Электроснабжение предприятия ООО "Транспорт Дизайн"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Характеристика объекта предприятия

1. Категория надежности электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

2. Выбор величины питающего напряжения и рода тока

3. Требования к приводу. Обоснование выбора системы электропривода

4. Выбор типа светильников и системы освещения

5. Светотехнический расчет освещенности методом коэффициента использования

6. Электрический расчет осветительной сети

7. Расчет мощностей и выбор электродвигателей

8. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры

9. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры

10. Описание схемы управления электрооборудованием

11. Эксплуатация электродвигателя

12. Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования

13. Сводная спецификация

Ведомость чертежей

Заключение

Лист замечаний

Список используемой литературы

электроснабжение напряжение ток освещенность

Характеристика объекта предприятия

электроснабжение напряжение ток освещенность

Характеристика предприятия ООО "Транспорт Дизайн"

Правовая форма - общество с ограниченной ответственностью.

Предприятие по структуре состоит из пяти основных цехов : обойный , формовочный, механический, сборочный, модельный. Вспомогательными цехами являются: слесарный и подсобный цех в котором производится клеевое напыление.

По структуре предприятием управляет директор у которого в подчинении находятся: начальник производства, мастера, бригадиры и в свою очередь рабочие.

Численность людей составляет около 70-ти человек.

Основные производственные фонды промышленного предприятия - это средства труда, которые многократно участвуют в процессе производства, выполняя качественно различные функции. В настоящее время типовая классификация основных производственных фондов характеризуется следующими группами:

Здания-архитектурно-строительные объекты, предназначенные для создания необходимых условий труда - в нашем случае присутствуют : пять цехов, один гараж и два складских помещения;

Сооружения- инженерно-строительные объекты, предназначенные для выполнения тех или иных технических функций, необходимых для процесса производства и не связанных с изменением предметов труда , у нас на предприятии : насосная станция, компрессорная станция;

Машины и оборудование, в том числе:

- силовые машины и оборудование, предназначенные для выработки и преобразования энергии (генератор, два двигателя);

- рабочие машины и оборудование, используемые непосредственно для воздействия на предмет труда ( станки, гидравлический пресс, две формовочные машины);

- измерительные и регулирующие приборы и устройства , лабораторное оборудование;

- вычислительная техника-совокупность средств , предназначенных для автоматизации процессов , связанных с математическими задачами: (компьютеры).

- прочие машины и оборудование;

-транспортные средства, используемые внутри предприятия и за его пределами: (погрузчик, пяти тонный грузовик Mitsubishi Fuso);

-инструмент всех видов и приспособления: (сверла, тиски, резцы, зажимы, дрели, болгарки, шлифовальные машины);

1. Категория надежности электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

Надежность электроснабжения - способность энергоснабжающей организации обеспечить предприятие бесперебойным электроснабжением хорошего качества, не допуская аварийных ситуаций в электроснабжении.

По обеспечению надежности электроснабжения, согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ), электроприемники подразделяются на три категории.

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения может повлечь за собой опасность для жизни людей, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров

Электроприемники II категории - это такие электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции и массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Группа потребителей IIкатегории является наиболее многочисленной в большинстве отраслей промышленности. Элетроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания (ИП).

Для электроприемников II при нарушении электроснабжения одного источника питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой.

Электроприемники III категории - это все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категории.

Для электроприемников III категории допускается перерыв в подачи энергии в течение суток.

Проектируемая котельная относится к потребителям II категории, так как перерыв электроснабжения может привести к выходу из рабочего режима котлов, аварийным ситуациям, прекращению подачи тепла потребителям и горячего водоснабжения.

Таблица 1- Ведомость потребителей электроэнергии

Наименованиемеханизма	Кол-во	РкВт	Uв	nоб/мин	КИ	Cosц	Категор.эл.снабж.	Технические данныемеханизма
Насос холодной воды	2	5,5	380	1445	0,7	0,85	2	Q=240 м3/чН =28Па
Насос горячей воды	2	11,0	380	2900	0,7	0,9	2	Q=300м3/ч Н=28Па
Насос подпиточный	2	7,5	380	1455	0,7	0,86	2	Q = 280м3/ч Н =28Па
Насос сетевой	2	18,5	380	3000	0,7	0,92	2	Q = 300 м3/ч Н = 25м
Вентилятор сантехнический	2	3,0	380	955	0,7	0,76	2	Q = 200 м3/ч Н = 20м
Вентилятор дутьевой	2	7,5	380	1455	0,7	0,86	2	Q = 280 м3/ч Н = 20м

2. Выбор величины питающего напряжения и рода тока

Электроснабжение промышленных предприятий осуществляется в основном переменным трехфазным током. Для получения постоянного тока применяют преобразователи, которые преобразуют переменный ток в постоянный.

Преобразование связано с дополнительными капиталовложениями и расходами на эксплуатацию. К дополнительным капиталовложениям относятся стоимость самого преобразователя, машинного помещения и аппаратуры управления преобразователем. Установка двигателей постоянного тока оправдывает себя, когда возникает необходимость регулировать частоту вращения механизмов в широком диапазоне.

При выборе переменного напряжения предпочтительнее применять напряжение 380 В, так как оно позволяет совместить питание силовой и осветительной сети от общих трансформаторов, к тому заводы-изготовители выпускают электродвигатели трехфазного переменного тока в основной массе на напряжение 380В или (380/220 В)

На проектируемом объекте принимаем трехфазный переменный ток, напряжением 380/220В. Для осветительной сети рабочего и аварийного освещения принимаем напряжение 220В и 12В - для переносного (ремонтного) освещения.

3. Требования к приводу. Обоснование выбора системы электропривода

Основное электрооборудование котельной - это электропривод насосов и вентилятора,

поэтому рассматриваем требования к этим электроприводам.

На проектируемой котельной электропривод насосов и вентиляторов небольшой мощности. Обычно насосы приводятся нерегулируемым электроприводом. Работают насосы и вентиляторы в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой, их электроприводы нереверсивные с редкими пусками.

Центробежные насосы в большинстве случаев выполняются быстроходными, то есть их приводные двигатели должны иметь высокую угловую скорость (щ₀ = 150 ? 300 рад) и соединяются с валом насоса непосредственно. Для центробежного насоса особо важен правильный выбор угловой скорости двигателя, так как от этого зависит производительность насоса , создаваемый напор, момент и мощность . Для вентиляторов так же не требуется регулирования скорости приводных двигателей, поэтому для рабочих машин, которые не требуют регулирования частоты вращения, применяют асинхронные двигатели трехфазного тока.

Так как мощность двигателей не превышает 100 кВт, в качестве приводов насосов и вентиляторов принимаем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором . Выбор асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором оправдан рядом преимуществ по сравнению с двигателями постоянного тока и синхронными двигателями, прежде всего простотой конструкции, простотой обслуживания, меньшей стоимостью.

4. Выбор типа светильников и системы освещения

Для производственного помещения обязательно рабочее освещение. Рабочее освещение может быть двух систем: общее и комбинированное, состоящее из общего и местного. Комбинированное освещение обычно применяют при большой точности зрительных работ. При выполнении общего освещения оно может быть равномерным и локализованным.

Поскольку в котельной рабочие места расположены по всей площади и не требуется высокая точность зрительных работ, то принимаем общее равномерное освещение, которое необходимо для общего наблюдения за ходом технологического процесса.

Тип светильника и источник света для освещения производственного помещения выбирается в зависимости от высоты помещения. Поскольку высота помещения более 6 м (Н = 8м), то в качестве источника света принимаем лампу ДРЛ.

Так как коэффициент отражения стен и потолка не велики, то принимаем к установке светильники прямого света РСП18 по типу кривой силы света ( КСС-Г)

Лампы ДРЛ по сравнению с лампами накаливания имеют следующие преимущества:

- высокая световая отдача;

- большой срок службы (10000ч.);

- компактность;

- некритичность к условиям внешней среды.

Недостатки ламп ДРЛ- плохая цветопередача, длительность загорания от 5с до 3-10 минут, при чем полное включение возможно при остывании, значительная пульсация. Для уменьшения пульсации светового потока до 10%, а тем самым для устранения стробоскопического эффекта применяется включение ламп па разные фазы трехфазной электрической сети, а также производится закрытие вращающихся частей механизмов кожухами для уменьшения травматизма

Согласно СНиП газоразрядные лампы должны, как правило, применяться для общего освещения производственных помещений. При повышенных требованиях к цветопередаче лампы ДРЛ не рекомендуется применять, так как в спектре лучей этих ламп имеет место преобладание сине-зеленой частоты, ведущей к неудовлетворительной цветопередаче. В проектируемой котельной не требуется точность цветопередачи, поэтому принята лампа ДРЛ.

Кроме рабочего освещения в котельной предусмотрено ремонтное освещение и аварийное эвакуационное освещение.

с _n = 50% ; с_c = 30% ; с_p = 10%.

В проектируемой котельной рабочие места размещены по всей площади помещения и в основном ведется общее наблюдение за ходом производственного процесса. Разряд и подразряд зрительной работы в помещении котлов, дымососов, вентиляторов и прочего VI - I , плоскость нормируемой освещенности и ее высота от пола Г - 0,8.

Нормируемая освещенность при газоразрядных лампах Е_н=100Лк (2, с. 34, таблица 3.2), коэффициент запаса К=1,5(2, с. 42, таблица 3.4).

5. Светотехнический расчет освещенности методом коэффициента использования

Светотехнический расчет осветительной установки с источниками света ДРЛ производится методом коэффициента использования светового потока.

Помещение котельной имеет следующие размеры:

-длина А = 24 м;

-ширина В = 18 м;

-высота Н = 9 м.

Размещение светильников дано на рисунке

Рисунок 1- Схема размещения светильника по высоте помещения

Определяем расчетную высоту h, м по формуле

h = H- (h_p + h_c) (1)

где H-высота помещения, м;

hc-высота свеса, м; hp-высота рабочей поверхности, м.

h = 9 - (0.5 +0,8) = 7,7 м

Определяем расстояние между светильниками L,м по формуле

L = л · h (2)

где - наивыгоднейшее относительное расстояние, о.е, при КСС Г л = 0,9

L = 0,9 · 7,7 = 6,93

Определяем число светильников N_A в ряду по формуле

(3)

где А - длина помещения, м;

L - расстояние между светильниками, м.

Определяем число рядов N_B по формуле

(4)

где В - ширина помещения, м;

L - расстояние между светильниками, м.

Определяем общее число светильников N по формуле

N = N_A · N_B (5)

где N_A - число светильников в ряду;

N_B - число рядов.

N = 4· 3 = 12

Определяем индекс помещения по формуле

(6)

где А - длина помещения,м;

В - ширина помещения, м;

h - расчетная высота, м.

Определяем коэффициент использования светового потока з (2,с.141, таблица 6.4) з=0,64

Определяем расчетный световой поток лампы Ф_Р, лм по формуле

 (7)

где Е - нормируемая освещенность, лк;

К - коэффициент запаса, о.е.;

S - площадь помещения, м² ; S = A · B;

Z - отношение средней освещенности к минимальной, о.е.; Z =1,5

N - число светильников.

лм

Выбираем ближайшую стандартную лампу с соблюдением условия

Ф_ст Ф_Р

Принимаем лампу ДРЛ 125; Ф_ст = 3974 лм.

Находим отклонение светового потока (расчетного) ДФ, % лампы от стандартного по формуле

· 100% (8)

где Ф_ст - световой поток стандартной лампы, лм;

Ф_р - световой поток расчетной лампы, лм

Допускаемое отношение составляет: ДФ ? ДФдоп

19,9?20%

Определяем расстояние между светильниками La, м по формуле

 (9)

где А - длина помещения, м;

N_a - число светильников в ряду

Определяем расстояние от стены до первого светильника l_a, м по формуле

(10)

где А - длина помещения, м;

L_A - расстояние между светильниками, м ;

N_A - число светильников в ряду

м

Определяем расстояние между рядами L_В , м по формуле (11)

где В - ширина помещения, м;

N_B - число рядов.

м.

6. Электротехнический расчет осветительной сети

Для уменьшения пульсации светового потока каждая группа запитывается четырехпроводной линией с чередованием фаз для сглаживания пульсации светового потока.

Определяем ток группы I _гр., А, по формуле

(12)

где 1,25 - коэффициент, учитывающий потери в ПРА;

U - линейное напряжение, В;

Cosц - коэффициент мощности, для ламп ДРЛ Cosц=0,56

Выбираем кабель по условию I_доп > I_гр

Кабель АВРГ (4 х 2,5); I_доп = 17 А (1, с. 27 таблица 1.3.7)

21А > 10,1А

Определяем ток щитка I_щ, А по формуле

(13)

где УР_гр - суммарная мощность всех групп, В;

U_л - линейное напряжение, В;

сosц - коэффициент мощности;

I_тр - ток группы трансформаторов, А.

 (14)

где S_тр - номинальная мощность трансформатора, ВА; S_тр = 250 ВА

I_тр =

Сos ц = 0,56 при определении тока I_щ , так как щиток ЩО 31-21 с конденсаторами, повышающими cos ц.

Выбираем кабель по условно допустимого нагрева I_доп ? I _щ. Принимаем кабель АВРГ (4 х 2,5) ; I_доп = 17 А (1, с. 27 таблица 1.3.7)

17А > 6,23А

Для проверки на допустимую потерю напряжения определяем моменты нагрузки М_гр, кВт·м

Момент нагрузки для группы М_гр, кВт•м определяем по формуле

(15)

где 1,25- коэффициент, учитывающий потери в ПРА

Р_гр - мощность группы, Вт

l₁- расстояние до первого светильника, м

l - расстояние между светильниками, м

n - число светильников в группе



Определяем момент нагрузки до щитка М_щ,кВт•м по формуле

М_щ = 1,25 Р_щ · L ·10^-3

где Р_щ - суммарная мощность групп, Вт;

L - расстояние от подстанции до щитка, м; L = 50 м

М_щ = 1,25·2·750·50·10^-3 =93,7 кВт•м

Определяем потери напряжения Д U_гр, % по формуле

(17)

где М_гр - момент нагрузки группы, кВтм; С - коэффициент, зависящий от системы сети, рода тока, материала кабеля; S - сечение кабеля, мм².

Определяем потери до щитка , % по формуле

 (18)

Суммарная потеря напряжения, %, определяем по формуле

(19)

= 0,85 + 0,64 = 1,49

Сравниваем полученную суммарную потерю напряжения с допустимой ; Допустимая потеря напряжения (2, с. 303, таблица 12.45); 5% > 1,31%

Определяем ток уставки автоматического выключателя по условию I_нр ? КI_гр

Определяем коэффициент К (2 с 266 таблица 11.1); К = 1,4.

I _нр = 1,4 · 1,97 = 2,7 А.

Определяем ток расцепителя (4,с.261,таблица 3,62) ; I_нр = 6,3А; 6,3А > 3,57А

В таблицу сводим расчетные данные осветительной установки.

Таблица 2 - Данные осветительной установки

Наименование	Тип	Кол-во	Техническая характеристика	Примечание
Светильник с газоразрядной лампой высокого давления	РСП18-125-002	12	КСС-Г
В т. ч. лампа ртутная дуговая высокого давления	ДРЛ-125	12	Р = 125 Вт Ф = 6300лм
Ящик с понижающим трансформатором в т.ч. трансформатор	ЯТП-02543 ОСО-0,25	2	U=220/12 В S=250В•А
Щиток осветительный групповой в т.ч.автоматический выключатель	ЩО 31-21 ВА51-25 ВА51-25	1 1 2	На 4 группы Iнр = 10А Iнр = 5А	На вводе На группе
Кабель с алюминиевыми жилами и резиновой изоляцией на группе	АВРГ (4 х 2,5)	110 м	Iдоп = 17А
То же на вводе	АВРГ (4 х 2,5)	50 м	Iдоп = 17А

7. Расчет мощностей и выбор электродвигателей

Рассчитываем мощность Р_Р, кВт, двигателя привода сантехнического вентилятора по Формуле

(20)

где К₃ - коэффициент запаса, К₃ = 1,2 ? 1,5;

Q - производительность дымососа, м ³/_с ;

Н - давление, Па;

_н - номинальный КПД дымососа, о.е., _н = 0,4 ? 0,75;

_п - КПД передачи, о.е.

кВт

Р_нд? Р_р; 3,0кВт > 2,8кВт

Выбираем электродвигатель серии 4А; тип 4А112МА6У3; Р_н = 3,0кВт _н =81,0%, соsц=0,76, i_п=7,5, n=955об/мин. (4, с.128, таблица 8.2)

Аналогично рассчитывается мощность дутьевого вентилятора, поэтому мощность его выбираем согласно ведомости потребителей.

Рассчитываем мощность привода сетевого насоса Р_Р, кВт, по формуле

 (21)

где К₃ - коэффициент запаса, К₃ = 1,1 ? 1,4;

г - плотность перекачиваемой жидкости, для воды г = 9810 н/м³ ;

Q - производительность насоса, м³/с;

Н - напор насоса, м;

_н - номинальный КПД насоса, о.е.;

_п - КПД передачи, о.е.

кВт

Условие выбора Р_нд? Р_р; 18,5кВт > 18,3кВт

Выбираем двигатель серии 4А160М2У3, Р_н = 18,5 кВт, _н=88,5%, соsц=0,92, i_п=7,5, n=3000об/м (4, с.127, таблица 8.2), мощность остальных двигателей насосов рассчитывается аналогично.

Номинальный ток электродвигателя I_нд, А определяется по формуле

(22)

где Р_н.д- номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_н- номинальное напряжение, В;

_н- номинальный КПД, о. е.

Пусковой ток двигателя I_п, А определяется по формуле

(23)

где i_п- кратность пускового тока, о.е.

Определяем номинальный I_нд,А и пусковой I_п,А токи для сетевого насоса

Номинальные данные двигателей сводим в таблицу .

Таблица 3 - Данные выбранного двигателя

Наименование механизма	Тип двигателя	Рн кВт	Uн в	н %	Cos цH	in	Iн A	In A
Насос холодной воды	4А112М4У3	5,5	380	85,5	0,85	7,0	11,6	81,2
Насос горячей воды	4А132М2У3	11,0	380	88,0	0,9	7,5	21,1	158,3
Подпиточный насос	4А132S4У3	7,5	380	87,5	0,86	7,5	15,1	113,6
Сетевой насос	4А160М2У3	18,5	380	88,5	0,92	7,5	36	270
Вентилятор сантехнический	4А112МА6УЗ	3,0	380	81	0,76	6	7,4	44,4
Вентилятор дутьевой	4А132S4У3	7,5	380	87,5	0,86	7,5	15,1	113,6

8. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры

Для двигателей привода однодвигательных механизмов напряжением до 1000 В применяются в качестве аппаратуры управления и защиты блоки управления типа Б5130 (для нереверсивных двигателей). Блоки комплектуются автоматическими выключателями, магнитными пускателями, тепловыми реле. Выбор блоков производится по условию:

I_н.б > I _н.д

где I_н.б - номинальный ток блока, А;

I_н.д- номинальный ток двигателя, А.

Выбираем блок управления для привода сетевого насоса Б5130-3674; I_н.б=40А; U=380В по (4, c. 305, таблице 3.109); I_н.д= 36А; I_н.б=40А

40А>36А

Выбираем магнитный пускатель для привода сетевого насоса по условию

U_н.п. ? U_уст ; I_н.п ? I_н.д

где I_н.п - номинальный ток пускателя,А;

U_н.п.- номинальное напряжение пускателя,В

U_уст.- номинальное напряжение установки,В

I_н.д =36А; I_н.п =40А;

Тип пускателя ПМЛ221002; I_н.п =36А; U_уст=380В (4,с.269,таблица 3,70)

500В ? 380В; 40А ? 36А

Выбираем тепловое реле для привода сетевого насоса по условию

I _н.т.р. ? I_н.д; I_т.э ? I_н.д

I_н.т.р =63А; I_т.э =45А

25А ? 11,6А; 12А ? 11,6А

Тип теплового реле РТЛ101604; I_н.т.р =63А; I_т.э =45А ;

Автоматический выключатель для сетевого насоса выбираем по условиям

I_на ? I_нд

I_нр ? 1,25I_нд

I_срэ ?1,5 I_пуск

I_срэ =К•I_нр

где I_нд - номинальный ток двигателя, А ;

I_на - номинальный ток автоматического выключателя, А ;

I_нр - номинальный ток расцепителя, А ;

I_срэ - ток срабатывания электрического расцепителя, А ;

I_пуск - пусковой ток двигателя, А ;

К - кратность срабатывания.

100А > 36А

100А>1,25 •36=45А

500А>1,5•270= 450А

I_срэ =10•50=500А, при К=10

Выбираем тип выключателя ВА51-31; I_на=100А; I_нр=50А (4,с.261,таблица 3.62)

Выбор аппаратуры управления и защиты для остального электрооборудования аналогичен, результаты выбора сводим в таблицу.

Таблица 4- Аппаратура управления и защиты

Двигатель	Iн.д А	Тип блока	Iн.б А	Пускатель	Iн.п А	Выключатель	Iн.а А	Iн.р А	Тепловое реле	Iн.р А	Iт.э А
4А112М4У3	11,6	Б5130-3174	12,5	ПМЛ 221002	22	ВА51-25	25	16	РТЛ 2 101604	25	21,5
4А132М2У3	21,1	Б5130-3174	25	ПМЛ 221002	22	ВА51-31	100	32	РТЛ 101604	25	21,5
4А132S4У3	15,1	Б5130-3274	16	ПМЛ 221002	22	ВА51-25	25	25	РТЛ 102104	25	16
4А160М2У3	36,0	Б5130-3674	40	ПМЛ421002	60	ВА51-31	100	50	РТЛ205704	63	45
4А112МА6УЗ	7,4	Б5130-2974	8,0	ПМЛ121002	10	ВА51-25	25	10	РТЛ101204	10	6,8
4А132S4У3	15,1	Б5130-3274	16	ПМЛ221002	22	ВА51-25	25	25	РТЛ102104	25	16

9. Расчет питающей и распределительной сети

Выбор кабелей для двигателей напряжением до 1000 В производим по условиям допустимого нагрева. Кабели принимаем с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, в резиновой оболочке, голый (АВРГ).

Выбор производим по условию I_доп ? I_нд

где I_доп - допустимый ток кабеля, А;

I_нд - номинальный ток двигателя, А.

I _доп , А определяется (1, c. 27, таблица1.3.7), при применении четырехжильного кабеля вводится поправочный коэффициент, учитывающий влияние нулевой жилы по формуле

I^/_доп = К• I_доп ; К = 0,92 (24)

где I^/_доп - допустимый ток для четырехжильного кабеля, А;

К- поправочный коэффициент, учитывающий влияние нулевой жилы

Выбираем кабель для привода сетевого насоса АВРГ(4х10); I_доп=45А; r₀ =0,66 Ом/км; х₀=0,075Ом/км (3,с.300,таблица 12.43) I_нд=36А. Выбор остальных кабелей производится аналогично, результаты сводим в таблицу. Выбранный кабель проверяется по допустимой потере напряжения при установившемся ?U_уст, %и пусковом ?U_пуск, % режимах по формулам

(25)

(26)

где I_н - номинальный ток двигателя, А;

где ? - длина кабеля, км;

r₀ - активное сопротивление 1 км длины кабеля, Ом/км

х₀ - реактивное сопротивление кабеля, Ом/км;

Cos ц_н - коэффициент мощности, номинальный;

Sin ц_н - коэффициент реактивной мощности;

I _n - пусковой ток двигателя, А;

Cos ц₀ = 0,3 (при пуске)

Sin ц₀ - коэффициент реактивной мощности при пуске;

U_н - номинальное напряжение, В.

Для остальных двигателей расчетные потери напряжения производим аналогично и сводим в таблицу 5.

Таблица 5- Выбор кабелей и данные потери напряжения

Двигатель	Iнд., А	Iпуск., А	Соsц	l, км	Кабель	?Uуст, А	?Uпуск. А
					Марка и сечение	Iдоп., А	r0, Ом/км	х0, Ом/км
4А112М4У3	11,6	81,2	0,85	0,001	АВРГ (4?2,5)	17,5	1,32	0,08	2,0	3,7
4А112М2У3	21,5	158	0,9	0,001	АВРГ (4?4)	24,8	0,95	0,075	2,61	0,7
4А132S4УЗ	15,1	113,6	0,86	0,001	АВРГ(4?2,5)	18,8	1,32	0,08	0,06	0,05
4А160М2УЗ	36	270	0,92	0,001	АВРГ (4?10)	45	0,66	0,075	0,02	0,12
4А112МА6УЗ	7,4	44,4	0,76	0,001	АВРГ(4?2,5)	9,3	1,32	0,08	0,004	0,02
4А132S4УЗ	15,1	113,6	0,86	0,001	АВРГ(4?2,5)	18,8	1,32	0,08	0,06	0,05

Расчет общей питающей сети производим методом коэффициента максимума, при этом электроприемники подразделяются на группы, имеющие одинаковые коэффициенты использования. Для каждой группы определяется средняя активная Р_см, кВт и реактивная Q_см,кВАр мощности за наиболее загруженную смену по формулам

Р_см= К_и · P_н (27)

Q_см = Р_см· tgц (28)

где К_и - коэффициент использования, о.е.;

Р_н - номинальная мощность, кВт - суммарная установленная мощность всех электродвигателей в группе;

tgц - тригонометрическая функция, определяется по cos ц.

Определяем общую установленную мощность Р_ном.?, кВт по формуле

Р_ном.?= ?Р_ном. (29)

Р_ном.?= 30+5,5+7,5+4+4=51кВт

Определяем суммарное значение средней активной Р_см.?, кВт и средней реактивной Q_см.? мощностей за наиболее загруженную смену по формулам

Р_см.= 0,7· 45,5=31,6 (30)

Q_см.?= 31,6· 0,5=15,8 (31)

Р_см.?=72,1кВт

Q_см.?= 15,8 кВА

Определяем среднее значение коэффициента использования К _и.ср ,о.

(32)

где Р_см.? - суммарная средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Р_ном.? - суммарная номинальная мощность всех электроприемников, кВт.



Определяем модуль силовой сборки m, о.е. по формуле

(33)

где m - модуль силовой сборки, о. е.;

Р_ном.max ¹ - номинальная мощность наибольшего электроприёмника, кВт;

Р_ном.min ¹ - номинальная мощность наименьшего электроприёмника, кВт

При n ? 5; К _и.ср ? 0,2; m ? 3 эффективное число электроприемников n_э определяем по формуле

(34)

где Р_ном - установленная мощность электроприемника, кВт

По полученным расчетным значениям n_эф и К_и.ср. находим К_мах (2, с. 54, таблица 2.13) K_мах = 1,26

Расчетный максимум активной нагрузки Р_мах ,кВт определяем по формуле

Р_мах = К_мах · Р_см.? (35)

Р_мах = 1,26· 31,6= 39,8кВт

Расчетный максимум реактивной мощности Q_мах , кВАр определяем по формуле

Q_мах = Q_смУ при n_э ?10 (36)

Q_мах=35,9 кВАр

Полная максимальная мощность S_мах, кВА определяется по формуле

(37)

Расчетный максимальный ток I_мах, А определяем по формуле

(38)

где S_мах - полная максимальная мощность, кВА;

U_н - номинальное напряжение, кВ

А

Определяем пиковый ток I_пик, А по формуле

I_пик = I_мах + I_н.д(i_n - 1) (39)

где I_н.д - номинальный ток наиболее мощного двигателя, А;

i_n - кратность пускового тока

I_пик= 126+ 36(7,5 - 1) = 363А

Среднее значение tg ц_ср определяем по формуле

(40)

По tg ц_ср находим соsц

Выбираем автоматический выключатель на вводе по условию

I _н.а ? I_мах

I_н.р ? 1,25 I_мах

I_ср.э= 1,5 I _пик

I_ср.э= К · I _н.р

Принимаем тип автоматического выключателя ВА51-33; I _н.а=160А; I_н.р=160А (4,с.261,таблица 3,62)

160А > 126А

160A > 1,25•126=157,5А

1600A > 544,5A

I_ср.э = 160•10=1600A, при К=10

Выбираем общий питающий кабель по экономической плотности тока, если время использования максимума более 5000 часов.

Определяем экономически целесообразное сечение кабеля S_эк,мм² по формуле

(41)

где j_Э - экономическая плотность тока, А/мм²; j_Э =1,4 (1, с. 50 таблица 1.3.36)

Выбранный кабель проверяем по условию нагрева

I _доп ? I_мах

140 ? 126А

АВРГ (4х35) I_доп. = 140А (1,с.27,таблица 1.3.7)

Определяем активное и реактивное сопротивление 1 км кабеля (3,с.300,таблица 12.43)

r₀ = 0,95 Ом/км; х₀ = 0,075 Ом/км

Длина кабеля l = 50 м.

Определяем потерю напряжения в установившемся режиме ДU_уст, % по формуле

(42)

где I_мах - максимальное значение тока двигателя, А;

l - длина кабеля, км;

r₀ - активное сопротивление 1 км длины кабеля, Ом/км;

x₀ - реактивное сопротивление 1 км длины кабеля, Ом/км;

Cos ц_н - коэффициент мощности, номинальный;

Sin ц_н - коэффициент реактивной мощности;

U_н - номинальное напряжение, В.

Определяем потерю напряжения в пусковом режиме Д U_пуск, % по формуле

(43)

где I_пик - пусковой ток двигателя, А;

l - длина кабеля, км;

r₀ - активное сопротивление 1 км длины кабеля, Ом/км;

x₀ - реактивное сопротивление 1 км длины кабеля, Ом/км;

Cos ц₀ - коэффициент мощности при пуске; Cos ц₀=0,3; Sin ц₀ - коэффициент реактивной мощности при пуске; U_н - номинальное напряжение, В.

Определяем суммарную потерю напряжения ДU_уст, % при установившемся и пусковом режимах и сравниваем с допустимой

ДU_уст= ДU_устщ+ ДU_уст.д (44)

где ДU_устщ - потеря напряжения до щита в установившемся режиме, %

ДU_уст.д - потеря напряжения до двигателя в установившемся режиме, %

ДU_уст=0,9+2,6=3,4%

ДU_уст ? ДU_у.доп =5%

где ДU_уст.д -допустимое значение потери напряжения при установившемся режиме, % ;

ДU_уст.д=5%

3,4 % < 5%

ДU_пуск = ДU_пус.щ+ ДU_пус.д (45)

где ДU_пус -суммарная потеря напряжения при пуске, % ;

ДU_пус.щ -потеря напряжения до щита при пуске, % ;

ДU_пус.д - потеря напряжения до двигателя при пуске, %

ДU_пуск = 2,5+3,7=6,2%

ДU_пуск ? ДU_пус.д

где ДU_пус.д - допустимая потеря напряжения при пуске; ДU_{пус.доп} =10% при редких пусках.

6,2%<15%

Результаты расчетов сводим в таблицу

Таблица 7 - Данные потери напряжения

Наименование механизма	ДUу.щ, %	ДUу.д., %	ДUустУ, %	ДUуст.д, %	ДUnус.щ %	ДUnус.д %	ДUnус.У, %	ДUnус.д, %
Насос холодной воды	0,9	2	2,9	5	2,5	3,7	6,2	15
Насос горячей воды	0,9	2,61	3,51	5	2,5	0,7	3,2	15
Подпиточный насос	0,9	0,06	0,96	5	2,5	0,05	3,55	15
Сетевой насос	0,9	0,02	0,92	5	2,5	0,12	2,62	15
Вентилятор сантехнический	0,9	0,004	0,904	5	2,5	0,02	2,52	15
Вентилятор дутьевой	0,9	0,06	0,96	5	2,5	0,05	2,55	15

10. Описание схемы управления электрооборудованием

Для подачи напряжения в силовую цепь и цепь управления включается автоматический выключатель QF и пакетный выключатель SA1.

Пуск электродвигателя осуществляется ключом SA3. При переводе рукоятки из положения 2 "отключено" в положение 4 "проверка лампы". Перед включением производится поверка исправности лампы HL по цепи 701 - пакет 10-9 ключа SA2-709 -0. при исправности этой цепи лампа загорается. При этом положении цепь звукового сигнала разомкнута пакетом 13-16 ключа SA2.

При длительном повороте ключа до положения 6 "включить" пакет ключа 10-9 разомкнет цепь, и лампа гаснет. Пакеты ключа SA2 и 17-20 замыкают цепь катушки промежуточного реле KL, которое включившись составляет цепь катушки магнитного пускателя КМ и разрывает своими размыкающими контактами цепи светового и звукового сигналов. Магнитный пускатель КМ срабатывает и замыкает свои главные контакты в цепи статора электродвигателя, что ведет к пуску двигателя, а также замыкает свои блокировочные контакты в цепи катушки промежуточного реле KL, обеспечивая нулевую защиту электродвигателя. Положение 6 не является фиксированным и при прекращении воздействия на рукоятку ключ возвращается в положение 5 "включено", при этом пакет ключа 5-8 размыкается, осуществляя нулевую защиту электродвигателя, а пакет 10-9 подготавливает цепи светового и звукового сигнала для возможности фиксирования аварийной остановки двигателя, блок-контакт КМ разомкнет свой размыкающий контакт в цепях звуковой и световой сигнализации. Нормальная остановка производится поворотом ключа SA2 против часовой стрелки из положения 5 в положение 3 "проверка лампы перед отключением", при этом паке ключа 10-9 разомкнет цепь световой сигнализации, а пакет 10-11 обеспечивает проверку цепи лампы.

При повороте рукоятки ключа в положение 1 - "отключить" происходит отключение электродвигателя - пакет ключа 17-20 разрывает цепь катушки реле KL, которая включившись размыкает замыкающие контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ и сигнальной лампы, пускатель КМ отключившись отключает электродвигатель, сигнальная лампа гаснет.

Если же механическая система пускателя КМ не сработает, и его якорь не отпадает, то замыкающий блок-контакт КМ в цепи 705-709 не отпадет и лампа HL не погаснет, что обеспечивает проверку лампы перед отключением.

11. Эксплуатация электродвигателя

При техническом обслуживании электроприводов проводят их осмотр и контроль за работой в сроки , предписанные ППР. Электроприводы осматривают тем чаще, чем тяжелее условия работы, например большая длительность разгона электродвигателя, частые пуски, высокая температура окружающей среды. Конструкция электродвигателей также может влиять на требуемую периодичность их осмотров. Кроме того, при установлении периодичности осмотров надо учитывать и техническое состояние электродвигателей, например степень их изношенности.

В связи с этим периодичность осмотров электроприводов и их содержание устанавливается в местных инструкциях и графиках ППР при составлении которых учитывают отмеченые выше факторы. Важный элемент инструкции-требование о поддержании электродвигателя в чистоте- загрязненный электродвигатель нагревается во время работы значительно сильней.

При осмотре во время обходов электроприводов проверяют температуру нагрева двигателей; следят за тем, чтобы они содержались в чистоте и вблизи них не находилось предметов, особенно опасных в пожарном отношении; наблюдают, чтобы пуск и остановка электродвигателей производились производственным персоналом по инструкции и электро двигатели не работали в холостую; контролируют напряжение электросети, которое должно находиться в пределах 95-110% от номинального; проверяют в подшипниках, реостатах и пусковой аппаратуре уровень масла; обращают внимание на исправность ограждений, препятствующих случайным прикосновениям к вращающимся частям электропривода; устраняют мелкие неисправности и проводят наружную очистку электродвигателей.

Контроль за температурой электродвигателя является существенным элементом его эксплуатации, так как наиболее частые повреждения электродвигателя вызываются его нагревом свыше предельно допустимой температуры. Различают предельно допустимую температуру нагрева и предельно допустимое превышение температуры нагрева отдельных частей электрической машины. Предельно допустимое превышение температуры нагрева определяют путем вычитания из предельно допустимой температуры нагрева окружающей среды, равной 40 градусам. Это объясняется необходимостью иметь некоторый запас на самую горячую точку обмотки, так как при измерении температуры обмоток методом сопротивления не учитывается неравномерность нагрева, а среднее значение температуры.

12. Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электрических установках, является:

- оформление работ нарядом, расположением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- допуск к работе;

- наряд во время работы;

- оформление перерыва в работе, переходе на другое место, окончание работы.

Ответственным за безопасное ведение работ является:

- выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

- ответственный руководитель работ;

- допускающий;

- наблюдающий;

- член бригады.

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ:

- произведены необходимые отключения и приняты меры препятствующие подачи напряжения на место работы, вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;

- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

- наложено заземление;

- вывешены указательные плакаты, ограждены при необходимости рабочие места, вывешены предупреждающие плакаты.

Во избежание несчастных случаев при обслуживании электроприводов необходимо соблюдать ряд специальных требований правил техники безопасности:

- при осмотре, очистки от пыли кожухов электродвигателя и аппаратуры управления без отключения и остановки электропривода следует убедиться, что корпуса и кожухи надежно присоединены к магистрали заземления или нулевому проводу;

- все неизолированные токоведущие части и вращающиеся части электропривода должны иметь ограждения, снимать которые во время работы не допускается;

- работы по текущему ремонту и испытаниям изоляции приводного электродвигателя и пускорегулирующих аппаратов разрешаются только электротехническому персоналу, который в электроустановках до 1000 В должен иметь квалификационную группу по ТБ не ниже III, выше 1000 В - группу IV.

После отключения электропривода для проведения на нем каких-либо работ необходимо на пусковом устройстве повесить запрещающий переносной плакат с надписью "Не включать - работают люди". При этом должен быть видимый разрыв цепи, или между контактами закрытого аппарата проложен листовой изоляционный материал, или отсоединены отходящие в сторону электродвигателя питающие его провода.

Для тушения пожара внутри помещения должны находиться средства пожаротушения. Безопасность труда при обслуживании электрооборудования достигается точным выполнением правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей и производственной инструкции.

Машинисты котлоагрегатов должны иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже второй. Машинисты котлоагрегатов, допущенные к эксплуатации электрооборудования, должны иметь квалификационную группу не ниже третьей.Мероприятия по ТБ должны включать в себя необходимые условия для обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала и предотвращающие аварийные ситуации. Все оборудование по своим номинальным данным должно удовлетворять условиям как при нормальных эксплуатационных режимах, так и при аварийных.

Класс изоляции электрооборудования должен быть не нижу номинального напряжения. Корпуса электроаппаратов, электродвигателей и электроконструкций должны быть надежно заземлены путем присоединения к контуру отдельными ответвлениями. Контур заземления должен быть выполнен и проложен по периметру помещения для визуального осмотра.

В электроустановках до 1000В с глухозаземленной нейтралью в процессе эксплуатации должно производится измерение полного сопротивления петли "фаза-нуль" для наиболее удаленных электроприемников не реже 1 раза в 5 лет.

Если в котельной станции произошла авария, то оперативное руководство осуществляет старший по смене, который несет полную ответственность за ликвидацию аварии, единолично принимает решения и руководит восстановлением нормального режима работы котельной.

Все изолирующие защитные средства делятся на основные и дополнительные.

Основные - защитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение при помощи которых надежно допускается соприкосновение с частями, находящимися под напряжением. К ним относятся для установок до 100В диэлектрические перчатки, и инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения.

Дополнительные защитные средства - это те, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечивать безопасность от поражения электрическим током. Они являются дополнительными к основным защитным средствам. К ним относятся диэлектрические коврики, изолирующие подставки.

Все защитные средства подвергаются периодической проверке на электрическую прочность в соответствии с требованиями ПТЭ. Требуемые защитные средства должны находиться в качестве инвентарных на рабочих местах. На предприятиях должно быть предусмотрено современное обеспечение испытанными защитными средствами, организовано правильное хранение и создание необходимого резерва, своевременное производство осмотров и испытаний, изъятие непригодных средств.

13. Сводная спецификация

Таблица 9 - Спецификация на силовое оборудование

Наименование	Тип	Кол-во	Техническая характеристика	Примечание
Электродвигатели: Асинхронный с короткозамкнутым ротором	4А112М4У3	2	Рн =5,5кВт ;U=380В	1445 об/мин
то же	4А132М2У3	2	Рн =11,0кВт ;U=380В	2900 об/мин
то же	4А132S4У3	2	Рн =7,5кВт ;U=380В	1455 об/мин
то же	4А160М2У3	2	Рн =18,5кВт ;U=380В	3000 об/мин
то же	4А112МА6У3	2	Рн =3,0 кВт ;U=380В	955 об/мин
то же	4А132S4У3	2	Рн =7,5кВт ;U=380В	1455 об/мин
Блок управления	Б5130-3174	2	Iнб=12,5А
Автоматический выключатель	ВА51-25		Iна=25А; Iнр=16А
Пускатель магнитный	ПМЛ221002		Iнп = 22А
Реле тепловое	РТЛ101604		Iтр=25А; Iнэ=12А
Блок управления	Б5130-3474	2	Iнб=25А
Автоматический выключатель	ВА51-31		Iна=100А; Iнр=25А
Пускатель магнитный	ПМЛ221002		Iнп = 22А
Реле тепловое	РТЛ102204		Iтр=25А; Iнэ=21,5А
Блок управления	Б5130-3274	2	Iнб=16А
Автоматический выключатель	ВА51-25		Iна=25А; Iнр=16А
Пускатель магнитный	ПМЛ221002		Iнп = 22А
Реле тепловое	РТЛ102104		Iтр=25А; Iнэ=16А
Блок управления	Б5130-3674	2	Iнб=40А
Автоматический выключатель	ВА51-31		Iна=100А; Iнр=50А
Пускатель магнитный	ПМЛ421002		Iнп = 60А
Реле тепловое	РТЛ205704		Iтр=63А; Iнэ=45А
Блок управления	Б5130-2974	2	Iнб=8А
Автоматический выключатель	ВА51-25		Iна=25А; Iнр=8А
Пускатель магнитный	ПМЛ121002		Iнп = 10А
Реле тепловое	РТЛ101204		Iтр=10А; Iнэ=6,8А
Блок управления	Б5130-3274	2	Iнб=16А
Автоматический выключатель	ВА51-25		Iна=25А; Iнр=16А
Пускатель магнитный	ПМЛ221002		Iнп = 22А
Реле тепловое	РТЛ102104		Iтр=25А; Iнэ=16А
Кабель с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией (4х35)мм2	АВРГ	50м	Iдоп=140А	На вводе
то же, (4х10)мм2	АВРГ	20м	Iдоп=17А
то же, (4х4)мм2	АВРГ	16м	Iдоп= 24,5А
то же, (4х2,5)мм2	АВРГ	160м	Iдоп= 29,4А

Ведомость чертежей

Лист	Наименование	Примечание
1	Схема электроснабжение котельной. Схема электрическая принципиальная
2	Управление механизмами котельной. Схема электрическая принципиальная

Заключение

В общей части проекта представлена ведомость потребителей с обоснованием категории электроснабжения. Проектируемая котельная относится к потребителям II категории, так как перерыв электроснабжения может привести к выходу из рабочего режима котлов, аварийным ситуациям, прекращению подачи тепла потребителям и горячего водоснабжения.

На проектируемом объекте выбрали род тока - трехфазный переменный ток, напряжением 380/220В. Для осветительной сети рабочего и аварийного освещения принимаем напряжение 220В и 12В - для переносного (ремонтного) освещения.

Тип светильника и источник света для освещения производственного помещения выбрали исходя из того, какова высота помещения. Поскольку высота помещения более 6 м (Н = 8м), то в качестве источника света приняли лампу ДРЛ-125 со светильниками РСП18-125.

Так как мощность двигателей не превышает 100 кВт, в качестве приводов насосов и вентиляторов взяли асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором . Выбор асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором оправдан рядом преимуществ по сравнению с двигателями постоянного тока и синхронными двигателями, прежде всего простотой конструкции, простотой обслуживания, меньшей стоимостью.

Произвели расчет мощности и выбор защитной и пусковой аппаратуры электродвигателей (блоков управления-Б 5130; магнитных пускателей-МПЛ; автоматических выключателей-

-ВА 51-25, ВА 51-31; тепловых реле-РТЛ и кабелей-АВРГ).

Представлено описание схемы управления и технологическая карта электрооборудования, мероприятия по технике безопасности при эксплуатации электрооборудования.

Составлена спецификация на электрооборудование, которое должно быть задействовано, на планируемой котельной .

Выполнена графическая часть:

Лист1 Электроснабжение котельной.

Схема электрическая принципиальная.

Лист2 Управление электрооборудованием котельной.

Схема электрическая принципиальная.

Список используемой литературы

1 Правила устройства электроустановок - М.: Энергоатомиздат, 2009

2 Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок- М.: Высшая школа, 1990

3 Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения - С-Пб.: Энергия, 1992

4 Москаленко В.В. Справочник электромонтера -М.: Академия, 2003

5 Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электрических сететй и электрического оборудования - М.: Энерогоатомиздат, 1991

Размещено на Allbest.ru