно для жизни!»;

з) проверку отсутствия напряжения производить в диэлектрических перчатках

и) зажимы переносного заземления накладывать на заземляемые токоведущие части при помощи изолированной штанги с применением диэлектрических перчаток;

к) при производстве работ на токоведущих частях, находящихся под напряжением, пользоваться только сухими и чистыми изолирующими средствами, а также держать изолирующие средства за ручки-захваты не дальше ограничительного кольца.

Перед пуском оборудования, временно отключенного по заявке неэлектротехнического персонала, следует осмотреть его, убедиться в готовности к приему напряжения и предупредить работающих на нем о предстоящем включении.

Присоединение и отсоединение переносных приборов, требующих разрыва электрических цепей, находящихся под напряжением, необходимо производить при полном снятии напряжения.

При выполнении работ на деревянных опорах воздушных линий электропередачи электромонтеру следует использовать когти и предохранительный пояс.

При выполнении работ во взрывоопасных помещениях электромонтеру не разрешается:

а) ремонтировать электрооборудование и сети, находящиеся под напряжением;

б) эксплуатировать электрооборудование при неисправном защитном заземлении:

в) включать автоматически отключающуюся электроустановку без выяснения и устранения причин ее отключения;

г) оставлять открытыми двери помещений и тамбуров, отделяющих взрывоопасные помещения от других;

д) заменять перегоревшие электрические лампочки во взрывозащищенных светильниках лампами других типов или большей мощности;

е) включать электроустановки без наличия аппаратов, отключающих электрическую цепь при ненормальных режимах работы;

ж) заменять защиту (тепловые элементы, предохранители, расцепители) электрооборудования защитой другого вида с другими номинальными параметрами, на которые данное оборудование не рассчитано.

При работе в электроустановках необходимо применять исправные электрозащитные средства: как основные (изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки), так и дополнительные (диэлектрические галоши, коврики, переносные заземляющие устройства, изолирующие подставки, оградительные подставки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности).

Работы в условиях с повышенной опасностью следует осуществлять вдвоем в следующих случаях:

а) с полным или частичным снятием напряжения, выполняемого с наложением заземлений (отсоединение и присоединение линий к отдельным электродвигателям, переключения на силовых трансформаторах, работы внутри распределительных устройств);

б) без снятии напряжения, не требующего установки заземлений (электрические испытания, измерения, смена плавких вставок предохранителей и т.п.);

в) с приставных лестниц и подмостей, а также там, где эти операции по местным условиям затруднены;

г) на воздушных линиях электропередачи.

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром следует осуществлять только на полностью обесточенной электроустановке. Перед измерением следует убедиться в отсутствии напряжения на испытываемом оборудовании.

При обслуживании осветительных сетей электромонтеры обязаны выполнять следующие требования:

а) замену предохранителей и перегоревших ламп новыми, ремонт осветительной арматуры и электропроводки осуществлять при снятом напряжении в сети и в светлое время суток;

б) чистку арматуры и замену ламп, укрепленных на опорах, осуществлять после снятия напряжения и вдвоем с другим электромонтером;

в) установку и проверку электросчетчиков, включенных через измерительные трансформаторы, проводить вдвоем с электромонтером, имеющим квалификационную группу по технике безопасности не ниже IV;

г) при обслуживании светильников с автовышек или других перемещаемых средств подмешивания применять пояса предохранительные и диэлектрические перчатки.

При регулировке выключателей и разъединителей, соединенных с проводами, электромонтерам следует принять меры, предупреждающие возможность непредвиденного включения приводов посторонними лицами или их самопроизвольного включения.

Для проверки контактов масляных выключателей на одновременность включения, а также для освещения закрытых емкостей электромонтерам следует применять напряжение в электросети не выше 12 В.

В процессе работы электромонтеру запрещается:

а) переставлять временные ограждения, снимать плакаты, заземления и проходить на территорию огражденных участков;

б) применять указатель напряжений без повторной проверки после его падения;

в) снимать ограждения выводов обмоток во время работы электродвигателя;

г) пользоваться для заземления проводниками, не предназначенными для этой цели, а также присоединять заземление путем скрутки проводников;

д) применять токоизмерительные клещи с вынесенным амперметром, а также нагибаться к амперметру при отсчете показаний во время работы с токоизмерительными клещами;

е) прикасаться к приборам, сопротивлениям, проводам и измерительным трансформаторам во время измерений;

ж) производить измерения на воздушных линиях или троллеях, стоя на лестнице;

з) применять при обслуживании, а также ремонте электроустановок металлические лестницы;

и) пользоваться при работе под напряжением ножовками, напильниками, металлическими метрами и т.п.;

к) применять автотрансформаторы, дроссельные катушки и реостаты для получения понижающего напряжения;

л) пользоваться стационарными светильниками в качестве ручных переносных ламп.

Для прохода на рабочее место электромонтеры должны использовать оборудование системы доступа (лестницы, трапы, мостики). При отсутствии ограждения рабочих мест на высоте электромонтеры обязаны применять предохранительные пояса с капроновым фалом. При этом электромонтеры должны выполнять требования «Типовой инструкции по охране труда для работников, выполняющих верхолазные работы».

Требования безопасности при аварийной ситуации

При появлении неисправности в работе электроустановки, искрении, нарушении изоляции проводов или обрыве заземления, прекратить работу и сообщить администрации учреждения. Работу продолжать только после устранения неисправности электриком.

При обнаружении оборванного электрического провода, свисающего или касающегося пола (земли), не приближаться к нему, немедленно сообщить администрации учреждения, самому оставаться на месте и предупреждать других людей об опасности.

В случае загорания электроустановки, немедленно отключить ее от электрической сети, а пламя тушить только песком, углекислотным или порошковым огнетушителем.

При поражении электрическим током, немедленно отключить напряжение и при отсутствии дыхания и пульса у пострадавшего сделать ему искусственное дыхание или провести непрямой (закрытый) массаж сердца до восстановления дыхания и пульса, сообщить о несчастном случае администрации учреждения, при необходимости отправить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.

Требования безопасности по окончании работ

По окончании работы электромонтер обязан:

а) передать сменщику информацию о состоянии обслуживаемого оборудования и электрических сетей и сделать запись в оперативном журнале;

б) убрать инструмент, приборы и средства индивидуальной защиты в отведенные для них места;

в) привести в порядок рабочее место;

г) убедиться в отсутствии очагов загорания;

д) о всех нарушениях требований безопасности и неисправностях сообщить бригадиру или ответственному руководителю работ.

Заключение

В данном курсовом проекте был рассмотрен расчет сети электроснабжения на примере ЭСН и ЭО токарного цеха. Были рассмотрены основные вопросы электрического снабжения.

Для правильного расчета необходимо было определить назначение проектируемого объекта, характер его нагрузки, количество электроприемников и их категория для правильного выбора количества трансформаторов на ЦТП, охарактеризовать помещение по категориям безопасности.

Был определен центр нагрузок, характеризующийся тем, что при максимальном приближении ЦТП к нему нагрузки будут наименьшими.

В соответствии с нагрузкой цеха была выбрана мощность трансформатора.

В заключении был произведен расчет заземление нейтрали обмотки низшего напряжения трансформаторов ЦТП.

Все рассчитанные параметры системы электроснабжения удовлетворяют всем требованиям, поэтому система может считаться пригодной для применения на производстве с высокой гибкостью, экономичностью и надежностью.

электроснабжение трансформатор ток замыкание

Список использованных источников

1. Попов В.С., Николаев С.А. Электротехника. - М.: Энергия, 1966. - 600 с.

2. Васин В.М. Электрический привод: Учеб пособие для техникумов.- М.: 1984. - 231с.

3. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию.- Ростов: Феникс, 2004.- 480с.

4. Электрооборудование промышленных предприятий и установок Е.Н. Зимин, В.И. Преображенский, И.И. Чувашов: Учебник для техникумов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 552 с.

5. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электроаборудованию: Учеб. Пособие для вузов/ Алиев И.И.- М.: Высшая школа, 2007. - 255 с.

6. Москаленко В.В. Электрический привод: - М.; Высшая школа, 2001. - 368 с.

7. Кацман М.М. Элетрический привод: - М.; Высшая школа, 2006. - 398 с.

8. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, - СПб.; ДЕАН, 2003

9. ПОТ РМ - 016 2001. -СПб.; ДЕАН, 2003

Размещено на Allbest.ru