Электроснабжение цеха

Введение

 

Энергетика  России должна обеспечивать надёжное электроснабжение различных отраслей промышленности страны, транспорта, сельского  хозяйства, жилищно-бытовых нужд городов  и посёлков.

Основными потребителями энергии являются всевозможные отрасли промышленности, транспорт, коммунальное хозяйство городов. При этом более чем 70% потребления электроэнергии приходится на промышленные объекты. Вместе с развитием электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а иногда и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрения автоматизированных систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением сигнализации и вести работы по экономии электроэнергии.

Переход на автоматизированные системы управления может быть успешным при наличии  средств автоматики и квалифицированных  инженеров в области автоматизированного электроснабжения. Одним из способов совершенствования автоматики является использование управляющих ЭВМ.

Электроустановки  потребителей электроэнергии имеют  свои специфические особенности, и  к ним предъявляются определённые требования -  надёжность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов. При проектировании сооружений и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжения, определять электрические нагрузки, выбрать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, и виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений. Это должно решаться с учётом совершенствования технологических процессов производства, ростом мощностей отдельных электроприёмников и особенности каждого предприятия, цеха, установки, повышение качества и эффективности их работы.

В системе  цехового распределения электроэнергии широко используются комплектные распределительные устройства, подстанции, силовые и осветительные токопроводы. Это создаёт гибкую и надёжную систему распределения, в результате чего экономится большое количество проводов и кабелей. Широко применяются совершенные системы автоматики, а также простые и надёжные устройства отдельных элементов системы электроснабжения промышленных предприятий. Всё это обеспечивает необходимое рациональное и экономичное расходование электроэнергии во всех отраслях промышленности, которые являются основными потребителями огромного количества электроэнергии, которая вырабатывается на электростанциях, оснащенных современным энергетическим оборудованием.

 

 

 

1 Расчетно - техническая часть

 

  1.1 Характеристика потребителей электроснабжения и определение категории электроснабжения

Дерево - обрабатывающий цех предназначен для изготовления деревянных барабанов, предназначенных для намотки на них проводов и кабелей для последующих их хранения и транспортировки.

Здание  цеха предусматривает станочные  отделения, ремонтную  мастерскую, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. В цехе, поделенном а три пролета размещены сверлильные, опиловачные, рейсмусовые, торцовочные станки, станки для сборки барабанов и др. Кроме станков в цехе имеется прессы, мостовой кран, 4 кран – балки, 8 тельферов и др.

Потребители электроэнергии относятся ко второй и третьей категории надежности электроснабжения.

Питание цеха осуществляется от трансформаторной подстанции , 14 расположенной в другом цехе.

Потребители электроэнергии относятся ко второй и третей категории надежности электроснабжения.

Ко второй категории  относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих мест, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Рекомендуется обеспечивать электропитанием от двух независимых источников, для них допустимы перерывы на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание от одного трансформатора, перерыв в электроснабжении разрешается не более 24 ч.

 К третьей категории  относятся электроприемники несерийного производства продукции, вспомогательные цехи, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Для этих электроприемников электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает 24 ч.

Так как наибольшую часть электрооборудования цеха составляют электроприемники второй категории, механосборочный цех можно отнести к потребителю второй категории.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Расчёт  освещения

 

1.2.1 Выбор освещенности, системы освещения и источников света

 

Строительные  нормы и правила (СНиП) устанавливают  наименьшую освещенность, имея ввиду, что она должна иметь место в “наихудших“ точках освещаемой поверхности перед очередной очисткой светильников. По [1,табл.4-1] принимаем освещенность равную 300 лк.

Т.к. в цехе оборудование расположено относительно равномерно, не требуется высокая точность выполняемых работ, отсутствует возможность перестановки рабочих мест, то, руководствуясь  [1,с85 п4-2], принимаем общее равномерное освещение.

Руководствуясь  [1], принимаем к установке газоразрядные  лампы типа ДРЛ ввиду высокой  световой отдачи (до 55лм/Вт), большого срока  службы (10000 ч), компактности, некритичности к условиям внешней среды (кроме очень низких температур), распространенности светильников данного типа и ламп к ним.

 

 

1.2.2 Выбор  типа осветительных приборов, их  размещения и высоты подвеса

 

Выбор типа светильников определяется характером окружающей среды, требований к цветопередаче и ограничению слепящего действия, а также из расчета экономии и простоты их обслуживания.

Для уменьшения слепящего  действия выбирают светильники с  защитным углом или со светорассеивающим стеклом.

По [1, табл.3-7] выбираем светильник для ламп ДРЛ типа РСП05 250/ГО3 размером 537 635 мм, имеющий глубокую кривую силы света [Г].

Далее необходимо правильно расположить  выбранные светильники.

 

Расчетная высота подвеса

 

H=H-h_С-h_Р=10-0,8-0,1=9,1 м ,

 

где Н - высота помещения, м;

    h_C - высота от светильника до перекрытия, м;

    h_Р - высота расчетной поверхности над полом, м.

 

Расчет  числа светильников в первом пролете

 

Для принятого светильника, имеющего глубокую кривую силы света, по [1, табл.4-16] =1,0.

 

 

  Расстояние между светильниками по длине

 

L =

=1 9,1=9,1 м ;

 

Расстояние  от стен до светильников

 

l=(0,3…0,5)

L=0,5 9,1=4,55 м .

 

Светильники располагаются равномерно по площади 

 

Число светильников в первом пролете N=42 шт.

 

Расчет  числа светильников во втором пролете и третьем пролетах

 

Исходя из расчетов, приведенных выше, число светильников N=42шт. во втором и третьем пролетах, итого 126 светильников.

 

 

1.2.3 Расчет мощности и выбор ламп

 

Первый  пролет

Расчет  ведем методом коэффициента использования

 

,

 

где Е_н - норма освещенности;

    К_зап - коэффициент запаса;

    F - площадь освещаемой поверхности, м²;

    z - коэффициент минимальной освещенности (для ДРЛ z=1,2);

    N - число светильников;

    - коэффициент использования светового потока.

 

Для определения коэффициента использования  находится индекс помещения i. Принимаем следующий коэффициент отражения поверхностей помещения:

 

Индекс  помещения

                         

                             

 

 

где А - длина помещения, м;

   В - его ширина, м;

   h - расчетная высота ,м.

 

 

;

По [1, табл.5-9] находим  .

;

По  рассчитанному потоку Ф по [1, табл.2-15] выбираем лампу типа ДРЛ мощностью 250 Вт со световым потоком Ф_ном =17200 лм ( Ф отличается от Ф_ном на 1,47%, что допустимо).

 

Так как размеры  второго и третьего пролетов в  цехе равны первому расчеты производим аналогично

 

Проводим  проверку методом удельной мощности

 

Станочное отделение 1

 

По [1, табл.5-40] для светильников РСП05/ГО3 с лампами ДРЛ 250 находим удельную мощность Р_Уд =4,7 Вт/м².

 

Мощность  осветительной установки

 

Р_уст=4

Р_уд S = ;

 

 

Тогда количество светильников

;

Расчет  по методу коэффициента использования  произведен верно. В дальнейшем принимаем  в первом пролете 42 светильника.

 

 

 

 

Расчет  освещения во вспомогательных помещениях ведем по графикам Гурова и Прохорова [1, рис.5-8]. Выбор производим исходя из нормоосвещен-ности в различных помещениях. Результаты выбора сводим в таблицу 1.

 

                                                                 Таблица 1

                              Освещение во вспомогательных помещениях

 

Помещение	Количество светильников	Площадь помещения, м2	Тип светильника (лампы)
1	2	3	4
1.Диспетчерская 2.Кладовая электриков 3.Электромастерская 4.Слесарная мастерская 5.Электрощитовая 6.Бойлерная 7.Сварочная мастерская 8.Туалеты	4   8 8 8 6   6 8 16 4	27   45 36 36 24   24 48 96 24	УСП35(ЛБ 40)   УСП35(ЛБ 40) УСП35(ЛБ 40) УСП35(ЛБ 40) УСП35(ЛБ 40)   УСП35(ЛБ 40) УСП35(ЛБ 40)      УСП35(ЛБ 40) УСП35(ЛБ 40)

 

 

       1.2.4 Выбор схемы питания, типа осветительных щитков, проводов и способа прокладки

 

Питание светильников будет осуществляться от групповых щитков групповыми линиями. Щитки, предназначенные для установки аппаратов защиты и управления электроосветительными приборами, располагаем на стыке питающих линий.

Конструктивно щитки изготавливают для открытой установки на стенах, колоннах, конструкциях, а также для утопленной установки  в нишах стен.

Для питания рабочего освещения в пролетах применяем к установке осветительные щитки типа ЩО-41 с 6 автоматическими выключателями АЕ-2041.

Для аварийного освещения применяем  осветительные щитки типа ЩО-41 с  автоматами АЕ-2041.

Осветительную сеть выполняем проводом АПВ открыто  по конструкциям.

 

   

       1.2.5 Расчет и выбор питающих и распределительных сетей, их защиты с проверкой на потерю напряжения.

 

Осветительная сеть получает питание от ТП напряжением 380/220В, выполнена алюминиевыми проводами. Допустимые потери напряжения 5%.

 

                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рисунок 1. Щиток освещения

 

 

Приведенная длина линии 2-3

 

L_2-3 =L_o+

;

 

Момент  нагрузки линии 2-3

 

М_2-3=РL_2-3=

,

 

где Р - мощность линии, кВт.

 

Сечение участка 1-2

 

,

 

где с - коэффициент для 4-х проводной сети с=44, для 2-х проводной с=7,4

      [1, табл. 12-9].

 

Момент  нагрузки питающей линии 1-2

 

М_1-2=

L_1-2= ;

 

По [1, табл. 12-2].намечаем провод АПВ сечением 10 мм² с I_дл=60 А.

 

 

 

 

Действительные  потери напряжения для линии 1-2

 

% ;

 

Расчетные потери напряжения для линии 2-3

 

U_2-3=

- _1-2=5 - 2 = 3% ;

 

Расчетный длительно допустимый ток для  линии 1-2

 

I_расч1-2

;

 

Т.к. I_расч1-2=31,3А<I_дл.доп=60А, то принимаем провод АПВ сечением  10 мм².

     

     Сечение линии 2-3

 

; 

      По [1, табл. 12-2].намечаем провод АПВ сечением 10 мм² с I_дл=60А.

 

Расчетный длительно допустимый ток линии 2-3

 

I_{расч 2-3}

;

 

Т.к. I_расч2-3=20А<I_дл.доп=60А, то принимаем провод АПВ сечением  10 мм².

 

Действительные  потери напряжения для линии 2-3