Проект электротехнической части газовой котельной ОАО "Приозерное" Ялуторовского района Тюменской области с разработкой схемы автоматического управления осветительной установки

Реле типа 2РВМ изготавливают в пластмассовом корпусе, габаритные и установочные размеры его приведены на рис. 2.16. Электрические цепи схемы автоматики подключаются к прибору через клеммную колодку, встроенную в нижнюю часть корпуса. Принципиальная электрическая схема реле показана на рис. 2.15. В комплект поставки входят программное реле времени и 50 штифтов для программирования.

Положение прибора в пространстве - вертикальное. Допустимое отклонение от вертикали ±10 %, атмосферное давление (600-800)х10⁵ Па, температура окружающего воздуха при хранении - от -20 до +50°С. Относительная влажность воздуха при температуре (20±5)°С - до 80 %.

Принципиальная электрическая схема реле 2РВМ.

А,Б - первая и вторая программа; В - электродвигатель подзавода пружины.

Рис. 2.15

Технические данные программного реле времени 2РВМ

Часовой механизм:

тип двигателя.............................. Пружинный с автоматическим

подзаводом пружины

от электродвигателя

регулятор угловой скорости колес.............................Свободный анкерный,

балансовый, с периодом

колебания 0,4 с

суточный ход при температуре

окружающего воздуха(20±10)°С, мин................................................ ..± 2

температурный коэффициент изменения

суточного хода, с/(сут. ° С)................................................................. ....±2

резерв хода при перерывах электропитания, ч......................................48

Электродвигатель подзавода пружины ДСМ-211-220:

напряжение переменного тока частотой

50 Гц, В............................................................................................220 ±22

максимальная потребляемая мощность, Вт………………………….. 4

Время подзавода пружинного двигателя в

течение суток, мин................................................................................. 15

Количество независимых программ...................................................... 2

Продолжительность цикла программ, ч............................................. .24

Показатели первой программы:

число отверстий на внешней окружности

программного диска............................................................................. .96

цена деления, мин…………………………………...............................15

минимальная продолжительность пауз

между командами, мин......................................................................... 30

Показатели второй программы:

число отверстий на внутренней

окружности программного диска.........................................................72

цена деления, мин..................................................................................20

минимальная продолжительность пауз

между командами, мин.........................................................................40

точность переключения в обеих программах, мин ………………...±5

Выход в каждой программе ..................................одна пара контактов

допустимый максимальный переменный ток

частотой 50 Гц через одну контактную пару, А:

безиндуктивная нагрузка при напряжении:

380 В.......................................................................................................7,5

220 В.......................................................................................................1,5

индуктивная нагрузка при напряжении:

380 В.......................................................................................................2,5

220В ..........................................................................................................5

допустимый максимальный постоянный ток при коммутации

цепи с t = 0,01 с и при напряжении до 220 В, А. …..……………….1,5

Гарантийный срок службы........................... ……………………...2 года

Габаритные размеры прибора, мм..........................................227Ч173Ч30

Масса прибора, кг.....................................................................................2

Габаритные и установочные размеры программного реле времени 2РВМ.

Рис. 2.15

Принцип работы реле заключается в следующем. На суточной оси часового механизма вращается программный диск, управляющий работой двух кулачков, приводящих в действие выходные контакты. Пружинный двигатель 10 (рис. 2.16) часового механизма приводит во вращение минутную ось 4 и суточную ось 8.

Угловая скорость осей регулируется приставным часовым механизмом 1 через зубчатый редуктор 2 и 9. На ось 4 фрикционно насажен минутный диск 5, устанавливаемый по указателю 3. На ось 8 фрикционно насажен программный диск 6 с двумя временными шкалами, который устанавливается по указателю 7.

Кинематическая схема реле 2РВМ

Рис. 2.16

Автоматический подзавод пружины часового механизма осуществляется от электродвигателя 18 через зубчатую передачу 17, 16. Управление электродвигателем осуществляется винтовым дифференциальным механизмом 11-14, который периодически включает и выключает микровыключатель 15 в цепи электродвигателя.

Каждая из программ задается посредством шрифтов 25, расположенных на соответствующей окружности программного диска. Считывание программы осуществляется звездочкой 26 кулачкового механизма 21-24, который управляет контактными пружинами 19, 20. Штифт 25 при вращении программного диска поворачивает кулачковый механизм, который производит скачкообразное замыкание или размыкание контактов, независящее от скорости кулачкового барабана. Присоединение потребителей электрического тока к реле времени типа 2РВМ показано на рис. 2.17.

Более мощные потребители могут быть подключены через магнитные пускатели или контакторы, катушки которых включаются и отключаются реле 2РВМ. При этом всегда необходимо предусматривать защиту электрических цепей реле от коротких замыканий, например, с помощью предохранителей.

Схема подключения питания и потребителей энергии к реле 2РВМ

Рис. 2.16

При эксплуатации реле необходимо не реже одного раза в год производить осмотр узлов, удаление пыли, проверку и чистку электрических контактов, смазку трущихся деталей.

Для смазки рекомендуется применять масло МН - 45 и масло ОКБ-122-4. Реле должно эксплуатироваться в чистом вентилируемом помещении при температуре от +5 до +35°С. В окружающем воздухе не должно быть газов и паров, вызывающих коррозию деталей и узлов прибора.

3. СОСТАВЛЕНИЕ ГРАФИКА НАГРУЗОК И ВЫБОР ТП

Результаты расчета нагрузки ТП до и после компенсации реактивной мощности представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Расчет нагрузки подстанции котельного цеха.

Потребители	Р, кВт	Q,квap	cos ц	Ipa6, A
Потребители задействованные круглосуточно
Эл. двигатель водоподготовки 1	1,5	1,04701	0,82	2,76659
Эл. двигатель водоподготовки 2	1,5	1,04701	0,82	2,76659
Эл. двигатель насоса 1 котла 1	7,5	5,82063	0,79	14,3582
Эл. двигатель насоса 2 котла 1	7,5	5,82063	0,79	14,3582
Эл. двигатель вентилятора горелки котла 1	14	7,17241	0,89	23,7906
Эл. двигатель насоса 1 котла 2	7,5	5,82063	0,79	14,3582
Эл. двигатель насоса 2 котла 2	7,5	5,82063	0,79	14,3582
Эл. двигатель вентилятора горелки котла 2	14	7,17241	0,89	23,7906
Эл. двигатель насоса 1 котла 3	3	2,25	0,8	5,67151
Эл. двигатель насоса 2 котла 3	3	2,25	0,8	5,67151
Эл. двигатель вентилятора горелки котла 3	9	5,10054	0,87	15,6455
Кран - балка	3,23	2,84859	0,75	6,51341
Сварочный трансформатор	15	15,3031	0,7	32,4086
Установка дозирования	0,07	0,04338	0,85	0,12455
Трансформатор 380/36 -1	0,25	0,12808	0,89	0,42483
Трансформатор 380/36 -2	0,25	0,12808	0,89	0,42483
Привод вентиляции 1	2,2	1,47841	0,83	4,00878
Привод вентиляции 2	2,2	1,47841	0,83	4,00878
Привод вентиляции 3	2,2	1,47841	0,83	4,00878
Привод вентиляции 4	2,2	1,47841	0,83	4,00878
Потребители задействованные в ночное время
Освещение котельной	6,2	3,0028	0,9	10,4188
Светоограждение дымовой трубы 1	0,39	0	1	0,58984
Светоограждение дымовой трубы 2	0,39	01	1	0,58984
Дневная нагрузка подстанции	68,37	50,2021	0,80604	128,284
Вечерняя нагрузка подстанции	72,47	52,0021 0,81247 134,902	0,81247	134,902
После компенсации реактивной мощности. Дневная нагрузка подстанции	68,37	10,2021	0,98905	104,548
Вечерняя нагрузка подстанции	72,47	12,0021	0,98656	111,097

Пример расчета: Потребляемые ток и реактивная мощность двигателем водоподготовки.

Р=1,5 кВт cos ф = 0,82

Q=(P²/cos ц) - P² (3.1)

Q=v(15²/0,82)-15² = 1,047 квар

I_раб=v(P²+Q²)/v(3*U_ном) (3.2)

Пример расчета: Дневная потребляемая мощность котельного цеха.

Р_д= Р_макс +?P_i (3.3)

Р_д=15+0,9+0,9+4,5+4,5+8,5+4,5+4,5+8,5+1,8+1,8+5,4+1,9+0,07+0,2+0,2+1,3*4 =68,37 кВт

Q_д=Q_макс+?Q_i (3.4)

Q_д=0,18+0,6*2+3,5*2+4,3+3,5*2+4,3+1,3+1,3+3+1,6+0,043+0,128+0,128+0,9*4 =50,202 квар

cos ц = P²/v(P²+Q²) (3.5.)

cos ц = 68,37²/v(68,37²+50,202²) = 0,806

Пример расчета: Компенсация реактивной мощности и расчет потребляемой дневной мощности после компенсации.

Реактивная мощность подлежащая компенсации:

Q_к = Q_д - 0,33*Р_д ( 3.6.)

Q_к = 50,202- 0,33*68,37 = 27,63 квар

Мощность конденсаторной батареи выбираем из условия:

Q_к ? Q_бк ? Q_д (3.7.)

27,63 < Q_бк < 50,202

Q_бк=40 квар

Потребляемая реактивная мощность после компенсации:

Q_{д комп} = Q_д-Q_бк (3.8.)

Q_{д комп} = 50,202 - 40 = 10,202 квар

График суточных нагрузок изображен на рис. 3.1.

Выбор установленной мощности трансформатора подстанций производится по условиям их работы в нормальном режиме по экономическим интервалам нагрузки , исходя из условия:

S_{эк мин} ? S_{р мах} / n ? S_{эк макс} (3.9.)

где S_рмах - максимальная расчетная нагрузка подстанции, кВА;

S_{эк мин}, S_{эк макс} - максимальная и минимальная границы экономического интервала нагрузки принятого трансформатора (определяют по [12] в зависимости от зоны сооружения подстанции и вида нагрузки);

n - количество трансформаторов проектируемой подстанции.

Принятые трансформаторы проверяются по условиям их работы в нормальном режиме эксплуатации - по допустимым систематическим нагрузкам исходя из условия:

S_рмах/(n*S_н) ? К_с (3.10.)

S_н- номинальная мощность выбранного трансформатора , кВА;

К_с - коэффициент допустимой систематической нагрузки трансформатора.

K_c=K_cт-а*(V_в-V_вт) (3.11.)

где К_ст - табличное значение коэффициента допустимой систематической нагрузки трансформатора (соответствующее среднесуточной температуре расчетного сезона);

V_в = -10⁰С - среднесуточная температура воздуха расчетного сезона;

V_вт - табличное значение среднесуточной температуры воздуха расчетного сезона , ⁰С; а - температурный градиент , 1/ ⁰С .

Шифр нагрузки 3.1 -группа промышленных потребителей.

S_рмах = 73,45 кВА; n = 1 шт.

Выбираем трансформатор с S_н= 40 кВА, для этого трансформатора:

S_{эк мин} = 46 кВА , S_{эк макс} = 85 кВА (в соответствии с шифром нагрузки).

46 ? 73,45 /1? 85 - условие работы трансформатора в экономическом интервале нагрузки выполняется.

К_cт =1,65, а =0,0092 (в соответствии с шифром нагрузки и S_н);

V_в =-14,3⁰С; V_вт =-10⁰С.

К_с= 1,65-0,0092* (-14,3-(-10))=1,689

73,45/(1*40) = 1,84 ? К_с - условие работы трансформатора в нормальном режиме работы не выполняется.

Выбираем трансформатор с S_н = 63 кВА, для этого трансформатора:

К_ст =1,65, а =0,0092 (в соответствии с шифром нагрузки и S_н);

V_в = -14,3⁰С; V_вт = -10⁰С.

К_с= 1,65-0,0092*(-14,3-(-10)) =1,689

73,45/(1*63) = 1,16 ? К_с - условие работы трансформатора в нормальном режиме работы выполняется.

На этом для однотрансформаторной подстанции выбор закончен.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Общая характеристика проектируемого объекта

Проектируемый котельный цех находится на территории хозяйства 0А0 «Приозерное». Котельный цех запитан от двух трансформаторных подстанций, расположенных на территории хозяйства, с целью возможности перехода на резервную линию. Трансформаторные подстанции с глухо заземленной нейтралью, мощностью трансформатора S=100 кВА.

Сеть выполнена четырехпроводной. Нулевой провод повторно заземляется в конце линии при вводе в цех. Вводной кабель от ТП до котельного цеха проложен в кабельных лотках.

Электрическая характеристика объекта:

I_р=140А; Р_р=81 кВт; cos ц=0,88

Среднегодовая численность работников предприятия составляет 214 человек. Последние четыре года на предприятии идет реконструкция зданий и сооружений, что в свою очередь повысило производственный травматизм (смотри таблицу 4.1.).

K_ч=N/P*1000

-коэффициент частоты травматизма. Это число несчастных случаев, приходящихся на 1000 работников за отчетный период.

где N-число несчастных случаев;

Р- среднегодовая численность работников.

К_т=Т/N

- коэффициент тяжести травматизма. Это среднее число дней нетрудоспособности, приходящееся на один несчастный случай в отчетном периоде.

где Т -суммарное число дней нетрудоспособности по закрытым больничным листам.

Таблица 4.1

Год	Среднегодовая численность работников	Количество пострадавших	Потеряно рабочих дней	Коэффициент частоты травматизма, Кч	Коэффициент тяжести травматизма, Кт
				Похозяйству	По хозяйству
2001	222	5	69	22,5	13,8
2002	220	7	100	31,8	14,2
2003---ж-------	214	6	90	28	15,0

4.2 Мероприятия по производственной санитарии

Все подъездные пути к цеху имеют асфальтовое покрытие.

Все помещения котельного цеха удовлетворяют требованиям СНиП и санитарным нормам проектирования промышленных предприятий СН-245 71.

В цехе созданы условия для отдыха и личной гигиены: комната отдыха, душевая, туалет, умывальник.

Уборка производственных и бытовых помещений производится обслуживающим персоналом.

Производственная санитария обеспечивает санитарно-гигиенические условия труда, сохраняет условие частичной безопасности работ, сохраняет здоровье трудящихся на производстве, способствует повышению производительности труда.

Для обеспечения благоприятных условий работы нормированная освещенность принята согласно СНиП-11-4-79 и отраслевым нормам.

Таблица 4.2

Наименование помещения	Освещенность, Лк при газоразрядных лампах.	Освещенность, Лк при лампах накаливания.
Комната отдыха оператора	300	150
Комната приема пищи	200	100
Дополнительное местное освещение приборов КИП	400	400
Сан. узел	150	60
Площадка обслуживания котлов	60	30
Проходы за котлами	30	10

Помещение для обслуживающего персонала оборудуют отоплением и водопроводом.

Гигиенические нормативы и параметры микроклимата определены в ГОСТ 12.1.005-76. В бытовых помещениях предусмотрена естественная вентиляция, а в цехе принудительная вытяжка. Также в котельном зале предусмотрена принудительная вентиляция с подогревом для поддержания температуры воздуха в зимнее время не ниже 12°С. Приточная вентиляция оборудована электрокалориферами.

Из индивидуальных средств защиты электромонтера - предусмотрены:

диэлектрические перчатки, диэлектрические калоши, диэлектрические коврики, а также инструмент с изолирующими ручками (смотри табл. 4.3.).

Таблица 4.3

Средства защиты	Количество
Слесарно-монтажный инструмент с изолированной рукояткой.	Комплект.
Электроизмерительные клещи	1
Переносное заземление	1
Диэлектрический коврик	1
Диэлектрические перчатки	1
Плакаты и знаки безопасности	Комплект.
Изолированная лестница	1

4.3 Защитные меры в электроустановках

Проектом предусмотрено, что все щиты силовые, щиты управления и осветительные щиты размещены в специально отведенном месте.

Для защиты людей от случайных прикосновений в момент включения электроустановок вся пускозащитная аппаратура применяется закрытого типа. Силовые шкафы запираются на замок. Вся проводка выполняется в специальных винипластовых и стальных трубах.

Электрическая изоляция токоведущих частей электроустановок является важным фактором безопасности людей, поэтому периодически проводится контроль состояния изоляции.

В котельной применяется переносной электроинструмент и переносной источник освещения - светильник.

При использовании переносного электрического инструмента предусмотрено пользование изолирующими защитными средствами (диэлектрический коврик, калоши, перчатки), а в цепи питания электроинструмента установки УЗО.

В котельном цехе установлены два понижающих трансформатора, пониженное напряжение которых (36В) предназначено для ремонтного освещения. Ремонтное освещение - переносной светильник, который используют в местах, где требуется дополнительное освещение, как правило во время ремонтно-профилактических работ.

Питание переносного электроинструмента осуществляется через гибкий кабель.

Инструменты и переносной светильник подключаются к сети через штепсельную розетку с заземляющим контактом. Устройство розетки имеет конструкцию исключающую ошибочное включение заземляющего контакта (штырька) в гнездо имеющее напряжение.

Предусмотрено не реже одного раза в месяц проверять мегомметром изоляцию ручного электроинструмента, а также отсутствие обрыва заземляющей жилы. Испытание изоляции стационарных трансформаторов 12-42В - раз в год, переносных трансформаторов и светильников 12-42В - 2 раза в год.

В трехфазных четырехпроводных сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью применяется зануление на вводе с повторным заземлением. Повторное заземление нулевого провода значительно снижает напряжение на всех зануленных корпусах электрооборудования сети в момент пробоя изоляции фазы на корпус одного из них.

Требование к персоналу, обслуживающему электроустановки и его ответственность

Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять специально подготовленный электротехнический персонал, который подразделяется на следующие группы (согласно ПОТР М-016-2001):

- административно-технический: руководители и специалисты, на которых возложены обязанности по организации технического и оперативного обслуживания, проведения ремонтных работ в электроустановках;

- оперативный: осуществляющий оперативное управление и обслуживание электроустановок (осмотр, оперативные переключения, подготовку рабочего места, допуск и надзор за работающими, выполнение работ в порядке текущей эксплуатации);

- оперативно-ремонтный: ремонтный персонал, специально обученный и подготовленный для оперативного обслуживания в утвержденном объеме закрепленных за ним электроустановок;

- ремонтный: обеспечивающий техническое обслуживание и ремонт, монтаж наладку и испытание электрооборудования;

К работам в электроустановках допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, имеющие профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы и прошедшие медицинское освидетельствование до приема на работу, а также периодически, в порядке, предусмотренном Минздравом России. При этом:

- электротехнический персонал до допуска к самостоятельной работе должен быть обучен приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи при несчастных случаях;

- персонал, обслуживающий электроустановки, должен пройти проверку знаний ПОТР М и другие НТД (правила и инструкции по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности в соответствии с приложением №1 ПОТР М. Работнику прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок, выдается удостоверение установленной формы, в которое вносятся результаты проверки знаний и запись о праве проведения специальных работ;

- работник, проходящий стажировку, дублирование, должен быть закреплен за опытным работником (из оперативного персонала). Допуск к самостоятельной работе должен быть оформлен соответствующим распоряжением руководителя организации.

Проверка знаний правил, должностных и производственных инструкций должна проводится:

- первичная - перед допуском на самостоятельную работу;

- очередная - в установленном порядке (ПЭЭП);

- внеочередная - при нарушении правил и инструкций по требованию ответственного за электрохозяйство или органов государственного энергетического контроля.

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

- выдающий наряд, отдающий распоряжение: определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственного за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп, перечисленных в наряде работников. Право предоставляется из числа работников ИТП, имеющим группу 5 - в электроустановках U > 1000B и группу 4 - в электроустановках до 1000В;

- ответственный руководитель работ: работник из числа ИТП, имеющий группу 5. Отвечает за выполнение всех, указанных в наряде, мер безопасности и их достаточность, за принимаемые или дополнительные меры безопасности, за полноту и качество целевого инструктажа бригады, в т.ч. проводимого допускающим и производителем работ, а также за организацию безопасного ведения работ;

- допускающий: из числа оперативного персонала, за исключением допуска на ВЛ, имеющего 5 группу - в электроустановках выше 1000В, группу III - в установках до 1000B. Отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствия их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа членов бригады;

- производитель работ: отвечает за соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда, дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ; за четкость и полноту инструктажа членов бригады; за наличие, исправность и правильность применения необходимых средств защиты, инструмента, инвентаря и приспособлений; за сохранность на рабочем месте ограждений, плакатов, за осуществление постоянного контроля за членами бригады. Имеет группу 5 в электроустановках до 1000В (за некоторыми исключениями).

- наблюдающий: должен назначаться для надзора за бригадами, не имеющими права самостоятельно работать в электроустановках и имеющий группу III. Отвечает: за соответствие подготовленного места указаниям, предусмотренным в порядке; за наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземления, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов; за безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки.

- член бригады: должен выполнять ПОТР М-016 и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования инструкций по охране труда соответствующих организаций.

4.4 Расчет заземляющего устройства

4.4.1 Исходные данные

1.1. Удельное сопротивление верхнего слоя грунта, с₁ = 410,00 Ом*м;

1.2. Удельное сопротивление нижнего слоя грунта, с₂ = 170,00 Ом*м;

1.3. Толщина верхнего слоя грунта, Н = 1,60 м;

1.4. Длина вертикального заземлителя, L = 2,00 м;

1.5. Заглубление вертикального заземлителя, t = 1,70 м;

1.б. Сезонный климатический коэффициент, ш = 1,64;

1.7. Наружный диаметр вертикального заземлителя, d = 48,00 мм;

1.8. Нормируемое ПУЭ сопротивление заземляющего устройства

растеканию тока при базовом удельном сопротивлении земли, Rнopм ⁼ 10,00 Ом;

1.9. Заглубление соединительной полосы, t полосы = 0,70 м;

1.10. Ширина соединительной полосы, b =40,00 мм;

1.11. Расстояние между электродами, Р = 1,00 м;

1.12. Коэффициент использования электрода, зс = 0,83.

4.4.2 Вычисление удельного расчетного сопротивления грунта с учетом коэффициента сезонности

Эквивалентное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности определяется по алгоритму:

с экв= (с₁*ш*с₂*L) / (с₁*ш*(L-H+t полосы) + с₂* (H-t полосы))

где с₁ - удельное сопротивление верхнего слоя грунта, Ом*м;

с₂ - удельное сопротивление нижнего слоя грунта, Ом*м;

L - длина вертикального заземлителя, м;

Н - толщина верхнего слоя грунта, м;

t полосы - заглубление соединительной полосы, м;

ш - сезонный климатический коэффициент.

с экв = (410,00*1,64*170,00*2,00)/(410,00*1,64*(2,00-1,

60+0,70)+170,00* (1,60-0,70)) =256,11 Ом*м.

4.4.3 Сопротивление одного вертикального заземлителя

Сопротивление одного вертикального заземлителя определяется по алгоритму:

Rос = с _экв/(2*р*L)*(Ln(2*L/d)+1/2*Ln((4*t+L)/(5*t-L))),

где t - заглубление вертикального заземлителя, м;

d- наружный диаметр вертикального заземлителя, м;

с _экв - эквивалентное удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности, Ом*м;

L - длина вертикального заземлителя, м.

Rос = ,11/(2*3,14*2,00)*(Ln(2*2,00/0,05)+1/2*Ln((4*1,70+2,00)/(5*1,70 2,00)))=93,28 Ом

4.4.4 Определение ориентировочного числа стержней

Вычисляем сопротивление контура по алгоритму:

Rн=Rнорм*(с _экв / с_баз),

где Rнорм - нормируемое ПУЭ сопротивление заземляющего устройства растеканию тока при базовом удельном сопротивлении земли, Ом;

с _экв - эквивалентное удельное сопротивление грунта, с учетом коэффициента сезонности, Ом*м;

с_баз - базовое удельное сопротивление грунта

(с_баз = 100 Ом*м) .

Rн=10,00*(256,11/100)=25,61 Ом

Определяем ориентировочное число стержней по алгоритму:

n_предв=Rос/Rн

где Rос - сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом;

Rн - сопротивление дополнительного контура, Ом.

n_предв = 93,28/25,61 = 3,64

Вычисленное приблизительное количество вертикальных электродов округляется в сторону увеличения до целого числа:

n_предв = 4,00

4.4.5 Вычисление сопротивления соединительной полосы

Вычисляем длину соединительной полосы по алгоритму:

Если заземлители расположены в ряд

Lп = L/2*(n_предв-1)

Если заземлители расположены по контуру

Lп = L/2*n_предв,

где L - длина вертикального заземлителя, м;

n_предв - приблизительное число стержней.

Lп =2,00/2 *(4-1) = 3,00 м

Определяем сопротивление соединительной полосы по алгоритму:

Rполосы = (с₁*ш)/(2*р*Lп)*Ln((2*Lп²)/(b*t _полосы)),

где b - ширина соединительной полосы, м;

t _полосы - заглубление соединительной полосы, м;

ш - сезонный (климатический) коэффициент;

с₁- удельное сопротивление верхнего слоя грунта, Ом*м;

Lп - длина соединительной полосы, м.

R_полосы = (410,00*1, 64)/(2*3,14*3,00) *Ln((2*3,00*3,00)/(0,040*0,70)) =

= 230,77 Ом

4.4.6 Сопротивление вертикальных заземлителей вместе с соединительной полосой

Суммарное сопротивление вертикальных заземлителей и соединительной полосы определяется по алгоритму:

R_верт = (R_полосы * R_н)/(R_полосы - R_н),

где R_полосы - сопротивление соединительной полосы, Ом;

r_н - сопротивление контура, Ом.

R_верт = (230,77*25,61)/(230,77*25,61) = 28,81 Ом

4.4.7 Уточненное количество вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы

Уточненное количество вертикальных заземлителей определяется по алгоритму:

n = R_ос / (R_верт * з_с) ,

где з_с - коэффициент использования заземлителей;

R_вepт - суммарное сопротивление вертикальных заземлителей и соединительной полосы, Ом;

R_oc - сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом.

n = 93,28/(28,81*0,83) = 3,90

Вычисленное количество вертикальных электродов округляется в сторону увеличения до целого числа:

n = 4

План размещения заземляющего устройства с нанесением всех размеров (масштаб 1:100) приведен в пояснительной записке на рис. 4.1.



Рис. 4.1

4.5 Мероприятия по пожарной безопасности

Противопожарные мероприятия общего характера для всего хозяйства и по каждому производственному участку и видам работ должны соответствовать СНиП-2-А-70.

По группе возгораемости и характеристике строительных материалов котельный цех относится к помещению несгораемому - категория "В", степень огнестойкости 2.

Для тушения пожара в цехе установлен пожарный щит и огнетушители (смотри таблицу 4.4). В бытовых помещениях установлена противопожарная система безопасности. Для предотвращения подачи свежего воздуха в помещение схемой управления вентиляторами предусмотрено автоматическое их отключение.

В котельном цехе разработаны инструкции о мерах пожарной безопасности. Каждый работник инструктируется по противопожарным мероприятиям, одновременно с инструкцией по охране труда. Лица не прошедшие противопожарный инструктаж, к работе не допускаются.

В случае пожара в котельной оператор обязан:

- сообщить диспетчеру и пожарной службе «01»;

- закрыть газовую задвижку на вводе в котельную снаружи;

- если возможно, приступить к самостоятельному пожаротушению, если нет, то дождаться пожарной бригады.

Таблица 4.4

Противопожарный инвентарь

№	Наименование	Количество штук
1	Огнетушитель ОУ-8	2
2	Лопата	2
3	Багор	1
4	Топор	1
5	Ведра пожарные	2
6	Ящик с песком	1
7	Пожарный кран с рукавом	1

4.6 Охрана окружающей среды

Охрана окружающей среды подразумевает систему мер по поддержанию рациональной взаимосвязи между деятельностью человека и окружающей средой, обеспечивающую сохранность и восстановление богатств природы, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающую прямое или косвенное вредное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека. В котельном цехе вся приточно-вытяжная вентиляция оборудована фильтрами с целью предотвращения попадания пыли в цех и выброса загрязненного воздуха в окружающую среду. Возле цеха установлена емкость для мусора.

5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИКИ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ

В данном дипломном проекте предлагается за счет внедрения схемы автоматического управления осветительной установкой, снизить затраты электроэнергии на освещение.

За счет широких возможностей прибора экономия электроэнергии достигается двумя путями:

- включение рабочего освещения когда необходимо производить технологические осмотры;

- включение дежурного освещения по достижению минимального уровня освещенности.

Данные о потреблении электрической энергии возьмем из электротехнического расчета. Потребляемая мощность групп осветительных установок, которые непосредственно будут входить в схему автоматического управления освещением составляет:

- рабочее освещение Р_раб=3,9 кВт;

- дежурное освещение Р_д= 1,4 кВт.

Смета затрат на приобретение системы автоматического управления освещением, снесена в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Наименование	Цена за единицу, руб.	Количество	Стоимость, руб.
1	2	3	4
Модуль управления ПРО-68-II	2800	1 шт.	2800
Автоматический выключатель АЕ-31-11	120	1 шт.	120
Кабель ШВВП 3Ч1,5 мм2	10	3 м	30
Кабель ВВГ 3Ч2,5 мм2	17	10 м	170
Магнитный пускатель ПМЛ	700	2 шт.	1400
Всего материалов	4520
Монтаж и наладка 25% от стоимости материалов	1130
Всего по смете	5650

Рассчитаем годовую экономию энергии для группы рабочего освещения.

Р_г.раб=(А-В)*Р_уст. (5.1.)

где А - количество часов в темное время суток за год;

В - необходимое количество часов в темное время суток, для технологического осмотра.

Оператор производит технологический осмотр с частотой один раз в два часа в течение всей смены.

В таблице 5.2. указано среднемесячное количество часов темного времени суток, когда уже необходимо включать освещение.

Таблица 5.2

№	Наименование месяца	Кол-во часов темного времени суток за день	Количество дней в месяце	Количество часов темного времени суток за месяц
1	2	3	4	5
1	Январь	14	31	434
2	Февраль	12,5	28	350
3	Март	11	31	341
4	Апрель	10	30	300
5	Май	8	31	248
6	Нюнь	7	30	210
7	Июль	8	31	248
8	Август	10	31	310
9	Сентябрь	11	30	330
10	Октябрь	12,5	31	387,5
11	Ноябрь	14	30	420
12	Декабрь	16	31	496
	Всего за год:	4074,5

В=А*С/Д (5.2.)

где С - количество времени необходимого для технологического осмотра в течении одного цикла-1/6 часа (10 минут);

Д - количество часов в одном цикле -2часа.

Время технологических осмотров за год составляет:

B=4074,5*l/(6*2)⁼340ч

Годовая экономия энергии для рабочей группы освещения составит:

P_г.paб=(4074,5-340)*3,9=14565 кВт.

Рассчитаем годовую экономию энергии для дежурного освещения.

Р_г.д=С*Р_уст. (5.3.)

Р_г.д=4625,5*1,4=6475 кВт.

где С - количество часов в светлое время суток за год, когда дежурное освещение автоматически отключено.

Рассчитаем суммарную годовую экономию энергии:

Р_г=Р_г.раб+Р_г.д (5.4)

Р_г=14565+6475=21040 кВт.

Годовая экономия в денежном эквиваленте составит:

Э_г=Р_г*С_эл (5.5.)

где С_эл. - стоимость одного киловатта электроэнергии, С_эл=0,64 рублей за 1 кВт*ч.

Э_г=21040*0,64=13465,6 руб.

Срок окупаемости системы автоматизации освещения:

Т=К/Э_г (5.6.)

где К- капиталовложения.

T=5650/13465,6=0,42 года

Проверим эффективность окупаемости из соотношения:

Е > Е_н (5.7)

где Е - коэффициент экономической эффективности;

Е_н - нормируемый коэффициент экономической эффективности.

Е=1/Т (5.8)

Е=1/0,42=2,38

2,38 > 0,15 проверка соответствует условию.

Вывод: При внедрении автоматизированной системы управления освещением, годовая экономия электроэнергии составляет Э_г=13465 руб. При незначительных капиталовложений К=5650 рублей, срок окупаемости системы автоматического управления составит Т=0,42 года или пять месяцев. Следовательно выбранная мною автоматизированная система управления освещением экономически эффективна.

Используемая литература

1. Г. М. Кнорринг. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Л., Энергоиздат, 1976. -384с.

2. Справочная книга по светотехнике. Под редакцией Ю. Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -382с.

3. Методические указания к курсовой работе по проектированию электрических осветительных установок. Составили Быков В.Г., Грибанов Н.И., Захаров В.А.- Челябинск, 1991г. -57с.

4. Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение. - М.: Агропромиздат, 1991.-239с.

5. Хазанская Л.С., Звонарева Л.М. Стандарт предприятия. -Челябинский государственный агроинженерный университет, 1996 г.

6. ИонинА.А. Теплоснабжение. -М.: Агропромиздат, 1987. -287с.

7. Киселев Н.А. Котельные установки. -М.: Агропромиздат, 1987. -315с

8. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание, выпуск 2.-Челябинск «Дизайн бюро» 2002г. -485с.

9. Методические указания по курсовому проектированию «Теплоснабжение сельскохозяйственных потребителей». Составили Апанасенко A.M., Горяев К.А.-Челябинск 1990г.

10. Методические указаниям к выполнению курсового и дипломного проекта «Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений». Составил Горяев К.А., Басарыгина Е.М.; -Челябинск 1999г.

11. Кравчик А.Э. Справочник Асинхронные двигатели серии 4А. -М.:Энергоиздат, 1985., 501с.

12. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства . Методические указания по выбору установленной мощности силовых трансформаторов на одно- и двухтрансформаторных подстанциях в электрических сетях сельскохозяйственного назначения . -М. : Сельэнергопроект, 1987. -84с.