Определяем наибольшую реактивную мощность, которая может быть передана из сети 10 кВ в сеть напряжением до 1 кВ для покрытия оставшейся не скомпенсированной мощности в сети до 1 кВ без увеличения числа установленных трансформаторов.

Определение расчётной реактивной мощности КУ Q_к.р

Q_к.р=б·P_м·(tgц - tgц_к), (6.1)

где б - коэффициент, учитывающий повышение cosц, б=0,9;

tgц, tgц_к - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации;

Р_м - активная расчетная мощность на НН без КУ, кВт.

Принимаем cosц_к=0,95

Q_к.р=0,9·900,03·(0,56 - 0,33)=186,31 кВар

Принимаем для установки на стороне НН две конденсаторные установки модульной конструкции с автоматическим регулятором коэффициента мощности и модулями типа М-УКМ 0,4-100-3.

Определение фактического значения cosц_ф

 (6.2)

где Q_к.уст - значение мощности выбранного КУ, кВар.

cosц_ф=cos(arctg ц_ф)=0,96

Определение потерь активной мощности в трансформаторе ДР_т

ДР_т=0,02?S_р, (6.3)

ДР_т= 0,02?949,44=18,99кВт

Определение потерь реактивной мощности в трансформаторе ДQ_т

ДQ_т=0,1·S_р, (6.4)

ДQ_т=0,1·949,99=94,94 кВар

Определение полных потерь мощности в трансформаторе ДS_т

(6.5)

Определение коэффициента загрузки трансформатора k_з

где S_р.нн - расчётная нагрузка трансформаторов с стороне НН с учётом компенсации реактивной мощности, кВ?А.

7. Выбор электрооборудования и электрических аппаратов системы электроснабжения

7.1 Выбор автоматических выключателей

Для защиты электрооборудования выбираем автоматические выключатели:

(7.1)

где I_пуск - пусковой ток двигателя, А;

I_ном - номинальный ток двигателя, А.

(7.2)

где I_рас - ток расцепителя, А.

Таблица 7-1 - Характеристика автоматических выключателей

№ ЭП	Iном, А	Iпуск, А	Iрас, А	Тип выключателя	Iном, А выключателя
1	2	3	4	5	6
1,2	10,67	64,02	80,02	S243C16	16
3	11,64	69,84	87,3	S243C16	16
4,5,6,10	69,38	416,26	520,32	S243C80	80
7,8,9	20,84	125,06	156,33	S243C25	25
11	101,77	610,59	763,24	S263C120	120
12, 13, 14, 15, 16	46,9	281,39	351,74	S263C120	50
17-24	1,81	10,85	13,56	S243C6	6
25,26	24,23	145,37	181,72	S243C25	25
27,67	5,92	35,52	44,40	S243C10	10
28, 29, 30	38,58	231,49	289,36	S243C40	40
31-54	40,9	245,38	306,72	S243C50	50
55	58,71	352,27	440,34	S243C63	63
56, 57, 65	3,05	18,28	22,85	S243C6	6
58	133,90	803,41	1004,27	S263C150	150
59, 60, 61	82,57	495,44	619,3	S243C100	100
62, 63	28,61	171,68	214,6	S243C32	32
64, 116	41,04	246,23	307,79	S243C50	50
66	4,11	24,68	30,85	S243C6	6
68-77	1,39	8,33	10,41	S243C6	6
РП-1	95,93			S243C100	100
РП-2	90,86			S243C100	100
РП-3	77,18			S263C120	120
РП-4	167,82			S263C200	200
РП-5	93,64			S243C100	100
РП-6	90,54			S243C100	100
РП-7	148,98			S263C150	150
РП-8	171,15			S263C200	200
РП-9	101,70			S263C120	120
РП-10	49,87			S243C63	63
РП-11	6,43			S243C25	25
ЩО-1	41,35			S243C50	50
ЩО-2	45,13			S243C50	50
ЩО-3	51,22			S243C63	63

7.2 Выбор пунктов распределения (РП)

Выбираем для нечастых оперативных коммутаций распределительных электрических цепей и прямых пусков асинхронных двигателей пункты распределительные серии ПР11А, предназначенные для распределения электроэнергии, защиты электроустановок напряжением до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц при перегрузках и коротких замыканиях.

Таблица 7.2 - Выбор пунктов распределения

№ п/п	Тип пункта	Количество отходящих линий	Iном, А вводного автомата
РП-1	ПР 8804А-1021	8	100
РП-2	ПР8804А-1021	8	100
РП-3	ПР8804А-1010	4	120
РП-4	ПР8804А-1009	4	200
РП-5	ПР8804А-1020	8	100
РП-6	ПР8501А-1049	12	100
РП-7	ПР8501А-1049	12	150
РП-8	ПР8501А-1049	12	200
РП-9	ПР8501А-1049	12	120
РП-10	ПР8804А-1007	4	63
РП-11	ПР8501А-1049	12	25

8. Расчет токов КЗ

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

Расчет тока КЗ для наиболее мощного электроприёмника

Для системы:

(8.1)

Наружная КЛ АСБ 3?95 L=125 м:

х₀=0,06 табл.1.9.5,

Ом, (8.2)

(8.3)

где г - удельная проводимость материала, м/(Ом·мм²);

S - сечение проводника, мм².

Ом/км,

Ом. (8.4)

Сопротивление приводится к НН:

(8.5)

где U_нн - напряжение на стороне низкого напряжения, кВ;

U_вн - напряжение на стороне высокого напряжения, кВ.

мОм,

(8.6)

мОм.

Для трансформатора:

R_T=2 мОм; Х_Т=8,5 мОм; Z_m=8,8 мОм; Z_m⁽¹⁾=81 мОм.

Для автоматов:

1SF R_1SF=0,08 мОм; Х_1SF=0,08 мОм; R_П1SF=0,1 мОм;

SF1 R_SF1=0,4 мОм; Х_SF1=0,5 мОм; R_ПSF1=0,6 мОм;

SF R_SF=5,5 мОм; Х_SF=4,5 мОм; R_ПSF=1,3 мОм.

Для кабельных линий:

КЛ1: r₀=0,195 мОм; x₀=0,081 мОм.

Так как в схеме 3 параллельных кабелей, то

мОм;

мОм;

мОм.

КЛ2; r₀=1,16 мОм; x₀=0,095 мОм.

мОм;

мОм.

Рисунок 8.1 - Схема ЭСН расчётная, замещения, замещения упрощённая

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

,

мОм,

,

мОм,

мОм,

мОм,

Вычисляем сопротивление до каждой точки КЗ:

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм.

; ; .

Определим коэффициенты К_у и q:

Определим токи КЗ:

кА,

кА,

кА.

I_УК1=q₁·I_к1⁽³⁾=12,04 кА,

I_УК2=q₂·I_к2⁽³⁾=5,61 кА,

I_УК3=q₃·I_к3⁽³⁾=4,72 кА.

кА,

кА,

кА.

Х_nкл1=х_0n·L_кл1=0,081·0,06=0,005 мОм;

R_nкл1=2r_0n·L_кл1=2 ·0,195 ·0,06=0,023 мОм;

Х_nкл2=х_0n·L_кл2=0,095·0,01=0,0095 мОм;

R_nкл2=2r_0n·L_кл2=2 ·1,16 ·0,01=0,023 мОм;

Z_n1=15 мОм;

R_n2=R_c1+R_nкл1+R_c2=15+0,023+20=35,023 мОм;

X_n2=X_nкл1 =0,0095 мОм;

Z_n2=35,023 мОм;

R_n3=R_nкл2+R_n2=0,023+35,023=35,046 мОм;

X_n2=X_nкл2+Х_n2=0,0095+0,00095=0,01 мОм;

Z_n3=35,046 мОм;

Расчет тока КЗ для наиболее удаленной точки

Для системы:

А

Наружная КЛ АСБГ 4?95/450:

х₀=0,081 табл.1.9.5,

Ом,

Ом/км,

Ом.

Сопротивление приводится к НН:

мОм,

мОм.

Для трансформатора:

R_T=2 мОм; Х_Т=8,5 мОм; Z_m=8,8 мОм; Z_m⁽¹⁾=81 мОм

Для автоматов

1SF R_1SF=0,08 мОм; Х_1SF=0,08 мОм; R_П1SF=0,1 мОм;

SF1 R_SF1=0,7 мОм; Х_SF1=0,7 мОм; R_ПSF1=0,7 мОм;

SF R_SF=2,4 мОм; Х_SF=2 мОм; R_ПSF=1 мОм.

Для кабельных линий:

КЛ1: r₀=0,261 мОм; x₀=0,08 мОм.

Так как в схеме 3 параллельных кабелей, то

мОм;

мОм;

мОм.

КЛ2; r₀=0,74 мОм; x₀=0,091 мОм.

мОм;

мОм.



Рисунок 8.2 - Схема ЭСН расчётная, замещения, замещения упрощённая

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

,

мОм,

,

мОм,

мОм,

мОм,

Вычисляем сопротивление до каждой точки КЗ:

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм,

мОм.

; ; .

Определим коэффициенты К_у и q:

Определим токи КЗ:

кА,

кА,

кА.

I_УК1=q₁·I_к1⁽³⁾=11,62 кА,

I_УК2=q₂·I_к2⁽³⁾=5,46 кА,

I_УК3=q₃·I_к3⁽³⁾=5,01 кА.

кА,

кА,

кА.

Х_nкл1=х_0n·L_кл1=0,08·0,055=0,004 мОм;

R_nкл1=2r_0n·L_кл1=2 ·0,08 ·0,055=0,029 мОм;

Х_nкл2=х_0n·L_кл2=0,091·0,021=0,002 мОм;

R_nкл2=2r_0n·L_кл2=2 ·0,74 ·0,021=0,031 мОм;

Z_n1=15 мОм;

R_n2=R_c1+R_nкл1+R_c2=15+0,029+20=35,029 мОм;

X_n2=X_nкл1 =0,004 мОм;

Z_n2=35,03 мОм;

R_n3=R_nкл2+R_n2=0,031+35,029=35,06 мОм;

X_n2=X_nкл2+Х_n2=0,002+0,004=0,006 мОм;

Z_n3=35,06 мОм;

Таблица 8-1 - Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм	Rк/Xк	q	Zп, мОм	I к(1), кА	I к(2), кА	I к(3), кА	iу кА
К1	17,877	8,74	19,9	2,04	1	15	5,24	10,11	11,62	16,38
К2	38,43	8,95	39,46	4,3	1	35	3,55	5,1	5,86	8,26
К1	17,877	8,74	19,9	2,05	1	15	5,24	10,11	11,62	16,38
К2	41,305	9,444	42,38	4,37	1	96,11	3,55	4,75	5,46	7,7
К3	44,725	11,446	46,17	3,91	1	130,42	3,54	4,06	5,01	7,06

9. Внешнее электроснабжение

9.1 Конструкция РУ ВН и НН ГПП

На ГПП РУ напряжением 110 кВ, как правило выполняют открытыми и лишь для производств с сильным загрязнением воздуха при отсутствии свободной территории, при очень низких температурах окружающей среды или в случае особых требований - закрытыми.

Применение ОРУ уменьшает стоимость и сокращает сроки сооружения подстанций. При замене и демонтаже электрооборудования ОРУ по сравнению с закрытыми более маневроспособны. Однако обслуживание ОРУ несколько сложнее, чем закрытых. Кроме того, для наружной установки требуется более дорогое электрооборудование, способное выдержать прямые атмосферные воздействия.

Для опорных конструкций в ОРУ используется железобетон или металл, ошиновка выполняется чаще всего гибким проводом, который с помощью гирлянд изоляторов крепится к опорам. Контактные соединения осуществляются сваркой или на прессуемых зажимах. Изоляция (опорная, подвесная, оттяжная) применяется нормальная или грозостойкая.

Конструкция ОРУ должна обеспечивать свободный доступ к трансформатору при эксплуатации. При ремонте трансформатора с массой выемной части 10 т и более на ПС следует предусмотреть установку грузоподъёмных устройств для поднятия выемной части из кожуха. Необходимо также обеспечить возможность перевозки трансформатора к месту ремонта.

Соединение трансформатора с РУ низшего напряжения выполняется обычно гибким проводом или пакетом шин (токопроводом). При схеме блока "трансформатор - токопровод" токопровод присоединяют непосредственно к выводам трансформатора и тогда РУ низшего напряжения отсутствует.

РУ НН выполнены комплектным распределительным устройством открытое (КРУН). Количество отходящих фидеров РУ- 10 кВ принято равным колличеству потребителей питающихся от данной ПС.

В КРУН аппараты и приборы управления, учёта и защиты, чувствительные к низкой температуре, должны иметь колпаки и обогрев, включаемый при температуре ниже допускаемой для этих аппаратов. Приводы выключателей также должны иметь обогрев при температуре окружающего воздуха t=5 °C и ниже. Оборудование и аппаратура должны и иметь защиту от атмосферных и коммутационных перенапряжений. На подстанциях должны заземляться все нетоковедущие части.

На напряжении 110 кВ принимаем схему «два блока с отделителями и короткозамыкателями и автоматической перемычкой со стороны линии».

На напряжении 10 кВ - схема «одна, одиночная секционированная выключателем система шин».

РУ - 110 кВ выполнено открытым, компоновка типовая.

РУ - 10 кВ состоит из шкафов КРУН. Количество отходящих фидеров в РУ - 10 кВ принято равным количеству потребителей питающихся от данной ПС.

Для питания нагрузок ПС (обогрев приводов отделителей, обогрев шкафов КРУН, освещение ПС) к установке приняты два трансформатора собственных нужд мощностью по 40 кВА каждый типа ТМ-40/0,4 кВ. Трансформаторы собственных нужд устанавливаются в шкафу серии К-59У1.

В коридоре обслуживания шкафов КРУН устанавливается распределительный щиток 0,4 кВ, от которого запитываются все нагрузки ПС. Щиток поставляется комплектно с КРУН - 10 кВ.

9.2 Расчёт токов КЗ на понизительных подстанциях и выбор коммутационно-защитной аппаратуры

Принимаем мощность системы S=, тогда сопротивление системы х_с=0; удельное сопротивление линии х=0,4 Ом/км; l=15км; u_к=14% для трансформатора ГПП; S_т=10МВА.

Принимаем за базисные величины S_б=100 MBA; U_б=110 кВ на стороне высокого напряжения.

Для точки К1. Суммарное базисное сопротивление линии

Ом.

Базисный ток

кА

Для данной системы действующее значение установившегося тока КЗ равно его периодической составляющей и начальному значению тока КЗ

кА

Значение ударного тока

кА

Мощность КЗ в точке К1

МВА

Для точки К2.

Суммарное сопротивление 2-х трансформаторов

Ом

Суммарное сопротивление трансформаторов и линии

Ом

Значение базисного тока

кА

Рисунок 9.1 Схема для расчётов токов КЗ на подстанциях

а - расчетная схема; б - схема замещения.

Ток КЗ в точке К1

кА

Значение ударного тока

кА

где ky=l,8 выбираем по рисунку [7].

Выбираем в соответствии с рассчитанными токами КЗ коммутационно-защитную аппаратуру (отделители и короткозамыкатели).

Отделитель ОД(3)-1а(1б)(2)-110/630-номинальное напряжение-110 кВ, номинальный ток - 630 кА.

Короткозамыкатель КРН- 110У1- номинальное напряжение-110 кВ, амплитуда предельного сквозного тока-42 кA>k_yI"=17,46 кА.

10. Автоматизация системы электроснабжения

10.1 Релейная защита в системе электроснабжения завода

Назначение, требования и принципы релейной зашиты. Система электроснабжения промышленного предприятия образована множеством электроустановок, в процессе эксплуатации которых по различным причинам могут возникать повреждения, грозящие аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса. Развитие повреждения может быть приостановлено быстрым отключением поврежденного участка при помощи специальных устройств релейной защиты. Наиболее опасный вид повреждений -- короткие замыкания, при которых релейная защита действует на отключение. Таким образом основное назначение релейной защиты состоит в быстром отключении поврежденного участка от неповрежденной части электрической сети.

Кроме повреждений могут иметь место ненормальные режимы работы: перегрузка, падение напряжения, понижение частоты, выделение газа или понижение уровня масла в расширителе трансформатора, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью и др. При этом нет необходимости в немедленном отключении оборудования, так как эти явления не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраняться. В этом случае преждевременное отключение может принести вред, а не пользу. Второе назначение релейной защиты -- воспринимать нарушения нормальных режимов работы оборудования, давать предупредительнй сигнал обслуживающему персоналу или производить отключение оборудования с выдержкой времени.

Требования к релейной защите: быстродействие; селективность или избирательность; чувствительность; надежность.

Быстродействие -- быстрое отключение поврежденного участка, предотвращающее или уменьшающее размеры повреждения и расстройство работы потребителей неповрежденной части. В основном время отключения находится в пределах 0,06--0,15 с, когда напряжение понижается в неповрежденной части до 60-70 % от номинального допускается 0,5--1 с (рис. 10.1).

Селективность или избирательность -- способность защиты определять место повреждения и отключать только ближайший к нему выключатель. Если по какой-либо причине ближайший к месту повреждения участок не отключится, то должен отключиться выключатель следующий к источнику питания.

Рисунок 10.1. Пояснение принципа быстродействия релейной защиты при коротком замыкании (КЗ)

Различают защиты с абсолютной селективностью, относительной и неселективные.

Защиты с абсолютной селективностью срабатывают на участке, где они установлены. Обычно принцип их действия основан на сравнении комплексов токов или их фаз в начале и конце защищаемого участка. К таким защитам относится, например, дифференциальная (быстродействующая защита). Защиты с относительной селективностью срабатывают при коротком замыкании как на защищаемом участке, так и на предыдущем (защиты с выдержкой времени: токовые, токовые направленные, дистанционные). Неселективные защиты предусматривают специально.

Принцип селективности релейной защиты можно пояснить на примере схемы рис. 10.2. При коротком замыкании в точке К1 должен отключиться с помощью средств релейной защиты выключатель Q2, что обеспечивает селективность. Если одновременно с Q2 релейная защита отключит и Q4 (теряет питание двигатель Ml), а то и Q5, то теряют питание все двигатели. Такое действие и называется неселективным.

Рисунок 10.2 Пояснение принципа селективности.

Чувствительность -- способность релейной защиты реагировать на возможные повреждения при минимальных режимах работы системы электроснабжения (минимальное изменение воздействующей величины) характеризуется коэффициентом чувствительности:

,

где -- минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания в конце защищаемого участка; I_сз -- ток срабатывания защиты.

Для токовых отсечек К_ч должен быть больше 2, для максимальных токовых защит К_ч > 1,5.

Надежность -- свойство правильно и безотказно действовать на отключение поврежденного оборудования (обеспечивается возможно более простой схемой).

Рисунок. 10.3. Релейная характеристика

Рисунок 10.4. Ток срабатывания защиты и ток срабатывания реле.

Хотя электроника получает широкое распространение, релейная защита, основанная на электромеханических реле остается основной на многих предприятиях. Проходная характеристика такой релейной защиты -- релейная, элементы которой имеют различные свойства при одной основной характеристике (рис. 10.3). При достижении параметра Х_вх значения Х_{вх.сраб} реле срабатывает, замыкает свои контакты и появляется параметр Х_вых. С уменьшением Х_вх до значения Х_возвр реле возвращается в исходное состояние.

Рассмотрим параметры релейной защиты на примере токовой (рис. 10.4):

1) ток срабатывания защиты I_сз -- минимальный ток в фазах защищаемого элемента, при котором защита срабатывает;

2) ток срабатывания реле I_ср -- ток, проходящий в реле при первичном токе, соответствующем току срабатывания защиты;

3) ток возврата защиты I_вз -- максимальный ток в фазах защищаемого элемента, при котором защита приходит в исходное состояние;

4) ток возврата реле I_вр (соответствующий I_вз) -- ток, протекающий через реле;

5) коэффициент возврата k_в= I_вр/I_ср = I_вз/I_сз ? 0,8 - 0,85.

Реле классифицируют:

- по функциональному назначению: измерительные (реле тока, напряжения, мощности, частоты и др.), логические (реле времени, промежуточные, указательные);

- по способу включения в первичную цепь (рис. 10.5): первичные и вторичные;

- по способу воздействия (рис. 10.6): прямого и косвенного действия;

- по принципу действия: максимальное (срабатывание при увеличении контролируемого параметра) и минимальное (срабатывание -- при уменьшении).

Преимущество первичных реле заключается в простоте монтажа; недостаток -- предназначение для цепей с большими токами. Вторичное реле подключают через трансформатор тока (напряжения). Стандартный вторичный ток 5 А (реже 1 А). Преимущество вторичных реле -- применение стандартных катушек и безопасность работы; недостаток -- наличие трансформаторов тока, влияющих на точность работы реле.

У реле прямого действия в нормальном состоянии сила натяжения пружины F_п (2) больше силы притяжения электромагнита F_Э и выключатель Q замкнут. При коротком замыкании в точке К1 ток в первичной и, соответственно, во вторичной цепях увеличивается до значения тока срабатывания реле. Реле 1 срабатывает при значении F_э > F_п, сердечник втягивается и освобождается защелка 3, Q отключается под действием пружины 4. Реле встраивается непосредственно в привод выключателя и применяется в токовых защитах сетей до 35 кВ.

Рисунок 10.5. Способы включения реле

У реле косвенного действия в нормальном состоянии сила натяжения пружины F_n больше силы притяжения электромагнита F_э, и выключатель Q замкнут. При коротком замыкании в точке К1 ток увеличивается и соответственно возрастает ток через катушку реле КА. Реле замыкает свой контакт КА1. Получает питание электромагнит отключения YAT и сила притяжения электромагнита становится больше силы натяжения пружины F_Э > F_n. Размыкается защелка 3. Пружиной 4 выключатель отключается. При отключении выключателя по механической связи отключатся нормально замкнутые контакты.

Рисунок 10.6. Реле прямого (а) и косвенного действия (б)



Рисунок 10.7 Принцип действия электромагнитных реле:

а -- с втягивающимся якорем; б -- с поворотным якорем; в -- с поперечным движением якоря: 1 -- электромагнит; 2 -- стальной подвижный якорь магнита; 3 -- подвижный контакт на якоре; 4 -- неподвижный контакт; 5 -- противодействующая пружина; 6 -- упор.

В цепи электромагнита SQ и разорвут цепь YAT. Электромагнит отключится. Недостаток схемы -- необходимость в оперативном токе; достоинство -- потребление меньшей мощности реле и, следовательно, более точная работа. Схема применяется в релейной защите сетей 110 кВ и выше.

Существует три основные разновидности электромагнитных реле (рис. 10.7). Проходящий по обмотке электромагнита ток создает намагничивающую силу, под действием которой возникает магнитный поток Ф, замыкающийся через сердечник электромагнита, воздушный зазор и якорь, который намагничивается и в результате этого притягивается к полюсу электромагнита. Переместившись в конечное положение, якорь своим подвижным контактом 3 замыкает неподвижные контакты реле 4. Начальное положение якоря ограничивается упором 6.

10.2 Релейная защита силовых трансформаторов

Релейная защита трансформаторов должна обеспечивать отключение силового трансформатора при междуфазных и витковых КЗ, а также при замыканиях на землю или подавать сигнал о ненормальном режиме работы трансформатора (перегрузке трансформатора, повышении температуры масла и т.д.).

Виды защит, устанавливаемых на трансформаторе, определяются его мощностью, назначением, местом установки и другими требованиями, предъявляемыми к режиму эксплуатации.

При срабатывании защиты поврежденного трансформатора подается импульс на включение короткозамыкателя с помощью специального привода типа ШПК. Короткозамыкатель включается и создает на выводах высшего напряжения трансформатора искусственное КЗ, под действием которого защиты, установленные на питающей подстанции, срабатывают и отключают линию. После отключения линии отделитель поврежденного трансформатора отключается, отсоединяя трансформатор от линии. Вслед за этим линия может быть включена вновь устройством АПВ.

Рассмотрим действие защит, установленных на трансформаторе:

дифференциальной продольной;

от внутренних повреждений;

от сверхтоков;

от перегрузки.

При установке дифференциальной защиты на трансформаторах необходимо учитывать следующее: первичные и вторичные обмотки силовых трансформаторов имеют разные схемы соединения ( /, / и др.) поэтому их токи имеют сдвиг по фазе. Для его компенсации вторичные обмотки трансформаторов тока должны иметь схему соединения, обратную схеме соединения обмоток защищаемого трансформатора.

Защита от внутренних повреждений в трансформаторе. Эта защита осуществляется газовым реле ПГЗ-22. Повреждения внутри трансформатора, вызванные витковыми и междуфазными замыканиями, сопровождаются выделением газа и понижением уровня масла. При всех видах повреждений газы, образовавшиеся в результате разложения масла и изоляции проводов, направляются через реле, установленное на трубопроводе, соединяющем бак трансформатора с расширителем, и вытесняют масло из камеры реле в расширитель.

Максимально-токовая защита от сверхтоков при внешних коротких замыканиях осуществляется двумя реле прямого действия типа РТВ. Ток срабатывания максимально-токовой защиты отстраивается от максимального тока нагрузки в наиболее тяжелом режиме работы трансформатора (при самозапуске электродвигателей, допускаемой аварийной перегрузке и др.).

Защита от перегрузки осуществляются одним реле РТ-80 с ограниченно зависимой характеристикой. Защита действует на сигнал или отключение с выдержкой времени, которая на ступень больше выдержки времени максимально-токовой защиты, применяемой от сверхтоков при внешних КЗ.

Выберем типы защит и определим токи срабатывания защиты и реле трансформатора типа ТМ-1000-10/0.4, основные данные которого следующие: S_т.ном = 1000 кВА; U_1т.ном/U_2т.ном = 10/0,4 кВ; и_к = 5,5 %; группа соединения обмоток Y₀/ - 11.

Защита от междуфазных КЗ

Для защиты трансформатора от междуфазных КЗ в обмотках и на их выводах используем дифференциальную защиту, выполненную на дифференциальном реле типа РНТ-565.

Определение первичных номинальных токов трансформатора на стороне ВН и НН



Коэффициенты трансформации трансформаторов тока со стороны ВН и НН выбираем равными K1вн=100/5 и K1вн=1500/5. Трансформаторы тока со стороны ВН соединены в треугольник, а со стороны НН -- в звезду.

Определение вторичных токов в плечах защиты на стороне ВН и НН

Определение тока небаланса Iнб.расч

I_{нб.расч}= I'_нб+I^”_нб+I'''_нб,

где I'_нб - составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформаторов тока, А;

I^”_нб - составляющая тока небаланса, вызванная регулированием напряжения на трансформаторе, А;

I^”'_нб - составляющая тока небаланса, вызванная неточностью установки на реле расчетного числа витков для одной из сторон трансформатора, А.

Поскольку значение I^”'_нб в начале расчета неизвестно, ток небаланса определяем по двум первым составляющим.

I_{нб.расч}= I'_нб+I^”_нб

I_{нб.расч}=87+87=174 А;

Определяем ток срабатывания защиты по следующим условиям:

отстройка от тока небаланса

Iс.з kотс Iнб.расч= 1,3174 = 226,2 А;

отстройка от бросков тока намагничивания, который имеет место при включении ненагруженного трансформатора под напряжение и при восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ

Iс.з kI2 т.ном=1,15146,8 = 168,82 А .

Принимаем наибольшее значение Iс.з из этих условий, Iс.з = 226,2 А.

Находим ток срабатывания реле на основной стороне 0,4 кВ с наибольшим вторичным током в плече защиты, исходя из тока срабатывания защиты, пересчитанного на сторону 0,4 кВ:

.

Определяем расчетное число витков обмотки реле для стороны 0,4 кВ:

,

где Fс.р. - МДС срабатывания реле РТН-565.

Определяем число витков обмотки реле для неосновной стороны трансформатора, исходя из равенства МДС в реле при номинальных вторичных токах:

Принимаем W_неосн. = 18.

В случае несовпадения расчетного числа витков Wнеосн.расч. с принятым находят составляющую тока небаланса /"'нб , после чего определяют I_сз с учетом I"'_нб:

Если найденное значение Iс.з. с учетом I'''нб больше Iс.з. без учета I'''нб, то расчет по определению чисел витков обмоток реле повторяют заново (до тех пор, пока последующее значение Iс.з будет меньше предыдущего Iс.з).

Определяем коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ трансформатора по выражению



Защита обладает достаточной чувствительностью.

Проверяем ТТ, установленные со стороны 10 кВ, на 10 % погрешность. Сопротивление вторичной нагрузки ТТ при трехфазном КЗ

Z_н = 3(R_пр+ Z_p) + R_пер = 3 (0,24 + 0,985) + 0,1 = 3,775 Ом;

R_пр= Ом;

Z_p= Ом.

Кратность тока находим по выражению

.

По кривым 10 % погрешности для трансформаторов тока ТВТ-110 находим, что Z_н.доп =15 Ом, т.е. Z_н.доп Z_н.

Определяем токи срабатывания защиты и реле МТЗ:

Iс.з.= А.

Iс.р.= А.

Округляем Iс.р. до 21 А, тогда Iс.з =242 А; выбираем реле тока РТ-40/50.

Выбираем реле времени МТЗ трансформатора ЭВ-133, имеющее диапазон уставок 0,5-9,0 с.

11. Охрана труда и окружающей среды

11.1 Анализ вредных производственных факторов при эксплуатации оборудования

На территории рассматриваемого цеха №2 основными потребителями электроэнергии являются асинхронные двигатели различного технологического оборудования: станков, прессов вулканизации, Вальцев и т.д. Эти двигатели переменного тока с промышленной частотой 50 Гц, напряжением 380 В.

Электроснабжение всего предприятия осуществляется от двух подстанций №218 и №41 городских электрических сетей, внутризаводским напряжением 6 кВ. Электроснабжение всех цехов осуществляется от двух центральных распределительных подстанций напряжением 6 кВ, рассматриваемого цеха №2 предполагается осуществлять от ТП-2 находящейся в пристройке к цеху.

Учитывая условия среды, электрооборудование цеха выполняется со степенью защиты IP44 согласно ПУЭ п. 5.3.17.

Вредными для здоровья физическими факторами на заводе «ТПЗ» являются:

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны в термическом отделении;

- высокие влажность и скорость движения воздуха в транспортном цехе;

- повышенные уровни шума, вибраций, ультразвука и различных излучений (тепловых, ионизирующих, инфракрасных и др.) в производственном корпусе;

- загазованность воздуха рабочей зоны в гаражах и транспортном цехе;

Для обеспечения благоприятных условий работы людей параметры микроклимата t, , v и Q нормируются по СанПиН 2.2.43.548-96.

В рассматриваемых помещениях зафиксированы следующие значения:

- температура воздуха в теплое время года +23°С, холодное - +19 °С;

- относительная влажность - 50 %;

- скорость движения воздуха составляет 0,2 м/с.

В производственных помещениях цеха работы по тяжести можно отнести к категории IIа, следовательно, полученные значения параметров микроклимата допустимы.

Естественная вентиляция применяется при больших тепловыделениях в помещениях, а также при незначительных выделениях вредных веществ. Естественная вентиляция разделяется на проветривание (открывание форточек) и аэрацию (специально организованную вентиляцию). Регулируя открывание фрамуг, в зависимости от периода года, направления и силы ветра, обеспечивается требуемый воздухообмен в производственном цехе. В зимний период открываются верхние фрамуги для того, чтобы холодный воздух, опускаясь, согревался и поступал в рабочую зону помещения тёплым.

Воздух производственных помещений практически не бывает чистым, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух вредных веществ. Поэтому естественной вентиляции не достаточно и в цехе установлена приточно-вытяжная вентиляция.

11.2 Анализ и устранение потенциальных опасностей в цехе

Опасность поражения электрическим током

По ГОСТ 12.1.019.ССБТ «Электробезопасность. Общие требования» и ГОСТ 12.1.030.ССБТ «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.» исследуемый цех по степени опасности поражения человека электрическим током выделяется в класс с повышенной опасностью, так как в нем имеются следующие уровни опасности:

1. высокая температура воздуха (t=35⁰С и выше);

2. возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям, имеющим соединения с землей и металлическим корпусом электрооборудования.

Величина малого напряжения для питания ручного электрифицированного инструмента и переносных светильников до 12 В. Рабочее напряжение оборудования - 6 кВ и 0,4 кВ. Освещение 220 В.

Допустимое напряжение на корпусе «пробитого» электрооборудования при переменном токе с частотой 50 Гц при продолжительности воздействия на человека более 1 секунды составляет 20 В.

При номинальном рабочем напряжении от 42 В до 380 В применяем защитное заземление с изолированной нейтралью.

Электромагнитные поля, статическое электричество

По ГОСТ 12.1.018.ССБТ «Электростатическая искробезопасность. Общие требования», ГОСТ 12.1.006.ССБТ «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах» к источникам электромагнитных излучений относятся: естественные - электромагнитное поле Земли, радиоизлучение солнца, атмосферное электричество; искусственные - трансформаторы, воздушные линии электропередачи, кабельные линии, электрооборудование и др.

При воздействии на человека оказывают отрицательное влияние в виде нагрева, поляризации и ионизации клеток тела человека. Живая ткань в электрическом отношении представляет собой проводник и поэтому практически прозрачна для магнитного поля. Магнитное поле индуцирует в теле человека вихревые токи.

Опасность действия магнитных полей зависит от напряженности и продолжительности воздействия. При длительном систематическом пребывании человека в магнитном поле могут возникать изменения функционального состояния нервной, сердечно - сосудистой, иммунной систем. Имеется вероятность развития лейкозов и злокачественных новообразований центральной нервной системы.

При частоте 60 Гц напряженность электрического поля составляет 500 В/м; напряженность магнитного поля составляет 50 А/м; энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, составляет 20000; энергетическая нагрузка, создаваемая магнитным полем, составляет 200.

Защиту работающих от неблагоприятного влияния электромагнитных полей осуществляем с помощью технических мероприятий, таких как: ограждение и обозначение соответствующими предупредительными знаками зон с уровнями влияния электромагнитных полей, превышающие предельно - допустимые; заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов, находящихся в зоне влияния электрических полей, к которым возможно прикосновение работающих; дистанционное управление; экранирование рабочего места.

Опасность атмосферного электричества

Среднегодовая продолжительность гроз для местности, где расположена электростанция, составляет 20 часов. Основным нормативным документом является «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» Приказ Минэнерго России от 30.06.2003 №280 СО от 30.06.2003 №153 - 34.21.122 - 2003, категория молниезащиты III. В качестве молниезащиты применяем молниеотвод. В состав молниеотвода входят: молниеприемники, непосредственно воспринимающие удар молнии; тоководы, по которым ток, возникающий при ударе молнии, передается на землю; заземлители, обеспечивающие растекание тока в земле.

Опасность травмирования движущимися частями машин и механизмов

Незащищенные подвижные элементы производственного оборудования повышают вероятность травмирования. К такому оборудованию в исследуемом цехе относят: вращающиеся части станков, вентиляторов, дымососов, питателей, конвейеров и т.д.

По ГОСТ 12.2.061.ССБТ «Оборудование производственное. Общие требования к рабочим местам» и ГОСТ 12.2.062.ССБТ «Оборудование производственное. Ограждения защитные» вращающиеся соединительные муфты оборудования закрываются защитным кожухом, который крепится на болтовом соединении к раме.

Все движущиеся части конвейеров ограждаем конструкцией из металлической сетки, листов и другого прочного материала. Конструкция ограждения удаляется только с помощью инструмента.

Тепловые выделения и опасность термического ожога

При постоянной повышенной температуре воздуха в цехе предусматриваем согласно ГОСТ 12.4.123 ССБТ «Коллективные средства защиты от инфракрасных излучений», СанПиН 2.2.4.548 - 96 «Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» следующие защиты работников от воздействия теплового излучения: экранирование теплопоглощающими экранами - это металлические щиты и заслонки, футерованные огнеупорным кирпичом, асбестовые щиты на металлической раме; воздушное душирование рабочих мест; организация рационального отдыха.

Применение всех вышеперечисленных мероприятий ведет к тому, что лучистое тепло на работающих не превышает нормы, равной 140 .

Для предотвращения термического ожога всё оборудование с высокой температурой необходимо обмуровывать теплоизоляционным материалом, а трубопроводы - покрывать изоляцией. Температура на поверхности изоляции при температуре окружающего воздуха 25⁰ С не превышает 45⁰С. В целях обезопасить персонал от термического ожога применяем: окраску трубопроводов; условные обозначения; соответствующие надписи.

Безопасность эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов

В цехе №2 для монтажа и демонтажа оборудования устанавливаем один мостовой кран грузоподъемностью 125/20 тонн.

По ПБ 10 - 382 - 00 основными факторами, определяющими опасность грузоподъемных кранов для людей и оборудования при производстве подъемно - транспортных работ, являются:

- движущие детали и механизмы;

- перемещаемые грузы;

- работа на высоте;

- возможность поражения электрическим током;

- наличие опасной зоны в местах, над которыми происходит перемещение грузов, а также вблизи движущихся частей машин и оборудования;

Основой безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов являются систематические обследования (проверки) состояния промышленной безопасности при эксплуатации подъемных сооружений.

Обследованию подвергаем в целом все предприятие, при этом каждое подъемное сооружение осматривается не реже одного раза в 3 года. В связи с практикой государственной надзорной деятельности предусматриваем три вида обследования: оперативное, целевое, комплексное.

Места производства погрузочно - разгрузочных работ оборудуем знаками безопасности, включая проходы и проезды, имеющие достаточное освещение, которое равномерно, без слепящего действия светильников.

Вибрация

По ГОСТ 12.1.012.ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования», СН 2.2.4/2.1.8.566 - 96 «Санитарные нормы. Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданиях» в помещениях исследуемого цеха имеется общая технологическая вибрация (общая вибрация третьей категории). К источникам вибрации относится: станки, конвейеры, вентиляторы и тд.

Систематическое воздействие общей вибрации на человека приводит к стойким нарушениям опорно - двигательного аппарата, центральной нервной системы, желудочно - кишечного тракта.

Для снижения вибрации применяем виброизоляцию путем введения упругих связей между машиной и основанием. Виброизоляторы выполним в виде стальных пружин, прокладок из резины.

11.3 Разработка автоматической системы оповещения о пожаре

Для построения системы автоматической пожарной сигнализации (АПС) и системы оповещения о пожаре (СО) помещений использован прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (ППКОП) “Нота” (контролирует 1 шлейф пожарной сигнализации).

В систему АПС входят:

- прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (ППКОП) “Нота” (вариант 2 со встроенным источником резервного электропитания) - 14 шт.;

- извещатель пожарный ручной ИПР-3СУ (для ручного пуска АПС и СО) - 1 шт.;

- световой оповещатель “Маяк” (для светового оповещения о срабатывании АПС) - 1 шт.;

- звуковой оповещатель “ООПЗ-12” (для оповещения о пожаре) - 2 шт.;

- кабельная распределительная сеть, выполняемая кабелем САВ, шнуром ШВВП.

Предусмотрено включение к ППКОП “Нота”:

- зон пожарной сигнализации - 7.

АПС оборудуются все помещения в соответствии с НПБ 110-03 (кроме санузлов и помещений с “мокрым процессом”) независимо от их функционального назначения. В каждом помещении устанавливаются не менее двух дымовых или тепловых пожарных извещателей (в зависимости от назначения помещений).

В качестве дымовых пожарных извещателей используются ИПД-3.1.

АПС включает в шлейф не более 10 помещений. Оконечное сопротивления шлейфа устанавливаются в коробку соединительную типа УК-2П. При срабатывании шлейфа сигнализации предусмотрено отключение вентсистемы с использованием релейных выходов.

На путях эвакуации предусматривается установка ручных пожарных извещателей типа ИПР.

Пожарные извещатели устанавливаются согласно НПБ 88-2001^*.

Всё применяемое пожарное оборудование имеет пожарные сертификаты соответствия и сертификаты пожарной безопасности, и согласно НПБ 88-2001^* и НПБ 57-97 всё оборудование устойчиво к воздействию электромагнитных помех со степенью жесткости не ниже второй.

Согласно табл. 2 НПБ 104-03 бытовые помещения принадлежат к 1-му типу систем оповещения. Для 1-го типа систем оповещения (табл. 1 НПБ 104-03) обязательными являются следующие характеристики:

- звуковой способ оповещения (сирены).

Система оповещения о пожаре выполнена с использованием звуковых оповещателей “ООПЗ-12” и светового оповещателя “Маяк”. Запуск системы осуществляется от ППКОП “Нота”. При срабатывании АПС включаются звуковые оповещатели “ООПЗ-12” и световой оповещатель “Маяк”.

Оповещатели устанавливаются согласно НПБ 104-03.

Разводку шлейфа АПС в помещениях предусматривается выполнить кабелем с медной жилой диаметром 0,5 мм типа САВ 2х0,5, прокладываемым в кабельных пластмассовых коробах от прибора до извещателей.

Сети светового и звукового оповещения выполняются шнуром ШВВП 2х0,75, прокладываемым в кабельных пластмассовых коробах от прибора до оповещателей.

Электропитание ППКОП “Нота” осуществляется от вводного электрощита через автоматический выключатель типа АП-50. От электрощита до места размещения аппаратуры прокладывается кабель типа ВВГ 21,5

Резервное электропитание ППКОП “Сигнал-20”, звуковых оповещателей “ООПЗ-12”, светового оповещателя “Светлячок” и световых табло “Выход” типа “Блик-ЗС-12” осуществляется от встроенного источника резервного электропитания.

ППКОП “Нота” снабжен аккумуляторной батарей, обеспечивающей электропитание приборов АПС при отключении основного питания от сети 220 В, 50 Гц. Емкость аккумуляторной батареи резервного источника питания обеспечивает работу средств пожарной сигнализации в течении не менее 24 часов в дежурном режиме и не менее 3 часов в режиме пожара.

Заземление прибора не предусматривается заводом - изготовителем.

11.4 Расчёт заземляющего устройства силового трансформатора и цехового оборудования

Электрооборудование цеха получает питание от внутрицеховой подстанции, оборудованной двумя понижающими трансформаторами 10/0,4 кВ мощностью 1000 кВ·А. Сеть 10 кВ имеет изолированную нейтраль, а на стороне 380 В сеть имеет глухозаземлённую нейтраль. Схема расположения оборудования в цехе показана на рис. 1. Полы в цехе бетонные. Длина здания 96 м, ширина 30 м.

Анализ опасности поражения людей электрическим током показывает, что в цехе есть возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования, с одной стороны, и к металлическим частям соседних станков или трубам центрального отопления, с другой стороны, кроме этого пол в цехе токопроводящий, поэтому проектируемый цех относится к помещениям особой опасности. В соответствии с ПУЭ должно быть выполнено зануление. При этом должно быть выполнено общее заземляющее устройство, которое соединялось бы с нулевой точкой трансформатора и присоединялось бы к корпусам электрооборудования.

Для устройства искусственных заземлителей имеются трубы длиной 3 м, диаметром 50 мм, с толщиной стенки 4 мм, а также стальная полоса сечением 4х20 мм.

Грунт на участке - супесок. Величина удельного сопротивления грунта неизвестна. Предприятие расположено в третьей климатической зоне.

Рисунок 11.1 - Схема заземления нулевой точки трансформатора и повторного заземления нулевого провода

1 - трансформатор; 2…27 - электрооборудование; 28 - контур заземления (зануления), расположенный внутри здания; 29 - заземляющий проводник; 30 - заземлители (трубы), вертикально вбитые в землю; 31 - полоса, соединяющая заземлители (горизонтальный заземлитель)

Выбираем нормативное значение сопротивления заземляющего устройства R_норм.

По ПУЭ наибольшее значение сопротивления R_норм =4,0 Ом.

Выбор типа и размеров заземлителей с составление схемы их расположения.

В качестве искусственных заземлителей принимаются стальные трубы, вертикально заглубленные в землю.

Заземляющее устройство принимаем контурное, расположенное на расстоянии 3,5 м от фундамента. В соответствии с размерами здания длина полосы = 280 м.

Уточнение удельного электрического сопротивления грунта.

Уточняем удельное электрическое сопротивление грунта на участке, где будут установлены заземлители. По табл.2 [1] выбираем приближённое значение с_пр для супеска 300 Ом·м. По табл.3 [1] принимаем коэффициент сезонности для вертикально установленных заземлителей ш_з равным 1,35, а для полосы, соединяющий заземлители, ш_n равным 3,5.

где с - удельное объёмное сопротивление грунта растеканию тока, Ом·м;

с_пр - приближённое значение удельного сопротивления грунта, Ом·м;

ш - коэффициент сезонности.

Расчёт сопротивления растеканию тока полосы

где R_г - сопротивление растеканию тока горизонтально уложенной полосы, Ом;

с_г - удельное сопротивление грунта растеканию тока для полосы, уложенной горизонтально в земле, Ом·м;

ш_г - коэффициент сезонности для горизонтальной заземляющей полосы;

L - длина заземляющей полосы, м;

b - ширина полосы, м;

t - глубина заложения полосы, м.

Сравнение значений R_г и R_норм

Сопротивление растеканию тока полосы 9,19 Ом значительно больше нормативного 4,0 Ом, поэтому продолжаем расчёт контурного заземляющего устройства с вертикально заглубленными трубами.

Определение сопротивления растеканию тока одиночного заземлителя Rз

где R_з - сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя, Ом;

L_з - длина вертикального заземлителя, м;

d_з - наружный диаметр заземлителя, м;

t_з - глубина заложения заземлителя, м.

t_з=t_г+L_з/2,

где t_г - расстояние от поверхности земли до верхнего края заземлителя, м.

t_з=0,7+3/2=2,2м.

При минимальном расстоянии между заземлителями 3 м и отношении число вертикальных заземлителей:

L_конт/3=280/3=93. Принимаем 92 вертикальных заземлителя.

С учётом влияния вертикальных заземлителей сопротивление контура полосы Rп.з:

где R_п.з - сопротивление растеканию тока соединяющей полосы с учётом влияния заземлителей, Ом;

з_n - коэффициент использования полосы, з_n=0,39 табл.5 [1].

Расчет сопротивления для 92 труб Rз

где R_з - сопротивление всех вертикально установленных заземлителей, Ом;

R₁ - сопротивление одиночного заземлителя, Ом.

n - число заземлителей;

з_з - коэффициент использования вертикальных заземлителей, з₃=0,62 табл.6 [1].

Расчёт общего сопротивления заземляющего устройства Rз.у

где R_з.у - общее сопротивление заземляющего устройства, Ом;

Полученное значение сопротивления заземляющего устройства 3,4 Ом удовлетворяет требованиям ПУЭ, т.е. не превышает 4,0 Ом.

Заземляющее устройство выполняется следующим образом. По контуру здания на расстоянии 3,5 м от фундамента прокапывается траншея глубиной не менее 0,8 м. В траншее через 3,0 м друг от друга забиваются в грунт стальные трубы длиной по 3,0 м, причём забиваются так, что от дна траншеи остаётся 10 см вершины трубы. Верхние концы труб свариваются между собой стальной полосой 4х20 мм. Заземляющее устройство в двух местах (симметрично здания) с помощью стальной полосы сечением 4х20 мм соединяются с магистральным проводником, проложенным по контуру внутри здания. К внутреннему контуру заземляющего устройства присоединены корпуса распределительных шкафов и электрооборудования.

11.5 Расчет вентиляции

Расчет поступлений теплоты и вредных веществ в помещения.

Теплопоступление от людей

Теплопоступление от человека зависит от степени тяжести выполняемой работы, от температуры окружающей среды, от возраста, пола, одежды.

Для расчета используем табличные данные в которых приведены теплопоступления для взрослого мужчины. В цехе работают 54 мужчины.

Расчет ведем по формуле:

QЛ = •q• n,

где q - полные тепловыделения от одного человека,

n - количество людей.

Расчет ведем для трех расчетных периодов года:

теплый период:

QЛ = 64?54= 108,8 Вт = 391,7 кДж/ч

переходный период:

QЛ =85?54 = 146,2Вт = 526,32кДж/ч

холодный период:

QЛ = 99?54 = 168,3Вт = 605,88кДж/ч

Теплопоступления от источников искусственного освещения

Определяются по формуле

Q_осв = E •F •q_осв •?_осв ,

где Е - освещенность помещения [лк], Е = 200 [лк],

F - площадь пола помещения, F = 13,02 м2,

q_осв - удельный тепловой поток от освещения, в зависимости от типа лампы,

q_осв = 0,077 Вт/(м2 ?лк) для люминесцентных ламп,

?_осв = 1 - доля тепла, поступающего в помещение.

Q_осв = 200 ?13,02 ? 0,077? 1 = 200,5 Вт = 721,8 кДж/ч

Теплопоступления от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать при значении t больше или равном 10⁰ С, т. е. в холодный период года оно не учитывается.

Q¹_ср=q^I₀ F₀ A₀

где F - площадь поверхности остекления, м2 , F = 1,35 м2 ,

A - коэффициент, учитывающий вид остекления, А = 1,15 (двойное)

q^I₀- удельный тепловой поток, максимальный в течении суток и при отсутствии облаков, зависит от географической широты, q^I₀ = 125 ккал/ чм2

Q¹_ср = 125 ? 1,15 ?1,35? 1,163 = 225,7Вт = 812,5 кДж/ч

Солнечная радиация проникающая через кровлю не учитывается так как помещение расположено на первом этаже.

Тепловыделения от нагретых поверхностей

Теплопередача через стенки укрытий местных отсосов если известна температура нагретой поверхности определяется по формуле

Q_П = б F (t_П - t_В)

где F - площадь нагретой поверхности. F=1,2 м2

t_П , t_В - температуры нагретой поверхности и воздуха в помещении

б - коэффициент теплоотдачи

н - скорость движения воздуха, н=0,2 м/с

Q_П =5,19?1,2 (25-20)=31,14 Вт = 112,1кДж/ч