Электроснабжение промышленных предприятий

/

1. Характеристика объекта

1.1 Характеристика применяемого оборудования, режимы работы

1.2 Категория электроснабжения

1.3 Выбор питающих напряжений

2. Электрическое освещение

2.1 Характеристика помещений по окружающей среде

2.2 Выбор нормированной освещенности

2.3 Вид освещения. Система освещения

2.4 Выбор источников света и светильников

2.5 Аварийное освещение

2.6 Выбор светильников и расстановка их на месте

2.7 Выбор типа ламп осветительных приборов

2.8 Выбор осветительных щитов

2.9 Расчет питающей и групповой осветительной сети с проверкой на AU

2.10 Выбор защиты с проверкой на Iокз

3. Электрические нагрузки

3.1 Расчет нагрузок

3.2 Компенсация реактивной мощности

3.3 Внешнее электроснабжение и технико-экономическое обоснование

4. Силовая сеть

4.1 Выбор и расчет распределительной сети с проверкой

4.2 Выбор защиты сетей

4.3 Выбор пусковой защиты

4.4 Расчет токов однофазного КЗ с проверкой защиты

4.5 Вводно-распределительное устройство Выбор ВВодно-распределительного устройства

4.6 Учет электроэнергии

4.7 Элементы автоматики в электроснабжении

4.8 Описание работы схемы АВР на контакторах

5. Заземление

5.1 Назначение, Виды заземлений

5.2 Расчет заземлений

5.3 Уравнение потенциалов

6. Монтаж, наладка и эксплуатация

6.1 Организация работ по монтажу

6.2 Монтаж Внутренних сетей

6.3 Наладка проводки после монтажа

6.4 Эксплуатация сетей и Э0

7. Экономика

7.1 Технико-экономическое сравнение

7.2 Численность дежурных и ремонтных рабочих

7.3 Годовой фонд рабочего бремени электрооборудования

7.4 Расчет потребности электроэнергии

7.5 Плата за потребляемую электроэнергию

8. Охрана труда

8.1 Организационно-технические мероприятия

8.2 Ответственность лиц по наряду-допуску на работу

8.3 Требования к электротехническому персоналу

8.4 Противопожарные мероприятия и ведомость инвентаря

Литература

Приложение

Энергетика нашей страны обеспечивает надёжное электроснабжение народного хозяйства страны и жилищно-бытовые нужды различных потребителей электрической и тепловой энергии.

Основными потребителями электрической энергии являются различные отрасли промышленности, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом более 70% потребления электроэнергии приходится на промышленные объекты.

Электроэнергия широко используется во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов (подъемно-транспортных систем ПТС, компрессоров, насосов и вентиляторов); для электротехнологических установок (электротермических, электросварочных) а также для электролиза электроискровой и электрозвуковой обработки материалов, электроокраски и др.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящих из сетей напряжением до 1KB и выше трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности; к ним предъявляются определённые требования: надёжность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения примышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений.

Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и эффективности их работы.

Передача, распределение и потребление выработанной электроэнергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надежностью. Для обеспечения этого энергетиками создана надежная и экономичная система распределения электроэнергии на всех ступенях применяемого напряжения с максимальным приближением высокого напряжения к потребителям.

В системе цехового распределения электроэнергии широко используют Комплексные распределительные устройства, подстанции, силовые и осветительные токопроводы.

Это создает гибкую и надежную систему распределения, в результате чего экономится большое проводов и кабелей. Упрощены схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет, например, отказа от выключателей на первичном напряжении с глухим присоединением трансформаторов подстанций к питающим линиям. Широко применяют совершенные системы автоматики, а также простые и надежные устройства защиты отдельных элементов системы электроснабжения промышленных предприятий.

Все это обеспечивает необходимое рациональное и экономное расходование электроэнергии во всех отраслях промышленности являющихся основными потребителями огромного количества электроэнергии, которая вырабатывается на электростанциях, оснащенных современным энергетическим оборудованием.

1.Характеристика объекта

1.1 Характеристика применяемого оборудования, режимы работы

Насосная станция водоснабжения сблокирована со станцией очистки воды. Вода обеззараживается и подается потребителям. На станции остановлены насосы: хозяйственный, промывной, дозирующий, противопожарный. Установлен блок обеззараживания, электросталь, инфракрасные обогреватели. Предусматривается рабочее и аварийное освещение.

Электрооборудованием называется совокупность электротехнических устройств и (или) изделий. Электрооборудование может иметь соответствующее название, например: электрооборудование станка, электрооборудование крана и т. д.

Электрооборудование разделяют на силовые и осветительные. Силовое охватывает все виды ЭП, исключая предназначенные для освещения, Поэтому при проектировании внутрицехового электроснабжения промышленных предприятий расчеты и чертежи силового и осветительного электрооборудования выполняются раздельно. Отдельными этапами ведется и монтаж силовых и осветительных электроустановок.

Согласно ГОСТ различают восемь номинальных режимов работы электроприемников: продолжительный; кратковременный; повторно-кратковременный; повторно-кратковременный с частыми пусками; повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением; перемежающийся; перемежающийся с частыми реверсами; перемежающийся с двумя и более частотами вращения.

Рассмотрим три основных режима работы, характерных для большинства ЭП промышленных предприятий, — положительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

А) Продолжительный режим. Этот режим работы электроприёмников продолжается столь длительное время, что повышение температуры нагрева всех его частей над температурой окружающей среды достигает практически установившегося значения Туст.

После включения электроприборов в сеть температура его и сети начинает повышаться. Если бы отсутствовала отдача теплоты в окружающую среду, то температура элементов сети непрерывно повышалась бы. В результате происходящего одновременно процесса охлаждения наступает тепловое равновесие, при котором температура электропотребителе1 и элементов его сети становится установившейся. Практически установившейся температурой называется температура, изменение которой в течении 1 часа не превышает 1С при условии_; что нагрузка сети и температура охлаждающей среды остаются практически неизменными.

При выборе электроустановок по нагреву необходимо, что бы фактически установившееся значение превышения температуры Туст над температурой окружающей среды соответствовало допустимому значению Тдоп. При этом условии обеспечивается безаварийная работа электроустановок.

Б) Кратковременный режим характеризуется небольшими по времени периодами работы и длительными паузами с отключение электроприёмников от сети. Иначе говоря, период работы имеет столь ограниченную продолжительность что превышение температуры нагрева электрооборудования над температурой окружающей среды не успевает достигнуть допустимых предельных значений, а продолжительность пауз между периодами работы столь велика, что электрооборудование успевает охладиться до температуры окружающей среды. В кратковременном режиме работают вспомогательные механизмы металлорежущих станков, электроприводы различных заслонок, задвижек и т. п., где пауза значительно превышает длительность работы.

В) Повторно-кратковременный режим, при котором кратковременные периоды чередуются с паузами. При этом рабочие периоды не настолько длительны, чтобы превышение температуры нагрева электроустановок над температурой окружающей среды могло быстро достигнуть установившегося значения, а во время пауз электроустановка не успевает охладиться до температуры окружающей среды. В результате многократных циклов температура электроустановки достигает некоторой средней установившейся величины Тср.

В повторно-кратковременном режиме работают электроприводы механизмов подъемно-транспортных устройств, приводы прокатных станков, электросварочные аппараты для точечной сварки и т. п.

1.2 Категории электроснабжения

В отношении обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствий от перерыва электропитания приемники электрической энергии согласно ПУЭ. Гл. 12, разделяются на три категории:

а) Электроприемники 1 категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройства сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Удельный вес нагрузок потребителей 1 категории в большинстве областей промышленности невелик, за исключением химических и металлургических производств. На нефтехимических заводах и заводах синтетического каучука нагрузка потребителей 1 категории составляет 75 — 80% суммарной расчетной нагрузки предприятия; на металлургических заводах, имеющих в своем составе только коксохимические, доменные и конвертерные цехи, она равна 70 — 80%; на металлургических заводах с полным металлургическим циклом нагрузка 1 категории достигает 25 — 40%.

Из состава ЭП 1 категории выделена так называемая особая группа ЭП, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования. К ним относятся электродвигатели задвижек и запорной арматуры, приводы компрессоров, вентиляторов, насосов, подъемных машин на подземных рудниках, обеспечивающих своевременную эвакуацию людей, а так же аварийное освещение в некоторых производствах, Электроприемники 1 категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при аварии на одном из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения, особой группы ЭП 1 категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Схема электроприемников 1 категории

Электроприёмники 2 категории — это такие электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, к массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта,

нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Группа потребителей 2 категории является наиболее многочисленной в большинстве отраслей промышленности. ЭП 2 категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. При нарушении электроснабжения одного источника питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой.

Допускается питание ЭП 2 категории по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями каждый из которых выбирается по длительно допустимой нагрузке линии. Допускается питание ЭП 2 категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного (передвижного) складского резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора.

Схема электроприёмников 2 категории

Электроприемниками 3 категории называются все остальные электроприемники, не подходящие под определения 1 и 2 категории. К ним можно отнести злектроприемники во вспомогательных цехах, на неответственных складах, в цехах несерийного производства и т. п. Для электроснабжения электроприёмников 3 категории достаточно одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 сутки.

Схема электроприёмников 3 категории

Насосная станция водоснабжения относится к потребителям 1 категории, поэтому необходимо предусмотреть электропитание от 2 независимых источников с устройством автоматического включения, резерва (АВР) на вводе.

1.3 Выбор питающих напряжений

Выбор того или много стандартного напряжения определяет построение всей системы электроснабжения промышленного предприятия, для внутрицеховых электрических сетей наибольшее распространение имеет напряжение 220/380 В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электроприборов. Наибольшая единичная мощность трехфазных электроприборов получающих питание от системы напряжений 220/380 В, как правило, не должна превышать 200 — 250 кВт, допускающих применение коммутирующей аппаратуры на ток 630 А.

Для получения наиболее экономичного варианта электроснабжения предприятия в целом напряжение звена системы электроснабжения должно выбираться, прежде всего, с учетом напряжений смежных звеньев Выбор напряжений основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов в случаях, когда:

1) от источника питания можно получать энергию при двух или более напряжений;

2) при проектировании электроснабжения предприятий приходится расширять существующие подстанции и увеличивать мощность заводских электростанций;

3) сети заводских электростанций связывать с сетями энергосистем.

Предпочтение при выборе вариантов следует отдавать варианту с более Высоким напряжением даже при небольших экономических преимуществ (не привыкающих 10 — 25%) низшего из сравниваемых напряжений.

Для внешнего электроснабжения своей насосной станции водоснабжения я выбрал напряжение 0,4 кВт так, как все электрооборудование рассчитано на данное напряжение.

2. Электрическое освещение

2.1 Характеристика помещений по окружающей среде

Каждое помещение производственного здания имеет определенное функциональное назначение, и электрическое освещение должно создавать условия работы, необходимые для успешного решения поставленных задач.

Выполнить это условие можно только при изучении технологии производства в той мере, которая необходима для устройства осветительных установок.

В ПУЭ все помещения делятся на сухие (относительная влажность не более 60% при температуре не более 30 С°), влажные (относительная влажность не более 75%), сырые (относительная влажность более 75%) и особо сырые (относительная влажность близко к 100%) при температуре меньше 30 С°; жаркие (температура больше или равна 30 С°); пыльные, в которых по условию производства выделяется технологическая пыль, при этом может быть токопроводящей и не токопроводящей. В некоторых помещениях промышленных зданий выполнение технологических процессов сопровождается выделением паров и газов, образующих взрыве и пожароопасные смеси.

Защищенность световых приборов от вредных воздействий окружающей среды — одна из важнейших характеристик, определяющих срок службы и надежность работы приборов.

Помещение насосной станции водоснабжения имеет сырую окружающую Среду, поэтому применяем светильники, имеющие степень защиты IР44.

2.2 Выбор нормированной освещенности

Для того, чтобы правильно рассчитать потребное количество светильников, для создания нормальных условий работы, необходимо знать нормированную освещенность. Нормированная освещенность зависит от типа работ в различных помещениях. Поэтому для определения нормированной освещенности существуют Строительные Нормы и Правила (СНиП).

Нормы СНиП являются основой для отраслевых или ведомственных норм в которых, кроме уровней освещенности, приводятся дополнительные сведения: в какой плоскости нормируется освещенность, какая система освещения целесообразна, какой коэффициент запаса требуется принять и т. д.. При проектировании установок электрического освещения использование таких норм предпочтительно.

Вот некоторые из выбранных согласно СНиП нормированных освещенностей :

— помещение насосной — 30 Лк

— помещение очистки сточных вод = 30 Лк.

2.3 Вид освещения. Система освещения

При проектировании осветительных установок всегда стоит вопрос о выборе системы освещения: общее (равномерное или локализованное) и комбинированное (к общему освещению добавляется местное). система местного освещения предназначается не только для освещения рабочих поверхностей, но и всего помещения в связи с чем, светильники общего освещения обычно размещают на потолке или в непосредственной близости от него, на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностях.

В системе общего равномерного освещения расположение светильников равномерно по помещению: расстояние между их рядами выдерживается независимо неизменяемым. Равномерное размещение светильников обычно применяется при равномерном освещении.

Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность, режиме эксплуатации здания. При погасании по каким-либо причинам рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, которое может быть двух родов: для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения (см. пункт 2.5)

В помещениях преимущественно используется система общего равномерного освещения.

2.4 Выбор источников света и светильников

Выбор светильников определяется не только экономичностью осветительной установки, но и надежностью ее работы, определяемой соответствием характеристики светильника окружающей среды.

Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения, в осветительных установках аварийного освещения и некоторых других случаях.

Люминесцентные лампы имеют более высокую световую отдачу и Срок службы по сравнению с лампами накаливания. Это обстоятельство Является одной из причин их предпочтительного использования для Промышленного освещения. На основании характеристик люминесцентных ламп можно сделать вывод о том, что их целесообразно применять ;

— для общего освещения помещений, в которых производятся работы IV и VII разрядов;

— для общего освещения помещений, когда естественное освещение недостаточно или вовсе отсутствует;

— для освещения помещений, в которых выполняются работы, требующие правильной цветопередачи.

желательно применять люминесцентные лампы и для местного освещения В соответствии с существующей шкалой напряжения в электрических осветительных сетях источники света, предназначенные для общего освещения, выпускаются на номинальные напряжения 127, 220, 380 В.

Для местного освещения с повышенной опасностью поражения электрическим током применяются лампы на напряжение не выше 42 В, а при наличии неблагоприятных условий (неудобное положение работающего или возможность соприкосновения с заземленными металлическими поверхностями) — не выше 12 В.

Выбор светильников определяется характером окружающей среды, требованиями к светораспределению и ограничению слепящего действия, а так же соображениями экономики.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании.

Для освещения в помещениях насосной станции водоснабжения используют светильники с лампами накаливания (для расчетов был принят тип ПСХ- 60).

2.5 Аварийное освещение

Аварийное освещение для продолжения работы должно устраиваться в помещениях, в которых внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжелым последствиям для людей и технологического оборудования. При этом освещенность на рабочих поверхностях должна составлять не менее 5% освещенности, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения, но не менее 2 Лк внутри зданий и не менее 1 Лк для территории предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 Лк при газоразрядных лампах и более 10 Лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований.

Эвакуационное (аварийное) освещение необходимо для создания условий безопасного выхода людей при погасании рабочего освещения, для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0.5 Лк в помещениях и 0.2 Лк на открытых территориях. Этот вид освещения устраивается в производственных помещениях и зонах работ на открытом воздухе, где при погасании рабочего освещения может возникнуть опасность травматизма, в производственных и общественных помещениях, с количеством работающих более 50 человек по проходам и лестницам, служащим для эвакуации людей.

В качестве мер эвакуационной безопасности в здании насосной станции светильники аварийного освещения с лампами накаливания, подключаемые от отдельного вводно-распределительного щита ВРУ. Для ремонтного освещения предусматривается установка ящика ЯТП- 0.25.220/36 8

2.6 Выбор количества светильников и расстановка их на плане

Расчет освещения производится для определения мощности источников света и установленной мощности всей осветительной установки. Его можно выполнить точечным методом или методом коэффициента использования светового потока.

Расчёт в данном проекте ведётся по методу удельной мощности, или по упрощённому методу коэффициента использования. Расчётные формулы:

Wуд*S

N = __________

N

Где: n — потребное количество светильников для освещения помещения, шт

Wуд — удельная мощность светильника по Кноррингу «Справочная книга для проектирования освещения», Втм²

S — площадь помещения, м²

N — мощность светильника, Вт

В расчёте сначала определяются высота подвеса и площадь помещения;

Тип и количество светильников в проектируемом помещении.

По справочным таблицам находим нормированную освещённость для данного вида помещений. Определятся по таблицам удельная мощность, соответствующая площади помещения. Выбирается мощность осветительного устройства, рассчитывается количество светильников при заданных параметров (удельная мощность, высота подвеса, площадь и др.)

Пример расчёта для помещения насосной

9,3 * 48,32

W = ___________ = 7,45 = 8 светильников

Лампа накаливания Б — 60

Пример расчёта для помещений очистки воды

12,6 * 24,16

n = _____________ = 5,2 = 6

Принимаем светильник ПСХ — 60, защитного исполнения, высота подвеса 2,5 метра. На входах в помещения устанавливаем светильники НПП 03−60.

2.7 Выбор типа ламп, осветительных приборов

Светотехническая промышленность выпускает широкий ассортимент источников света, предназначенных для использования в различных осветительных установках.

Наряду с распространёнными лампами накаливания и люминесцентными лампами в настоящее время применяют ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ. Металлогалогенные типа ДРИ. ксеноновые и натриевые лампы.

Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения и некоторых других случаях.

Люминесцентные лампы имеют более высокую световую отдачу и срок службы по сравнению с лампами накаливания. Это обстоятельство является одной из причин предпочтительного использования для промышленного освещения. Однако все разновидности люминесцентных ламп имеют в своем спектре преобладание излучений в сине-фиолетовой и жёлтой частях спектра и недостаток излучений в красной и сине-зелёной частях спектра, что заметно искажает цветопередачу Если необходимо особо точное восприятие цветов, то используются лампы с исправленной цветностью типа ЛДЦ, которые обеспечивают удовлетворительную цветопередачу по всему спектру, за исключением оранжево-красной части.

Общим недостатком всех газоразрядных ламп является наличие стробоскопического эффекта, обусловленного пульсацией светового потока вследствие малой инерционности ламп. Это приводит к искаженному

восприятию движущихся объектов и утомлению рабочих. Мерами снижения пульсаций светового потока могут являться: включение ламп на разные фазы трёхфазной электрической сети или применение двух линий двухламповых схем включения люминесцентных ламп, что позволит снизить пульсацию светового потока до 10% и более.

На основании характеристик люминесцентных ламп можно сделать вывод о том, что их целесообразно применять:

— для общего освещения помещений, в которых производятся работы зрительных разрядов IV b VII.

— для общего освещения помещении, когда естественное освещение не достаточно или вовсе отсутствует.

— доля освещения помещений, в которых выполняются работы, требующие правильной цветопередачи.

При выборе люминесцентных ламп следует учитывать, что наиболее экономичными являются лампы типа ЛБ, поэтому их следует применять во всех помещениях, где нет повышенных требований к правильной цветопередачи.

Лампы ДР применяются в следующих случаях:

— для общего освещения производственных помещений высотой более 8 м, в которых не требуется правильной цветопередачи;

— для освещения территории промышленных предприятий 9исключая дежурное освещение) Лампы ДРИ пока не имеют широкого применения. Однако предполагается, что они будут целесообразны в тех случаях, что и лампы ДРЛ.

Выбор осветительных приборов определяется характером среды, требованиями к светораспределению по ограничению слепящего действия, а так же соображением экономики.

Светораспределение светильника является его основной характеристикой, определяющей светотехническую эффективность применения светильника в заданных условиях.

Для освещения помещений, стены и потолок которых имеют невысокие отражающие свойства, целесообразно применять светильники прямого света. В этих условиях светильники прямого света, направляя свой поток источников света вниз на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и наилучшее использование светового потока. Однако применение светильников прямого света, особенно с концентрированной или глубокой кривой силы света, вызывает заметную неравномерность распределения яркости в поле зрения, так как при этом яркость потолка и верхних участков стен становится малой по сравнению с яркостью рабочих поверхностей. В помещениях с такими светильниками возникают также резкие падающие тени от посторонних предметов в связи с незначительной ролью| отраженных от стен и потолка световых потоков, что следует учитывать при размещении светильников.

Помещение насосной станции водоснабжения имеет влажную окружающую среду, светильники приняты защитного исполнения ПСХ-60, крепят к стенам на высоте 2,5 м. Светильники приняты с лампами накаливания Б=60.

2.8 Выбор осветительных

На каждом предприятии необходимо предусмотреть установку осветительных щитков, в которые будут собраны группы отходящие от щитка. При выборе типов щитка учитывают условия среды в помещениях, способ установки щитка, типы и количество в них аппаратов.

По роду защиты от внешних воздействий щитки имеют следующие конструктивные исполнения: защищенное, закрытое, брызгонепроницаемое, пыленепроницаемое, взрывозащищённое и химически стойкое. Электрическая изоляция щитков должна выдерживать без пробоя или перекрытия приложенное в течении 1 мин. Испытательное напряжение 2000 В промышленной частоты. Конструктивно щитки изготовляются для открытой установки на стенах (колоннах, конструкциях) и для утопленной установки в нишах стен. При размещении их следует выбирать помещения с более благоприятными условиями окружающей среды.

Токопроводящие жилы проводов и кабелей выполняют из меди или алюминия, в зависимости от назначения для изоляции жил, применяют различные сорта кабельной бумаги, резины и пластмассы.

Для защиты изоляции от воздействия света, влаги, химических веществ, а также для предохранения от механических повреждений; большинство проводов и кабелей снабжают оболочками, выполненными из металла, резины и пластмассы.

В проекте для установки будут использоваться щитки индивидуального изготовления. Освещение запитывается от разных групп вводно-распределительного щита ВРУ, от которого запитаны и силовые потребители.

2.9 Расчёт питающей и групповой осветительной сети с проверкой на Аu

Расчет электрической сети зданий производится с учетом следующих основных положений:

1) провода не должны перегреваться при прохождении расчетного тока нагрузки сверхдопустимого значения;

2) потери напряжения должны находиться в допустимых пределах, установленных ГОСТ на качество электрической энергии:

3) снижение напряжения, вызванные кратковременными изменениями нагрузки, например включением короткозамкнутых асинхронных электродвигателей, не должны превышать значений, установленных вышеуказанным ГОСТ, и вызывать нарушения работы действующих электроприемников;

4) механическая прочность проводов должна быть не ниже допустимой для данного вида электропроводки;

5) при выборе схемы в расчетах питающих сетей целесообразно учитывать экономические факторы, характеризующиеся наименьшими приведенными затратами;

6) распределение допустимых потерь напряжения по участкам внутренней сети целесообразно проводить из условия наименьших затрат проводниковых материалов с учётом п.5;

7) аппараты защиты должны обеспечивать защиту всех участков сети от КЗ, а в некоторых случаях, предусмотренных НУЭ_: и от перегрузок.

Внутренние сети освещения выполняются проводов марки ВРГ т. е провода, количество жил может различаться от 2-х на проводах к выключателю до 5-ти на части с рабочим и защитным заземлением.

После выполнения графической части проекта необходимо разбить все электроприемники (в данном случае светильники и розетки) на приблизительно равные по мощности группы. В последующем, каждая из этих групп будет защищена автоматическим выключателем. Для каждой группы будет выбран питающий провод, который будет проверен на потерю напряжения, Допустимая потеря для осветительной сети составляет 5%.

Так как насосная станция имеет всего два помещения — это помещение насосной, где установлены насосы, и помещение очистки воды. Поэтому светильники подключаются н.э. две группы с автоматическими выключателями CLS6, аварийное освещение запитано от третей группы щита ВРУ. Ремонтное освещение, т. е ЯТП- 0,25, запитано от рабочего освещения насосной.

Расчетные формулы:

P

Ip=________

U*cosф

Где: Iр — расчетный ток группы, А Р — мощность групп, кВт

U — напряжение питающей сети кВ

cos ф — коэффициент мощности, для люминесцентных ламп = 0,92;

для ламп накаливаний =0,95; для смешанного освещения cos ф будет зависеть от отношения количества люминесцентных ламп и ламп накаливания на группе.

Условия выбора сечения кабеля

Для розеток

P*Kовр

Ip=___________

U

Где: Iр — расчетный ток группы, А

Р — мощность группы, кВт Ковр — коэффициент одновременного включения розеток

(до 10 розеток -1; от 10 до 29 — 0,9; от 20 до 50 — 0.8)

U — напряжение питающей сети. кВ

Ip

Ip>Кз*Iз

Где: Iр — расчетный ток группы, А

Iд — допустимый ток, А Кз — коэффициент защиты

Iз — ток защиты, А

P*L

?u%=_____________

C*S

?u% < ?u%д

Где: ?u% — потеря напряжения выбранной группе. %

?u%д — допустимая потеря напряжения, %

Р — мощность группы, кВт

L — длина провода до наиболее удаленного потребителя в выбранной группе, м С — коэффициент проводимости (для меди =32)

S — сечение выбранного провода, мм

Пример расчета для группы РО1 (рабочее освещение насосной)

0,55

Ip=___________=2,5 А

0,22*0,95

Принимаем кабель ВВГ 3×1,5 мм²

Iд = 17 А

17 А > 2,5 А Проверяем выбранное сечение кабеля на потери напряжения

0,55*8

?u%=_________=0,09%

32 * 1,5

Пример расчета для группы РО2 (рабочее освещение станции очистки)

0,3

Ip=__________=1,4 А

0,22*1,5

Принимаем кабель ВВГ 3×1,5 мм²

Iд= 17А

17A >1,4A

Проверяем выбранное сечение на потери напряжения

0,3 * 15

?u%=________= 0,09%

32 * 0,95

Пример расчета для группы АО (аварийное освещение)

0,36

Ip=_________=1,6 А

0,22*0,95

Принимаем кабель ВВГ 3×1,5 мм²

Iд= 17А

17A >1,6 A

Проверяем выбранное сечение кабеля на потери напряжения

0,36*10

?u%=________=0,075%

32 * 1,5

Проверяем потери напряжения на группах с учётом потерь на вводе в здание насосной

??u% = ?u%здан + ?u%авр + ?u%гр

Где: ??u% - суммарные потери

?u%здан — потери на вводе

?u%авр — потери от щита АВР до щита ВРУ

?u%гр — потери в конце группы освещения Суммарные потери для группы РО1

??u% = 1,69 + 0,009 + 0,09 = 1,87%

?u% > ??u%

5% > 1,87%

Суммарные потери для группы АО

??u% = 1,69 + 0,009 + 0,075 = 1,855%

5% > 1,855%

2.10 Выбор защиты сетей с проверкой по Io.к.з.

Даже в правильно спроектированной и эксплуатируемой электроостановке всегда остается вероятность появления аварийных режимов, которые могут привести к выходу из строя электрооборудования, иногда к пожару и уничтожению имущества, а также к резкому повышению опасности для соприкасающихся с ним людей.

К аварийным режимам прежде всего относятся коротки замыкания одно-, двухи трехфазные. Последнее является наиболее тяжелым из КЗ, однако оно бывает значительно реже, чем одноили двухфазные. Чаще всего КЗ происходят в результате пробоя или перекрытия изоляции из-за неправильной сборки схемы и неквалифицированного обращения с электроприборами.

Токи КЗ, ограниченные лишь весьма небольшими сопротивлениями короткозамкнутой цепи, могут достигать значений, в десятки раз превышающих номинальные токи присоединённых электроприёников, а так же допустимые токи проводников. Токи КЗ оказывают значительное динамическое и термическое действие на токоведущие части и вызывают выход из строя. Именно поэтому важно локализовать аварию — отключить в возможно короткий срок повреждённый участок сети. Наряду с плавкими предохранителями в установках до 1 кВт широко применяют автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно-, двухи трёхполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Правила устройства электроустановок требуют определения тока однофазного КЗ с целью проверки нормальной работы аппаратов защиты и действительности системы зануления.

Для защиты внутренних сетей жилых и общественных зданий 380 220 В применяются плавкие предохранители и автоматические воздушные выключатели.

Автоматические выключатели снабжают специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют s виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты, для этого используют электромагнитные и тепловые реле, Эти реле называют расцепителями.

Номинальным током автоматического выключателя Iном, А. называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждении, нормальным напряжением автоматического выключателя называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывания расцепителя. Током вставки расцепителя называют наименьший ток, при протеканий которого расцепитель срабатывает.

Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

— номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

— отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу;

— номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчётного тока нагрузки, длительно протекающего по защищённому элементу:

Iном.рас > Ip. max

— автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном работы режиме защищаемого элемента, поэтому вставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

Iном.рас > (1,1 — 1,3) Ip. ma

Расчётные формулы:

Ip.a > Ip * Kз

Где: Ip. a — номинальный ток расцепителя, А

Ip — расчётный ток участка схемы, А

Кз — коэффициент запаса (для электромагнитных расцепителей 1,25)

Пример расчёта для группы потребителей:

В качестве примера расчета определим тип и рабочие параметры автоматического выключателя для группы «гр.РО1»,

Расчётный ток группы = 25 А

Ip.a > 2,5 * 1,25 A

Ip.a > 3,13 A

Ближайшее нормированное значение тока расцепителя для автоматических выключателей это lp. a = 6А. для защиты данной группы выбираем автоматический выключатель типа CLS6 — С6/1N расцегителем на номинальный ток 6А.

Гр. РО2

Ipa > 1,4 * 1,25 = 1,75 A

Принимаем автоматический выключатель CLS6 — C6/1N разделителем на номинальный ток 6А.

Гр.АО

Ipa > 1,6 * 1,25 = 2,0 A

Принимаем автоматический выключатель CLS6 —C6/IN разделителем на номинальный ток 6А.

Автоматические выключатели серии CL — предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях перегрузке, недопустимых снижениях напряжения, а также до 30 оперативных включений и отключений оперативных цепей в сутки и рассчитаны для эксплуатации в электроустановках с номинальным рабочим напряжением до 400 В переменного тока частотой 50Гц.

Расчетные формулы:

Uф

Iокз=______________

Zтр + Zл

Где: Iокз — ток однофазного короткого замыкания, А

Uф — напряжение питания сети, В

Zтр — сопротивление силового трансформатора, Ом

Zл — сопротивление питающей линии, Ом

Zл = Zо* L

Где: Zo — сопротивление одного километра линии, Ом/км (табличные данные)

L — длина линии, км

Условия работы защиты:

3 * Iр. а < Iокз

Где: Iр. а — ток расцепителя, А

Iокз — ток однофазного короткого замыкания, А

Пример расчета для группы потребителей:

Для расчета тока однофазного короткого замыкания, необходимо знать мощность силового трансформатора, длину питающей линии, сопротивление одного километра линии. Питание насосной станции водоснабжения выполняется от существующей трансформаторной подстанции. Выбор именно этого варианта внешнего снабжения будет подробно рассмотрен в пункте 3.3.

Для группы РО1 (рабочее освещение)

Iокз = ___________________________________= 240 А

0,65+1,29 * 0,05+0,79 * 0,005+25,2 * 0,008

3 * 6 < 240, защита работает

Для группы РО2

Iокз = _________________________________= 201А

0,65+1,29 * 0,5+0,79 * 0,005+25,2 * 0,015

3 * 6 < 201, защита работает Для группы АО

Iокз = ________________________________= 227 А

0,65+1,29 * 0,05+0,79 * 0,005+25,2 * 0,01

3 * 6 < 227, защита работает

3. Электрические нагрузки

3.1 Расчет нагрузок

Результаты расчетов нагрузок являются исходными материалами для всего последующего проектирования. Целью расчетов являются прогнозирование графика и определение расчетной нагрузки с помощью теоретических методов и опытное изучение данных по аналогичным производствам, и на основе изучения влияния технологии производства на характер электрических нагрузок.

Расчетной нагрузкой называется такая неизменная во времени нагрузка, которая вызывает такой же перегрев проводников над окружающей температурой или тепловой износ изоляции, как и реальная переменная I времени нагрузка.

Важное значение при проектировании сетей электроснабжения имеют и такие характеристики графика нагрузок, как величина и повторяемость возникновения пиков и провалов выходящих за уровни расчетных нагрузок вызывающих колебания напряжения и частоты переменного тока, а так же перегрузки сетевых устройств.

Расчет ведем методом коэффициента максимума: все электроприемники Разделяют по режиму работы на группы с одинаковыми данными Ки и cosф. Подсчитываем количество электроприемников в каждой группе. По каждой Группе ЭП (электроприемники) пределы Рном Все ЭП приводим к НВ = 100%.

Подсчитываем суммарную мощность всех ЭП по группам. По таблице принимаем для характерных групп ЭП Ки и coscp, и определяем tgф. Для каждой группы однородных ЭП определяем: рассчитываем среднюю активную нагрузку за наиболее загруженную шину для каждой группы ЭП по формуле:

Рсм = Ки *Рн.

Где: Ки — коэффициент использования, Рн — номинальная мощность.

Суммарное Рсм ~ Рсм ЭП Вычесления сводим в таблицу № 3.1

Рассчитываем среднюю реактивную нагрузку в кВАР за наиболее нагруженную шину для каждаой группы ЭП по формуле:

Qcm = Рсм * tgф

Все вычисления сведены в таблицу № 3.1

Определяем Ки — коэффициент использования для ЭП по таблице 2.1 (Коновалова)средневзвешенный по щиту ВРУ

Ки = Рем / Рном

Ки = 62,56/87,394 =0,71

tgф — каждого ЭП определяем по cosф ЭП по таблице (Брадиса) или по средневзвешенному

tgф = Qcm / Рсм

COS — коэффициент мощности для ЭП определяем по таблице 2.1 (Коновалова) Средний cos по таблице 3.1 определяем по средневзвешенному

tgcp = Qcm / Рсм cosф = 0,85

Определяем число эффективных ЭП в зависимости от коэффициента Использования с учетом m.

m = Ри макс/ Рнмш m = 18,5 /0.067 = 276

т.к. m > 3 и Ки > 0.2, то определяем относительное эффективное число ЭП по формуле:

2?Рн 2 * 87,394

n=—————— n=—————————= 9,4 = 10

Рнмах 18.5

Где n — общее число ЭП, n = 16 Рн — суммарная номинальная мощность всех ЭП Рнмахмощность наибольшего электроприемника в группе По таблице 2.6 (Коновалова) при nэ = 10 и Ки = 0,71 (определяем коэффициент максимума). Км = 1.2

Определяем расчетную активную максимальную нагрузку кВт по формуле:

Рр=Км * Рсм = 1,2 * 62,56 = 75 кВт

Определяем расчетную реактивную мощность по формуле:

Qp = Км * Qсм = 52,3 кВАР

Определяем полную расчетную мощность по формуле:

Sp = v Рр + Qp = v75 + 52.3 = 91,4 кВА

Определяем расчетный ток по формуле:

Iр = Sp / 3Uhom = 91,4 /1,73 * 0,38 = 139А

Таблица 3.1

3.2 Компенсация реактивной мощности

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий является вопрос о компенсации реактивной мощности. Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Так как в результате расчета реактивная мощность Qp оказалась меньше 50 кВАР (см. п. 3.1), то согласно РУМ (руководящие указания и материалы) Компенсирующее устройство не устанавливаем.

Qk = д * Pp (tgф1 — 2tgф)

Где д — коэффициент разброса характеристик

Рр — расчетная нагрузка, кВт

tgф1- полученный по расчетам

tgф2 — заданный энергосистемой

Qk = 0,9 * 75(0,61−0,2) = 27,6 кВАР < 50 кВАР

3.3 Внешнее электроснабжение и технико-экономическое обоснование

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источника питания. Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведенными затратами на систему электроснабжения. Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правило, разрабатывается несколько вариантов наиболее целесообразный из которых определяют в результате технико-экономического сопоставления. В данном проекте рассмотрим два варианта электроснабжения:

Первый вариант — это электроснабжение от существующей трансформаторной подстанции ТП№ 1 (кабель проложен в траншее) Второй вариант — это электроснабжение от проектируемой трансформаторной подстанции ТП№ 2(комплектная подстанция КТП) В силу особенностей местности и безопасности людей варианты с воздушным электроснабжением не рассматриваются.

После технико-экономического сравнения вариантов (см. п. 7.1) был выбрал вариант № 1;

Электроснабжение от существующей трансформаторной подстанции ТП№ 1.

Длина питающего кабеля 50 м.

1 вариант Электроснабжение от существующей ТП№ 1 от разных секций шин. Нагрузка первой категории, поэтому на вводе в здание устанавливаем АВР. Выбираем питающие 0,4 кВ от ТП№ 1.

S

Ip=_________

v3Uн

Где Sp — расчетная мощность

Uh — номинальное напряжение

91.4

Ip=_________= 132A

1.73 * 0.4

Принимаем кабель АВБбШв-4×50

Iд = 165А

Iд > Ip

165 > 132

Проверяем выбранное сечение кабеля на потери напряжения в сети

Pp * L

?u%=______

C * S

Где Рр — расчетная мощность

L — длинна кабеля

С — коэффициент равный 46

S — сечение кабеля мм²

75*50

?u%=________=1.6%

46*50

Выбираем кабель от щита АВР до ВРУ Принимаем кабель ВВГ — 4×50

Iд > Iр

150 > 132

Проверяем на потери напряжения

75*5

?u%=______=0.09%

77*50

??U%=?U% + ?U1% = 1.6 + 0.09 = 1.69%

Потери напряжения на вводе ВРУ- 1,69%

?Uд > ??U%

5% > 1.69%

Кабель выбран правильно, т. е. выбранное сечение кабеля подходит по допустимым токам нагрева и потери напряжения в сети.

2 вариант Электроснабжение от КТП с установленной рядом с насосной станцией.

Выбираем мощность трансформаторов КТП

S

Sтр=_____

в*n

Где Sтр — расчётная мощность кВА в — коэффициент загрузки трансформатора n — количество трансформаторов

91.4

Sтр=______= 76кВА

0.6*2

Принимаем два трансформатора по 100 кВА Проверяем выбранную мощность трансформатора на аварийный режим

0.84*Sр 0.84*91.4

в а=_________=__________= 0.77 < 1.4

Smm 100

При выходе из строя одного трансформатора другой возьмет на себя нагрузку.

Для подключения КТП выбираем кабель 10 кВ

91.4

Ip=_________=5.2 A

1.73*10

Ip 5.2

Sэк=___=_____= 4.8

Y 1.1

Принимаем кабель 10кВ ААБ — 3×16

Iд = 75 А

Iд > Ip

75 > 5.2

Сечение кабеля выбрано с запасом, поэтому кабель возьмет на себя полную нагрузку при выходе из строя одного из кабелей.

После экономических расчетов в разделе «Экономика» принимаем первый вариант для дальнейших расчетов, так как он наиболее экономичный и с технической стороны удовлетворяет.

4. Силовая сеть

4.1 Выбор и расчет распределительной сети с проверкой на потерю напряжения

Проводники электрических сетей от проходящего по ним тока согласно закона Джоуля — Ленца нагреваются.

Количество выделенной тепловой энергии Q пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания тока:

Q = 0,241^2*Rt

Нарастание температуры проводника происходит до тех пор, пока не наступит полное тепловое равновесие между теплом выделяемым в проводнике с током, и отдачей в окружающую среду. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливается наибольшая длительно допустимая температура проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах. Длительно протекающий по проводнику ток при котором устанавливается наибольшая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву. Значения максимальных длительно допустимых токов определены из условия допустимого теплового износа материала изоляции проводников различных марок и сечений, температурой окружающей среды и способы прокладки, безопасности обслуживания электрической сети, обеспечения надежности и экономичности. В таб. 3 8 приведены значения допустимых температур нагрева проводников, в соответствии с которыми установлены значения.

допустимая температура нагрева проводников имеет важное значение для безопасной эксплуатации сети, так как перегрев проводов током может привести к выходу проводника из строя, а в некоторых случаях может возникнуть пожар и даже взрыв.

Для выбора сечения провода по нагреву током нагрузки сравниваются расчетный максимальный Ip и допустимый Iд.

±V%=[ (Uфак — Uhom) /Uhom ] * 100%

Расчёт на потери напряжения производится по формуле

?U%Щ~ * S

Где ?М = L * P

C — коэффициент (берём из таб. 3.13)

S — сечение кабеля кв. м

L — длина, м

Р — номинальная мощность, кВт

До самого удалённого электроприёмника (хозяйственный насос)

P = 18.5 кВт

U = 380 B

18.5 * 11

?U% - __________ = 0.15%

77 * 16

Все остальные расчёты сводим в таблицу 4.1

2. Рассчитываем потери напряжения от потребителя до ВРУ

P * L

?U%=______

C * S

Где Р — мощность расчётная, кВт

L — длина, м

С — коэффициент из = 46

S — сечение, 50 кв. мм

?U% = 1,69% (см. 3,1)

Общие потери рассчитываются по формуле

?U% общ = ?U% от ВРУ до ЭП + ?U%

?U% = 1,69 + 0,15 = 1,84%

1,84% < 5%, подходит по нормам ПУЭ токи для проводника принятой марки и условий его прокладки. При этом должно соблюдаться соотношение Iр < Iд.

Хозяйственный насос

1. Рассчитываем ток нагрузки

I = Рн / v3Un * cosф

Где Р-мощность, кВт — 18,5

Un— напряжение, — 380 В

соsф — 0,8

I = 18,5 / v3 * 0,38 * 0.8= 31 А

По выбираем сечения кабеля из условия Iд > Iр

Iд = 75А, 75 > 31

Принимаем кабель ВВГ-4×16 и проверяем на потерю напряжения. Выбранные по длительно допустимому току и согласованные с током защиты аппаратов сечения проводников внутрицеховых электрических сетей должны быть проверены на потерю напряжения. Нормированных значений потери напряжения нет, однако в ГОСТ 13 109 87 указаны предельные значения отклонений напряжения от номинального для различных ЗП, присоединяемых к распределительным щитам. Поэтому при эксплуатации электрических сетей, зная уровень напряжения на выводах наиболее удаленного ЭП и рассчитанную потерю напряжения на вторичной стороне питающего трансформатора и выбрать устройства для регулирования напряжения на питающем конце линии, для нормальной работы ЭП напряжение на его выводах должно быть по возможности ближе к номинальному значению. Допустимые потери напряжения в сети можно установить с учетом результата расчета сети до 1кВ недопустимые отклонения напряжения.

Отклонением напряжения у ЭП называется алгебраическая разность между фактическим (действительным) напряжением сети Uфак и номинальным напряжением ЭП, отнесенная к номинальному напряжению Uнoм.

4.2 Выбор защиты сетей

В эксплуатации электрической сети возможны нарушения нормального режима ее работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому цеховые электрические сети должны быть надежно защищены от аварийных режимов. Токи КЗ могут достигать значений, в десятки раз превышающих номинальные токи присоединенных ЭП и допустимые токи проводников 'д. Для предотвращения чрезмерного нагрева проводника и электрооборудования каждой участок сети должен быть снабжен защитным аппаратом, отключающий поврежденный элемент сети от токов КЗ должна быть предусмотрена во всех случаях.

Другим распространенным видом анормального режима электроустановок являются перегрузки, сопровождающиеся прохождением по проводникам, обмоткам электродвигателей и трансформаторов повышенных токов. вызывающих перегрузку. их нагревание сверх допустимого значения. Согласно НУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещения открыто проложенными изолированными незащищенными проводниками с горючей изоляцией; силовые сети, по условиям технологического процесса могут возникнуть перегрузки. Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяют автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей.

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований:

1.Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи, номинальные токи расцепителей автоматических выключателей нужно выбирать по возможности меньшими расчетного тока защищаемых участков сети или по номинальному току отдельных ЭП в зависимости от места установки аппарата защиты с округлением до большего ближайшего стандартного значения.

Расчетные выражения для определения токов защитных аппаратов Приведены в таб.3.9

2.Время действия аппаратов защиты должно быть по возможности меньшим и должна быть обеспечена селективность действия защиты соответствующим подбором надлежащей конструкции защитного аппарата и его защитной характеристики.

З. Аппараты защиты не должны отключать установку при перегрузках, возникающих в условиях нормальной эксплуатации, например, при включении асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, при рабочих технологических нагрузках.

Пример: хозяйственный насос Выбираем аппарат защиты, (комбинированный расцепитель автоматического выключателя с регулируемой обратнозависимой характеристикой) из Условия таб.9 [1]

Iсраб. Комб. Peг >1,25 * 31 = 38

Выбираю автоматический выключатель тип PKZ 2/zM-40

Номинальный ток выключателя 60А

Номинальный ток расцепителя 40А

4.3 Выбор пусковой аппаратуры

Для управления работой электродвигателей, станков, вентиляторов, кранов и других ЭП служат контакторы и магнитные пускатели.

Контактором называют аппарат, приводимый в действие электромагнитом, включение и отключение которого можно осуществлять дистанционно, с помощью кнопки управления. Вместе с другими электрическими аппаратами контакторы служат для пуска, ускорения, изменение направления, вращения и остановки ЭП при ручном и автоматическом управлении. Контакторы применяются для соединения силовых цепей электродвигателей мощностью 100 кВт и выше. Для более мелких ЭП применяются магнитные пускатели. В цепях переменного тока в основном используется трехполюсные контакторы серии КН, КНВ.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 100кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и остановки электродвигателя (реверсивные пускатели). В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемые электродвигатели от перегрузок.

Магнитные пускатели трехполюсной контактор переменного тока с прямо ходовой магнитной системой, в которой дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы главной цепи электродвигателя.

Для управления электродвигателями насосов приняты пускатели импортного производства DIL2M.

4.4 Расчет токов однофазного КЗ с проверкой защиты

Токи КЗ могут достигать значений, в десятки раз превышающие номинальный ток присоединенных ЭП и допустимые токи проводников 'д.

Для предотвращения чрезмерного нагрева проводников и электрооборудования, каждый участок сети должен быть снабжен защитным аппаратом, отключающим поврежденный элемент сети с наименьшим временем действия.

Защита электрических сетей от токов КЗ должна быть предусмотрена во всех случаях.

Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение в конце защищаемого участка двух трехфазных КЗ при всех видах режимов нейтралей сети, а также однофазных в сетях с глухо заземленной нейтралью.

Защита от однофазных КЗ может осуществляться плавкими вставками или минимальными расцепителями автоматических выключателей во всех трех фазах на стороне 0,4 кВ трансформаторов.

Надежное отключение токов КЗ в сети напряжением до 1кВ обеспечивается в том случае, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки или срабатыванию расцепителей автоматического выключателя, имеющих обратнозависимую от тока характеристику, будет не менее трех.

Величина тока однофазного КЗ определяется по формуле:

Iк = Uф / Zт + Zп

Где: Uф — фазное напряжение сети, В

Zт — полное сопротивление трансформатора = 0,65 Ом из [5]

Zп — полное сопротивление сети, фаза-нуль.

Zп = Zтp + Zл

Zл = Zo * I

Zo — АВБбШв — 4×50 — 1,29 Ом/км

L = 50 м

Zo — ВВГ — 4×50 — 0, 79 Ом/км

L=5м

Iк = ____________________________________=309 А

0.65+1.29 * 0.05+0.79 * 0.005+2.4 * 0.011

3 * 80 = 240 < 309

Защита будет работать.

Хозяйственный насос.

Zo — ВВГ — 4×16 — 2,4 Ом/км

Iк = ____________________________________=298 А

0.65+1.29 * 0.05+0.79 * 0.005+2.4 * 0.011

3*40 = 120 < 298

Защита будет работать.

Все остальные расчеты сводим в таблицу 4.1

4.5 Вводно-распределительное устройство

Выбор вводно-распределительного устройства

Вводные (ВУ) или вводно-раслределительные (ВРУ) устройства устанавливаются в зданиях, в местах ввода внешних питающих сетей и предназначены для присоединения к ним внутренних электрических сетей зданий и распределения электрической энергии. Схемы присоединения к внешним сетям и распределения электрической энергии в зданиях разнообразны. Однако, несмотря на разнообразие они состоят по существу из сравнительно ограниченного количества отличающихся друг от друга элементов, В схемах вводной части ими являются один или два рубильника или переключателя с предохранителями, один или два автоматических выключателя, два автоматических выключателя или два контактора с аппаратурой АВР, а также все перечисленное выше в сочетании с аппаратурой измерения или учета.

Вводно-распределительные устройства состоят из элементов вводной и Распределительной частей в разных сочетаниях. Выполняются ВРУ в виде щитов одностороннего или двустороннего обслуживания, которые собирают из панелей или шкафов. Простейшие ВРУ выполняются в виде одиночных панелей, шкафов и ящиков.

Из-за различных схем снабжения невозможно ВРУ которое бы подходило К большинству потребителей, поэтому в данном проекте устанавливается ВРУ индивидуального изготовления с автоматическими выключателями На отходящих линиях и на вводе.

Так как нагрузка первой категории, то на вводе устанавливается щит С устройством АВР.

4.6 Учет электроэнергии

Учет электроэнергии бывает двух видов; расчетный и технический. Система учета зависит от схемы электроснабжения, характеров электроприемников и схемы коммуникации. Учет израсходованной электроэнергии производится с помощью активной и реактивной электроэнергии.

Одним из наиболее распространенных видов счетчиков являются индукционные счетчики переменного тока. В настоящее время применяются электронные счетчики. Установлены трехфазные электронные счетчики ЦЭ6803=380,5А. Счетчики подключаются через трансформатор тока 100/5А Счетчик электрической энергии ЦЭ6807Б предназначен для измерения активной энергии в однофазных двухпроводных целях переменного тока. Счетчик внесен в реестр средств измерений РФ под № 29 589. Счетчик удовлетворяет требованиям ГОСТ 30 207–94. Передаточное число основного передающего устройства 2000 имп/кВт-ч. Полная мощность, потребляемая цепью тока при номинальном токе не превышает 0,5 ВА. Счетчик имеет счетный механизм, осуществляющий учет электрической энергии непосредственно в киловатт-часах до запятой, десятых долях после запятой.

4.7 Элементы автоматика в электроснабжении

К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (АВР), автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР), автоматической нагрузки по частоте и по току (АЧФ и АРТК).

Устройства автоматизации осуществляют автоматическое управление схемой электроснабжения предприятия в нормальном и аварийном режимах. Применение автоматизации позволяет обеспечить длительное нормальное функционирование СЭС, з кратчайший срок ликвидировать аварию, обеспечить высокую надежность электроснабжения промышленных потребителей и простоту схем, сократить расходы на обслуживание, обнаруживать поврежденные участки с наименьшими затратами труда, повысить качество электроэнергии и экономичность работы ЭУ.

Устройства автоматического включении резерва (АВР) В сетях промышленных предприятий с раздельным питанием потребителей 1 категории от двух источников питания (НН) широко применяются устройства АВР, которые повышают надежность электроснабжения и сокращают время простоя электрооборудования.

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

— время действия должно быть минимально возможным;

— все выключатели, оборудованные АВР, должны иметь постоянный контроль исправности цепи включения;

— действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать дополнительных включений на не устранившиеся КЗ ;

— действие АВР должно быть обязательным при любой причине исчезновения напряжении на шинах подстанции.

Устройство АВР является обязательным для всех потребителей 1 категории.

Устройства автоматического повторного включения (АПВ)

АПВ осуществляют быстрое повторное восстановление электроснабжения промышленных потребителей после кратковременных самоустраняющихся повреждений в электрической сети.

Согласно ПУЭ, устройства АПВ обязательны на всех воздушных линиях и воздушных линиях с кабельными вставками напряжением выше 1 Кв.

По числу кратности срабатывания различают АПВ однократного, двукратного и трехкратного действия. В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее распространение имеют однократные АПВ. По способу воздействия на привод выключателя имеются механические и электрические АПВ.

Схемы АПВ выполняются на оперативном или переменном токе и должны приходить действие при аварийном отключении включателя и с определенной выдержкой времени.

Устройства АПВ не должны срабатывать при оперативных переключениях схемы обслуживающим персоналом; при срабатывании отдельных защит, отключающих устойчивые КЗ; при отключения выключателя релейной защиты сразу же после включения его персоналом.

Для учета действия АПВ в схемах должны предусматриваться сигнальные (указательные) реле или счетчики срабатывания.

Устройства автоматической разгрузки по частоте (АРЧ)

Устройства АРЧ действуют при снижении частоты сети ниже допустимой и применяются для поддержания частоты на необходимом уровне.

Существует два метода АРЧ: по абсолютному значению частоты и по скорости изменения частоты.

Первый метод АРЧ применяют в системе электроснабжения промышленных предприятий. Он заключается в срабатывании реле частоты РЧ при определенном ее значение задаваемой энергосистемой. что приводит к отключению части потребителей через промежуточное реле.

Второй метод АРЧ с отключением потребителей в определенной очередности применяется обычно в энергосистемах.

Устройства автоматический разгрузки по току (APT)

Эта разгрузка применяется, когда при нарушении питания на одной линии или трансформаторе нагрузка переключается на другую линию или трансформатор, но их пропускная способность не покрывает всей нагрузки, даже с учетом допустимой перегрузки.

4.8 Описание работы схемы АВР на контакторах

Щит АВР насосной устанавливается вблизи вводно-распределительного Щита ВРУ насосной. На щит приходит два кабеля от разных секций существующей ТП, ввод № 1-рабочий и ввод № 2 — резервный. В щите установлены два контактора КМ1 и КМ2, реле контроля напряжения К1 и К2,

Катушка контактора КМ1 запитана через параллельно замкнутый контакт КМ2. Контактор КМ1 находится в работе горит лампа НЛ1, замкнут контакт, К1 реле контроля напряжения. При отключении контактора КМ,его блок контакт КМ1 в цепи катушки контактора КМ2 замыкается, контакт реле контроля напряжения К2 замкнут, контактор КМ2 включается и напряжение подается на ВРУ насосной. Работа насосной восстанавливается.

5. Заземление

5.1 Назначение, виды заземлений

При обслуживании электроустановки опасность представляют не только неизолированные токоведущие части, находящиеся под напряжением, но и те конструктивные части электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением пои повреждении изоляции.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции применяется одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, двойная изоляция, малое напряжение, выравнивание потенциалов.

Защитное заземление — это преднамеренное заземление с установкой которое состоит из заземлителя, проводящих проводов.

Заземлитель (электрод) — это металлический проводник или группа проводников, находящиеся с прикосновением с землей.

Заземляющий провод — это металлический проводник, соединяющий заземляющие части с заземлителем.

Сопротивление заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников.

Виды заземлений:

1. В электроустановках до 1кВ с глухо заземлённой нейтралью должно быть выполнено зануление. В таких установках не разрешается применять заземление корпусов без их связи с глухо заземлённой нейтралью источника, так как это может привести к появлению опасного для человека напряжения на заземленном корпусе поврежденного оборудования.

Напряжения 660, 380, 220 В заземление будет равняться сопротивлению земли 5, 10, 20 Ом.

В глухо заземленной нейтрале выполняется повторной заземление.

2. В электроустановках выше 1кВ с изолированной и эффективно заземленной нейтралью должно быть выполнено заземление. Кроме защитного заземления, в электроустановках применяется рабочее заземление, предназначенное для создания нормальных условий работы аппарата или электроустановки.

5.2 Расчет заземления

Подстанция напряжения 10/0.4кВ.

Грунт — глина.

Принимаем угловую сталь 50×50×5,1 = 3 м.

R₃ = 40 м

p = R изм * ?

где р — удельная плотность сопротивления, Ом/см

Rизм — сопротивление грунта, Ом

? — коэффициент повышения сопротивления.

Ro = 0,0034 * р где Rо — сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

р — удельная плотность сопротивления, Ом/см;

Rо

n=__________

? * Rз

где n — количество электродов;

Ro — сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

? — коэффициент экранирования;

Rз — сопротивление земли, Ом.

a

____

l

где, а — расстояние между электродами, м;

l -длина электрода, м

Rз

Ro=_________

n * ?

где n — количество электродов;

Ro — сопротивление одиночного заземлителя, Ом;

? -коэффициент экранирования;

Rзсопротивление земли, Ом.

Р = 40 * 1,3 = 0,52 * 10 Ом/см;

Ro = 0,0034 * 0,52 * 10= 1,77;

17.7

n = _________= 9.4

0.47 * 4

17.7

Rз = ________= 4.2 > 4 Ом

0.47 * 9

a

? = 0.47 при ____ = 0.9 (9 электродов)

l

По условию Rз < 4 Ом, значит надо увеличить число электродов.

а

? = 0.45 при ____ = 0.7 (16 электродов)

l

17.7

Rз = ________= 2.5 < 4 Ом

0.45 * 16

5.3 Уравнивание потенциалов

Напряжение прикосновения и ток через тело человека могут быть значительно уменьшены и сведены к достаточно малой величине, если в электроустановке предусмотрено уравнение потенциалов. В каждой электроустановке здания на вводе должна быть выполнена главная система уравнивания потенциалов, путем объединения (присоединения) к главной шине уравнивания потенциалов (ГШУП) следующих проводящих частей:

— защитного проводника (РЕ — проводника или PEN — проводника) питающей линии;

— заземляющего проводника, присоединенного к заземлителю (если заземлитель имеется);

— главных проводников системы уравнивания потенциалов, прокладываемых от сторонних проводящих частей (металлоконструкций здания металлические трубы горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения, входящие в здание, металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования);

— заземляющего проводника функционального (рабочего) заземления, если такое имеется, и если отсутствуют ограничения на присоединение цепей функционального заземляющего устройства защитного заземления.

По ходу передачи электроэнергии рекомендуется выполнять дополнительные системы уравнивания потенциалов.

При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединить дополнительными проводниками уравнивания потенциалов к щитам РЕ электрощитов питания вентиляторов и кондиционеров. При этом распределительная сеть от главного щита зданий к этим щитам должна быть пятипроводной (три фазы, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник).

Главная шина уравнивания потенциалов ГШУП монтируется в металлическом ящике, установленным рядом со щитом ВРУ. На ящик наносится знак заземления, к ГШУП подключаются все не токоведущие части.

6. Монтаж, наладка и эксплуатация

6.1 Организация работ по монтажу

Современная технология электромонтажного производства предусматривает производство работ в две стадии.

Первая стадия: непосредственно на строительной площадке устанавливают закладные крепёжные части, а так же монтируют коммуникации для скрытой прокладки проводов и кабелей; в это же время на монтажно-заготовительном участке осуществляют укрепительную сборку элементов электроустановок в узлы и блоки, стендовую заготовку проводов и кабельных линий, комплектацию оборудования и материалов, а так же ревизию и предварительную наладку электрооборудования.

Вторая стадия: все электромонтажные работы выполняют непосредственно на строительной площадке. Они включают в себя сборку предварительно заготовленных узлов и блоков, прокладку проводов и кабелей, установку ЭП, светильников, монтаж оборудования. Этим работам предшествует приёмка от строительной организации сооружений и отдельных помещений под монтаж электрооборудования. Приёмку оформляют двухсторонним актом. Строительные работы в помещениях, принимаемых для производства электромонтажных работ, должны быть доведены до состояния, обеспечивающего нормальное и безопасное ведение работ, защиту монтируемого оборудования, кабелей и проводников от вредного влияния атмосферы. Основным источником повышения производительности труда, снижения себестоимости монтажа,

Повышения качества работ и сохранение сроков их производства является индустриализация электромонтажных работ. Под индустриализацией электромонтажных работ понимают совокупность организационных и технических мероприятий, обеспечивающих выполнения возможно большего объёма работ вне строительной площадки на специализированных заводах, монтажных организаций, мастерских монтажно-заготовительных участков, а так же на заводах электротехнической промышленности.

6.2 Монтаж внутренних сетей

По способу выполнения электропроводка должна быть открытой (стационарной, переносной и передвижной), если она проложена по поверхностям стен и потолков, по балкам, фермам и др., и скрытой, если она проложена внутри конструктивных элементов зданий или сооружений (в полках, перекрытиях, стенах и т. п.). Самый распространенный тип электропроводки — это электропроводка внутри зданий, помещений, т. е. внутренняя электропроводка. Наружной электропроводкой называют электропроводку, проложенную по наружным стенам зданий и сооружений или между ними, под навесами, а также на опорах с тремя, четырьмя пролетами длиной 2 м каждый, установленных вне улиц. Изолированные провода подразделяют на защищенные и незащищенные. Защищенные провода по верх электрической изоляции имеют оболочку (металлическую, пластмассовую) для предохранения от механических повреждений. Расстояние между креплениями защищенных проводов принимают равным 500 — 700 мм. Незащищенные изолированные провода на изолирующих опорах (роликах, изоляторах и др.). При пересечении незащищенных и защищенных проводов в различных трубопроводах их располагают на расстоянии 50 мм от последних. При проходе проводов в сыром помещении с иной температурой или влажностью с обеих сторон перегородки устанавливают воронки и заливают их изолирующим компонентом. Провода и кабеля прокладывают на несгораемые строительные конструкции зданий, а также по каналам в них. При прокладке незащищенных проводов принимают меры, исключающие их касание к сгораемым поверхностям. Соединения и ответвления проводов и кабелей выполняют так, чтобы они не испытывали механических усилий и жилы проводов и кабелей были изолированы. Соединения и ответвления проводов проложенных внутри коробов, в трубах и гибких металлических шлангах, проложенных открыто или скрытно, выполняют в соединительных и от ветвительных коробках. Внутри коробов со съемными крышками и в лотках соединение и ответвление проводов выполняют в специальных зажимах с изолирующими оболочками-, обеспечивающими непрерывность изоляции.

Провода в местах выходов из коробов, лотков, жестких труб и гибких металлических рукавов защищают от повреждения втулками.

Если провода и кабели цепей одного агрегата, силовых и прототипных цепей нескольких машин, щитов, пультов, питающих сложных звеней, цепей нескольких групп одного вида освещения с общим числом проводов в трубе, не более восьми, проходят параллельно, то в остальных и других механически прочных трубах, рукавах, коробах, лотках и замкнутых каналах строительных конструкций зданий, их прокладывают совместно. Для облегчения монтажа осветительных установок заводы электромонтажных организаций изготавливают электромонтажные изделия, позволяющие свести работы по монтажу выключателей, розеток и светильников к креплению готовых конструкций к строительным элементам зданий, Выключатели и штепсельные розетки при скрытой проводке устанавливают в готовых нишах, коробках или стаканах, с креплением при помощи шурупов, винтов или имеющихся на них распорных лапок. Выключатели и штепсельные розетки для открытой проводки, потолочные и настенные ламповые патроны устанавливают на деревянных розетках при помощи шурупов.

В нашем случае групповые сети выполняются открыто по стенам и открыто по потолку.

6.3 Наладка проводки после монтажа

Выполнив работы по монтажу электропроводок (перед тем как подать напряжение в сеть), правильность соединения проводника на схеме проверяют наружным осмотром и мегомметром, работающим на напряжение 1000 В. Проверяют состояние изоляции сети (сопротивление изоляции двумя любыми проводами, должно быть не менее 0,5 Мом).

Электрические характеристики выполненного заземления проверяют, измеряя сопротивление заземляющего устройства и полное сопротивление (изоляции) петли фаза-нуль.

Существует несколько методов измерения сопротивления заземления. основными являются метод «амперметра-вольтметра» и метод с применением измерителя заземления.

Трубы, использованные для электропроводок во взрывоопасных Установках вместе с затянутыми в них по проводам, испытывают на плотность. Давление воздуха принимают равным 250 кПа в помещениях класса В и 50 кПа в помещениях класса В-1а. Если падение давления в испытуемом трубопроводе в течении трех минут не превысило 50% в величины начального испытательного давлении, трубопровод признается выдержавшим испытание.

6.4 Эксплуатация внутренних сетей и ЗО

При эксплуатации внутрицеховых электросетей состояние электроизоляционных материалов, применяемых в электропроводках, имеет большое значение. Загрязненная или запыленная электроизоляция характеризуется понижением электроизоляционных свойств. Перегрев изоляции одновременно с понижением электроизоляционных свойств делает ее хрупкой и механически менее прочной. В следствии этого возникают электрические пробои, приводящие к преждевременному выходу из строя электропроводки. При эксплуатации внутрицеховых сетей большую роль играют электрические контакты, которые при эксплуатации постепенно окисляются и ослабевают, В результате этого переходное сопротивление контактов увеличивается, что вызывает их недопустимый нагрев и понижения качества Чтобы обеспечить бесперебойную работу внутрицеховых сетей и нормальный срок службы, в процессе эксплуатации проводят соответствующий надзор и своевременный ремонт. Надзор за внутрицеховыми электросетями осуществляется путем систематических проверок их технического состояния. Необходимая частоте осмотров внутрицеховых электросетей зависит в основном от условий окружающей среды. В цехах влажных, пыльных и содержащих пары и газы, вредно действующие на изоляцию электрических сетей, осмотр проводят чаще, чем в цехах нормальной средой. График осмотров электросетей утверждает главный энергетик предприятия. В помещениях снормальном средой осмотр внутрицеховых сетей обычно проводят один раз в шесть месяцев, а в помещениях с неблагоприятной средой — один раз в три месяца. Ремонтируют внутрицеховые сети по мере надобности, на основе результатов осмотров. Осмотр электросетей производит персонал соответствующей квалификации с соблюдением правил безопасности.

При осмотре запрещается, в частности, снимать электротехнические предупредительные плакаты и ограничения, а также приближаться к части электроустановок, находящихся под напряжением. Если при осмотре будут обнаружены неисправности, то об этом ставят в известность непосредственного начальника и одновременно делают соответствующую запись в эксплуатационном журнале. В процессе осмотра обращают внимание на общее состояние наружной части электрической изоляции и отсутствие в ней видимых повреждений, прочность закрепления электропроводки и конструкций, поддерживающие кабели и другие элементы электросетей, отсутствие напряжения проводки в местах ответвлений, исправность предохранителей и соответствию нагрузки и сечению проводов. В местах, опасных в отношении поражения электрическим током, проверяют наличие предупреждающих надписей, плакатов и заграждений, состояние кабельных воронок, отсутствие в них течи, наличие на них бирок, а также плотность контактов в местах присоединения кабелей, состояние заземляющей проводки и надежность контактных соединений в ней.

Дежурному электромонтеру разрешается заменять трубчатые и пробочные предохранители без снятия напряжения и плавкие вставки открытого типа. Производить мелкий ремонт осветительной электропроводки и надежность контактных соединений в ней можно лишь при отключенном оборудовании. Кроме указанных осмотров, необходимо вести контроль за состоянием внутрицеховых сетей помощью периодических изменений величин сопротивления их электрической изоляции, нагрузок и электрического напряжения сети в различных точках.

7. Экономика

7.1 Технико-экономическое сравнение

Энергетическая система состоит из многочисленных энергетических объектов, включающих в себя:

— электрические станции;

— электрические и тепловые сети (сетевые предприятия);

— систему оперативно-диспетчерского управления, представляющую собой производственно-управленческую иерархию; Центральное диспетчерское управление (ЦДУ), региональные объединенные диспетчерские управления (ОДУ), местные диспетчерские пункты в энергосистемах и на энергетических предприятиях (ДУ);

— энергоремонтные предприятия, производящие централизованный ремонт энергетического оборудования. Строительные организации, обслуживающие периодическую реконструкцию и новое строение энергетических объектов;

— систему технико-экономического управления: от Российского (РАО ЕЭС) до региональных (местных) энергетических управлений (ОАО «Энерго»),

в составе которых особенно важны сбытовые подразделения, например энергосбыт и организации энергетического контроля (Энергонадзор), вспомогательные предприятия и организации (автомобильные и железнодорожные хозяйства, подсобные службы и т. д.)

Кроме электростанций весьма важным элементом энергетических систем являются энергетические коммуникации, прежде всего электрические сети, включая мощные линии электропередачи (ЛЭП).

По функциональному значению линии электропередач можно разделить на две большие группы: межсистемные и распределительные.

Межсистемные линии электропередач выполняют функцию транспорта электроэнергии между энергосистемами и отдельными предприятиями.

Это обычно линии высокого напряжения — 750кВ, 500кВ, 33ОкВ, 220кВ, редко — 110кВ.

Распределительные линии доводят электроэнергию до потребителя. Это обычно линии 6−10кВ, 35кB, реже 110кВ, если потребителями являются предприятия промышленности, транспорта, сельского хозяйства и т. д. для коммунально-бытовых потребителей распределительные линии бывают 220 В, 380 В, 6−10кВ.

Энергетические системы и их объединения в современных условиях основой развития электроэнергии России. Только на базе создания и развития энергосистем практически можно обеспечить высокие темпы технического прогресса в энергетике на основе развития принципов концентрации, централизации и комбинировании производства электроэнергии т тепла. В связи с демонополизацией энергетического хозяйства страны, акционированием энергосистем, предприятий электрических сетей, крупных ГРЭС и т, д. в энергетике сложилась парадоксальная ситуация, когда с точки зрения технологии энергетика едина, а с точки зрения хозяйственной каждый крупный энергетический объект имеет своего хозяина. Электростанции производят электроэнергию, с помощью электрических сетей осуществляется транспорт электроэнергии до потребителей, все вместе электростанции и сети представляют единою технологическую цепочку, осуществляющую электроснабжение потребителей.

В энергетике появилось много хозяйственно самостоятельных объектов, связанных единой технологической цепочкой. Наличие большого числа хозяйственно самостоятельных субъектов привело кбольшим сложностям при осуществлении экономически оптимальной загрузки электростанции по условиям режима. Каждая самостоятельная электростанция стремится к максимальной нагрузке, что дает ей наибольшую прибыль, но это может противоречить оптимальному режиму работы электростанций минимизации общих по энергетики расходов топлива на выработку электроэнергии и соответственно минимальным затратам по энергетике.

Оптимум по энергетике в целом не совпадает с суммой оптимумов затрат по электростанциям.

Хозяйственная раздробленность энерго-предприятии привела к увеличению затрат на производство энергии и, как следствие, росту тарифов на электроэнергию и увеличение затрат на энергию в себестоимости промышленной продукции.

Энергетическая система представляет собой совокупность объединенных для параллельной работы электростанций, линий электро-передач, подстанций и тепловых сетей, имеющий общий резерв мощности и централизованное оперативно-диспетчерское управление для координации работы станции и сетей по единому диспетчерскому графику. основной задачей энергосистем является централизованное снабжение электроэнергией соответствующих районов при оперативно-диспетчерском регулировании единого процесса производства, передачи и распределения энергии.

В ряде энергосистем получил значительное развитие ТЭЦ. Такие системы наряду с централизованным электроснабжением осуществляют и централизованное теплоснабжение промышленных центров и городов, развитие энергетики на базе создания, укрепления и объединения энергетических систем имеет ряд технико-экономических преимуществ:

1. Повышается надежность электроснабжения потребителей за счет более гибкого маневрирования резервами, сосредоточенными на отдельных электростанциях: сокращается суммарный потребный резерв мощностей повышается качество энергии.

2. Обеспечивается экономическая целесообразность концентрации производства электроэнергии путем увеличения единичной мощности электростанций и установки на них более мощных блоков, поскольку ослабляются ограничивающие влияние ряда внешних факторов, в том числе условий резервирования.

3. Снижается общий (совмещенный) максимум нагрузки вследствие не совпадения суточных максимумов нагрузки отдельных районов, что приводит к снижению необходимой генерирующей мощности объединенной энергосистемы

4. Облегчается возможность задавать наиболее выгодные режимы работы для различных типов станций и агрегатов.

В частности, создаются условия для использования мощных высокоэкономичных ГРЭС и АЭС в базе суточных графиков нагрузки энергосистемы.

Поэтому необходимо рассматривать несколько вариантов электроснабжения, чтобы определить наиболее экономичный и технически грамотный вариант.

Формулы расчета технико-экономического сравнения вариантов

З = 0,125 * К +С

Где З — затраты, тыс.руб.

К — капитальные затраты, тыс.руб.

К = Ккл + Ктр

Ккл = Кокл * n * l + Котр * nтр * l

Где Ккл — капитальные затраты линии, тыс.руб.

Кокл — капитальные затраты на 1 км линии

l — длина кабельной линии, км n — число линий

Котр — капитальные затраты на один км. траншеи

С = Са + Сп + Стр

Где С — годовые эксплуатационные затраты

Са — стоимость амортизационных отчислений

Сп — стоимость потерь электроэнергии Стр — стоимость затрат на текущий ремонт

H%

Ca=______ * Ккл + Ктр

Где H% - коэффициент амортизации (для КЛН% = 3,5)

Сп = Со (?Wл + ?Wт),

Где Со — стоимость 1 кВт (Со = 2,48 руб. кВт/ч)

?Wл — потери электроэнергии в линии, кВт/ч

?Wт — потери электроэнергии в трансформаторе, кВт/ч

S

?W=______ * R * t * 10

U * n

Где S — полная мощность

U — напряжение сети

n— число трансформаторов

R — сопротивление

t — время включения (по таблице Коновалова стр. 117 t = 4300)

?Wm = (Рхх + Кэ * Qxx) * Твкл + (Ркз + Кэ * Qкк) * tв

Где ?w — потери электроэнергии в трансформаторе, кВт/ч Рхх, Ркз — значение трансформатора Рхх= 2000Вт, Ркз= 7300Вт Кэкоэффициент равный 0,06

Твкл — время включения = 6000 часов в — коэффициент загрузки

lхх%

Qxx=_____ * Sтр

Где lхх = 1,5%

Sтр — мощность трансформатора

U%

Qкк = _______ * Smm

Где Uкз=5,5%

R = ro * l

Где ro — активное сопротивление 1 км линии

I — длина линии Стр = 0,1 Са

Проводим пример расчетов технико-экономического сравнения вариантов: Расчет первого варианта: электроснабжение по КЛ-0,4 кВ от сущ. Т Ккл = 4,5 2 0,05 + 1,27 0,05 = 0,54 тыс. руб.

Ккло = 4,5 тыс. руб.1км Кктр = 1027 тыс. руб.1км

3,5

Са =_______ * 0.54 = 0,02 тыс. руб.

С =2_;48 * 674= 1672 руб. = 1,7 тыс. руб.

91,4

?Wкк=_____ * 0.03 * 4300 * 10³ = 674 кВт/ч

R = ro *l

1000 1000

ro = _____ = _______ = 0.63

y * S 32+50

R = 0,6 * 0,05 = 0,03

Стоимость текущего ремонта

Стр = 0,1 * 0,02 = 0,002 тыс. руб.

Годовые эксплуатационные расходы

С = 0,02 + 1,7 + 0,002 = 1,722 тыс. руб.

Затраты по первому варианту

3 = 0,125 * 0,54 + 1,722 = 1,79

7.2 Численность дежурных и ремонтных рабочих

Задание

1. Нормативные данные по предприятию

2. Количество условных ремонтных единиц

3. Трудоемкость работы

4. Баланс рабочего времени одного рабочего

5. Численность дежурных и ремонтных рабочих

Нормативные данные Трудоемкость одной ремонтной единицы: для малого ремонта 1,2 часа, для среднего ремонта 7 часов, для капитального ремонта 16 часов.

Коэффициент выполнения -1

Норма обслуживания — 366

1 .Трудоемкость по ремонту оборудования.

Трудоемкость — это положенное время в часах на выполнение определенной работой. Все оборудование имеет разную сложность по конструкции, потому его делят на категории ремонтной сложности.

В расчете трудоемкость ремонтных работ исходит из того, что в течении требуемых 5 малых, 1 среднего, 0_,1 капитального ремонта количество условно ремонтных единиц — 22.

Тм = 1,2 * 5(22 + 49,17) = 427

Тср= 1 * 7(22 + 49,17) = 498

Ткап = 0,1 * 16 (22+49,17) = 113

Трем = Тм + Тcр + Ткаg = 427 + 498 + 113 = 1038

Трудоемкость внепланового ремонта

Твнепл = 1038 * 4% / 100% = 41

Общая трудоемкость всех работ

Тобщ = Трем + Твнепл = 1038 + 41 = 1079

Численность дежурных и ремонтных работников

Расчет численности дежурных электриков

Rдеж = Тп * S / Nобл * Кв

Где Тп — трудоемкость обслуживания пусковой аппаратуры

S — количество смен

Nобл — норма обслуживания

Rдеж = 49,17 * 2 / 360 *1 =1 человек Общее количество рабочих часов

Fчас = 228 * 8,2 = 1869

Расчет численности ремонтных рабочих

Rрем = Тобщ / Fчас * Кв = 1079/1869 *1 =0,5

Принимаем 1 ремонтный рабочий на половину ставки.

7.3 Годовой фонд рабочего времени электрооборудования

Рабочим временем признается время, в течении которого рабочий и ли служащий согласно внутреннему трудовому распорядку (графику и т. д.), а также в силу особых обстоятельств (вызова администрации, характеристика производства и др.) должен находиться на своем или другом определенном для него месте, выполнять трудовые обязанности. Фактически — это действительно использованное рабочее время, то время в течении которого работник действительно находился на рабочем месте в распоряжении администрации. Часы и минуты, когда работник отсутствовал на рабочем месте, хотя и должен был там находиться, Не становится фактическим рабочим временем и учитываются в табеле как потерянное рабочее время. Рабочее время нормируется при помощи рабочего дня, рабочей недели и других производных от них: рабочей смены рабочего месяца, рабочего года и т. д.

Рабочим днем называется установленная государством продолжительность труда рабочих и служащих в масштабе суток.

Рабочая неделяправовое понятие, выступающее в двух аспектах: как норма и как режим рабочего времени.

Закрепленный правовым актом и обязательный для данного производственного коллектива порядок распределения нормы рабочего времени в течении определенного календарного периода и есть режим рабочего времени, правовыми формами его являются график работы и распорядка рабочего дня (сменыО. Режим рабочего времени — важный элемент организации труда и существенное условие быта рабочих и служащих. Он определяет время начала и окончания рабочего дня, продолжительность смен, их количество, время предоставления обеденного перерыва и т. д. баланс времени рабочего определяется как разность календарных дней в году и дней отсутствия работника по тем или иным причинам:

д = К — (Двых + Дпр + Дотп + дго + Дб + Дпроч)

где д — количествj рабочих дней в году;

К — календарное количество дне в году (365);

Двых — количествовыходных дней в году (104);

Дпр — количество праздничных дней в году (16)

Дотп — количество отпускных дней (28)

Дго — количество дней, отведенных на выполнение гос. обязанностей (З) Дб — дни, пропущенные по причине болезни (5)

Дпроч — прочий невыходы на работу (2)

Бюджет времени рабочего в часах определяется как произведение Продолжительности смены и количества рабочих дней в году :

Fч = Fд * tсм

Где Fчбаланс времени рабочего, выраженное в часах;

tсм — продолжительность смены

Годовой фонд рабочего времени оборудования определяется кА разность Баланса времени электрооборудования (равному балансу рабочего Рч) И времени простоя оборудования по причине ремонта, неисправности и т. п.:

Fраб = Fч — Fпр

Где Fч — баланс времени электрооборудования

Fпp — время простоя оборудования (3,6% от Fч)

Fраб — годовой фонд рабочего времени электрооборудования Вычисления :

F = 365 — (104 + 16 + 28 + 3 + 5 + 2) = 207

Fч = 207−8,2 = 1697,4

Fраб = 1697,4™ (0,036 * 1697,4) = 1638(ч)

7.4 расчет потребности в электроэнергии

Необходимая энергия для силового электрооборудования определяется по формуле :

Эпотр = (Ру * раб *Кз) / (Кд * Кн)

Где: Эпотр — общая потребность в электроэнергии;

Ру — мощность установленного электрооборудование;

Кз — коэффициент загрузки электрооборудования (0,8):

Кд — коэффициент использования для электродвигателей (0,9),

Кп — коэффициент, учитывающий потери электроэнергии (0,05);

Раб — годовой фонд рабочего времени электрооборудования.

Общая потребность энергетического хозяйства в электроэнергии определяется суммой потребляемой энергии электрооборудования и электроосвещения:

87,4*1747*0,8

Эпотр =_______________= 1554кВт/ч

0,9 * 0,05

7.5 Плата за потребляемую электроэнергию

Понятие тарифа как дифференцированной цены является важной технико-экономической категорией, от которой зависят основные показатели производственно-хозяйственной производственно-хозяйственной деятельности, то есть финансовая и экономическая устойчивость предприятия. Дифференциация цен на электроэнергию производится по следующим признакам: по числу часов использования максимума нагрузки, по уровню энергопотребления.

Классификация тарифов:

Одноставочные тарифы — оплата фактически потребленной электроэнергии

(для предприятий свыше 750кВА);

Двухставочные тарифы — оплата заявленного максимума нагрузки

(для предприятий свыше 750 кВАО;

Многоставочнве тарифы — двухставочный тариф, дополненный дифференцированной оплатой, повышенные тарифы в часы в часы максимума нагрузки и льготный тариф на электроэнергию в ночные часы;

Штрафные тарифы — постоянные или разовые экономические санкции за невыполнение договорных обязательств;

Льготные тарифы — снижение оплаты за потребление в ночное время, премирование за полную компенсацию реактивную мощности.

Плата за потребляемую электроэнергию по двухставочному тарифу определяется по формуле:

Цз = 2,48 руб/ кВт. ч

Цэ =? П / Эпот Где — ?П = а * Ррмах + в W, суммарная плата за потребляемую энергию

а — основная годовая плата в руб. за 1 кВт нагрузки Рр = Рнв Кз + Рвв Кз Где Рнв — мощность н/в оборудования

Рвв — мощность в/в оборудования Рр = 87_:4 * 0,08 = 70кВт

?П = 2,48- 70 + 2,2 * 1554 = 3592

Цэ = 3592 / 1554 = 2,3 руб.

8. Охрана труда

8.1 Организационные и технические мероприятия

Работа в действующих установках напряжением свыше 1000 В должна производится при соблюдении следующих условий:

На работу должно иметься разрешение лица уполномоченного на это. Должны быть выполнены технические и организационные мероприятие обеспечивающие безопасность работ.

Работа должна выполняться не менее, чем двумя лицами с использованием защитных средств.

Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность при частичном или полном снятие напряжения включают в себя :

а)производство необходимых отключений и принятие мер, препятствующих ошибочной подачи напряжения к месту работы (снятие предохранителей блокировки) б) вывешивание предупредительных плакатов и при необходимости установка временных ограждений на участке.

в) проверка отсутствия напряжения на участке предназначенном для проведения работ г) наложение временного напряжения и вывешивание плаката «Работать здесь».

Организационные мероприятия включают в себя:

1. Оформление работ нарядом.

2. Оформление допуска к работам

3. Надзор во время работы.

4. Оформление перерывов в работе и переходов на другое рабочее место.

5. Окончание работы.

8.2 Ответственность лиц по наряду-допуску

Для обеспечения безопасности работ в установках необходимо эти работы оформлять нарядом или распоряжением.

Наряд-допуск это письменное разрешение на работу в электроустановках, определяющее место работы, время начала и окончания работы, условия безопасного ее проведения, состав бригады и лиц ответственных за безопасность работ.

Право выдачи наряда имеет лицо V группы, а в установках до 1кВ — лицо IV группы. Лицо, выдающее наряд, отвечает за необходимость работы, Безопасное ее выполнение, а также за достаточность квалификации ответственного руководителя. Ответственный руководитель имеет V группу и отвечает за численный состав бригады и достаточность квалификации работников, включенных в бригаду. Ответственный руководитель принимает рабочее место от допускающего или сам допускает бригаду к работе, также он отвечает за правильную подготовку рабочего места и достаточность принятых мер безопасности. Ответственный руководитель не назначается при работах с полным снятием напряжения или при работах с частичным снятием напряжения и простой схемой.

Производитель работ: V (IV) группа — выше 1кВ, Ш группа — до1кВ, принимает рабочее место от допускающего, отвечает за правильность подготовки рабочего места, за достаточность принятых мер безопасности, за соблюдение их работниками бригады.

Допускающий — лицо оперативного персонала имеющее IV группу, до 1кВ III группа, выполняет все предписанные мероприятия в наряде, которые записаны, выполняет все отключения, подготавливает рабочее место и отвечает за достаточность выполненных мер безопасности, а также за правильность допуска ремонтной бригады к работе, приемку рабочего мест-после окончания работы с оформлением в наряде и оперативном журнале также оформляет перерывы в работе и переходы на другое рабочее место. Изменения в составе бригады могут выполняться только ответственным руководителем.

Допуск бригады заключается в том, что допускающий проверяет, соответствует ли состав бригады и квалификация лиц, включенных в бригаду. При этом допускающий дает необходимый инструктаж по технике безопасности, также дает сведение об электроустановке и вручает один экземпляр наряда производителю работ. Ответственный руководитель безопасности.

При нарушении правил ТБ у производителя работ отбирается наряд — бригада выводится.

8.3 Требования к электротехническому персоналу

Перед допуском к самостоятельной работе каждый член бригады должен:

Пройти медицинский осмотр

Пройти вводный инструктаж

Пройти первичный инструктаж (на рабочем месте)

Пройти производственное обучение практическим приемам выполнения работ Сдать экзамен в комиссии под руководством лица выдающего задания уже прошедшего проверку знаний в комиссии Энергонадзора .

8.4 Противопожарные мероприятия и ведомость инвентаря

Это комплекс организационных и технических мероприятий направленных на обеспечение безопасности людей; предотвращение пожаров, ограничение его распространения, а также создание условий для его успешного тушения. Вероятность возникновения пожара в зданиях и скорость распространения огня в них зависит от материала конструкции, размеров здания и планировки. Наиболее эффективными профилактическими мероприятиями являются:

— противопожарные преграды, противопожарные разрывы, противопожарные стены (брандмауэры), противопожарные зоны и несгораемые перекрытия.

— в помещениях и на территории фирмы, как правило курение запрещается, за исключением мест специально отведенных для курения.

— запрещается загромождать сырьем, полуфабрикатами или готовой продукцией подходы к технологическому оборудованию, средствами связи и пожаротушения, а также проходы и выходы из помещения. По окончании работы необходимо проверить выключены ли все электроприборы. После проверки выключить освещение и запереть на замок дверь помещения.

Особый надзор требуется за вытяжной вентиляцией.

Список используемой литературы

энергия электрический напряжение

1. ВСН=59−58, Всесоюзные строительные нормы.

2. Дополнение к ВСН.

3. Л. Л. Коновалова. Электроснабжение промышленных предприятий

4. Ф. Ф. Карпов. Справочник по расчету проводов и кабелей.

5. Электромонтажные устройства и изделия. Справочник. М.Энергоиздат.

6. Г. М. Кноринг. Справочная книга для проектирования электрического Освещения. Л.Энергия. 1976.

7. Б. Н. Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы. М.1989г, Энергоатом издат.

Приложение

Таблица 4.1

Сводная таблица расчета

Таблица 7.1

Таблица 8.1

Ведомость пожарного инвентаря

1. Металлоконструкция щита — Н552 размером 500×500×210 мм

2. По данному чертежу изготовить 1 шт.

Перечень надписей в рамках

Перечень элементов