Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

Системой электроснабжения называется совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

В условиях производства, где задействована основная часть технологических агрегатов, надёжность системы электроснабжения играет важную роль.

Целью в данном курсовом проекте является электроснабжение цеха обработки корпусных деталей. Основное оборудование размещено в станочном отделении. Так же в цехе предусматриваются вспомогательные, служебные и бытовые помещения различного назначения

Задачей курсового проекта - расчет и выбор системы электроснабжения, выбор оборудования трансформаторной подстанции, выбор категории надежности; расчет электрических нагрузок и т.д.

Объектом исследования является электроснабжение цеха обработки корпусных деталей.

Применение научно – технической литературы и современной информации, позволило оптимально решить все приведённые в задании вопросы.

1. Общая часть

1.1 Выбор категории надёжности

Электрооборудование цеха обработки корпусных деталей относится ко 2 категории надежности, так как при перерыве в электроснабжении произойдет остановка оборудования, массовый простой рабочих мест, механизмов и промышленного транспорта, массовый недоотпуск продукции.

Электроприемники II категория рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время нё более 1 суток.

1.2 Выбор схемы электроснабжения

Согласно требованиям ПУЭ электроснабжение второй категории надежности выполняется от двух независимых источников. Допускается перерыв на время включения резервного источника дежурным персоналом. Время максимального отключения составляет 30 минут. Допускается питание от одного источника с горячим резервом (рисунок 1).

Так же допускается питание от двух независимых источников (рисунок 2).

Рисунок 1 - Схема электроснабжения цеха по обработке корпусных деталей с горячим резервом

Так же допускается питание от двух независимых источников (рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема электроснабжения от двух независимых источников питания

Данная схема питается от ГПП напряжением 10 кВ. Напряжение 10 кВ подается с ГПП на отделители с короткозамыкателями. После чего через высоковольтные выключатели напряжение поступает на первичную обмотку понижающих трансформаторов и понижается на них до напряжения 0,4 кВ. Пониженное напряжение поступает на РУНН1 и РУНН2. От сборных шин питаются вентиляторы, станки и мостовой кран. Защиту данной схемы обеспечивают отделители (QR), короткозамыкатели (QК) и автоматические выключатели SF1, SF2. Предусмотрено устройство автоматического включения резерва (УАВР), которое предназначено для быстрого включения трансформатора Т2 при аварии или повреждении трансформатора Т1 и наоборот.

1.3 Выбор напряжения для внутризаводского оборудования

В выданном задании напряжение ГПП 10кВ, значит нам необходимо выбрать напряжение РУНН. На основании имеющегося оборудования которое питается от напряжения 380 В, мы выбираем напряжение РУНН равное 0,4 кВ, так как при выборе вариантов предпочтение следует отдавать варианту с более высоким напряжением даже при небольших экономических преимуществах низшего из сравниваемых напряжений(1), потому что из-за удаления ЭП от РУНН в линиях происходит нагрев, и часть электрической энергии преобразуется в тепловую и отдаётся в окружающую среду. Вследствие чего происходят тепловые потери, и к ЭП подходит напряжение 380 В.

1.4 Описание выбранной коммутационной аппаратуры

1.4.1 Общие сведения о трансформаторах

Трансформаторы являются основным электрическим оборудованием, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии от электрических станций потребителя. Большинство потребителей получат электроэнергию высокого напряжения в энергию напряжения, применяемого потребителем. В схеме есть два двухобмоточных понижающих трансформатора, марки ТМ400/10, который понижает напряжения от 10 кв. до 0,4 кв.

1.4.2 Общие сведения об автоматических выключателях

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты электроприемника, а также сетей от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило, снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер.

Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановок различного назначения, электродвигателей. Они устанавливаются в шкафах отходящих линий комплектных трансформаторных подстанций и т. д.

Автоматы выпускаются на переменные напряжения от 220 до 660 В и постоянные – от 110 до 440 В с ручным и электродвигательным приводом.

1.4.3 Общие сведения о высоковольтном выключателе

Высоковольтный выключатель предназначен для защиты сетей от токов короткого замыкания. Правильный расчет параметров высоковольтных выключателей это гарантия защиты электрических сетей от ненормальных режимов работы.

В схеме имеются масляные выключатели, марки ВМГП-10. Четкая работа выключателя ограничивает распространение аварии в электроустановки, следовательно, выключатель является наиболее ответственным элементом распределительного устройства. В зависимости от применяемой дугогасительной среды выключатели бывают жидкостные и газовые; из них наиболее распространены масленые и воздушные, горшковые или малообъемные, в которых трансформаторное масло используют только как средство для гашения дуги; баски этих выключателей во время работы находятся под напряжением, поэтому их изолируют от заземленных частей наружными изоляторами. Дугогасительные камеры изолируют от заземленных частей с помощью керамических и изоляционных материалов. При напряжении 35 кВ и выше гасительные камеры малообъемных выключателей заключают в фарфоровые рубашки.

1.4.4 Общие сведения о потере напряжения

Передача электрической энергии от источников питания потребителем связано с потерей части мощности и энергии в системе электроснабжения. Эти потери определяются током, протекающим по линиям, и величиной передаваемого напряжения. Эти потери нужно знать и рассчитывать и сводить к минимуму для экономии электроэнергии.

Потери энергии больше связанны с потерями электроэнергии в линиях электропередач. Эти потери зависят от сопротивления линии, от тока в них, и от времени потерь.

Следовательно, для их уменьшения нужно уменьшать величину линии (то есть при наличии парных линий их нужно

подключать параллельно).

Так же для уменьшения потерь в сетях промышленных предприятий применяют повышенное напряжение (660 В и 20 кВ). уменьшение всех видов потерь экономически выгодно предприятиям и поэтому они заинтересованы в их уменьшении до минимальных значений. Согласно ПУЭ и ГОСТ, для силовых сетей отклонении напряжения от номинального должно составлять не более +/- 5%.

1.4.5 Общие сведения о коротких замыканиях

Коротким замыканием называется всякое случайное или преднамеренное не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение точек электроустановки между собой или землей при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Короткие замыкания делятся на устойчивые и неустойчивые.

Короткое замыкание является устойчивым если оно сохраняется во время бестоковой паузы коммутационного аппарата.

Неустойчивое короткое замыкание самоликвидируется во время бестоковой паузы коммутационного аппарата.

электроснабжение трансформаторная подстанция

2. Специальная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

1. Группируем электроприемники по величине коэффициента использования К_И :

Количество электроприемников в первой группе- 8штук;

Количество электроприемников во второй группе- 25 штук;

Количество электроприемников в третьей группе- 16 штук;

Всего электроприемников: 49 штук.

2. Определяем номинальные активные мощности электроприемников с одинаковыми технологическим процессом, но с разной мощностью по формуле:

Р_н=n*p_н                                                                                                                                                       (1);

n- количество электроприемников;

p_н- номинальная мощность одного электроприемника;

Для первой группы электроприемников:

Кран- балка Р_н1=2*14,4=28,8 кВт;

Мостовой кран Р_н2=1*68=68 кВт;

Заточные станки Р_н3=1*1,5=1,5 кВт;

Вертикально-сверлильные станки Р_н4=4*10=40 кВт;

Для второй группы электроприемников:

Алмазно-расточные станки Р_н5=4*8=32 кВт;

Горизонтально-расточные станки Р_н6=5*20=100 кВт;

Расточные станки Р_н7=3*14=42 кВт;

Токарно-револьверные станки Р_н8=6*4,5=27 кВт;

Сварочные автоматы Р_н9=2*14,4=28,8 кВт;

Радиально- сверлильные станки Р_н10=5*12=60 кВт;

Для третьей группы электроприемников:

Вентиляторы Р_н11=6*8=48 кВт;

Компрессоры Р_н12=2*30=60 кВт;

Гальванические ванны Р_н13=6*32=192 кВт;

Электропечи сопротивления Р_н14=2*32=64 кВт;

Определяем суммарную мощность для каждой группы по формуле:

Р_н=ΣР_нn(2);

Р_нn- суммарная мощность в каждой группе, где n- номер группы.

Р_н1=28,8+68+1,5+40=138,3 кВт;

Р_н2=32+100+42+27+28,8+60=289,8 кВт;

Р_н3=48+60+192+64=364 кВт;

Находим общую мощность в цехе по формуле:

Р_н=Р_н1+Р_н2+Р_н3

Р_н=138,3+289,8+364=792,1 кВт

3. Определяем сменную активную мощность за наиболее загруженную смену по формуле:

Р_СМ = К_И*Р_н                                                                                                                                            (3);

К_И- коэффициент использования

Р_СМ- сменная активная мощность за наибольшую загруженную смену

Для первой группы электроприемников:

Р_СМ1=28,8*0,1=2,8 кВт;

Р_СМ2=68*0,1=6,8 кВт;

Р_СМ3=1,5*0,12=0,18 кВт;

Р_СМ4=40*0,14=5,6 кВт;

Аналогично рассчитываем сменную активную мощность за наиболее загруженную смену для второй и третьей группы.

Находим общую сменную активную мощность за наиболее загруженную смену:

Р_СМ= Σ Р_СМ

Σ Р_СМ=2,8+6,8+0,18+5,6+5,44+17+7,14+4,59+5,76+18+31,2+45+134,4+44,8 = 328,71 кВт

Заносим полученные значения в колонку 7 таблицы 1.

4. Рассчитываем сменную реактивную мощность по формуле:

Q_см= Р_см*tgφ                                                                                   (4);

Для первой группы электроприемников:

Q_см1=2,8*1,73=4,8 кВар;

Q_см2=68*1,73=11,7 кВар;

Q_см3=0,18*2,29=0,41 кВар;

Q_см4=5,6*2,35=13,16 кВар;

Аналогично рассчитываем сменную реактивную мощность для второй и третьей группы.

Находим суммарную сменную реактивную мощность:

Q_см=SQ_см

SQ_см=4,8+11,7+0,41+13,16+12,8+39,9+8,28+5,28+13,19+42,3+23,4+27,9+98,1+45,69=407,26 кВар

Заносим полученные значения в колонку 8 таблицы 1.

5. Определяем для каждого типа электроприемников величины

Р_Н² n и их суммарное значение для группы:

Для первой группы электроприемников:

Р_Н² n₁=2*14,4²=414,7

Р_Н² n₂=1*68²=4624

Р_Н² n₃=1*1,5²=2,25

Р_Н² n₄=4*10²=400

Аналогично рассчитываем Р_Н² n для второй и третьей группы.

Находим суммарный Р_Н² n для всего цеха:

Р_Н² n=SР_Н ²*n

SР_Н ²n=414,7+4624+2,25+400+256+2000+588+121,5+414,7+720+384+

1800+6144+2048=19917,1

Заносим полученные значения в колонку 9 таблицы 1.

6. Рассчитываем эффективное число электроприемников по формуле:

n_э=Р_н²/SРН2*n (5);

n_э- эффективное число электроприемников

Для первой группы электроприемников:

Для второй группы электроприемников:

Для третьей группы электроприемников:

Находим суммарное эффективное число для всего цеха:

n_э =SР_н/S (Р_1пр.*n)

Заносим полученные значения в колонку 10 таблицы 1.

7. Определяем коэффициент расчетной нагрузки К_р по таблице (4) 1.1

Заносим данные в колонку 11 таблицы 1.

Рассчитываем коэффициент среднего использования по группам:

К_и.ср=ΣК_и*Р_н,/Р_н                                                                                                                                   (6); 

Для первой группы электроприемников:

К_и.ср.1=15,38/138,3=0,1 

Для второй группы электроприемников:

К_и.ср.2=57,9/289,8=0,2

Для третьей группы электроприемников:

К_и.ср.3=255,4/364=0,7

Находим суммарный коэффициент среднего использования по формуле:

К_и.ср=ΣК_иР_н/ΣР_н                                                                              (7);

К_и.ср=328,71/792,1=0,4 

8. Определяем расчетную активную мощность для каждой группы по формуле:

Р_р=К_рК_иР_н                                                                                                                                                 (8);

К_р- коэффициент расчетной нагрузки;

Р_р- расчетная активная мощность;

Для первой группы электроприемников:

Р_р1=4,05*0,1*138,3=56,01

Для второй группы электроприемников:

Р_р2=1,16*0,2*289,8=67,2

Для третьей группы электроприемников:

Р_р3=1,0*0,7*364=254,8

Находим суммарную активную мощность для всего цеха:

SР_р= Р_р1+ Р_р2+ Р_р3

SР_р=56,01+67,2+254,8=378,01 кВт

Заносим полученные значения в колонку 12 таблицы 1.

9. Определяем tgφ_СР.В. по формуле:

tgφ_ср.в=Σtgφ*P_н/ΣP_н

Для первой группы электроприемников:

tgφ_ср.в.1=(1,73*28,8+1,73*68+2,29*1,15+2,35*40)/138,3=1,9

Для второй группы электроприемников:

tgφ_ср.в.2=(2,35*32+2,35*100+1,16*42+1,15*27+2,29*28,8+2,35*60)/289,8= 2,1

Для третьей группы электроприемников:

tgφ_ср.в.3=0,75*48+0,62*60+0,73*192+1,02*64/364=0,7

10.Определяем расчетную реактивную мощность по формуле:

При n_{э ≤}10

Q_p=1,1К_иР_нtgφ_ср.в                                                                                     (9);

При n_э >10

Qp=К_иР_нtgφ_ср.в                                                                                                                                     (10);

Q_p- реактивная мощность

Для первой группы электроприемников:

Так как n_{э ≤}10, то расчетная реактивная мощность определяется по формуле (9):

Q_p1=1,1*0,1*138,3=15,2 кВар

Для второй группы электроприемников:

Так как n_э>10, то расчет делаем по формуле (10)

Q_p2=0,2*289,8*2,1=121,7 кВар

Для третьей группы электроприемников:

Так как n_э>10, то расчет делаем по формуле (11)

Q_p3=0,7*364*0,7=178,36 кВар

Находим суммарную реактивную мощность

Σ Q_p= Q_p1+ Q_p2+ Q_p3

Σ Q_p=15,2+121,7+178,36+=315,26 кВар

Заносим полученные значения в колонку 13 таблицы 1.

11. Рассчитываем расчетную полную мощность для каждой группы по формуле:

                                                                       (12);

S_p-расчетная полная мощность

Для первой группы электроприемников:

=58,04 кВа

Для второй группы электроприемников:

=139,02 кВа

Для третьей группы электроприемников:

=311,02 кВа

Находим суммарную полную расчетную мощность для всего цеха

ΣS_p=S_p1 +S_p2 +S_p3

ΣS_p=58,04+139,02+311,02=508,08 кВа

Заносим полученные данные в колонку 14 таблицы 1.

12. Рассчитываем рабочий ток для каждой группы электроприемников по формуле:

I_р=S_p/*U_н                                                                                                                                          (13);

I_р-расчетный ток

Для первой группы электроприемников:

I_p=58,04/1,7*0,38=89,8 A

Для второй группы электроприемников:

I_p=139,02/1,7*0,38=215,2 A

Для третьей группы электроприемников:

I_p=311,02/1,7*0,38 A

Находим суммарный рабочий ток для всего цеха

ΣI_p=I_p1+I_p2+I_p3

ΣI_p=89,8+215,2+481,4=786,4 A

Заносим полученные данные в колонку 15 таблицы 1.

2.2 Расчет токов короткого замыкания

Задачей расчёта токов к.з. является определение действующего значения, установившегося тока к.з. (I_к) ударного тока к.з. (I_у). По току I_к проверяется оборудование на термическую устойчивость, по току I_у оборудование проверяют на динамическую устойчивость.

Составляем схему замещения участка цепи до точки короткого замыкания:

Рисунок 3 - Расчётная схема Рисунок 4 - Схема замещения

Принимаем за базисную мощность, мощность равную мощности генераторов или трансформаторов

S_б = S_тр = 508,08 кВА

Принимаем за базисное напряжение номинальное напряжение рассчитываемой сети:

U_б = U_н = 380 В

Сопротивление автоматического выключателя и сопротивление линии не учитываем, так как расстояние от системы питания до точки тока короткого замыкания незначительное.

Х_нтр=0,01*U_к.з                                                                                 (14);

Х_нтр=0,01*4,5=0,045 Ом

Определяем базисное сопротивление трансформатора по формуле:

Х_б.тр =(Х_н.тр*S_б)/S_н.тр                                                                                                                        (15);

Х_б.тр =(0,045*508,08)/400=0,06 Ом

Х_н.тр- номинальное реактивное сопротивление трансформатора

S_б- базисная мощность

S_н.тр- номинальная мощность трансформатора

Определяем трехфазный ток к.з:

I_к.з=Uср/(*Хб.тр)                                                                       (16);

I_к.з=0,4*10³/*0,06=6666,7 А

I_к.з- ток короткого замыкания

Находим ударный ток по формуле:

I_у= * I_к.з*К_у                                                                             (17);

I_у-ударный ток

К_у- ударный коэффициент

I_у=*6666,7*1,8=16800,1 (А)

2.3 Выбор оборудования трансформаторной подстанции

2.3.1 Выбор трансформатора

Рассчитываем полную расчетную мощность:

S_p= 508,08 кВА

S_p- полная расчетная мощность.

Выбранную расчетную мощность делим на количество трансформаторов:

S_p1= S_p/2                                                                                         (18);

S_p1=508,08/2=254,01 Ква

S_p1- полная расчетная мощность 1-го трансформатора.

Определяем расчетную нагрузку одного трансформатора.

Выбираем мощность трансформатора по таблице (1) 5.2.1.:

S_тр.н=400 кВА

S_тр.н- номинальная полная расчетная мощность трансформатора.

Проверяем трансформатор на загрузочную способность.

Рассчитываем коэффициент загрузки:

К_з= S_p1/S_тр.н                                                                                                                                                             (19);

К_з=254,01/400=0,6

Следовательно, данная мощность трансформатора соответствует требованиям ГОСТ.

Проверяем трансформатор на перегрузочную способность в случае выхода из работы одного трансформатора. При двух и более трансформаторах мощность силового трансформатора выбирается по условию:

S_pх≤1,4*S_тр.н                                                                                                                                            (20);

1,4S_тр.н=1,4*400=560 кВА

S_pх≤1,4*S_тр.н

508,08≤560

По перегрузочной способности силовой трансформатор удовлетворяет условию.

Выбираем силовые трансформаторы для двух трансформаторных подстанций маркой:

ТМ-400/10

ТМ- трансформатор масляный, трехфазный.

Напряжение первичное-10; 6

Напряжение вторичное- 0,4; 0,69

Напряжение короткого замыкания, % от номинального 4,5

Мощность потерь холостого хода 1,05

Мощность потерь короткого замыкания 5,5

Ток холостого хода, % от номинального 2,1

Габариты, мм 1400/1080/1900

Масса, 1,9 т.

2.3.2 Выбор высоковольтного выключателя

Высоковольтные выключатели предназначены для включения, отключения и переключения электрической цепи под нагрузкой.

Выключатель должен включать и отключать токи, как в нормальном, так и в аварийном режиме работы электроустановки.

Выбираем высоковольтный выключатель по таблице (1) 10.1:

ВМГП-10

Номинальное напряжение 10кВ;

Номинальный ток 1000А;

4-секундная термическая стойкость 20кА;

Номинальный ток отключения- 20кА;

Собственное время включения с приводом- 0,3с;

Масса- 145кг;

Тип привода - ППВ-10.

В - выключатель; М - масляный; Г - горшковые исполнения полюсов.

Достоинства этого выключателя, это возможность создания выключателей на разное напряжение с применением унифицированных углов. А недостатками, в свою очередь взрыва - и пожароопасность, малая отключающая способность, постоянный контроль масла и его качества и ограниченное применение в установках с частым включениями и отключениями.

Проверим высоковольтный выключатель по номинальному напряжению:

U_ном≤ U_{ном в}

U_ном- номинальное напряжение установки, 10 кВ

U_{ном в.}- номинальное напряжение установки выключателя, 10кВ;

10кВ=10кВ;

По номинальному напряжению высоковольтный выключатель

удовлетворяет условию, значит выключатель выбран верно.

Проверим высоковольтный выключатель по номинальному току:

I_нормном

I_норм- наибольший ток нормального режима;

I_ном- номинальный ток выключателя;

786,4А<1000А

По номинальному току выключатель удовлетворяет условию, значит, выключатель проходит проверку на способность отключения токов К.З.

2.3.3 Выбор автоматического выключателя

По условию ПУЭ ток теплового расцепителя для группы электроприемников определяется из условия:

Iт.р. > 1.1 Iмакс.                                                                                      (21);

Iт.р. – ток теплового расцепителя, (А);

Iмакс. – максимальный расчетный ток, (А).

Находим ток теплового расцепителя по формуле (21):

Iт.р.=1.1*786,4=865,04(А)

Берём ближайшее табличное значение 900 (А).

Рассчитываем ток электромагнитного расцепителя

Iэм > 1.2(Iпуск+Iмакс), где                                                            (22);

Iэм- ток электромагнитного расцепителя (А);

Iпуск- пусковой ток (А).

Iпуск= (5-7) Iмакс.

Iпуск= 7*786,4=5504,8(А)

С учетом формулы (22) Iэм= 1.2(3932+786,4)=5662,08 (А).

По таблице (1) 2.23 выбираем ближайшие значение тока расцепителя и выбираем тип выключателя:

Э-10

I_н=1000 А

Коммутационные способности- 84 кА

Габариты 580х570х430

2.3.4 Выбор отделителя и короткозамыкателя.

Отделители предназначены для автоматического отключения повреждённого участка электрической цепи в момент отсутствия в ней тока, т. е. в период без токовой паузы.

Выберем отделитель:

I_уд=30кА;

I_действ=10кА;

T_сраб=1с;

Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного короткого замыкания с целью вызвать отключение высоковольтного выключателя.

Выберем короткозамыкатель:

КЗ-10

U_ном=10кВ

I_зам=30кА

T_сраб=0,4с

2.4 Выбор компенсирующего устройства

Для компенсации электрической энергии предприятия необходимо использовать компенсирующее устройство. Оно позволяет разгрузить электрические сети от реактивной составляющей тока и тем самым уменьшить сечение выбираемых проводов, шин, кабелей, уменьшить потери электрической энергии.

Выбор компенсирующего устройства производится на основании:

- расчетной мощности компенсирующего устройства;

- шин компенсирующего устройства;

- напряжения компенсирующего устройства.

Определяем расчетную реактивную мощность компенсирующего устройства по формуле:

                                                          (23);

α- коэффициент, учитывающий повышения cosφ.

α= 0,9

tgφ, tgφ_к- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности производят до получения значения cosφ= 0,92-0,95.

Пусть cosφ= 0,95, тогда tgφ_к=0,33 по таблице (2) 1.6.

Находим расчетную мощность компенсирующего устройства.

Из таблицы (1) P_p=378,01 кВт,Q_р=315,26 кВар.

Определяем tgφ по формуле:

tgφ=Q_р/P_р                                                                                                                                                  (24);

tgφ=315,26/378,01= 0,834

Рассчитываем расчетную мощность компенсирующего устройства по формуле (23):

Q_К.Р=0,9*378,01*(0,834-0,33) =171,5 кВар

По таблице (1) 10.5 выбираем два компенсирующих устройства марки:

ККУ 0,38-VcHD-2

Напряжение- 0,38 кВ;

Номинальная мощность- 280 кВар;

Масса- 1071 кг.

2.5 Выбор питающего кабеля для цеховой ТП

Определим питающий кабель для цеха обработки корпусных деталей методом экономической точности тока формуле:

                                                                                         (25);

S- экономическое сечение проводов мм²

I- расчетный ток А

j_эк- нормированное значение экономической площади тока А/мм²

Расчетный ток определяется по формуле:

                                                                                      (26);

S_тр- номинальная мощность трансформатора

 А

Значение j_эк находим по таблице 1.3.36 (4), jэк=1,6 А/мм².

мм²

Выбираем питающий кабель марки МСЦ 1ĥ500

Кабель с медными жилами с бумажной пропитанной

маслоканифольной и нестикающей массами изоляцией в свинцовой

оболочке, прокладываемый в воздухе.

Токовые нагрузки 1020 А;

Сечение жилы 500 мм².

По цеху кабель прокладываются в лотках и коробах. Повод кабелей к передвижным механизмам производится по воздуху.

2.6 Расчет молниезащиты трансформаторной подстанции

По формулам для двойного стержневого молниеотвода определяем параметры молниезащиты:

Задаемся высотой расчетными значениями:

h=36 м

h_x=10 м

а=52 м

а -расстояние между молниеотводами

По формуле найдем длину защищаемой зоны двойным стержневым молниеотводом

r_x=                                                                                   (27);

r_x-длинна защищаемой зоны (м)

1,6-расчетный коэффициент

h_a-активная высота молниеотвода (м)

h_x-высота защищаемого здания (м)

h -высота молниеотвода (м)

К_р -расчетный коэффициент

h_a= h- h_x                                                                                         (28);

h_a=36-10=26 м

К_р=                                                                                            (29);

К_р=

Tак как у меня двойной стержневой молниеотвод то граница их защиты будет равна сумме их границ:

r_x= r_x1 +r_x2                                                                                       (30);

r_x2 = r_x1, так как молниеотводы одинаковые

r_x=29,12+29,12=58,24 м

h₀=h-                                                                                         (31);

h₀ =

h₀ -минимальная защищаемая высота

Два молниеотвода защищают зону расположенную между ними если выполняется следующее условие:

 (32);

а -расстояние между молниеотводами

h_а –активная высота молниеотвода

Условие для взаимодействия молниеотводов между собой выполняется

2<7

Для определения b_xнайдем следующие отношение:

                                                                              (33);

Затем по кривым значений наименьшей ширины зоны защиты bx для двух стержневых молниеотводов находим отношение;

                                                                                       (34);

Из этого отношения выражаем bx

b_x–минимальная ширина защищаемой зоны (м)

b_x =2*26*0,9=46,8 м

Для проверки молниезащиты полученные значения ширины, длинны, высоты защищаемого участка с размерами защищаемого здания

Размеры защищаемого здания А*В*Н=50*36*10

А- длинна защищаемого здания

В- ширина защищаемого здания

Н- высота защищаемого здания

r_x>А 58,24>50

b_x>В 46,8>36

h₀> Н 27,84>10

Так как все рассчитанные параметры больше размеров защищаемого здания молниезащита эффективна.

2.7 Расчет защитного заземления ТП

Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при повреждении изоляции применяется защитное заземление.

Защитное заземление- это преднамеренное соединение нетоковедущих частей электроустановки с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности.

Заземлители бывают двух видов: естественные и искусственные.

В данном случае будем использовать искусственные заземлители. В качестве них будем применять вертикально

забитые в землю отрезки круглой стали, длинной 5 метров и горизонтально положенные прямоугольные стальные полосы, которые необходимы для связи вертикальных заземлителей.

Расчётное удельное сопротивление грунта определяется по формуле:

                                                                                        (35);

где k_сез – коэффициент сезонности

 - удельное сопротивление грунта

Берём значение  и k_сез из (4) и таблицы 7.3 (4) соответственно 40 Ом/м и 1,36

Определим расчётное удельное сопротивление грунта по формуле (35):

Глубина заложения горизонтальных заземлителей составляет 0,5м.

Выбор электродов делаем в пользу стального грунта,

диаметр равен 12 мм, т.к. благодаря проникновению этих электродов в глубокие слои грунта с повышенной влажностью снижается удельное сопротивление. Углублённые прутковые заземлители снижают расход металла и затраты труда на работу по устройству заземления.

Общее сопротивление заземления определяем по формуле:

                                                                                               (36);

где  - расчётное удельное сопротивление грунта

Определим расчётный ток замыкания на землю.

I₃ - ток замыкания на землю определяется по формуле:

Iз =125%∙Iн.р                                                                                 (37);

Iз =125∙786,4/100 =983 А

Определяем Rз - сопротивление заземляющего устройства, согласно ПУЭ Rз должно быть не более 4 Ом.

                                                                                           (38);

0,15 Ом < 4 Ом

Принимаем периметр цеха равный А = 50 м, В = 36 м. Т.к. контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длинна по периметру закладки равна:

                                                          (39);

где L_п - длина по периметру;

А - длина установки;

В - ширина установки.

Рассчитаем количество вертикальных заземлителей без учёта сопротивления горизонтальной полосы по формуле:

                                                                                (40);

где h - коэффициент экранирования

Мы выбираем коэффициент экранирования по таблице 7.1 (4), принимаем равным его 0,52.

Рассчитаем сопротивление горизонтальной полосы:

В качестве горизонтального электрода применяет стальную полосу размерами 40 х 4 и прокладываем её на глубине 0,5 м.

                                                                  (41);

где  - расчётное удельное сопротивление грунта

L_n - длина полосы по периметру

b - ширина полосы

t - глубина заложения

Рассчитаем сопротивление вертикальных заземлителей по формуле:

                                                                                       (42);

Рассчитаем количество вертикальных заземлителей с учётом горизонтальной полосы по формуле:

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается:

n=10;

а_А=А/(n_A-1)                                                                                    (43);

а_А- расстояние между электродами по длине объекта

n_A- количество электродов по длине объекта

Рассчитаем расстояние между электродами по длине объекта по формуле (43):

а_А=52/(4-1)=16,7 м

a_B=B/(n_B-1)                                                                                     (44);

a_B- расстояние между электродами по ширине объекта

n_A- количество электродов по ширине объекта

Рассчитаем расстояние между электродами по ширине объекта по формуле (44):

a_B=38/(3-1)=19 м

Тогда защитное заземление цеха по обработке корпусных

деталей будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 5 - Защитное заземление цеха обработки корпусных деталей

3. Техника безопасности

3.1 Управление охраной труда на предприятии

Руководство охраны труда обеспечивает здоровые и безопасные условия труда на производстве.

Его объектом управления является деятельность тех служб и подразделений, которые непосредственно обеспечивают безопасные и здоровые условия труд на рабочих местах, прои