Проект системы электроснабжения и электроосвещения механического участка ОАО "Атоммашэкспорт"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Энергетической программой страны предусматривается развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства, совершенствованием электрического оборудования, реконструкцией устаревшего оборудования, сокращением всех видов энергетических потерь, улучшением структуры производства, преобразованием и использованием вторичных энергетических ресурсов.

ОАО "Атоммашэкспорт" - инжиниринговая компания, выполняющая комплексные конструкторские разработки. Предприятие "Атоммашэкспорт" было образовано в 1977 году как подразделение Волгодонского завода тяжелого машиностроения. Основная функция подразделения состояла в сопровождении шефмонтажа станочного оборудования, осуществляемого зарубежными специалистами. В 1978 году "Атоммашэкспорт" существовало как подразделение шефмонтажных работ и внешних связей в структуре ПО "Атоммаш". С 1993 года "Атоммашэкспорт" существует как самостоятельная инжиниринговая и экспортно-импортная компания. В 1995 году она была преобразована в открытое акционерное общество. В 2001 году было создано производство для изготовления оборудования для атомных электростанций. В 2003 году было создано специализированное производство промышленной арматуры, в 2004 году - создан участок гидроиспытаний выпускаемой арматуры. В 2006 году на "Атоммашэкспорт" был образован участок для монтажа электрооборудования, систем управления и КИПиА.

В течение более 10 лет "Атоммашэкспорт" оказывает услуги по экспорту оборудования заводу "Атоммаш" и является поставщиком оборудования, производимого заводом в страны Ближнего и Дальнего Зарубежья(на предприятия СНГ и зарубеж в Индию, Вьетнам, Иран, Ирак, Китай, Германию, Болгарию, Чехию, Кубу и другие).

Мой дипломный проект представляет собой проект системы электроснабжения и электроосвещения механического участка ОАО "Атоммашэкспорт".

Данный участок работает более двадцати лет. За этот период устарели морально и физически многие системы цеха. И в первую очередь это касается системы электроснабжения и электроосвещения. В связи с тем, что НТП не стоит на месте, и изменилась концепция самого производства, стало необходимо осваивать новые виды продукции, что вызвало перепланировку помещения участка, замену большой части технологического оборудования, ликвидацию ненужных станков и установку нового оборудования, а также замену электроосвещения. Следовательно, был произведен перерасчет мощностей силового электрооборудования и равномерного распределения их нагрузки по шкафам. Также была произведена замена кабельных линий и аппаратов защиты. В соответствии с расчетными мощностями и токами, были выбраны силовые шкафы и комбинированные автоматы, предусматривающие защиту от токов КЗ и перегрузки. Так как ужесточились современные требования ТБ, нормы и правила, изложенные в СНиП и ПУЭ, то назрела необходимость в замене системы электроснабжения потребителей электроэнергией механического участка ОАО "Атоммашэкспорт".А улучшение финансового положения предприятия сделало это вполне осуществимым.

1. Общая часть

1.1 Характеристика и анализ электрических нагрузок объекта и его технологического процесса

Электроцех включает 10 помещений: механическое отделение, участок ремонта эл.двигателей, цех металлообработки, складское помещение, коридор, кабинет ИТР и РСС, комнату отдыха персонала, душевую, санузел, щитовую. Все помещения являются сухими и пыльными, кроме кабинета ИТР и РСС, комнаты отдыха персонала, где условие среды нормальное. А так же душевая и санузел помещения с повышенной влажностью.

Высота потолка механического отделения, участка ремонта электродвигателей, цех металлообработки и складского помещения 7 метров, а в остальных помещениях эта величина составляет 3 метра.

Механический участок ОАО "Атоммашэкспорт" занимается производством сборочных единиц для сборки регулируемой запорной арматуры. Такими сборочными единицами являются клапаны обратные осесимметричные для газопроводов, для АЭС, для ТЭС, клапаны регулирующие дисковые для АЭС

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: мощности трансформаторных подстанций, питающих и распределительных сетей энергосистемы, заводских трансформаторных подстанций и их сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей. Активные и реактивные нагрузки бывают: суточные, годовые, летние, зимние.

Основными потребителями электроцеха РоАЭС являются двигатели различных станков, а также электроосветительные установки. Данные приемники дают активно-индуктивную нагрузку, с коэффициентом мощности от 0,65 до 0,9.

Перечень электрооборудования приведен в таблице 1. Мощность электропотребления (P_ном) указана для одного электро-приемника. Коэффициент использования (К_и ) и коэффициент мощности (cos) для электро-приемников найден из ([1] табл. 2.11, стр. 52).

Таблица 1 Исходные данные для расчетов

№ приемника по плану	Наименование приемника	Кол-во	Рном, кВт	Кu	cos	з, %
1	Токарно-винторезный станок	5	10	0,14	0,5	0,85
2	Радиально-сверлильный станок	2	9	0,16	0,87	0,87
3	Токарно-винторезный станок	1	1,5	0,13	0,65	0,85
4	Токарно-карусельный станок	1	15	0,16	0,85	0,85
5	Электропечь дуговая	1	11	0,14	0,6	0,7
6	Горизонтально-фрезерный станок	4	9	0,17	0,85	0,85
7	Универсально-заточной станок	2	2	0,16	0,7	0,8
8	Вертикально-фрезерный станок	1	5	0,17	0,9	0,91
9	Фрезерный станок	2	9	0,16	0,81	0,89
10	Электропечь сопротивления	1	8	0,15	0,5	0,73
11	Плоскошлифовальный станок	1	7	0,17	0,9	0,91
12	Круглошлифовальный станок	1	13	0,17	0,87	0,86
13	Внутришлифовальный станок	1	15	0,17	0,86	0,87
14	Кран-балка	1	15	0,1	0,85	0,85
15	Машина листогибочная	1	18	0,24	0,7	0,8
16	Вертикально-строгальный станок	1	7,5	0,17	0,65	0,84

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, и электробезопасности

Зоны класса B-I - зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса B-IА - зоны расположенные в помещениях в которых при нормальной эксплуатации производственного оборудования взрывоопасной смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а такие смеси возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса B-IБ - зоны расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварии или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

- горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях;

- помещения производств, связанных с образованием водорода, в которых по техническим условиям исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения.

Зоны класса B-Iг - пространства у наружных технологических установок, содержащих ГТ и ЛВЖ.

Зоны класса В-II - зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса В-IIА - зоны расположенные в помещениях, характеризующие класс В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только при аварийных ситуациях и при неисправностях.

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества.

Зоны класса П-I - зоны расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61⁰С;

Зоны класса П-II - зоны расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65г/м³ к объему воздуха;

Зоны класса П-IIА - зоны расположены вне помещения зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61⁰С или твердые горючие вещества.

Зоны класс П-III - зоны расположенные в помещениях, в которых образуются горючие жидкости с температурой вспышки более 61⁰С или твердые горючие вещества вне помещений (например, склады минеральных масел, и т.п.).

Классификацию помещений участка я определил по ([2] с.209).

Согласно ПУЭ все помещения механического участка не относятся к взрывоопасным, т.к. технологический процесс не может привести к образованию взрывоопасных смесей.

По пожаробезопасности помещения можно отнести к классуП-II, т.к. зона этого класса характеризует класс П-II ,но характеристики не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только при аварийных ситуациях и при неисправностях.

По электробезопасности все помещения без повышенной опасности. С нормальными условиями среды являются комнаты мастеров и технологов. Остальные помещения сухие и пыльные

2. Расчетно-техническая часть

2.1 Категория надежности и выбор схемы электроснабжения

электрический нагрузка снабжение освещение

Механический участок ОАО "Атоммашэкспорт" получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции. Данный объект состоит в основном из электроприемников, большая часть которых - асинхронные двигатели Для питания этих электроприемников выбран переменный ток с промышленной частотой 50 Гц напряжение 0,4кВ.Цех получает питание от двух трансформаторов собственных нужд цеховой подстанции. Подвод к подстанции осуществляется кабелем, длиной 1,5 км, напряжением 10кВ.Количество рабочих смен 2.

Для данной категории потребителей электроснабжение можно выполнить от одного источника питания при наличие централизованного резерва. И при условии, что перерывы в электроснабжении не будут превышать время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала, то есть по обеспечению надежности электроснабжения потребитель относится ко 2-ой категории надежности электроснабжения.

Групповые осветительные сети являются однофазными приемниками. Для их питания используется сеть переменного тока 220 В с глухо заземленной нейтралью. Такая схема позволяет избежать перекоса фаз, возникающего из-за неравномерности нагрузок в трехфазной цепи.

Для питания светильников общего освещения должно применяться напряжение не выше 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали и не выше 220 В переменного тока при изолированной нейтрали.

Для питания отдельных ламп следует применять, как правило, напряжение не выше 220 В. В помещениях без повышенной опасности указанное напряжение допускается для всех стационарных светильников вне

зависимости от высоты их установки.

Осветительную аппаратуру с люминесцентными лампами допускается монтировать на высоте не менее 2,5метра от уровня пола, при условии недоступности от случайного прикосновения с другими токоведущими частями.

Схема питания осветительной установки включает в себя: 2 трансформатора, щит низкого напряжения подстанции, линии питающей сети (от подстанции до распределительного щита), линии от распределительного щита до осветительных щитков, групповой щиток с аппаратом защиты групповых линий,линии групповой сети от групповых щитков до источников света.

Рисунок 1 1 - трансформатор; 2 - вводное распределительное устройство; 3 - шкаф распределительный; 4 - щиток рабочего освещения; 5 - щиток аварийного освещения.

2.2 Осветительные сети

Установки электрического освещения выполняют в соответствии с 6 разделом ПУЭ, их монтаж ведут в соответствии с требованиями СНиПIII-33-76.

При выборе источников света для производственных помещений, необходимо руководствоваться двумя общими рекомендациями:

-отдавать предпочтение газоразрядным лампам, как энергетически более экономичным и обладающим большей продолжительностью горения, чем лампы накаливания;

-для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию следует по возможности применять лампы наибольшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения. Необходимо считаться с тем, что в некоторых случаях укрупнение мощности ламп и сокращения числа светильников может приводить к заметным затемнениям высоким производственным оборудованием или к резкому понижению освещённости на значительной площади при выходе из строя одного светильника. В наибольшей степени указанные рекомендации относятся к общему освещению и к общему освещению в системе комбинированного.

2.2.1 Выбор вида и систем освещения, типа и числа светильников. В наше время существует большой сортамент различных устройств, преобразующих энергию электрона в энергию фотона

При общем освещении светильники устанавливаются только в верхней зоне помещения - непосредственно на поверхности потолка или подвешиваются к нему, на фермах, колоннах или на производственном оборудовании. Они называются светильниками общего освещения.Для системы общего освещения различают два способа размещения светильников - равномерное и локализованное. При равномерном освещении светильники устанавливаются рядами с одинаковыми или не сильно отличающимися расстояниями между ними.

Общее равномерное освещение имеет наиболее широкое распространение. Оно устраивается в прокатных, сборочных цехах, с равномерно распределенным по площади оборудованием, машиностроительных заводов, в большинстве цехов текстильных предприятий и заводов искусственного волокна, а также во вспомогательных помещениях.

Во многих производственных помещениях бывает необходимо создавать более высокую освещённость для отдельных участков, что можно достигнуть разными способами, например, более частой установкой светильников, изменением их типа, уменьшением высоты установки светильников, увеличением мощности ламп или совместимым применением разных способов. Такое освещение назевается локализованным, или системой общего локализованного освещения. Локализованное освещение применяется в цехах, где работа производится на конвейерах, где производятся наиболее напряженные зрительные работы, требующие повышенной освещённости.

Местное освещение предусматриваются на отдельных рабочих местах, и выполняется светильниками, установленными непосредственно у рабочих мест. Светильниками местного освещения комплектуется большинство станков и другое технологическое оборудование.

Система комбинированного освещения применяется, как правило, в помещениях, где выполняются тонкие и точные зрительные работы. А также при необходимости иметь на рабочих местах строго определённое или переменное направление света для улучшения видимости рельефных объектов различения, или где требуется определённый спектральный состав света; предусматривается общее освещение с равномерным размещением светильников и местное освещение светильниками, установленными на рабочих местах.

В проекте будет применен расчет общего равномерного освещения. В осветительных установках различают два вида освещения: рабочее и аварийное.

Рабочее освещение служит для обеспечения нормальных условий работы на каждом рабочем месте.

Аварийное освещение может быть двух видов: для эвакуации и для продолжения работы. Аварийное освещение для эвакуации должно обеспечить необходимые условия для безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения. В местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0,3 лк. Аварийное освещение для продолжения работы должно обеспечить на рабочей поверхности освещенность не менее 10% величины, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения.

Для помещений, в которых постоянно находится обслуживающий персонал или которые предназначены для постоянного прохода персонала или посторонних лиц, должна быть обеспечена возможность включения аварийного и эвакуационного освещения в течение всего времени, когда включено рабочее освещение.

Светильники эвакуационного освещения при наличии только одного ввода в здание должны быть присоединены к сети, не зависящей от сети рабочего освещения. Для аварийного освещения выбираем щит и обозначаем его ЩАО1. Он подсоединяется к распределительному щиту кабелем.

Для производственных помещений нормы освещенности установлены с учетом обеспечения надлежащего уровня видимости предметов. Выбор освещенности по СНиП осуществляется в зависимости от размера объекта, контраста объекта с фоном и коэффициента отражения фона в помещении.

Для осветительных установок производственных зданий изготовляется большое количество серий и типоразмеров светильников для разных источников света, с различными светотехническими и другими характеристиками, предназначенных для эксплуатации в разнообразных условиях окружающей среды.Свето-распределение светильников характеризуется классами и типами кривых сил света, обусловленными ГОСТ 13828-74

Освещенность (Е) характеризует степень зрительного восприятия объекта, освещаемого источником света. Освещенность какой-либо поверхности определяется как отношение приходящегося на нее светового потока к площади этой поверхности: Е=Ф/S и измеряется в люксах (Лк).

Рисунок 2

Исходя из вышеприведенных требований, освещенность помещений имеет следующие значения:

- кабинет начальника участка - Е=300 лкk_з=1,5;

- участок сборки - Е=300 лкk_з=1,5;

-вентиляционная - Е=100 лкk_з=1,5;

-склад запчастей - Е=150 лкk_з=1,5;

-склад готовых узлов - Е=150 лкk_з=1,5;

- комната мастеров - Е=300 лкk_з=1,5;

-. комната технологов - Е=300 лкk_з=1,5;

- гардероб - Е=75 лкk_з=1,5;

- механический участок - Е=300 лкk_з=1,5.

Принятые источники света должны отвечать следующим требованиям: большой срок службы; соответствующая характеру работ цветопередача; экономическая целесообразность; эстетичность.

В практике проектирования осветительных установок производственных зданий встречаются следующие разновидности расчета освещения: метод коэффициента использования; метод удельной мощности; точечный метод; комбинированный метод.

Метод коэффициента использования и удельной мощности предназначены для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей помещений без затенений.Точечный и комбинированный методы предназначены для расчета освещения при любом расположении светильников, при наличии затенений и при необходимости учета отраженной составляющей освещенности. Эти методы используются чаще всего для расчета локализованного освещения и освещения открытых пространств на минимальную освещенность.

В моем проекте расчет освещения производится методом коэффициента использования. Известными параметрами являются следующие величины, такие как: освещенность Е (лк),площадь S (м²), высота h(м), мощность ламп Р (Вт). Расчет количества светильников для каждого помещения производится по формуле, шт.

, (1)

Где E - нормированная освещенность, лк;

S - площадь помещения, м²;

k_з - коэффициент запаса, для данных помещений он равен 1,5;

z - коэффициент характеризующий неравномерность освещения, ед;

з - коэффициент использования, ед;

Ф_л - световой поток одной лампы в светильнике, лм;

n - количество ламп в светильнике, шт.

Для светильников с лампами накаливания z= 1,15 , а для светильников с люминесцентными лампами z= 1,1 , ед. ([4] стр.7)

Для определения коэффициента использования Ю находим индекс помещения i, ед

, (2)

где А - длина помещения, м;

В - ширина помещения, м;

h - расчетная высота, м

, (3)

где H - высота помещения, м;

h_p - высота расчетной плоскости, на которой необходимо обеспечить освещенность ([5] табл.5),м;

h_c - высота свеса, расстояние светильников от перекрытия или затяжки ферм, м.

Также в расчете учитываются коэффициенты отражения поверхностей помещения:

- потолка ,%;

- стен ,%;

- расчетной поверхности ,%([5] табл.8).

Для примера рассмотрим расчет двух производственных помещений - склада запчастей и механического участка, в которых используются светильники с лампами разного типа.

Определим тип и число светильников на примере склада запчастей.

Размер этого помещения составляет: А=6м, В=6м, Н=3м. Освещенность 150лк, высота расчетной плоскости h_p=0,8м. Светильник крепится на высоте 3м от пола и высота подвеса светильника h_c=0м. Коэффициенты отражения выбираем по([5] таблица8): =70%, =50%, =10%. Выбран светильник РRB/R4х36. Определим количество светильников.

Находим расчетную высоту по формуле 3,м: h=3-0,8-0=2,2

Определяем индекс помещения по формуле 2,ед:

Исходя из заданных коэффициентов отражения по ([5] таблица9) определяем коэффициент использования для светильника РRB/R4х36 з=0,5

Получив необходимые данные, теперь, можно подставить их в формулу 1

Принимаем 2 светильника РRB/R, с четырьмя люминесцентными лампами (Т8/G13) d=26мм по 36Вт.По условиям размещения светильников в конкретных помещениях часто приходится применять поля прямоугольной формы, причем в этом случае желательно, чтобы отношение L_А: L_В не превышало 1,5.

В моем проекте в производственном помещении с высотой потолков 6м используются металлогалогенновые лампы HSI - MP 400 к светильнику HSB.

Различают два способа размещения светильников: равномерное размещение, при котором светильники расположены правильными симметричными рядами по помещению и локализованное размещение, при котором светильники расположены с ориентацией на рабочие поверхности для большего их освещения.

Осветительную аппаратуру в пространстве размещаем таким образом, чтобы расстояние между двумя соседними светильниками было в два раза больше, чем расстояние от любого крайнего светильника до стены. На примере склада запчастей, можно рассмотреть такое расположение светильников.

Таким образом, для обеспечения минимума затрат на освещение для конкретного помещения, сначала необходимо выбрать наиболее экономичный в рассматриваемых условиях источник света. Затем для него, с учетом строительного модуля, определить высоту установки светильников и по нормируемой освещенности выбрать тип светильника и мощность лампы, что позволяет найти оптимальную схему размещения светильников и их общее число, рисунок 3.

Рисунок 3

Светильники с люминесцентными лампами закреплены на потолке в помещениях с высотой стен 3м, а в производственном помещении с высотой стен 6м светильники с металлогалогенновыми лампами закреплены на тросе.

В помещении механического участка АхВхН=61х22х6 освещенность Е=300лк, мощность лампы Р_л=400Вт

Все расчеты зависят от высоты рабочей поверхности h_р и высоты свесаh_с

h_с =(0,2…0,25)H_о (4)

где Н_о - расстояние от рабочей поверхности до потолка

Н_о=6-0,8=5,2м

Следовательно, h_с =(0,2…0,25) 5,2=1,04…1,3=1,2м

Определим размещение световых приборов на плане

(5)

где - коэффициент наилучшего освещения

- расстояние между рядами

По формуле 3 определим расчетную высоту

h=6-1,2-0,8=4м

Далее определим число рядов

(6)

Принимаем значение n_p=4

Уточним расстояние между рядами

(7)

Определим расстояние от стены до ряда по стороне В

(8)

Определим расстояние между светильниками

L_Aр=(1…1,5)L_B=(1…1,5) 5,5=5,5…8,25 (9)

Принимаем значение L_A=8м

Определим расстояние от стены до ряда по стороне А

(10)

Принимаем l_A=2,5м, так как площадь механического участка довольно большая.

Определим общее число светильников

(11)

Определим количество светильников в ряду:

(12)

Проверяем размещение на плане

В=L_В (n_p-1) + 2 l_B=5,5 (4-1) + 5,5=22

А=L_A (N_p-1) + 2 l_A=8 (8-1) + 5=61

Проведем светотехнический расчет механического участка, определив сначала световой поток и тип светильника

(13)

где Ф_лр - расчетный поток лампы

k_з - коэффициент запаса

z - коэффициент минимальной освещенности

S - площадь освещаемой поверхности

E - освещенность нормируемая

N - общее количество светильников

- коэффициент использования светового потока ( по [4] табл.1.1.2, с.9), лм.

Выбираем для освещения механического участка светильник HSBс металлогалогенновой лампой HSI-MP400 со световым потоком Е=32500лм. Крепление светильников осуществляется на тросе.

Определим эксплуатационную высоту h_э

h_э=Н-h_с=6-1,2=4,8м (14)

Определим фактические величины освещенности помещения механического участка и мощности осветительной установки

(15)

Условие выполняется, так как , значит осветительный прибор выбран верно.

Определим общую мощность Р_оо освещения механического участка

(16)

где Р_л - мощность лампы металлогалогенновой

N - количество светильников

На этом выбор вида, типа и числа светильников в помещении механического участка закончен.

Результаты расчетов заносим в светотехническую ведомость, таблицу 2.

Аварийное освещение предусмотрено на случай внезапного отключения рабочего освещения. Аварийное освещение делится на эвакуационное и для продолжения работ. Для помещений, в которых постоянно находится обслуживающий персонал, или которые предназначены для постоянного прохода персонала или посторонних лиц, должна быть обеспечена возможность включения аварийного и эвакуационного освещения в течение всего времени, когда выключено рабочее освещение. Светильники эвакуационного освещения при наличии только одного ввода в здание должны быть присоединены к сети, не зависящей от сети рабочего освещения.

В качестве светильников аварийного освещения принимаем светильники типа НSВ, которые в свою очередь предназначены и для дежурного освещения. Светильники аварийного освещения должны составлять 10-15% от общего числа светильников.

Для эвакуационного освещения я предлагаю использовать светильники ЛБО15 1х8-943/БС-943 российского производителя ООО "Белый Свет", которые предназначены для обеспечения эвакуационного и резервного освещения. Режим работы - непрерывный. При наличии напряжения в сети работает основная лампа (8Вт типа ЛЛ, патрон G5) и подзаряжается встроенный аккумулятор. При отключении электроэнергии включается аварийная лампа (8Вт типа ЛЛ, патрон G5), которая работает в течение 3 часов в автономном режиме от аккумулятора. Эти светильники размещены на входе (выходе) помещений.

Таблица 2

Наименование помещений	Площадь м2	Высота м	Коэффициент отражения	Нормируемая освещенность лк	Коэффициент запаса	Мощностьламп, Вт	Число и тип светильников
			Потолка Рп.	Стен Рс	Пола Рр
Кабинет начальника участка	36	3	50	30	10	300	1,5	4?36	3 PRB/R
Участок сборки	72	3	50	30	10	300	1,5	4?36	6PRB/R
Инструментальная	36	3	50	30	10	300	1,5	4?36	3 PRB/R
Склад запчастей	36	3	50	30	10	150	1,5	4?36	2PRB/R
Склад готовых узлов	36	3	50	30	10	150	1,5	4?36	2PRB/R
Комната мастеров	36	3	50	30	10	300	1,5	4?36	3 PRB/R
Комната технологов	36	3	50	30	10	300	1,5	4?36	3 PRB/R
Гардероб	42	3	50	30	10	50	1,5	4?36	2 PRB/R
Механический участок	1464	6	50	30	10	300	1,5	1?400	32 HBS

Число светильников аварийного освещения определяется по формуле:

(17)

Рассчитаем число светильников на примере механического участка по формуле 4

2.2.2 Компоновка осветительной сети

Выбор вводно-распределительных устройств, магистральных и групповых шкафов, щитков, проводов и кабелей групповых, магистральных и питающих сетей.

Осветительные щитки, предназначенные для установки аппаратов защиты и коммутирования, располагаются на стыке питающих и групповых линий. В этом проекте выбраны щитки основного рабочего освещения серии ОЩВ-12 со степенью защиты IP-54. Для питания аварийного освещения также выбираем щиток ОЩВ-12, выбор был произведен по ([7], с.133).

В щитках на вводах установлены автоматические выключатели серии ABB с различными номинальными токами автоматов.

Выключатели для административных и производственных помещений, предназначенные для включения, отключения осветительной аппаратуры монтируем на высоте согласно ПУЭ 1,5м от уровня пола комнаты или помещения, в которой они монтируются.

Выключатели, выбираем для своего проекта по ([2], с 311; с 287).

Распределительные коробки в административных помещениях монтируем на высоте 0,15м от потолка. Распределительные электромонтажные коробки выбираем ([2], с 452).После выбора электроустановочных изделий данные заносим в таблицу 3.При разветвлении проводки необходимо предусмотреть распределительные коробки. Распределительные коробки бывают ответвительные, вводные, протяжные и коробки с зажимами.

Согласно ПУЭ питание осветительной аппаратуры общего освещения производится напряжением 380/220В, промышленной частоты 50Гц.Для питания отдельных ламп следует применять, как правило, напряжение не выше 220 В. В помещениях без повышенной опасности указанное напряжение допускается для всех стационарных светильников вне зависимости от высоты их установки.

Таблица 3

Наименование изделия	IP	Марка
Выключатели на ток до 10А; Выключатели на ток до 10А; Коробки распределительные: коробки пылезащищённые.	IP-54 IP-30 IP-54	ВС10-1-1Фср ВСп 10-1-1 ЛБ КМ-40002

Для питания ламп ДРИ и пускорегулирующих аппаратов (ПРА) для газоразрядных ламп, имеющих специальные схемы (например, трёхфазные с последовательным включением ламп) допускается использование напряжения не выше 380 В при соблюдении определенных правил.

Светильники с люминесцентными лампами допускается устанавливать на высоте не менее 2,5 м при условии недоступности их токоведущих частей для случайных прикосновений. Светильники с люминесцентными лампами на напряжение 220 В допускается применять для местного освещения при условии недоступности их токоведущих частей для случайных прикосновений. Допускается питание рабочего и аварийного освещения выполнять от двух разных трансформаторов трансформаторной подстанции.

Светильники эвакуационного освещения должны быть присоединены к отдельному независимому источнику питания или автоматически на него переключаться, начиная от щита подстанции, или при наличии только одного ввода, начиная от этого ввода.

Согласно ПУЭ групповые щитки должны располагаться в помещениях, удобных для обслуживания и, желательно, с нормальными условиями среды. Доступ к ним не должен быть затруднен обслуживающему персоналу. Не следует их размещать в складских, конторских и тому подобных помещениях.

Предельный ток аппаратов, защищающих групповые линии, не должен превышать 25 А, число светильников с металлогалогеными лампами, лампами накаливания, подсоединённых к групповой линии, не должно превышать 20 на одну фазу. Для люминесцентных светильников допускается 50 светильников на фазу.

Существует 5 схем питания освещения:

-общая линия рабочего и аварийного освещения с разделением на вводе;

-отдельные линии рабочего и аварийного освещения от щита подстанции;

-схема питания аварийного освещения от силового ввода;

-схема питания освещения от двухтрансформаторной подстанции;

-схема питания освещения от двух подстанций.

Так как ОАО "Атоммашэкспорт" относится ко второй категории надежности электроснабжения, то выбираем схему питания освещения от двух трансформаторной подстанции. Согласно ПУЭ к групповым щиткам подведено напряжение 380/220В, необходимо распределить нагрузку так, чтобы падение напряжения не превышало 2,5% в осветительных сетях. Схема питания осветительных участков приведена на рисунке 1, как наиболее рекомендуемая из практики эксплуатации.

При распределении светильников на группы следует руководствоваться указанными предельными данными и относительным расположением помещений. Предпочтительно выделение на отдельные группы освещения проходов и лестничных клеток.

Групповые линии могут быть одно-, двух- и трёх фазными.Трёхфазные - предпочтительны, когда чередование фаз в линии используется для уменьшения пульсаций освещенности при применении ламп ДРИ. Трёхфазные группы обслуживают в 3 раза больше светильников, чем однофазные.

Они дают существенное сокращение как протяженности сети (четыре провода трёхфазной группы заменяют 6 проводов трёх однофазных групп), так и массы проводникового металла. Трёхфазные группы следует применять в тех случаях, когда освещаются большие помещения с единым технологическим процессом, позволяющим включать и отключать освещение большими частями. В протяженных помещениях, не являющихся постоянными проходами, возникает необходимость включения с двух мест. Аппаратами управления в такой схеме служат переключатели без нейтрального положения. В каком бы положении не находился один из них, вторым можно включать и выключать линию.

В качестве проводниковых материалов для выполнения сетей используются медь и алюминий. Медь имеет ряд преимуществ: меньшее удельное сопротивление, большая механическая прочность и лучшая устойчивость к воздействиям среды, В своём курсовом проекте я использовала кабели с медными жилами. Для питания однофазных сетей рабочего и аварийного освещения мной были выбраны кабели ВВГнг разного сечения - небронированные кабели с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией и поливинилхлоридной оболочкой, не поддерживающие горение. Для питания трехфазных сетей рабочего освещения мной были выбраны ВВГнг разного сечения - гибкие кабели с медными жилами с резиновой изоляцией и резиновой оболочкой. В зависимости от способа монтажа различают внутреннюю и наружную электропроводки. Наружная электропроводка выполняется снаружи по конструктивным элементам зданий и сооружений, а внутренняя - внутри их. В свою очередь наружную и внутреннюю проводку можно выполнить открыто и скрыто. Скрытая электропроводка прокладывается внутри стен, потолков, фундаментов перекрытий, под съемными полами и в других конструктивных элементах зданий. Скрытая проводка может производиться с помощью труб, гибких металлических рукавов, а также в пустотах строительных конструкций, в бороздах, под штукатуркой. Открытая электропроводка прокладывается по поверхности стен, потолков и другим конструктивным элементам зданий и сооружений. Существует много способов прокладки открытой проводки. Применяется также проводка электрических проводов и кабелей на тросах, струнах, роликах, изоляторах, в гибких металлических рукавах, в трубах, коробах, на лотках, в электротехнических плинтусах и наличниках, а так же z профилях. В моём проекте скрытая проводка проложена в административных помещениях под слоем штукатурки, в пожароопасных помещениях в стальных трубах, в помещениях с нормальными условиями среды - на Z-профиле. Проектирование осветительных сетей сводится к объединению светильников в группы. Определим номинальный ток для каждой группы, А

, (18)

где P - мощность ламп, кВт; U_н - номинальное напряжение, В;

сosц - коэффициент мощности по ([8] таблица 6).

Рассчитаем номинальный ток первой группы щитка ЩО1 по формуле 5



Аналогично рассчитываем токи остальных групп. Также определим мощности каждой группы и подключим группы щитов ЩО1 и ЩАО к фазам А, В и С таким образом, чтобы нагрузка на фазы была одинакова. Питание осветительных щитов будем осуществлять кабелем ВВГнг.По [3] выбираем сечение провода по рассчитанному току. Результаты выбора заносим в табличную форму З270116.51.234.214.00.00.000 Э3 графической части.

Расчетная нагрузка Р_рргрупповых и питающих линий от электроприемников, подключаемым к розеткам ([24] с. 15) определяется по формуле, кВт

Р_рр= Р_уд • n_p• k_ор (19)

где Р_уд - удельная мощность на одну розетку, 0,1- 0,06 кВт (При числе розеток до 100 принимается 0,1 кВт); n_p- число розеток; k_ор- коэффициент одновременности для сети розеток (При числе розеток до 10 принимается 1).

Р_рр = 0,1 • 6 • 1 = 0,6 кВт

Результаты расчетов токов заносим в таблицу 4

Одна из важнейших задач при устройстве осветительных сетей - обеспечение ламп необходимым напряжением. У самых отдаленных светильников падение напряжения может составлять 2.5%, в некоторых случаях допускается увеличение потери напряжения до 5%.

Для расчёта потерь необходимо произвести расчет момента нагрузок для каждой группы по формуле, кВт·м

, (20)

где ?Р - сумма мощностей потребителей, кВт; l - длина проверяемого участка, м. L₀ - длина участка от ЩО до ближайшего потребителя, м.

Определим, момент нагрузки для первой группы щита ЩО

Тогда по ([3] таблица 12-19) ?U = 0,4%.

Аналогичным образом рассчитываем моменты нагрузки и потерю напряжения других групп. Потеря напряжения в группе, согласно ПУЭ, не должна превышать 2,5%, в противном случае требуется произвести перерасчёт и выбрать кабель с сечением большего диаметра.

В результате расчетов обнаружено, что потеря напряжения не превышает допустимое значение. Это значит, что не требуется увеличивать сечения кабелей. Расчеты показаны на чертеже З270116.234.214.04.00.000ЭЗ.

Таблица 4

Защиту сетей будем осуществлять с помощью автоматических выключателей, которые снабжаются либо только тепловыми или электромагнитными расцепителями, либо тепловыми и электромагнитными. Тепловые расцепители осуществляют защиту от токов перегрузки, а электромагнитные - токов короткого замыкания. Согласно ПУЭ осветительные сети должны быть защищены не только от токов короткого замыкания, но и от перегрузки. Для защиты электроосветительных сетей устанавливаем в щитах на каждую группу автоматические выключатели ВА 78-29М. Определяем номинальный ток расцепителяI_н.р, А

I_н.р?1,25?I_гр, (21)

гдеI_гр - номинальный ток группы, А.

Принимаем ближайшее стандартное значение номинального тока расцепителя.

Выбираем автоматический выключатель и производим проверку,А

I_н.а ? 1,25?I_н.р . (22)

Выбор автоматических выключателей показываем на примере первой группы ЩО1 (I_гр = 7,98А).

Определяем номинальный ток расцепителяI_н.р по формуле 8

I_н.р =1,25? 7,98=9,97

Выбираем автоматический выключатель и производим проверку по формуле 9

I_н.а ? 1,25?9,97=12,46

Из [24] с.134 выбираем автомат со следующими показателями:

- тип ВА78-29;

- номинальный ток автомата I_н.а, А 16;

- номинальный ток теплового расцепителяI_н.р, А 9,97.

Так как условия (8) и (9) выполнены, то автомат выбран верно.

Аналогичным образом производим расчет автоматов для остальных

групп. Данные расчетов заносим в таблицу 4.

Производим проверку защищенности кабелей автоматами по условию

I_д.д ? I_н.р·К_з, (23)

гдеI_д.д - длительно допустимый ток кабелей, А;

К_з - коэффициент защиты принимаем К_з = 1,0.

Например, проверим защищенность провода первой группы ЩО1 по условию 10

16 ?9,97·1,0.

Так как длительно допустимый ток провода больше чем произведение номинального тока расцепителя и коэффициента защиты, то провод защищен автоматом. Аналогичным образом проверяем провода и кабели остальных групп.В результате этой проверки было установлено, что длительно допустимые токи всех проводов и кабелей удовлетворяют условию (23). Следовательно, нет необходимости в увеличении сечений.

В распределительном щите на отходящих линиях устанавливаем автоматы ВА78-29. Токи расцепителей этих автоматов определяем по условиям (22) и (21) так же как и для групповых автоматов.

2.3 Расчет силовых нагрузок по шкафам. Расчет токов силовых нагрузок, компоновка и выбор силовых шкафов

В механическом участке расположены механические станки и кран-балки, которые получают электроэнергию от трех распределительных пунктов ПР8501. Пункты ПР8501 подсоединены к комплектной трансформаторной подстанции КТП. Напряжение сети питания 380/220В.

Паспортные данные токоприемников приведены в таблице 1.

Рекомендуемые значения коэффициентов взяты из ([6] табл.1.5.1. с.24).

При нахождении значений расчетных точек подсоединения нагрузок до 1 кВ необходимо определить расчетные нагрузки, применив метод коэффициента максимума и знать варианты определения эффективного числа электроприемников n_э. Также необходимо произвести приведение мощностей 3-фазных электроприемников с кратковременным режимом([2]стр.23) к длительному режиму по формуле:

(24)

где Р_ном - мощность электроприемника, приведенного к100% включения, кВт;

Р_пас - паспортная активная мощность, кВт.

Такими электроприемниками являются кран-балки мощностью по 9кВт. Продолжительность включения ПВ=60%, следовательно, Р_ном=7кВт

Для расчета силовых нагрузок по ПР необходимо сначала провести разбивку приемников по ПР, выбрать количество шкафов в соответствии с планом цеха и номинальным током приемников. Номера шкафов и наименования, подключаемых к ним электроприемников с исходными данными приведены в таблице 5.Исходя из данных таблицы 1 можно найти суммарную активную номинальную мощность Р_ном электрических приемников каждого распределительного пункта ПР, которая рассчитывается по формуле, кВт:

(25)

гдеР_номiноминальная допустимая мощность каждого электроприемника, кВт

Из ([6]с.24 таблица 1.5.1) или для групп электроприемников находим коэффициент использования К_и и коэффициент мощности cos. Коэффициент К_и используем для нахождения сменной мощности Р_см за наиболее загруженную смену (расчет для ПР).

Находим сменную мощность за наиболее загруженную смену по формуле, кВт

,(26)

где Ки - коэффициент использования электроприемника;

Рном - номинальная мощность электроприемника, кВт.

Суммарные максимальные средние активные мощности всех электропиемников каждого ПР определяются по формуле, кВт:

(27)

Находим сменную реактивную мощность по формуле, квар

,(28)

где tg- тангенс угла, характеризующего соотношение активных и реактивных мощностей.

Сумма максимальных средних реактивных мощностей определяем по формуле, квар

(29)

Полная средняя сменная мощность определяется по формуле

(30)

Для выбора условия которое определяет метод нахождения эффективного числа электроприёмниковnэ необходимо знать количество электроприёмниковn, показатель силовой сборки m, средний коэффициент использования Kи.с., а так же постоянна или не постоянна номинальная мощность электроприёмникаРном.

Показатель силовой сборки находится по формуле

,(31)

где Рномmaxi - наибольшая мощность электроприемника, кВт;

Рномmini - наименьшая мощность электроприемника, кВт.

Средний коэффициент использования находится по формуле

,(32)

где Рсм - суммарная сменная мощность электроприемников, кВт;

Рном - суммарная номинальная мощность электроприемников, кВт.

В зависимости от количества электроприемников, рассчитанных показателя силовой сборки m и среднего коэффициента использования Kи.с. определяется метод расчета эффективного числа электроприёмниковnэ.

Приn ? 5;Kи.с<0,2;m ?3;Рном ? const.Эффективное число электроприемников находится по формуле

, (33)

где n*э - относительно эффективное число электроприемников.

Относительное эффективное число определяется по табличным данным, приведенным в ([11], c. 57)

, (34)

где n* - относительное число наибольших по мощности электроприемников;

Р* - относительная мощность наибольших по мощности электроприемников, кВт.

Относительное число наибольших по мощности электроприемников определяется по формуле

,(35)

где n' - число электроприемников с единичной мощностью больше либо равной Рномmax/2.

Относительная мощность наибольших по мощности электроприемников, кВт, определяется по формуле

,(36)

где - общая мощность электроприемников, мощность которых больше либо равнаРномmax/2, кВт.

При условии n?5; Kи.с?.0,2; m?3;Рном ? const.Эффективное число электроприемников находится по формуле:

(37)

Для расчета максимальной нагрузки необходимо найти коэффициент максимума

,(38)

где nэ - эффективное (приведенное) число электроприемников;

Ки.с. - средний коэффициент использования.

После нахождения коэффициента максимума находим максимальные нагрузки.

Активную максимальную мощность находим по формуле, кВт

,(39)

Реактивную максимальную мощность рассчитываем формуле с учетом того, что n10, квар

,(40)

Полная максимальная мощность рассчитывается по формуле, кВА

, (41)

Максимальный ток нагрузки рассчитывается по формуле, А

, (42)

где Uном - номинальное напряжение питания электроприемников, В.

Рассчитаем максимальные и сменные мощности, и максимальный ток шкафа ПР1. Находим сменные мощности для электроприемников подключенных к шкафу ПР1 по формуле 13

Рсм1.1=0,141,52=0,42

Рсм1.2=0,172=1,4

Рсм1.3=0,179,73=4,95

Рсм1.4=0,17212=4,08

Рсм1.5=0,1711=1,87

Рсм1.6=0,174=0,68

Находим сменную реактивную мощность для электроприемников подключенных к шкафу ПР1(tg из([6]стр.24 табл.1.5.1.) по формуле 15

Qсм1.1=0,421,33=0,56

Qсм1.2=1,41,73=2,4

Qсм1.3=4,951,33=6,58

Qсм1.4=4,081,33=5,43

Qсм1.5=1,871,33=2,5

Qсм1.6=0,681,33=0,9

По формуле 31 находим показатель силовой сборки

Находим средний коэффициент использования по формуле 32, предварительно рассчитав суммарные активные номинальные и сменные мощности по формулам 25, 27, 29.

Рном1=(21,5)+(27)+(39,7)+(212)+11+4=85,1

Рсм1=0,42+1,4+4,95+4,08+1,87+0,68=13,4

Qсм1=0,56+2,4+6,58+5,43+2,5+0,9=18,37

Итак, имеем полный набор элементов для выбора условия которое определяет метод расчета nэ

n=11; Kи.с.= 0,16; m=8; Рномconst.

В зависимости от количества электроприемников, рассчитанных показателя силовой сборки m и среднего коэффициента использования Kи.с. определяется метод расчета эффективного числа электроприёмниковnэ.

Приn ? 5;Kи.с<0,2;m ?3;Рном ? const.Эффективное число электроприемников находится по формуле 18

Для этого расчета необходимо предварительно определить относительное число наибольших по мощности электроприемников и относительную мощность наибольших по мощности.

Определим число и общую мощность электроприемников подключенных к шкафу ПР3, мощность которых больше или равна Рном макс/2=12/2=6. Число электроприемников подключенных к шкафу ПР1 и имеющих мощность большую или равную 6 кВт равно 6. Поэтому n'=8, а сумма их мощностей равна 78,1 кВт. По формуле 35 определяем относительное число наибольших по мощности электроприемников

.

По формуле 36 определяем относительную мощность наибольших по мощности электроприемников

.

Используя найденные относительное число наибольших по мощности электроприемников и относительную мощность наибольших по мощности электроприемников из ([6], табл.1.5.4. c.26) находим относительное эффективное число электроприемников исходя из условия формулы 34

.

По формуле 20 находим эффективное число электроприемников

.

Следовательно, в период максимального (30 мин) потребления электрической энергии работают 9 станков со средним коэффициентом использования 0,78.

Используя найденные эффективное количество электроприемников и средний коэффициент использования из ([6], табл.1.5.3., с.26) находим коэффициент максимума, исходя из условий формулы 25

.

По формуле 26 находим максимальную активную мощность

По формуле 40 находим максимальную реактивную мощность

.

По формуле 41 находим максимальную полную мощность

По формуле 42 находим максимальный ток нагрузки

.

Расчет максимальных мощностей и максимального тока электроприемников подключенных к шкафу ПР1 на этом закончен.

Аналогично производим расчет для ПР2.

Полученные данные по расчету установленной и сменной мощности систематизируем и заносим в таблицу 5, которая наглядно показывает нагрузку в наиболее загруженную смену.

Определяем номинальные токи электроприемников, необходимые данные берем из таблицы 1, по формуле, А:

(43)

где Р_ном - номинальная мощность всех электродвигателей ЭП, кВт;

U_ном- номинальное напряжение сети- 380В;

сos - номинальный коэффициент мощности;

- номинальный коэффициент полезного действия.

Определяем номинальный ток электроприемника №1,по формуле 43

Аналогично рассчитываем номинальные токи для остальных электроприемников.

Для расчета силовых нагрузок по шкафам необходимо провести разбивку электроприемников по шкафам, а также выбрать количество шкафов в соответствии с планом цеха. Номера шкафов и наименованиеподключаемых к ним приемников приведены в таблице 5.