Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общий раздел

1.1 Обоснование темы проекта

В связи с ростом производства и техническим перевооружением на предприятии СООО «Ингман мороженое», целесообразно модернизировать устаревшую систему электроснабжения цеха готовой продукции.

Для произведения модернизации необходимо изучить план расположения электрооборудования цеха, правильно выбрать новую схему электроснабжения и произвести все необходимые расчёты.

Модернизация системы электроснабжения цеха позволит:

1. Увеличить надёжность, стабильность системы и обеспечить электроприёмники электроэнергией требуемого качества.

2. Повысить безопасность и удобство эксплуатации.

3. Расширить спектр возможностей по автоматизации производственного процесса.

1.2 Краткая технология производства

Гомельская фабрика мороженого была создана на базе государственного предприятия Гомельскийгормолзавод. В 1986 году на базе гормолзавода был создан цех мороженого. В ноябре 1990 года на базе цеха мороженого образована Гомельская фабрика мороженого со статусом малого предприятия. 23 сентября 1994 года решением исполнительного комитета Центрального районного Совета народных депутатов г. Гомеля зарегистрировано Открытое Акционерное Общество «Гомельская фабрика мороженого».

В апреле 2009 года путем реорганизации было создано СООО «Ингман мороженое» (свидетельство о государственной регистрации ГМ 060352 от 29.04.2009 г.).

Отраслевая принадлежность предприятия - пищевая промышленность, а специализация - мороженое. Учитывая специфику выпускаемого продукта, предприятие сталкивается с проблемами сезонного спроса.

Целью деятельности предприятия является хозяйственная деятельность, направленная на извлечение прибыли.

Предприятие осуществляет следующие виды деятельности:

- производство мороженного;

- производство «сухих» кондитерских изделий;

- розничная торговля;

- операции с собственным недвижимым имуществом;

- эксплуатация и сдача внаем собственного имущества;

- автодорожные перевозки;

- рестораны и кафе, бары, столовая.

Предприятие располагает необходимой инфраструктурой, которая обеспечивает поставку сырья на предприятие и сбыт конечной продукции, а также складскими помещениями, необходимыми для хранения сырья, материалов и конечных продуктов.

Общая площадь помещений составляет 7712,5 м². В том числе:

- производственные помещения - 5277,2 м²;

- складские помещения - 1008 м²;

- подсобные помещения - 1149 м²;

- административные здания - 278,3 м².

Помещения соответствуют требованиям технологического процесса производства. К производственным помещениям проведены все необходимые коммуникации (электричество, вода, связь, канализация, отопление и вентиляция).

Предприятие располагает следующим технологическим оборудованием:

- холодильное оборудование;

- производственные линии (Мб ОЛВ; ТТ-5; ЛЭМ-400; «Марк-Лайн»);

- фризера (Б6 ОФШ; Б6 OФ2M; FRO-600 и др.);

- пастеризаторы;

- вспомогательное оборудование.

Технологического оборудования предприятия хватает для производства мороженого существующих ассортиментных групп согласно разработанной производственной программе.

1.3 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

Основными потребителями электроэнергии на СООО «Ингман мороженое» являются асинхронные двигатели.

В соответствии с ПУЭ в отношении обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмники подразделяются на три категории.

К первой категории относятся установки и агрегаты, у которых перерыв питания электропрнемников может повлечь за собой опасность для людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Эти электроприемники должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников, и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического включения резерва. Примерами установок и агрегатов первой категории могут служить доменные печи, котельные производственного пара, насосные для охлаждения печей, водоблоки нефтеперерабатывающих заводов, водоотливные и подъемные установки горнорудных предприятий, прядильные цехи искусственного волокна и др.

Ко второй категории относятся установки и агрегаты, у которых перерыв питания электроприемников связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Для этой категории допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резерва дежурным персоналом или выездной бригадой (для тех подстанций, где нет постоянного дежурного персонала). Ко второй категории относятся прокатные цехи, горные разработки (кроме водоотлива и подъема), основные лехи шинной, резино-технической, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, металлообрабатывающие цехи серийного производства, компрессорные и др.

К третьей категории относятся вспомогательные производства, цехи несерийного производства металлообрабатывающих заводов, некоторые склады неответственного назначения и т.п. Они допускают перерыв питания на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения продолжительностью до одних суток.

Так как цех готовой продукции относится к третьей категории электроснабжения, то при модернизации системы электроснабжения будем применять такие способы прокладки проводов, кабелей и размещение трансформаторов, которые обеспечат быстрый их ремонт или замену.

Список и количество оборудования цеха перечислен в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Перечень оборудования ремонтно-механического цеха

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт
1	2	3
1	Конвейер	2,2
3	Холодильник	5,5
6	Гомогенизатор	7,5
7	Кондиционер	2,0
8	Гомогенизатор	7,5
9	Гомогенизатор	7,5
11	Станок шлифовальный	12,1
12	Станок шлифовальный	12,1
13	Станок сверлильный	10,2
14	Станок сверлильный	10,2
15	Станок токарный	12,5
16	Станок токарный	12,5
19	Холодильник	5,5
20	Конвейер	2,2
21	Холодильник	5,5
22	Конвейер	2,2
23	Гомогенизатор	7,5
24	Гомогенизатор	7,5
25	Гомогенизатор	7,5
26	Кондиционер	2,0
27	Холодильник	5,5
28	Конвейер	2,2
29	Компрессор	6,5
30	Компрессор	6,5
31	Компрессор	6,5
32	Компрессор	6,5
33	Компрессор	6,5
34	Кондиционер	2,0
В4	Вентилятор	7,5
В5	Вентилятор	7,5
У 1/1	Завеса тепловая	5,5
У 1/2	Завеса тепловая	5,5

2. Расчетный раздел

2.1 Расчёт мощности и выбор ламп

Основной задачей данного расчета является определение числа и мощности ламп светильников, необходимых для обеспечения заданной освещенности. При освещении лампами накаливания, а также лампами типа ДРЛ, ДРИ обычно число и размещение светильников намечают до светотехнического расчета, а в процессе расчета определяют необходимую мощность лампы. При выборе лампы стандартной мощности допускается отклонение ее номинального потока от расчетного в пределах от -10% до +20%. При невозможности выбрать лампу, поток которой лежит в указанных пределах, изменяют число светильников.

При освещении люминесцентными лампами предварительно намечают число и расположение рядов светильников, а затем рассчитывают число и мощность светильников, установленных в каждом ряду.

Произведём расчёт цеха готовой продукции.

Находим расчётную высоту от условной рабочей поверхности до светильника, м

(2.1)

где, Н - высота помещения 9 м.

- высота расчётной поверхности над полом 1,2 м.

- расстояние от светильника до перекрытия 0,8 м.

, м

Находим расстояние между светильниками

, м (2.2)

м

Находим расстояние от стен

, м (2.3)

м

Определяем число рядов светильников

(2.4)

Определяем число светильников в ряду

(2.5)

Пересчитываются реальные расстояния:

Между светильниками

(2.6)

Между центрами светильников в ряду

 (2.7)

Для прямоугольных помещений проверяется условие

(2.8)

1?6/4?1,5

Общее число светильников

(2.9)

Индекс помещения

(2.10)

где A-длина помещения, м;

B-ширина помещения, м;

Hp-расчётная высота подвеса светильников, м.

Коэффициент использования светового потока

з_оу= з_с·з_п (2.11)

з_оу= 0,6·0,65=0,39

 (2.12)

где E-нормируемая наименьшая освещённость, лк;

K-коэффициент запаса

S-освещаемая площадь, м;

Z-отношение средней освещённости к минимальной (Z=1,1…1,15);

N-количество светильников, шт.;

_оу - коэффициент использования светового потока

Как видно из расчётов для рабочего освещения нужно 24 светильника типа ГСП04-400 с лампой ДРИ-400, световой поток которой равен 35 000 Лм.

Произведем расчет количества и мощности ЛЛ для освещения механического участка. Расчет выполним по методу удельной мощности. Удельной мощностью Р_уд называется отношение суммарной мощности всех ламп, установленных в данном помещении, к площади освещаемой поверхности (пола) (Вт / м²).

Метод расчета заключается в определении удельной мощности Р_уд.

Определим удельную мощность для механического участка в зависимости от высоты, площади помещения и коэффициентов отражения потолка, стен.

Высота подвеса светильников 3 м, площадь - 144 м², освещенность - 150 лк

Р_уд = 4,25 Вт/м²

Определим количество светильников

(2.13)

 светильника

Светотехнический расчет остальных помещений аналогичен, результаты заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Светотехнический расчет

Номер помещения	Наименование помещений	Количество х тип светильника	Количество х мощность, Вт
1	Цех готовой продукции	24хРСП 18	1х400
2	Механический участок	4хЛСП 02	2х40
3	Комната персонала	3хЛПО 02	2х40
4	КТП	2хЛСП 02	2х40
5	Электрощитовая	2хЛСП 02	2х40
6	Компрессорная	3хЛСП 02	2х40

Нормируемая аварийная освещённость Е=5 лк, для всех помещений из таблицы 2.1 [13]. Для аварийной освещённости используются лампы накаливания. Расстояние d - определяется обмером по плану помещения. Выбираем две точки на плане А, В.

Определим расстояние, согласно чертежа 3, от проекции светильника 3 на горизонтальную плоскость до точки А. Это расстояние равно 15 м.

Согласно кривым условной горизонтальной освещенности пространственных изолюкс, для светильников с кривой силы света Д, определяем условную горизонтальную освещенность.

Полученные результаты сводим в таблицу 2.1 - Результаты расчёта освещённости

Таблица 2.1 - Результаты расчёта освещённости

Контрольная точка	№ све-тиль-ника	d, м	Освещённость в точках А и В
			От одного светильника	От всех светильников
А	3	15	0,2	0,2
	4	8,8	0,65	0,65
	5	8,6	0,65	0,65
	9	23	0	0
	8	15,1	0,3	0,3
	7	9,8	0,7	0,7
	6	9,9	0,7	0,7
итого				3,2
В	1	8,8	0,65	0,65
	2	9,3	0,7	0,7
	3	15,4	0,3	0,3
	10	9,2	0,7	0,7
	9	10,4	0,5	0,5
	8	16,7	0	0
	7	24,7	0	0
итого				2,85

Наихудшей по освещённости оказывается точка В

Определяем необходимый поток ламп, принимая коэффициент µ = 1,1

, лм (2.14)

По данным полученным данным выбираем лампы накаливания типа Г215-225-200 мощностью 200 Вт лм. По формуле проверяем в процентном соотношении

(2.15)

, что допустимо.

Расчёт аварийной рабочей осветительной нагрузки в остальных помещениях производиться аналогично, все данные заносим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Расчёт мощности и выбор ламп.

Наименование помещения	Рабочие освещение
	Нормируемая освещённость Ен, лк	Тип лампы	Мощность лампы, Вт.	Кол-во, шт.	Рр мощность ламп, кВт	Тип светильника	, %
1	4	5	6	7	8	9	10
Цех готовой продукции	200	ДРИ-400	400	24	9,6	ГСП04-400	1,5
Механический участок	150	ЛБ40	40	4	1,6	ЛСП02	4,0
Комната персонала	150	ЛБ40	40	3	1,2	ЛСП02	-1,8
КТП	75	ЛБ40	40	2	0,8	ЛСП02	3,5
Электрощитовая	75	ЛБ40	40	2	0,8	ЛСП02	3,5
Компрессорная	100	ЛБ40	40	3	1,2	ЛСП02	4,6
Итого		3

2.2 Составление схемы питания и выбор осветительных щитков

При выборе схемы питания освещения в помещениях цеха мы учитываем требования: степень надежности питания, регламентированные уровни и колебания напряжения у источников питания, простота и удобство коллективной эксплуатации, требования к управлению освещением, экономичность установки. Различают магистральную, схему питания, также смешанная схема питания. Для проектируемого цеха мы выбираем смешанную схему питания.

Осветительные щитки и шкафы в основном выпускаются с автоматическими выключателями серий АЕ-1000, АЕ-2000, ВА51-31 и др.

Групповые осветительные щитки должны располагаться в помещениях с благоприятными условиями среды и удобных для обслуживания, по возможности ближе к центру питаемых от них нагрузок. Нельзя располагать их в кабинетах, складах и других запираемых помещениях, в цехах промышленных предприятий осветительные щитки размещают в электропомещениях, проходах или других удобных для обслуживания помещениях.

Если управление освещением производится со щитков, то рекомендуется щитки размещать так, чтобы с места их установки были видны включаемые светильники.

Для рабочего освещения выбираем щиток ЩО 32-32, который укомплектован автоматическими выключателями серии ВА51-31.

Для аварийного освещения выбираем щиток ЩО 32-21 который укомплектован автоматическими выключателями серии ВА51-31. (Рис. 2.2)

2.3 Расчёт сечений проводов (кабелей) групповой и питающей сети и проверка по потере напряжения

Для питания ЩРО и ЩАО выбираем кабель АВВГ.

Расчет электрических осветительных сетей имеет целью определения сечений проводов, гарантируемых: необходимые напряжения на источниках света, допустимые плотности тока и необходимую механическую прочность сети. Основным является расчет сети по величине расчетных потерь напряжения.

Величина допустимых потерь напряжения в сети:

(2.16)

где, 105 - номинальное значение при холостом ходе трансформатора;

- допустимое напряжение = 5%

в трансформаторе

С учётом значений в трансформаторе выражение (2.16) может быть представлено в виде

 (2.17)

Исходя из паспортных данных трансформатора:

%

кВт

кВ·А

Потери напряжения в трансформаторах с достаточной для практических целей точностью могут быть определены по формуле:

(2.18)

где, - коэффициент загрузки трансформатора;

и - активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, %

- коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

Значения и определяем по формулам:

(2.19)

, %

(2.20)

где, - потери короткого замыкания, кВт;

- номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

- напряжение короткого замыкания, %.

По формуле (2.18) определяем потери напряжения в трансформаторе:

, %

По формуле (2.17) определяем допустимую потерю напряжения в осветительной сети.:

, %

Определяем расчётные активные нагрузки линии по формуле:

, кВт (2.21)

где, - коэффициент спроса осветительной нагрузки

- коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре.

- номинальная мощность лампы

n - количество ламп

Для линии 1,2: кВт

Для линий 3,4: кВт

Для линий 5: кВт

Для линий 6: кВт

Для линий 7: кВт

Для линий 8: кВт

Для линий 9: кВт

Для линии, питающей один осветительный щиток, расчётная нагрузка равна:

, кВт

Вычисляем собственные моменты линии по формуле:

, кВт·м; (2.22)

, кВт·м;

Для линий 1,2,3,4,5,6,7,8,9 расчёт аналогичен.

Находим сумму всех моментов:

, кВт·м;

Рассчитываем площадь сечения жил кабеля питающей линии по формуле:

, (2.23)

где С - расчётный коэффициент, величина которого принимается по таблице

,

Выбираем пятижильный кабель АВВГ 5?2,5 сА

Выполняем расчёт питающей линии по допустимому нагреву:

, А (2.24)

Производим расчет питающей линии:

, А

Так как 19>14,8 то выбранное по допустимой потере напряжения сечение жил кабеля подходит.

Определяем фактическую потерю напряжения в питающей линии.

, % (2.25)

, %

Вычисляем оставшуюся величину допустимой потери напряжения, по которой рассчитывается групповая линии:

, % (2.26)

, %

Для линий 1,2,3,4,5,6,7 расчёт аналогичен. Расчет для остальных осветительных линий аналогичен все результаты сводятся в таблицу 2.3

2.4 Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты

Аппараты защиты (автоматические выключатели и предохранители) в сетях с глухозаземленнойнейтралью напряжением 380/220В должны: согласно ПУЭ по своей отключающей способности соответствовать максимальному значению тока КЗ (и обеспечивать надежное отключение одно- и многофазных замыканий); быть выбраны по расчетному току сети (номинальному току и с учетом пускового тока электроприемника, и напряжению сети) и не отключать установку: при перегрузках (одновременное включение: нескольких электродвигателей, группы ламп, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.); соответствовать требованиям селективности.

Требование о наименьшем времени отключения обеспечивается правильным выбором аппаратов защиты, их конструкцией и защитной характеристикой. Защита должна отключать аварийный участок при КЗ в конце защищенной линии. Исходными данными для выбора аппаратов защиты являются расчётный ток осветительной нагрузки.

Из таблицы 14.8 [13] выбираем автоматический выключатель серии ВА по следующему условию:

 (2.27)

где - номинальный ток тепловогорасцепителя.

Условию (2.4.1) удовлетворяет автоматический выключатель

ВА 5131

А

А

Аналогично осуществляем выбор автоматических выключателей для других линии осветительной сети, и результаты заносим в таблицу 2.3 - Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты.

Таблица 2.3 - Защита осветительной сети и выбор аппаратов защиты

Номер на плане	Расчётная мощность, , кВт	Рас-чётный ток, , А	Iном/Iуст Автоматического выкл., А	Коэф. мощности cosц	Момент нагрузки М, кВт·м	Потеря напряжения , %	Марка кабеля
1	2	3	4	5	6	7	8
С 1	1,76	5,5	ВА51-25	0,5	75,8	5,7	АВВГ
С 2	1,76	5,5	ВА51-25	0,5	58,7	5,5	АВВГ
С 3	2,5	7,81	ВА 51-25	0,5	82,75	5,2	АВВГ
С 4	2,5	7,81	ВА 51-25	0,5	36,25	2,2	АВВГ
С 5	0,14	0,4	ВА51Г-25	0,92	14,5	7,2	АВВГ
С 6	0,2	0,6	ВА51Г-25	0,92	20,7	6,8	АВВГ
С 7	0,14	0,4	ВА51Г-25	0,92	13,3	6,5	АВВГ
ЩО-1	9,0	28,1	ВА 51-31	0,68	302	6,9	АВВГ
С 8	1,92	2,9	ВА51-25	1	44,9	4,5	АВВГ
С 9	0,8	1,2	ВА51Г-25	1	56,6	6,7	АВВГ
ЩО-1а	8,68	13,3	ВА 51-31	1	101,5	6,1	АВВГ

2.5 Техническое обоснование выбора варианта схемы электроснабжения

Внутрицеховые сети делятся на два вида: питающие и распределительные.

Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным шкафам (РШ), к распределительным шинопроводам или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ (блок трансформатор-магистраль). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральныйшинопровод (магистраль), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким РШ или нескольким ЭП, присоединённым к магистрали в различных точках. Отдельные приёмники и РШ в этом случае присоединяются к магистрали с помощью ответвлений. Распределительные внутрицеховые сети - это сети, к которым непосредственно подключаются различные ЭП цеха.

Распределительные сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных шкафов.

Они бывают:

Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределённых относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха. Одной из разновидностей магистральных схем является схема БТМ Схемы БТМ широко применяются для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством. Для обеспечения универсальности сети необходимо питающую магистраль рассчитать на передачу всей мощности трансформатора, распределительные.

Смешанные (комбинированные) схемы сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любой категории электроснабжения. Такие схемы применяются в прокатных и мартеновских цехах металлургической промышленности, в кузнечных, котельных и механосборочных цехах, на обогатительных фабриках и т.п. В смешанных схемах от главных питающих магистралей и их ответвлений электроприёмники питаются через распределительные шкафы РШ или шинопроводы ШРА в зависимости от расположения оборудования в цехе.

На участках с малой нагрузкой, где прокладка распределительных шинопроводов нецелесообразна, устанавливаются распределительные шкафы, присоединяемые к ближайшим шинопроводам (распределительным или магистральным). РШ устанавливаются вблизи места расположения ЭП при среднем радиусе отходящих от РШ линий 10-30 м.

На данный выбор схемы внутрицеховых электрических сетей оказывают большое влияние условия окружающей среды цеха. Они определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов или пыли, возможностью возникновения взрыва или пожара.

Цех готовой продукции является потребителем третей категории, с нормальной средой. Оборудование в цеху расположено равномерно, поэтому для достижения наилучшего экономического эффекта выбираем смешанную схему питания, которая будет состоять из 5 ШР.

2.6 Расчет электрических нагрузок

Для расчета электрических нагрузок цеха воспользуемся методом упорядоченных диаграмм, который позволяет довольно точно определить ожидаемые электрические нагрузки по данным электроприемников и дает возможность обоснованно выбрать любой элемент системы электроснабжения.

Расчет выполняется по узлам питания системы электроснабжения, т.е. электроприемники распределяются на группы, которые будут запитываться от силовых шкафов или распределительных шинопроводов. Распределение на группы проводят исходя из расположения на плане предприятия электрооборудования и таким образом, чтобы обеспечить наибольшую экономичность монтажа всех элементов системы электроснабжения.

Проведем расчет для группы электроприемников, запитываемых от распределительного шкафа ШР1.

Определим суммарную номинальную мощность данной группы:

(2.28)

кВт

Рассчитаем групповой коэффициент использования К_и и групповой коэффициент использования мощности tg:

(2.29)

(2.30)

Определяем среднюю активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену:

(2.31)

кВт

(2.32)

квар

Рассчитаем эффективное число электроприемников n_э - такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и данная группа различных по мощности и режиму работы электроприемников:

(2.33)

Зная эффективное число электроприемников и групповой коэффициент использования по таблице [4] определяем коэффициент расчетной мощности:

при ,

Через коэффициент расчетной мощности определяем расчетную активную нагрузку данной группы электроприемников.

(2.34)

кВт

Т.к. эффективное число электроприемников n_э< 10, то реактивная расчетная нагрузка определяется следующим образом:

(2.35)

квар

Рассчитаем полную расчетную мощность и расчетный ток группы электроприемников:

кВА (2.36)

кВА

(2.37)

А

Аналогично проведем расчет для остальных групп электроприемников и полученные результаты занесем в таблицу 2.4

Таблица 2.4 - Расчёт электрических нагрузок

Наименование узла сети, количество ЭП	Наименование ЭП	Количество ЭП	Номинальная мощность, кВт	Коэффициент использования, Ки	Коэффициент
			Одного ЭП Рн, кВт	Общая Рн=nРн, кВт		cosц	tgц
11,12 13,14 15,16 34	Станок шлифовальный Станок сверлильный Станок токарный Кондиционер	2 2 2 1	12,1 10,2 12,5 2	24,2 20,4 25 2	0,14 0,14 0,14 0,6	0,6 0,6 0,6 0,6	1,33 1,33 1,33 0,75
Итого по ШР1	7		70,9	0,14		1,24

2.7 Расчет мощности компенсирующего устройства реактивной мощности

Наличие реактивных токов потребителей электрической энергии вызывает дополнительные потери активной мощности в проводах электрической сети. Снижение потребления реактивной мощности осуществляют путем компенсации реактивной мощности.

Рассчитаем мощность компенсирующего устройства реактивной мощности Q_к.у.

Определим tg_факт - угол сдвига фаз, соответствующий фактическому коэффициенту использования мощности до компенсации:

кВт

квар

(2.38)

Чтобы поддерживать коэффициент мощности cosблизким к 0,95 (которому соответствует tg= 0,33), т.е. увеличить коэффициент мощности, необходимо уменьшить (скомпенсировать) реактивную мощность. Для этого необходимо установить компенсирующее устройство мощностью:

(2.39)

квар

Из таблицы 1.5 [4] выбираем конденсаторную батарею УК2-0,415-60 ТЗ.

Рассчитаем реактивную расчетную и полную расчетную мощности и фактический коэффициент мощности после компенсации:

квар

кВА (2.40)

 (2.41)

Построим треугольник мощностей до и после компенсации реактивной мощности (рисунке 2.3):

Рисунок 2.3 - Диаграмма работы компенсирующего устройства

2.8 Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

Полная мощность КТП находится по формуле:

(2.42)

По формуле 2.8.1 найдём полную мощность КТП:

кВ*А

Выбираем мощность КТП:

Выбор производится из номинальных мощностей трансформаторов (S_{Н ТР - ОВ:} 160; 250; 400; 630; 1000) с учётом коэффициента загрузки. Т. е. коэффициент загрузки должен колебаться в пределах 0,85…0,95.

Выбираем трансформатор ТСЗ-160/10/0.4.

Правильность выбора трансформатора проверяется по коэффициенту загрузки:

(2.43)

Трансформатор недогружен и имеет резерв для расширения производства.

2.9 Расчёт параметров и выбор аппаратов защиты распределительной сети

Для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузок применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяется по величине длительного (расчетного) тока и по условию перегрузок пиковыми токами. Предохранитель определяется из условия:

(2.44)

где - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки (учитывает условия пуска двигателя), для легких пусков с длительностью пуска до 5 секунд, а также при редких пусках = 2,5

- пусковой ток.

I_н - номинальный ток.

Номинальный ток определяется по формуле:

 (2.45)

При выборе предохранителя в качестве принимается номинальный ток электроприемника, Для вентиляции - , для остальных станков - .

Пусковой ток электродвигателя определяется по формуле:

(2.46)

По формуле 2.45 найдем номинальный ток токарного станка №15:

А

По формуле 2.46 найдём пусковой ток двигателя:

А

Из условия 2.44 находим номинальный ток плавкой вставки:

Выбираем предохранитель для большего значения тока плавкой вставки: ПН2 100/100.

Для вентиляции выбор аппаратов защиты производится по току двигателя. Для тепловой завесы и вентилятора необходимо выбрать электродвигатели. Для тепловой завесы выбираем двигатель серии 4А100L4Y3 со следующими характеристиками: P_ном=5,5 кВт, I_ном=8,6 А, КПД=84%, cosц=084, I_пуск/I_ном=6А.

По таблице 4 [1] выбираем магнитный пускатель ПМЛ-1000 и тепловое реле РТЛ-1014. Аналогичен выбор и для второй завесы. Для вентилятора выбираем двигатель серии 4А90L4Y3 со следующими характеристиками: P_ном=7,5 кВт, I_ном=11,5А, КПД=84%, cosц=084, I_пуск/I_ном=6А.

По таблице 4 [1] выбираем магнитный пускатель ПМЛ-2000 и тепловое реле РТЛ-1016. Аналогичен выбор и для второго вентилятора. Выбранные в ходе расчетов аппараты защиты, электродвигатели и магнитные заносим в таблицу 2.5.

2.10 Расчёт распределительной сети, выбор проводов и кабелей

Согласно ПУЭ выбор проводов и кабелей производится по предельно допустимому соотношению между током срабатывания защитного аппарата I_з и длительно допустимым током по нагреву I_дд. Для проводников силовых и осветительных цепей сечение определяется из условия:

(2.47)

где I_з - номинальный ток расцепителя автоматического выключателя или номинальный ток плавкой вставки предохранителя.

К_з=0,33 для предохранителя.

Для примера выберем провод для токарного станка по условию 2.47:

По таблице выбираем провод АПВ 4 (1?6,0).

Для остального электрооборудования провода и кабели выбираются аналогично.

2.11 Выбор электрооборудования КТП и питающих сетей

Шкаф ввода высокого напряжения комплектуем высоковольтным выключателем ВНПр-10 на ток, высоковольтным предохранителем серии ПКТ-101 10/10.

Шкаф ввода низкого напряжения комплектуем 3-х фазным счетчиком электронным много тарифным «Гран-Электро» СС-301, вольтметром Э8021 450В, амперметром Э8021 300/5А с трансформатором тока ТК-20 300/5 и автоматическим выключателем серии ВА51-37 400/320.

ШР1 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/50. Питающий кабель для ШР1 выбираем по условию 2.10.1:

ШР1 - АВВГ 5х16

I_пр.? 36,8 А.

I_пр.? К_зМI_з?1М50?50 А.

ШР2 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/50. Питающий кабель для ШР2 выбираем по условию 2.41:

ШР2 - АВВГ 5х16

I_пр.? 36,8 А.

I_пр.? К_зМI_з?1М50?50 А.

ШР3 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/63. Питающий кабель для ШР3 выбираем по условию 2.41:

ШР3 - АВВГ 5х25

I_пр.? 44,7 А.

I_пр.? К_зМI_з?1М63?63 А.

ШР4 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/63. Питающий кабель для ШР4 выбираем по условию 2.41:

ШР4 - АВВГ 5х25

I_пр.? 45,5 А.

I_пр.? К_зМI_з?1М63?63 А.

ШР5 комплектуем амперметром Э8021 50/5, трансформатором тока ТК-20 50/5. С учётом селективности выбираем автоматический выключатель ВА51-31 100/63. Питающий кабель для ШР5 выбираем по условию 2.41:

ШР4 - АВВГ 5х25

I_пр.? 46,08 А.

I_пр.? К_зМI_з?1М63?63 А.

2.12 Расчёт сечения жил и выбор питающего кабеля КТП

Сечение жил кабеля по экономической плотности тока определяется по выражении:

(2.48)

где - расчетный ток линии,

-экономическая плотность тока, в А/мм?, определяется в зависимости от материала и времени использования максимальной нагрузки (= 1,4 А/мм?)

Проверка сечения кабеля по нагреву и термической стойкости при КЗ осуществляется по следующей формуле:

(2.49)

Где - приведенное время, в течение которого установившийся ток к.з. -выделяет то же количество тепла, что и изменяющийся во времени ток к.з.

=0,16 с, =4,3 кА.

С - коэффициент, зависящий от материала и формы проводника. Для кабелей с алюминиевыми жилами С = 85.

Расчётный ток на стороне высокого напряжения определяется по формуле:

(2.50)

Определяем расчетный ток

Рассчитываем сечение питающей сети по формуле 2.42:

Рассчитанное сечение необходимо проверить на термическое действие токов короткого замыкания по формуле 2.43

Отсюда следует, что с учетом термического действия токов к.з. нам необходимо выбрать кабель ААБ 3 х 25 с сечением жил 25 мм?.

2.13 Расчёт заземляющего устройства

Заземляющее устройство или заземление служит для защиты персонала от поражения электрическим током при возникновении напряжения на металлических частях аппаратов не находящихся под напряжением в нормальном состоянии. А также для защиты электроустановок при нарушении, установленных для них режимов работы.

Для расчёта числа заземлителей определяют тип заземлителей, их количество и место размещения, а так же сечение заземляющих проводников.

Рассчитаем количество электродов контура заземления комплектной трансформаторной подстанции, установленной внутри цеха, если удельное сопротивление грунта - глина с = 40 Ом • м (4000 Ом • см)

Выберем в качестве заземлителя угловую сталь размером 50?50?5 мм и длинной 2,5 м.

Сопротивление вертикальных электродов определяем по формуле

(2.51)

Количество электродов определяем по формуле

, (2.52)

где з - коэффициент экранирования ( = 0,59),

R_з - суммарное сопротивление заземляющего устройства (4 Ом).

По формуле 2.51 определим сопротивление вертикальных электродов

(Ом)

Количество вертикальных электродов определим по формуле 2.52

шт.

Размещение электродов приведено на рисунке 2.4.



Рисунок 2.4. Схема размещения электродов

2.14 Грозозащита здания цеха

Атмосферные перенапряжения. Возникают вследствие воздействия на электроустановки грозовых разрядов. В отличие от коммутационных перенапряжений они не зависят от величины рабочего напряжения электроустановки. Атмосферные перенапряжения подразделяют на индуцированные перенапряжения и перенапряжения от прямых ударов молнии.

Перенапряжения от прямых ударов молнии наиболее опасны. Измерения показывают, что токи молнии изменяются в пределах 10…250 кА

Для защиты электроустановок, зданий и сооружений от атмосферных перенапряжений применяют защитные тросы, разрядники, молниеотводы.

Молниеотвод защищает сооружение от прямых ударов молнии. Стержневой молниеотвод представляет собой высокий столб с проложенным на нём по всей длине стальным проводом, соединенным с заземлителем. Тросовый молниеотвод - это заземлённый в нескольких точках стальной трос.

Все здания и сооружения подразделяются на три категории:

I - производственные здания и сооружения со взрывоопасными помещениями классов В - I и В - II по ПУЭ; здания электростанций и подстанций.

II - другие здания и сооружения со взрывоопасными помещениями, не относимые к I категории;

III - все остальные здания и сооружения, в том числе и пожароопасные помещения.

Молниезащита зданий и сооружений I категории выполняется: от прямых ударов молнии отдельностоящими стержневыми и тросовыми молниеотводами, обеспечивающими требуемую зону защиты от электрической индукции - заземлением всех металлических корпусов оборудования и аппаратов, установленных в защищаемых зданиях через специальные заземлители с сопротивлением растеканию тока не более 10 Ом.

Молниезащита зданий и сооружений II категории от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими стержневыми и тросовыми молниеотводами, обеспечивающими защитную зону;

молниеприёмной заземленной металлической сеткой размерами 6 х 6 м, накладываемой на неметаллическую кровлю;

заземление металлической кровли.

Защита зданий III категории выполняется, как и для II категории, но при этом молниеприёмная сетка имеет ячейки размером 12 х 12 или 6 х 24, а величина сопротивления заземлителя от прямых ударов молнии может повышаться до 20 Ом.

Так как цех готовой продукции относится к помещениям III категории то выполняем молниеприёмную сетку с размером ячейки 12 х 12 м рисунок 2.5.

Рисунок 2.5-Схема молниеприемной сетки

3. Технологический раздел

3.1 Организация монтажа электрооборудования системы электроснабжения

Организация и производство электромонтажных работ на объектах монтажа осуществляется в соответствии с требованиями СНиП «Электротехнические устройства».

Электромонтажные работы выполняют в две стадии. На первой стадии осуществляют подготовительные работы в МЭЗ и подготовительные работы непосредственно на монтажных объектах. В мастерских (вне зоны монтажа) изготовляют и собирают из элементов укрупненные блоки - шинные, трубные, заземления, электропроводки, кабельных лини и т.д.

Непосредственно на монтажной площадке при определенной готовности строительных работ осуществляют: разметку и подготовку трасс электрических сетей и заземляющих устройств; закладку труб в фундаменты и другие строительные основания при переходе из одного помещения в другое и при выходе наружу; контроль за выполнением установки закладных элементов и деталей для последующего крепления к ним электрооборудования и конструкций; контроль за образованием в процессе строительства проемов, ниш, гнезд, борозд, необходимых для установки электрооборудования и монтажа электропроводок.

На второй стадии выполняют электромонтажные работы непосредственно на монтажном объекте. В такие работы входят установка на подготовленные места электрооборудования и электроконструкций, прокладка по подготовленным трассам готовых элементов электропроводок, подключение электрических сетей к установленным электрооборудованию, аппаратам и приборам.

Состояние строительных работ в помещениях, принимаемых под монтаж электрооборудования, должно обеспечивать нормальное и безопасное ведение электромонтажных работ.

До начала работ второй стадии должны быть закончены строительные и отделочные работы в электротехнических помещениях - в камерах трансформаторов, машинных залах и их подвалах (сборных распределительных устройств, щитов, станций управления) и др.

3.2 Операции по монтажу электропроводки силовой электросети

При установке внутри и снаружи зданий и сооружений силовые электропроводки напряжением до 1000 В выполняют изолированными проводами различных марок и сечений, а также небронированными кабелями с резиновой изоляцией сечением до 16 м².

Требования к монтажу электропроводки:

1) в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током провода должны располагаться на высоте не менее 2 м, а в помещениях с повышенной или особой опасностью - не менее 2,5 м от пола;

2) провода прокладывают по верхней части стены на расстоянии 150-200 мм от потолка, а провода к светильникам общего освещения - по потолку;

3) если высота помещения не позволяет выдержать указанные размеры, то провода прокладывают в трубах или скрыто в толще стен помещения. Указанное требование не распространяется на спуски проводов к выключателям освещения и розеткам в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током.

Правила монтажа:

1) в одной трубе (коробе или лотке), замкнутом канале строительной конструкции запрещается совместная прокладка взаиморезервируемых цепей, цепей аварийного и рабочего освещения, цепей освещения и силовых, осветительных цепей напряжением до 42 В с цепями напряжения выше 42 В;

2) в сухих и влажных помещениях при несгораемых конструкциях допускаются все виды проводок. В пыльных, сырых и особо сырых помещениях не допускается проводка на роликах;

3) в особо сырых помещениях и в помещениях с химически активной средой нельзя прокладывать провода в пластмассовых трубах, под штукатуркой и на роликах;

4) в пожароопасных помещениях не допускается прокладывать провода в пластмассовых трубах, на тросах и тросовым проводом, на роликах, а при сгораемых конструкциях - под штукатуркой и в винипластовых трубах;

5) все жилы гибких проводов и кабелей (включая заземляющую) должны быть в общей оболочке, оплетке или иметь общую изоляцию. Изоляция проводов и кабелей должна соответствовать номинальному напряжению сети;

6) при выборе проводов для электропроводок учитывают их механическую прочность. Например, для алюминиевых проводов приняты наименьшие сечения для вводов к потребителям и проводки к электросчетчикам - 4 мм², для проводов на изоляторах, расстояния между которыми до 6 м - 4 мм², до 12 м - 10, до 25 м - 16 мм²;

7) в местах, где возможны механические повреждения электропроводки, открыто проложенные провода и кабели должны быть защищены оболочками или трубами, коробами, ограждениями.

Монтаж электропроводок производят строго по проектной документации, в которой расписаны марки проводов и кабелей, места установки электрооборудования и светильников, пусковые и выключающие аппараты, места проходов через перекрытия или стены, трасса проводки и т.д.

Монтаж электропроводки предполагает выполнение следующих операций:

1) разметка;

2) установка роликов, изоляторов, скоб;

3) пробивка борозд и т.д.;

4) прокладка проводов;

5) соединение проводов;

6) монтаж электроустановочных изделий, квартирных щитков, светильников и т.д.;

7) оконцевание проводов и присоединение их к электроприемникам;

8) выполнение измерений;

9) сдача в эксплуатацию.

После окончания монтажных работ собирают всю схему электропроводки, проверяют правильность соединений, полностью испытывают собранные схемы управления и сигнализации. Измерения и опробование электропроводки, произведенные персоналом монтажных организаций в процессе монтажа, а также наладочным персоналом непосредственно перед вводом в эксплуатацию, оформляются соответствующими актами и протоколами. Рассмотрим по порядку каждую из вышеназванных операций. Разметку выполняют до начала производства штукатурных, окрасочных и других отделочных работ. При этом учитывается удобство пользования и обслуживания проводки во время эксплуатации при соблюдении правил электро- и пожарной безопасности.

3.3 Организация ремонта электрооборудования системы электроснабжения

Надежность, бесперебойность и безопасность работ электрооборудования и сетей обеспечивается правильной системой ремонта электрооборудования эксплуатирующей организацией. Такой системой является планово-предупредительный ремонт электрооборудования (ППРЭО), представляющий собой форму организации ремонта, состоящего из комплекса организационно-технических мероприятий, обеспечивающих выполнение технического обслуживания и профилактического ремонта оборудования.

Организация ППРЭО. Система ППРЭО вводится в действие приказом по предприятию, которым устанавливаются обязанности различных цехов и служб, утверждается график ремонта и другие мероприятия. Например, определяются обязанности персонала по уходу за электрооборудованием и межремонтному техническому обслуживанию; обязанности рабочих электроремонтного цеха (ЭРЦ); положение об изготовлении запасных частей; мероприятия по дальнейшему совершенствованию ремонта т.д.

Большое значение имеет инженерная и материальная подготовка ремонта. Инженерная подготовка должна обеспечить ремонтный персонал необходимой проектно-конструкторской документацией, к которой относятся: технические описания устройства завода-изготовителя (ТО); инструкции по эксплуатации (ИЭ); паспорт на соответствующее устройство; описание технологических процессов ремонта, разрабатываемых, как правило, специализированными научно-исследовательскими и технологическими институтами; технологические карты ремонта, разрабатываемые ремонтными предприятиями или специализированными конструкторско-технологическими бюро.

Технологическая подготовка, входящая в состав инженерной, начинается с организации рабочего места, которое должно быть удобным, хорошо освещенным, безопасным и оснащенным необходимыми приспособлениями, инструментами и технологической документацией.

Для ремонта необходимо подготовить материалы, запчасти и покупные изделия. При этом следует максимально использовать пригодные и неповрежденные детали списанного оборудования.

Все работы планово-предупредительного ремонта электрооборудования подразделяются на текущий, средний и капитальный ремонты.

Текущий и средний ремонты включают такие работы, которые не требуют полной разборки электрооборудования.

Текущий ремонт электродвигателя заключается, например, в промывке подшипников и смене в них масла, осмотре и устранении неисправностей пускорегулирующей аппаратуры, смене щеток и т.д. Текущие ремонты в большинстве случаев выполняет персонал, обслуживающий электроустановку при отключенном напряжении.

При среднем ремонте тщательно осматривают и чистят оборудование, заменяют изношенные части, осуществляют мероприятия, связанные с регулировкой частей машин, аппаратов и других элементов электроустановки.

Капитальным ремонтом называют работы по замене или восстановлению основных и, как правило, наиболее сложных частей или деталей электрооборудования. Работы по капитальному ремонту выполняет персонал ремонтного цеха предприятия за счет средств, отпускаемых на восстановление изношенного оборудования.

Текущие и средние ремонты проводят чаще, чем капитальные. Работы по текущему, среднему и капитальному ремонту выполняют в строго определенные и заранее установленные сроки.

3.4 Организация ремонта электрооборудования системы электроснабжения

Задачи эксплуатации энергетического хозяйства.

Главная задача эксплуатации электрохозяйства промышленных предприятий состоит в организации обслуживания электрических сетей и электрооборудования, исключающего производственные простои из-за неисправности электроустановок, поддерживается надлежащее качество электроэнергии и сохраняющего паспортные параметры электрооборудования в течение максимального времени при минимальном расходе электрической энергии и материалов.

Энергетическая служба обязана обеспечивать надежное, бесперебойное и безопасное снабжение производства всеми видами энергии и энергоносителей, а также выполнение производственной программы предприятия.

При эксплуатации электроустановок: осуществлять повседневный технический надзор за работой установок; организовывать выполнение системы планово-предупредительных ремонтов электротехнического оборудования, технических и организационно-технических мероприятий, обеспечивающих надежную экономичную работу всех электроустановок; обеспечивать разработку и внедрение мероприятий по снижению расхода и контролю над рациональным использованием электроэнергии.

Форма эксплуатации электроустановок на предприятии.

Одним из условий правильного ведения электрохозяйства промышленных предприятий является четкая структура управления. В настоящее время на COOO «Ингман мороженое» установилась централизованная система управления электрохозяйством.

При системе централизованного управления электрохозяйством эксплуатация, текущий и капитальный ремонты всех электроустановок предприятия, так и изготовление запасных частей производятся в централизованном порядке электроремонтным цехом или мастерской, входящей в состав электроцеха.

Эксплуатация и ремонт всех электроустановок предприятия, как общезаводского, так и в производственном цехе, находятся в ведении одного электроцеха, подчиненного главному энергетику предприятия. Электротехнический персонал всего предприятия технически и административно подчинен главному энергетику.

При системе централизованного управления общие вопросы ведения электрохозяйства (планирование расхода электроэнергии и отчетность, разработка норм удельных расходов электроэнергии и контроль за их выполнением, установление режима работы электроустановок, составление электробаланса и др.) входят в функции отдела главного энергетика.

Заключение

Дипломный проект выполнен в соответствии с заданием на дипломное проектирование и включает в себя шесть разделов пояснительной записки и четыре листа графической части.

В расчетной части был произведен расчет и выбор элементов, необходимых для проведения модернизации системы электроснабжения цеха готовой продукции. В технологической части проекта были рассмотрены вопросы по организации эксплуатации и ремонта электрооборудования.

электроэнергия мощность провод цех

Список источников

1. Б.Ю. Липкин Электроснабжение промышленных предприятий и установок. 1990, с86.

2. ГОСТ 21.613-88 Силовое электрооборудование, рабочие чертежи. Государственный строительный комитет СССР. Москва.

3. Г.Ф. Куценко Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок. 2003, с. 182.

4. Елкина Т.В., Методические указания по выполнению курсового и дипломного проектирования.

5. Правила устройства электроустановок - М.: Главгосэнергонадзор, 2000.

6. СНБ 2.04.098. Естественное и искусственное освещение.

7. Г.М. Кноринг Справочная книга проектирования электроосвещения под редакцией «Энергия», Ленинград 1976.

8. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1986.

9. Прейскурант №15-04-47. Оптовые цены на аппаратуру электрическую низковольтную.

10. Прейскурант №15-05. Оптовые цены на трансформаторы, подстанции комплектные трансформаторные и реакторы.

11. СКЦЭ - Сборник комплексных цен на электрооборудование, монтаж и подключение кабелей или проводов внешней сети к аппаратам и приборам низковольтных комплексных устройств

12. В.Б. Козловская Электрическое освещение: справочник /, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич-Минск Техноперспектива, 2008. - 271 с.

Размещено на Allbest.ru