| Курсовая работа "расчет и выбор системы электроснабжения и электрооборудования установки, электроосвещения объекта, молниезащиты, заземления" | |
| Автор: drug | Категория: Технические науки / Электроэнергетика | Просмотров: | Комментирии: 0 | 04-01-2013 18:43 |
РЕФЕРАТ
Курсовой проект содержит 110 л., 17 рисунков, 11 таблиц, 18 использованных источников, 4 приложения.
ВОДООБОРОТНЫЙ УЗЕЛ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ, КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ, ОСВЕЩЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ТРАНСФОРМАТОР, МОЛНИЕЗАЩИТА, КАБЕЛЬ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ.
Объектом исследования является РТП-51 (ОАО «Газпром нефтехим Салават», завод «Мономер» )
Цель проекта – произвести расчет и выбор системы электроснабжения и электрооборудования установки, электроосвещения объекта, молниезащиты, заземления.
Произведен выбор трансформаторов, электрических преобразователей, автоматических выключателей, силовых кабелей и шинопроводов, электрооборудования системы вентиляции и отопления, расчет групповых электрических нагрузок, токов короткого замыкания, рабочего и аварийного освещения, защитного заземления и молниезащиты, выбрано оборудование по пожаробезопасности. В результате расчетов была разработана принципиальная схема электроснабжения, схема молниезащиты, заземления, а также схема плана расположения оборудования.
Внедрение отсутствует.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование – процесс описания свойств технического предмета, который предполагается изготовить или соорудить. Проект содержит исходные данные, необходимые для последующего изготовления и состоит из комплекта документов, в которых содержится информация об устройстве, составе, принципе действия, условиях эксплуатации проектируемого технического объекта.
Проектирование любой электротехнической системы - электроснабжения, освещения, электропривода, релейной защиты и автоматики и т. п., сопряжено с необходимостью выбора и проектирования электротехнических устройств, образующих эту систему. Данный процесс, как правило, осуществляется в несколько этапов. На каждом этапе решается сравнительно простая задача проектирования, а резуль¬таты решения на предыдущих этапах используются в качестве дополнительной исходной информации последующих. Меж¬ду этапами могут быть итерационные связи.
Для современных предприятий главной задачей является обеспечение рабочих объектов сырьем и электроэнергией. Вся система автоматизация и электропривод промышленных объектов нуждается в бесперебойном электроснабжении. Для его обеспечения при проектировании объектов проводятся сложные расчеты. Современные установки обычно подключаются к двум, а иногда и трем источникам независимого питания. По мощным шинам через АВР они объединяются в единую надежную систему электроснабжения.
Высокая степень электрификации производственных процессов обусловливает быстрый рост потребления электрической энергии и повышения электровооруженности труда. С развитием электроэнергетики и автоматики ручной труд теряет свою актуальность, труд становится не только механизированным, но еще и автоматизированным. Дальнейшее развитие промышленности зависит от технического уровня электроэнергетики, от совершенства применяемых в технологических установках электропривода и электрооборудования, а также от надежности электроснабжения.
1 Литературный обзор и патентный обзор
1.1 Литературный обзор
Заземлением называется преднамеренное соединение какого-либо участка электрической цепи или оборудования с устройством заземления. В большинстве случаев устройством заземления является металлический штырь или группа штырей определенного сечения и размеров, закопанных в землю и соединенных между собой. Штырь соединен с проводом, который подводится к заземляемому оборудованию. Сам провод, штыри, соединяющая их полоска металла, крепление провода к штырю, место расположения - всё это нормируется согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок).
Согласно трактовке Правил устройства электроустановок, заземлением называется преднамеренное соединение части электроустановки с заземляющей конструкцией. Описать принцип работы защитного заземления можно следующим образом: корпуса электроприборов в нормальном режиме не должны находиться под напряжением, поэтому их умышленно соединяют с цепью защитного заземления. В электросетях с однофазными электроприборами заземляют корпуса стиральных машин, водонагревателей, системные блоки компьютеров и многое другое. Как правило, заземление производится через третий контакт розеточной сети, для этого вилки электроприборов должны быть 3-полюсными. При возникновении нештатной ситуации, например, пробое изоляции внутри электроприбора, под напряжением окажется заземленный корпус, в результате чего произойдет короткое замыкание и сработает защитный аппарат – автоматический выключатель или УЗО. Таким образом, риск попадания человека под напряжение сведен к минимуму, при условии, что параметры защитного заземления находятся в рамках требований нормативной документации, а электросеть объекта оборудована защитными коммутационными приборами, обеспечивающими отключение при замыкании фазных проводов на корпус или иные части, наличие напряжения на которых нормальным режимом работы не предусмотрено. Из этого следует, что работу защитного заземления следует рассматривать в совокупности со всей электросетью объекта
Монтаж защитного заземления подразумевает прокладку искусственного заземлителя или соединение электросети квартиры с естественными заземлителями. Искусственные заземлители – это закладываемые в землю металлические части. По отношению к искусственным заземлителям иногда употребляют выражение «контур заземления», если речь идет о монтаже заземления по периметру здания или сооружения.
В роли естественных заземлителей могут выступать металлические части строений или подводимые к зданиям коммуникации. При этом особо стоит отметить, что Правилами запрещается использовать в качестве естественных заземлителей водопроводы, газопроводы, а также ряд иных располагающихся в земле коммутаций и частей сооружения.
Использование естественных заземлителей может существенно удешевить процесс монтажа защитного заземления, но, к сожалению, подобная возможность существует далеко не всегда, поэтому приходится прибегать к прокладке в земле металлических конструкций – установке искусственных заземлителей. Тем не менее, несмотря на необходимость дополнительных вложений, искусственные заземлители наиболее надежны и долговечны.
Существуют типы систем заземления, обозначаемые следующим образом: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.
Первая буква здесь определяет характер заземления источника питания: Т- непосредственное соединение нейтрали источника питания с землёй; I-все токоведущие части изолированы от земли.
Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания: Т - непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи с ней источника питания; N - непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.
Следующие за N буквы определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: S - функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего (N) проводников разделены; С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в один общий проводник РЕN.
В России до недавнего времени применялась система ТN-С , в которой от источника к электроустановке идет четыре рабочих проводника L1, L2, L3 и один проводник PEN, объединяющий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. Открытые проводящие части электроустановок (корпуса, шкафы электрооборудования) соединялись с проводником РЕN (занулялись). Эта система относительно простая и дешёвая. Однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.
В системе ТN-S, наиболее широко распространённой в Европе, все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником РЕ непосредственно с заземлённой нейтралью источника .
В системе TN-C-S, также как и в системе TN-S, нулевой защитный PE и нулевой рабочий N проводники разделены. При этом в электроустановке нулевой защитный проводник РЕ соединён со всеми токопроводящими открытыми частями и может быть многократно заземлён, в то время как рабочий нулевой проводник N не должен иметь соединения с землёй. Наиболее перспективной для нашей страны является система ТN-С-S, позволяющая обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции.
Патентный обзор
Пат. 2138106, H01R4/66, C23F13/00. Заземление / Зорин А.И. (RU), Зорин А.А. (RU), Католикова Н.М. (RU), Кошель А.Г. (RU). – 20.09.2000.
Заземление.
Глубинное заземление, содержащее гирлянду из последовательно соединенных между собой и соединенных с магистральным кабелем электродных блоков, каждый из которых размещен в заполненном активатором металлическом корпусе, через который проходят магистральный кабель и газоотводная труба, отличающееся тем, что каждый электродный блок состоит из двух электрически соединенных анодов, один из которых соединен с магистральным кабелем, аноды жестко связаны с корпусом, смежные металлические корпуса электродных блоков попарно соединены между собой посредством фиксирующего приспособления, предназначенного для их параллельного размещения при транспортировке и соосного - при эксплуатации.
2 Заземление по п.1, отличающееся тем, что указанное фиксирующее приспособление выполнено в виде петельного соединения.
3 Заземление по п.1, отличающееся тем, что указанное фиксирующее приспособление выполнено в виде шарнирного соединения.
4 Заземление по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что жесткое соединение анодов с металлическим корпусом выполнено посредством перегородок, закрепленных на поддерживающих уголках, прикрепленных к металлическому корпусу[].
2 Вид и назначение объекта проектирования
Распределительная подстанция (РТП-51) входит в состав сети 6 кВ предприятия и предназначена для электроснабжения трансформаторных подстанций, высоковольтных технологических установок и собственных нужд РТП-51.
Для электроснабжения потребителей РТП-51 выполнена как комплектное распределительное устройство (КРУ) 6кВ по схеме с двумя системами сборных шин, секционированных выключателем.
Секционный выключатель делит сборные системы шин КРУ-6кВ на две секции: «1с.ш.» и «2 с.ш.».
КРУ-6кВ скомпоновано из типовых шкафов комплектных распределительных устройств типа К-ХII (секции 1с.ш. и 2с.ш.) с масляными выключателями выдвижного исполнения.
Вводы питания на секции «1с.ш.» и «2с.ш.» выполнены кабельными линиями от ГПП-3 и КП-1Н. На линиях ввода 6кВ установлены вводные ячейки типа К-ХII №9, 13 и трансформаторы собственных нужд (ТСН).
В нормальном режиме работы секционный выключатель отключен.
При отключении выключателя ввода 6кВ на секцию, действием автоматического ввода резерва (АВР) включается секционный выключатель, обеспечивая электроснабжение потребителей 6кВ секции по другой цепи питания.
На секциях 6кВ 1с.ш. и 2с.ш. имеется по одной ячейке ТН-1, ТН-2, в которых установлены трансформаторы напряжения НТМИ-6.
На РТП-51 установлены два масляных трансформатора собственных нужд типа ТМ3-40-6-81 У3 напряжением 6/0,4кВ, мощностью 40кВА («ТСН-1», «ТСН-2»).
Трансформатор «ТСН-1» подключен через предохранитель к линии ввода питания на секцию «1 с.ш.», трансформатор «ТСН-2» – к линии ввода питания на секцию «2с.ш.».
Электроснабжение собственных нужд 0,4кВ выполняется от трансформаторов собственных нужд «ТСН-1», «ТСН-2» с использованием устройства АВР.
При выполнении рабочего проекта по замене высоковольтных масляных выключателей и реконструкции РЗ и А «1с.ш.» и «2с.ш.» шин 6 кВ РТП-51 питание мотор-редукторов и электромагнитов выключения и отключения новых вакуумных выключателей типа ЭВОЛИС предусматривается на постоянном токе 220В.
Обеспечение надежного питания постоянным током шинок ±ШУ и ±ШС каждой из секций 6 кВ («1с.ш.», «2сш») достигается применением установки управления оперативного тока типа ТИРОСОТ-220/20-60-8-2А со встроенной аккумуляторной батареей =220В, емкостью 32Ач, устройством АВР и распределительным шкафом.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещение относится к категории Д – это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии, по классу взрывоопасной зоны к В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются , а возможны только в результате аварий и неисправностей.
Помещение РТП-51 по условиям опасности в отношении взрыва и пожара относится к категории Д – не опасное по взрыву и пожару. По условиям окружающей среды помещения нормальные. Степень защиты электрооборудования IP00 – отсутствует защита от попадания твердых тел и от проникновения воды; климатическое исполнение У (умеренный климат); категория размещения 3 (закрытое помещение с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий).
Характеристика объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и
электробезопасности приведена в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика объекта
Наименование объекта Категория пожарной опасности процесса Степень огнестойкости
зданий, сооружений Класс помещения Категория и группа взрывоопасных смесей Группа производственных процессов по санитарной
характеристике
РТП-51 Д II Не взрывоопасный Нормальная III-a
2.1 Категория электроснабжения
С точки зрения обеспечения надёжного и бесперебойного питания приёмники электроэнергии делятся на три категории:
1-я категория – приёмники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массо¬вым браком продукции или длительным расстройством сложного техно¬логического процесса производства;
2-я категория – приёмники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным недоотпуском продукции, простоем людей, механиз¬мов, промышленного транспорта;
3-я категория – приёмники, не подходящие под определение 1-й и 2-й категорий (например, приёмники вспомогательных цехов, не определя¬ющих технологический процесс основного производства).
3 Электроснабжение
3.1 Электроснабжение и электроприемники технологической установки
Электрооборудованием РТП-51 являются асинхронные электродвигатели напряжением 0,4 кВ. Режим работы электрооборудования продолжительный. РТП-51 снабжается электроэнергией от главной понижающей подстанции ГПП-3 110/6 по двум вводам, а также имеет ввод от НСТЭЦ [1].
В таблице 2 представлены электроприемники РТП-51
Таблица 2 – Электроприёмники РТП-51
Позиция Кол-во, шт. Тип
электродвигателя , кВт n,
об/мин s,
% , В КПД, %
ПК-1 1 4АМ71В2 800 3000 6,3 380 77,5 0,8 5,5 2 2,2 1,2
ПК-2 1 4АМ71В2 800 3000 6,3 380 77,5 0,8 5,5 2 2,2 1,2
ПК-3 1 4АМ71В2 800 3000 6,3 380 77,5 0,8 5,5 2 2,2 1,2
Н-1 1 4АМ63В2 500 3000 8,5 380 73 0,85 5 2 2,2 1,2
Н-2 1 4АМ63В2 500 3000 8,5 380 73 0,85 5 2 2,2 1,2
Н-3 1 4АМ63В2 500 3000 8,5 380 73 0,85 5 2 2,2 1,2
Н-10 1 4АА56В2 У3 250 3000 8,7 380 68 0,88 5 2 2,2 1,2
Н-11 1 4АА56В2 У3 200 3000 8,7 380 68 0,88 5 2 2,2 1,2
3.2 Выбор электрических преобразователей
Выбор преобразователя частоты осуществляется по следующим параметрам:
а) по напряжению
Uпн=Uдвн, (1)
где Uпн – номинальное значение напряжения питания преобразователя частоты;
Uдвн – номинальное значение напряжения питания двигателя, В;
б) по мощности
Pпн≥Pдвн, (2)
где Pпн – номинальная мощность двигателя, кВт;
Pдвн – расчетная мощность производственного механизма, кВт;
в) по току
Iпн≥Iрмах, (3)
где Iпн – номинальное значение тока преобразователя частоты, А;
Ipmax – расчётное значение тока асинхронного двигателя, А;
Определяем значение максимального расчётного тока по номинальным данным электродвигателя
(4)
Выберем преобразователи частоты фирмы MitsubishiElectric серии FR-F700 на 6 кВ [12] и торгово-промышленного объединения «РИЛ» серии ВПЧА на 6 кВ [13]. Технические данные выбранных преобразователей частоты и результаты расчетов представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические данные преобразователей частоты Mitsubishi
Позиция Рдв,
кВт Модель Pпн, кВт Iпн, А U, В Iр max, А
ПК-1, ПК-2, ПК-3 800 ВПЧА-500-6,3/6,0-50 800 1505 6000 1550
Н-1,Н-2, Н-3 500 ВПЧА-160-6,3/6,0-22 500 940 6000 1000
Н-10 250 ВПЧА-120-6,3/6,0-16 250 470 6000 300
Н-11 200 ВПЧА-100-6,3/6,0-14 200 376 6000 450
3.3 Расчет электрических нагрузок РТП
Рассчитываем индивидуальные электрические нагрузки.
Вычисляем активную мощность
(5)
где – КПД электродвигателя;
– номинальная мощность электродвигателя.
Находим реактивную мощность
(6)
Вычисляем полную мощность
(7)
Определяем ток
. (8)
Рассчитываем суммарную полную мощность
(9)
Находим суммарный ток
(10)
Рассчитываем групповые электрические нагрузки методом коэффициента максимума.
Определяем суммарную номинальную мощность по формуле
, (11)
где n – количество электроприемников в группе.
Определяем число m
, (12)
где – номинальная мощность наибольшего электроприёмника, кВт;
– номинальная мощность наименьшего электроприёмника, кВт.
Рассчитываем среднюю активную мощность за наиболее нагруженную смену
, (13)
где – коэффициент использования электроприемников, по таблице 1.5.1 [12].
Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену
. (14)
Рассчитываем средний коэффициент использования
. (15)
Вычисляем значение коэффициента реактивной мощности
. (16)
.
(17)
Если m ≤ 3, то эффективное число электроприемников определяется по формуле
. (18)
При m > 3 и вычисляется по формуле [18]
. (19)
Определяем коэффициент максимума в зависимости от и эффективного числа электроприемников по таблице 1.5.3 [12].
Вычисляем максимальные расчетные нагрузки
, (20)
, (21)
, (22)
где – весовой коэффициент, при : ; : .
Находим расчетный максимальный ток для электроприемников переменного тока
. (23)
Находим максимальные расчетные нагрузки для КТП
; (24)
3.4 Расчет мощности и выбор силовых трансформаторов
Мощность силовых трансформаторов выбирается с учётом экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приёмников при отключении одного из трансформаторов. Нагрузка трансформатора в нормальных условиях не должна вызывать сокращения естественного срока его службы.
Определяем потери активной мощности в трансформаторе
, (25)
где – полная мощность на стороне низшего напряжения, кВ•А.
Подставляем числовые значения в формулу (20), получаем
Потери реактивной мощности в трансформаторе
, (26)
Потери полной мощности в трансформаторе
, (27)
Определяем полную мощность на стороне высшего напряжения
, (28)
Выбор мощности трансформатора производим по условию
(29)
По полученному значению мощности выбираем мощность трансформатора из стандартного ряда
Таким образом, устанавливаем два трансформатора марки ТМ-1600/6 кВА.
Технические данные трансформатора ТМ-1000/6 представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Технические данные трансформатора ТМ-1600/6
Тип трансформатора , кВ•А
, кВ
ТМ 1600/6 1600 6
4 Силовое электрооборудование
4.1 Выбор силовых кабелей и шинопроводов
Выбор кабелей осуществляем по условию
. (30)
Выберем кабель на 6 кВ для линии до ПК-1. По полученному значению расчетного тока выбираем площадь сечения жил кабеля Sсеч=5 мм2, жилы алюминиевые, допустимый длительный ток Iдоп=27 А. По полученным данным выбираем четырехжильный кабель АВВГ 5 [14]. Кабель марки АВВГ имеет алюминиевые жилы с поливинилхлоридной изоляцией.
Проверим выполнение условия (30)
25,7А < 27 А.
Условие выполняется.
Аналогично выбираем остальные силовые кабели на 6кВ. Полученные данные представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Кабели на 6 кВ
Место расположения Марка кабеля , А
, А
Сечение кабеля, мм2
ПК-1 АВВГ 25,7 27 5
ПК-2 АВВГ 41,6 55 16
ПК-3 АВВГ 5,8 15 2
Н-1 АВВГ 4,1 15 2
Н-2 ЦСБ 694,6 720 95)
Н-3 ЦСБ 595,3 610 150)
Н-10 ЦСБ 297,6 305 150
Н-11 ЦСБ 238,1 240 95
4.2 Выбор высоковольтных выключателей
Выбор высоковольтных выключателей осуществляем по следующим условиям:
а) по напряжению
, (31)
где – номинальное напряжение автомата, В;
– напряжение сети, 380 В.
б) по номинальному току
, (32)
где – номинальный ток автомата, А;
– номинальный ток расцепителя, А.
в) номинальный ток расцепителя определяется по формуле
, (33)
где – длительный ток линии, А.
Выбираем вакуумные выключатели СН Evolis 24P2-24-25 6кВ.
Высоковольтные выключатели предназначены для проведения электрического тока в нормальном режиме и отключения тока при перегрузках, коротких замыканиях и недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.
Данные для выбора высоковольтных выключателей и выбранные высоковольтные выключатели представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Выбранные высоковольтные выключатели
Позиция , А
Тип АВ , В
, А
, А
ПК-1 25,7 24P2-24-25
400 125 40
ПК-2 41,6 24P2-24-25
400 125 63
ПК-3 5,8 24P2-24-25
400 125 12,5
Н-1 4,1 24P2-24-25
400 125 12,5
Н-2 694,6 24P2-24-25
400 1600 1000
Н-3 595,3 24P2-24-25
400 800 800
Н-10 297,6 24P2-24-25
400 400 400
Н-11 238,1 24P2-24-25
400 400 315
4.3 Расчёт токов короткого замыкания на 6 кВ
Для сети 6кВ расчет ведется в относительных единицах. Расчётная схема и схема замещения на 6 кВ представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Расчётная схема и схема замещения на 6 кВ
Находят реактивное сопротивление трансформатора Т1
(34)
где х* = 0,1- относительное реактивное сопротивление трансформатора.
Выберем реактор РБ10-630-0,25У3, у которого Iн = 630 А, Uн = 10 кВ, хр = 0,25 Ом.
Определим базисное сопротивление реактора, Ом
(35)
где - реактивное сопротивление реактора, = 0,25 Ом;
- базисный ток, определяемый
(36)
А;
где - номинальный ток реактора, = 630 А;
- базисное напряжение, = 6,3 кВ.
Подставив численные значения в (35), получим
Активное и реактивное сопротивление кабельных линий
(37)
(38)
(39)
(40)
Для меди = 50 м/(Оммм2) – удельное сопротивление материала кабеля.
Ток короткого замыкания для точки К1
(41)
Найдем суммарные активные и реактивные сопротивления до точки К1
(42)
(43)
Подставим численные значения в формулы (42), (43), получим
Определим ток КЗ в точке К1 по формуле (41)
Рассчитываем ударный ток в точке К1
(44)
где - ударный коэффициент, определяют по кривой зависимости.
(45)
Подставив численные значения в формулу (44), получим
Определяем постоянную времени затухания апериодической составляющей по формуле
(46)
Выполним расчёт токов короткого замыкания для точки К2.
Выбрана шина ШРА на 6 кВ (rуд = 0,1 Ом/км, xуд = 0,13 Ом/км) [1].
Определим сопротивления кабеля
(47)
(48)
Подставляя числовые значения, получим
Находим суммарные активные и реактивные сопротивления до точки К2 по формулам
(49)
(50)
Подставляя числовые значения, получим
Определяем ток К2 в точке К2 по формуле (41)
Ударный ток определяется по формуле (44), а ударный коэффициент по формуле (55)
Постоянная времени затухания по формуле (46)
Определим ток подпитки от синхронного двигателя
(51)
Подставив численные значения получим
Определим ток подпитки от синхронного двигателя в точке К2
, (52)
где Е” = 0,9 – сверхпереходная ЭДС;
x” = 0,2 – индуктивное сопротивление.
Получим
Определим ударный ток от синхронного двигателя
Суммарный ток короткого замыкания
; (53)
А.
Суммарный ударный ток
; (54)
А.
4.4 Расчет и выбор электрооборудования для системы электроснабжения
В качестве вводных и секционных выключателей на стороне 6 кВ по [18] выбираем вакуумные выключатели типа ВВЭ-10-20/1600-УЗ, технические данные которого приведены в таблице 7.
Выбор производим по следующим параметрам:
- по напряжению 6 кВ;
- по длительному току.
; (55)
1453,65 А < 1600 А.
Таблица 7 – Технические данные вводных и секционных вакуумных выключателей типа ВВЭ-10-20/1600-УЗ
, кВ
, А
Номинальный ток
отключения , кА
Ток термической
стойкости , кА
,
с Время отключения выключателя, с
10 1600 31,5 31,5 3 0,055
Вакуумные выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в промышленных и сетевых установках, в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью частоты 50 и 60 Гц, на номинальное напряжение до 12 кВ. Вакуумные выключатели ВВЭ-М-10-20 устанавливаются в ячейки типа К-104М, КМ-1Ф, К-49, К-59, К-63, К-204, КМ1, КВ1. По своим присоединительным размерам и схемам управления вакуумные выключатели взаимозаменяемы с выключателями ВК-10, ВКЭ-10. Вакуумные выключатели ВВЭ-(С)М-10-40 устанавливаются в КРУ типа К-105, К-205, К-61М, а также могут использоваться для замены маломасляных и электромагнитных выключателей в КРУ типа КРУ2-10, К-ХХV, К-ХХVII, КР-10, КМ-1. Вакуумные выключатели изготавливаются в стационарном (ВВЭ-СМ-10-40) и в выкатном (ВВЭ-М-10-40) исполнениях. Вакуумные выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78 и ТУ16-90 ИНЛЯ.674152.009ТУ.
5 Расчет и выбор системы электрического освещения
5.1 Расчет рабочего освещения
Расчет освещения объекта производим методом коэффициента использования. Данный метод устанавливает связь между световым потоком источников света и средней освещенностью горизонтальной поверхности. Метод применяется для расчёта общего равномерного электроосвещения светильниками прямого света, когда можно приближенно учесть разницу между средним и минимальным значением освещённости. Задачей расчета является определение мощности и количества ламп, необходимых для создания заданной освещенности.
Расчет производим в программе DIALux.
Производим расчет помещения РТП. Определяем геометрические размеры помещения: длина ; ширина b = 9 м; высота с = 4,5 м.
Определяем коэффициенты отражения поверхностей помещения. Принимаем коэффициент отражения от потолка , коэффициент отражения от стен , коэффициент отражения от рабочей поверхности .
Выбираем светильник DIAL 24 SDK 102-400 GESHLOSSEN, световой поток которого равен 55500 лм, лампы: HIE 420 Вт. Выбранный светильник изображен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Светильник марки DIAL 24 SDK 102-400 GESHLOSSEN
Монтаж светильников: длина маятника 0,2 м; высота световых точек 4,730 м; монтажная высота: 4,5 м.
Нормированное значение освещенности Е выбираем для данного объекта согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»
Е = 200 лк.
Производим расчет, в результате которого определяем требуемое количество светильников. Для освещения помещения РТП необходимо 30 светильников.
Рисунок 3 – Помещение РТП
Для освещения входов применяем лампы накаливания. Освещению подлежат 2 входа. Нормированное значение освещенности выбираем согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»: Е = 10 лк. Выбираем биспиральные газонаполненные лампы с , со световым потоком , количество ламп равно 2.
5.2 Выбор схемы питания, типа осветительных щитков
Мощность всех светильников составляет 1,380 кВт.
Выбираем щиток рабочего освещения ЯОУ-8501 У3 [28], который предназначен для распределения электрической энергии, нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей, защиты от токов КЗ и перегрузок осветительных сетей трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В частотой 50 Гц.
Технические данные щитка ЯОУ-8501 У3 представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Технические данные рабочего щитка освещения
Тип щитка Тип вводного
автомата Тип линейных
автоматов Количество
линейных
автоматов Степень
защиты Способ
установки
ЯОУ-8501 У3 АВ 100А АЕ2044 6 IP54 На стене
Определяем рабочий ток групповой линии
(56)
Находим ток уставки
(57)
Вводной автоматический выключатель выбираем на ток 100 А.
Так как помещение РТП не взрывоопасное, то щиток освещения разместим возле входа в это помещение.
5.3 Расчет аварийного освещения
Освещённость от источников аварийного освещения находим по формуле
(58)
лк.
Определяем необходимый световой поток по формуле
(59)
Подставляем числовые значения в формулу (54)
Находим стандартную лампу, удовлетворяющую расчётному световому потоку. При напряжении 220 В по светотехническим данным для помещения РТП подходит биспиральная газонаполненная лампа с , со световым потоком .
В таблице 8 представлены технические данные ламп накаливания.
Таблица 8 – Технические данные ламп накаливания
Помещение Тип
лампы Uном,
В Pном,
Вт Fном,
лм
РТП HST 400W 220 36 2650
Определяем число ламп по формуле
. (60)
Подставляем числовые значения в формулу (55)
Принимаем: ;
Лампы подключены к щитку аварийного освещения, запитанного от другого ввода. Технические данные аварийного щитка освещения ЯОУ-8501 У3 [28] представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Технические данные аварийного щитка освещения
Тип щитка Тип вводного
автомата Тип линейных
автоматов Количество
линейных
автоматов Степень
защиты Способ
установки
ЯОУ-8501 У3 АВ 63А АЕ1031 6 IP54 На стене
Подставив числовые значения в формулу (51), получаем
Подставив числовые значения в формулу (52), получаем
6 Электрооборудование системы вентиляции
Рассчитаем производительность вентиляционной установки, используя нормативные значения коэффициента кратности воздухообмена , приводимые в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [2].
Определяем необходимый расход воздуха по формуле
, (61)
где – нормативное значение кратности воздухообмена в помещении, ;
V – объем помещения, м3.
Вычисляем объем помещения
, (62)
где а – длина здания, 14 м;
b – ширина здания, 9 м;
с – высота здания, 4,5 м.
По полученному значению Q осуществляем выбор вентилятора.
Выбираем промышленный крышный вентилятор марки ВКРМ-12,5 [6], производительность которого Q=3500 м^3/час. В данном помещении устанавливаем 1 вентилятор.
Крышные вентиляторы ВКРМ из оцинкованной стали предназначены для удаления из помещений промышленных и общественных зданий невзрывоопасных газовоздушных смесей с температурой до 50°C с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3 при отсутствии липких веществ и волокнистых материалов.
Вентиляторы ВКРМ( ВКР) являются вентиляторами низкого давления, одностороннего всасывания, лопатки рабочего колеса которого назад загнуты, и не применимы для перемещения газопылевоздушных смесей от технологических установок, взрывоопасные вещества в которых находятся под избыточным давлением или нагреваются выше температуры их самовоспламенения.
Предназначен вентилятор ВКРМ общепромышленного назначения (из углеродистой стали) для удаления из помещений промышленных и общественных зданий невзрывоопасных газовоздушных смесей с температурой до 50°C с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3 при отсутствии липких веществ и волокнистых материалов.
Технические данные вентилятора представлены в таблице 10.
Таблица 10 – Технические данные вентилятора ВКРМ-12,5
Марка
вентилятора Тип электродвигателя , кВт
n, об/мин
Р, Па
ВКРМ-12,5 АИР160М16 4,0 370 3500 270
7 Защитное заземление, зануление и молниезащита
Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.
Определяем расчетный ток замыкания на землю по формуле
, (63)
где – ток однофазного замыкания на землю, А;
U – фазное напряжение (U = 0,4 кВ);
– суммарная длина кабельных линий, ;
– суммарная воздушных линий, .
.
Согласно ПУЭ [12]
; (64)
.
Необходимое сопротивление заземляющего устройства .
Удельное сопротивление грунта равно .
Выбираем стержневой вертикальный заземлитель с размерами ; .
Определяем сопротивление вертикального заземлителя
, (65)
где – заглубление вертикального заземлителя, м.
Предварительное количество вертикальных заземлителей 4 штуки.
Определяем сопротивление горизонтального электрода из полосовой стали
, (66)
где – ширина полосового электрода, м.
.
Полное сопротивление растеканию заземлителя
; (67)
Расчет заземления в программе «Заземление» представлен на рисунках 4,5.
Рисунок 4 – Расчет заземления в программе «Заземление»
Рисунок 5 – Заземлитель
Результаты расчета заземления в программе «Заземление»:
- длина вертикального заземлителя ;
- диаметр вертикального заземлителя ;
- заглубление вертикального заземлителя ;
- толщина верхнего слоя грунта ;
- ширина (диаметр) горизонтального заземлителя ;
- сезонный климатический коэффициент вертикального заземлителя ;
- сезонный климатический коэффициент горизонтального заземлителя ;
- удельное сопротивление грунта ;
- нормируемое значение заземления ;
- коэффициент использования заземлителей = 0,78;
- эквивалентное удельное сопротивление ;
- сопротивление вертикального заземлителя ;
- сопротивление контура ;
- предварительное количество вертикальных заземлителей 3,0975 шт.;
- длина горизонтального заземлителя 4,6463 м;
- сопротивление горизонтального заземлителя ;
- суммарное сопротивление вертикального и горизонтального заземлителей ;
- расстояние между вертикальными заземлителями ;
- расстояние от центра вертикального заземлителя до поверхности земли ;
- количество вертикальных заземлителей 4 шт.
Определяем ожидаемое количество поражений молнией здания в год
, (68)
где H – высота здания, H = 4.5 м;
a – длина здания, a = 14 м;
b – ширина здания, b = 9 м;
n – среднегодовое число ударов молнии в земной поверхности в месте
нахождения здания (удельная плотность ударов молнии в землю), по таблице .
Помещение не взрывоопасно, поэтому должно выполняться условие
(69)
Условие выполняется.
Находим принадлежность здания по устройству молниезащиты к III категории и зону защиты типа Б [12].
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии. Защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими или установленными на здании металлическими стержневыми или тросовыми молниеотводами [12].
Расчет молниезащиты производим в программе «Молниезащита 1.3». Защиту от прямых ударов молнии здания установки выполняем одиночным тросовым молниеотводом.
Расчет молниезащиты в программе «Молниезащита 1.3» представлен на рисунке 6. Результаты расчета молниезащиты приведены в таблице 11.
Рисунок 6 – Расчет молниезащиты в программе «Молниезащита 1.3»
Таблица 11 – Результаты расчета молниезащиты
Номер молниеотвода Высота Минимальная высота защиты Радиус
защиты Радиус
защиты на
расстоянии L/2 от молниеотводов Расстояние
между молниеотводами
Молниеотвода Защищаемого
сооружения Конуса зоны защиты
На
высоте Нх На уровне земли
На
высоте Нх На уровне
земли
Н, м , м
,м
, м
, м
, м
, м
, м
L, м
M1 10 4,5 7,36 – 5,28 13,6 – – 12
Определяем зоны защиты для одиночного тросового молниеотвода высотой .
С учетом стрелы провеса троса сечением 35...50 при известной высоте опор и длине пролета высоту троса определяем по формуле
, (70)
где h – высота троса в середине пролета.
Определяем габаритные размеры зоны защиты одиночного тросового молниеотвода (для зоны Б).
Определяем высоту защищаемой зоны
; (71)
Находим радиус основания защищаемой зоны
; (72)
Определяем радиус защищаемой зоны по высоте здания
; (73)
; (74)
Рисунок 7 – Одиночный тросовый молниеотвод
8 Система пожаробезопасности и безопасности жизнедеятельности
8.1 Пожаробезопасность
Выбираем автономные извещатели пожарные дымовые оптико-электронные, зона чувствительности которых 15×15 м. В помещении РТП-51 (14×9 м) достаточно установить один датчик.
На рисунке изображён автономный извещательно пожарный дымовой оптико-электронный ИПД-3.4
Рисунок 8 – Автономный извещательно пожарный дымовой оптико-электронный ИПД-3.4
Эти пожарные извещатели представляют собой максимальные или максимально-дифференциальные извещатели, которые могут идентифицировать пожар не только по температуре окружающего воздуха, но и по скорости возрастания его температуры. В качестве чувствительного элемента тепловой пожарный извещатель использует термистор – резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Когда текущая температура и скорость ее роста превышают установленное пороговое значение, приемно-контрольный прибор 4100U, получающий информацию со всех пожарных извещателей, выдает сигнал пожарной тревоги. Это помогает избежать ложного срабатывания извещателя при быстром изменении температуры в штатных ситуациях, например, при открытии входной двери или при включении отопительных приборов. Помимо идентификации пожара, эти пожарные извещатели могут работать и в качестве датчика для измерения текущей температуры в помещении. В этом случае показания извещателя могут использоваться для управления системами кондиционирования и отопления.
Выбираем огнетушители переносные газовые углекислотные марки ОУ-2ВСЕ, предназначенные для тушения загораний различных веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, электроустановок, находящихся под напряжением до 1000В. Рекомендуются для тушения электроустановок с напряжением до 1000В. Огнетушащее вещество – двуокись углерода.
8.2 Безопасность жизнедеятельности
Электробезопасность обеспечивается неуклонным выполнением норм и требований ПЭУ, Межотраслевых правил охраны труда, а также правил техники безопасности ОАО «Газпромнефтехимсалават».
Применение спецодежды, спецобуви, а также индивидуальных средств защиты является обязательным. К индивидуальным средствам защиты относятся каски и противогазы с коробками марки БКФ. Эти меры предотвращают несчастные случаи на производстве.
При ремонте электрооборудования требуемую безопасность работ обеспечивают следующие организационные и технические мероприятия.
Организационные мероприятия:
- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- допуск к работе;
- надзор во время работы;
- оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.
При подготовке рабочего со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:
- произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;
- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
- установлено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления).
- вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты [14].
Курсовой проект содержит 110 л., 17 рисунков, 11 таблиц, 18 использованных источников, 4 приложения.
ВОДООБОРОТНЫЙ УЗЕЛ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ, КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ, ОСВЕЩЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ТРАНСФОРМАТОР, МОЛНИЕЗАЩИТА, КАБЕЛЬ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ.
Объектом исследования является РТП-51 (ОАО «Газпром нефтехим Салават», завод «Мономер» )
Цель проекта – произвести расчет и выбор системы электроснабжения и электрооборудования установки, электроосвещения объекта, молниезащиты, заземления.
Произведен выбор трансформаторов, электрических преобразователей, автоматических выключателей, силовых кабелей и шинопроводов, электрооборудования системы вентиляции и отопления, расчет групповых электрических нагрузок, токов короткого замыкания, рабочего и аварийного освещения, защитного заземления и молниезащиты, выбрано оборудование по пожаробезопасности. В результате расчетов была разработана принципиальная схема электроснабжения, схема молниезащиты, заземления, а также схема плана расположения оборудования.
Внедрение отсутствует.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование – процесс описания свойств технического предмета, который предполагается изготовить или соорудить. Проект содержит исходные данные, необходимые для последующего изготовления и состоит из комплекта документов, в которых содержится информация об устройстве, составе, принципе действия, условиях эксплуатации проектируемого технического объекта.
Проектирование любой электротехнической системы - электроснабжения, освещения, электропривода, релейной защиты и автоматики и т. п., сопряжено с необходимостью выбора и проектирования электротехнических устройств, образующих эту систему. Данный процесс, как правило, осуществляется в несколько этапов. На каждом этапе решается сравнительно простая задача проектирования, а резуль¬таты решения на предыдущих этапах используются в качестве дополнительной исходной информации последующих. Меж¬ду этапами могут быть итерационные связи.
Для современных предприятий главной задачей является обеспечение рабочих объектов сырьем и электроэнергией. Вся система автоматизация и электропривод промышленных объектов нуждается в бесперебойном электроснабжении. Для его обеспечения при проектировании объектов проводятся сложные расчеты. Современные установки обычно подключаются к двум, а иногда и трем источникам независимого питания. По мощным шинам через АВР они объединяются в единую надежную систему электроснабжения.
Высокая степень электрификации производственных процессов обусловливает быстрый рост потребления электрической энергии и повышения электровооруженности труда. С развитием электроэнергетики и автоматики ручной труд теряет свою актуальность, труд становится не только механизированным, но еще и автоматизированным. Дальнейшее развитие промышленности зависит от технического уровня электроэнергетики, от совершенства применяемых в технологических установках электропривода и электрооборудования, а также от надежности электроснабжения.
1 Литературный обзор и патентный обзор
1.1 Литературный обзор
Заземлением называется преднамеренное соединение какого-либо участка электрической цепи или оборудования с устройством заземления. В большинстве случаев устройством заземления является металлический штырь или группа штырей определенного сечения и размеров, закопанных в землю и соединенных между собой. Штырь соединен с проводом, который подводится к заземляемому оборудованию. Сам провод, штыри, соединяющая их полоска металла, крепление провода к штырю, место расположения - всё это нормируется согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок).
Согласно трактовке Правил устройства электроустановок, заземлением называется преднамеренное соединение части электроустановки с заземляющей конструкцией. Описать принцип работы защитного заземления можно следующим образом: корпуса электроприборов в нормальном режиме не должны находиться под напряжением, поэтому их умышленно соединяют с цепью защитного заземления. В электросетях с однофазными электроприборами заземляют корпуса стиральных машин, водонагревателей, системные блоки компьютеров и многое другое. Как правило, заземление производится через третий контакт розеточной сети, для этого вилки электроприборов должны быть 3-полюсными. При возникновении нештатной ситуации, например, пробое изоляции внутри электроприбора, под напряжением окажется заземленный корпус, в результате чего произойдет короткое замыкание и сработает защитный аппарат – автоматический выключатель или УЗО. Таким образом, риск попадания человека под напряжение сведен к минимуму, при условии, что параметры защитного заземления находятся в рамках требований нормативной документации, а электросеть объекта оборудована защитными коммутационными приборами, обеспечивающими отключение при замыкании фазных проводов на корпус или иные части, наличие напряжения на которых нормальным режимом работы не предусмотрено. Из этого следует, что работу защитного заземления следует рассматривать в совокупности со всей электросетью объекта
Монтаж защитного заземления подразумевает прокладку искусственного заземлителя или соединение электросети квартиры с естественными заземлителями. Искусственные заземлители – это закладываемые в землю металлические части. По отношению к искусственным заземлителям иногда употребляют выражение «контур заземления», если речь идет о монтаже заземления по периметру здания или сооружения.
В роли естественных заземлителей могут выступать металлические части строений или подводимые к зданиям коммуникации. При этом особо стоит отметить, что Правилами запрещается использовать в качестве естественных заземлителей водопроводы, газопроводы, а также ряд иных располагающихся в земле коммутаций и частей сооружения.
Использование естественных заземлителей может существенно удешевить процесс монтажа защитного заземления, но, к сожалению, подобная возможность существует далеко не всегда, поэтому приходится прибегать к прокладке в земле металлических конструкций – установке искусственных заземлителей. Тем не менее, несмотря на необходимость дополнительных вложений, искусственные заземлители наиболее надежны и долговечны.
Существуют типы систем заземления, обозначаемые следующим образом: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.
Первая буква здесь определяет характер заземления источника питания: Т- непосредственное соединение нейтрали источника питания с землёй; I-все токоведущие части изолированы от земли.
Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания: Т - непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи с ней источника питания; N - непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.
Следующие за N буквы определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: S - функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего (N) проводников разделены; С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в один общий проводник РЕN.
В России до недавнего времени применялась система ТN-С , в которой от источника к электроустановке идет четыре рабочих проводника L1, L2, L3 и один проводник PEN, объединяющий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. Открытые проводящие части электроустановок (корпуса, шкафы электрооборудования) соединялись с проводником РЕN (занулялись). Эта система относительно простая и дешёвая. Однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.
В системе ТN-S, наиболее широко распространённой в Европе, все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником РЕ непосредственно с заземлённой нейтралью источника .
В системе TN-C-S, также как и в системе TN-S, нулевой защитный PE и нулевой рабочий N проводники разделены. При этом в электроустановке нулевой защитный проводник РЕ соединён со всеми токопроводящими открытыми частями и может быть многократно заземлён, в то время как рабочий нулевой проводник N не должен иметь соединения с землёй. Наиболее перспективной для нашей страны является система ТN-С-S, позволяющая обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции.
Патентный обзор
Пат. 2138106, H01R4/66, C23F13/00. Заземление / Зорин А.И. (RU), Зорин А.А. (RU), Католикова Н.М. (RU), Кошель А.Г. (RU). – 20.09.2000.
Заземление.
Глубинное заземление, содержащее гирлянду из последовательно соединенных между собой и соединенных с магистральным кабелем электродных блоков, каждый из которых размещен в заполненном активатором металлическом корпусе, через который проходят магистральный кабель и газоотводная труба, отличающееся тем, что каждый электродный блок состоит из двух электрически соединенных анодов, один из которых соединен с магистральным кабелем, аноды жестко связаны с корпусом, смежные металлические корпуса электродных блоков попарно соединены между собой посредством фиксирующего приспособления, предназначенного для их параллельного размещения при транспортировке и соосного - при эксплуатации.
2 Заземление по п.1, отличающееся тем, что указанное фиксирующее приспособление выполнено в виде петельного соединения.
3 Заземление по п.1, отличающееся тем, что указанное фиксирующее приспособление выполнено в виде шарнирного соединения.
4 Заземление по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что жесткое соединение анодов с металлическим корпусом выполнено посредством перегородок, закрепленных на поддерживающих уголках, прикрепленных к металлическому корпусу[].
2 Вид и назначение объекта проектирования
Распределительная подстанция (РТП-51) входит в состав сети 6 кВ предприятия и предназначена для электроснабжения трансформаторных подстанций, высоковольтных технологических установок и собственных нужд РТП-51.
Для электроснабжения потребителей РТП-51 выполнена как комплектное распределительное устройство (КРУ) 6кВ по схеме с двумя системами сборных шин, секционированных выключателем.
Секционный выключатель делит сборные системы шин КРУ-6кВ на две секции: «1с.ш.» и «2 с.ш.».
КРУ-6кВ скомпоновано из типовых шкафов комплектных распределительных устройств типа К-ХII (секции 1с.ш. и 2с.ш.) с масляными выключателями выдвижного исполнения.
Вводы питания на секции «1с.ш.» и «2с.ш.» выполнены кабельными линиями от ГПП-3 и КП-1Н. На линиях ввода 6кВ установлены вводные ячейки типа К-ХII №9, 13 и трансформаторы собственных нужд (ТСН).
В нормальном режиме работы секционный выключатель отключен.
При отключении выключателя ввода 6кВ на секцию, действием автоматического ввода резерва (АВР) включается секционный выключатель, обеспечивая электроснабжение потребителей 6кВ секции по другой цепи питания.
На секциях 6кВ 1с.ш. и 2с.ш. имеется по одной ячейке ТН-1, ТН-2, в которых установлены трансформаторы напряжения НТМИ-6.
На РТП-51 установлены два масляных трансформатора собственных нужд типа ТМ3-40-6-81 У3 напряжением 6/0,4кВ, мощностью 40кВА («ТСН-1», «ТСН-2»).
Трансформатор «ТСН-1» подключен через предохранитель к линии ввода питания на секцию «1 с.ш.», трансформатор «ТСН-2» – к линии ввода питания на секцию «2с.ш.».
Электроснабжение собственных нужд 0,4кВ выполняется от трансформаторов собственных нужд «ТСН-1», «ТСН-2» с использованием устройства АВР.
При выполнении рабочего проекта по замене высоковольтных масляных выключателей и реконструкции РЗ и А «1с.ш.» и «2с.ш.» шин 6 кВ РТП-51 питание мотор-редукторов и электромагнитов выключения и отключения новых вакуумных выключателей типа ЭВОЛИС предусматривается на постоянном токе 220В.
Обеспечение надежного питания постоянным током шинок ±ШУ и ±ШС каждой из секций 6 кВ («1с.ш.», «2сш») достигается применением установки управления оперативного тока типа ТИРОСОТ-220/20-60-8-2А со встроенной аккумуляторной батареей =220В, емкостью 32Ач, устройством АВР и распределительным шкафом.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещение относится к категории Д – это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии, по классу взрывоопасной зоны к В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются , а возможны только в результате аварий и неисправностей.
Помещение РТП-51 по условиям опасности в отношении взрыва и пожара относится к категории Д – не опасное по взрыву и пожару. По условиям окружающей среды помещения нормальные. Степень защиты электрооборудования IP00 – отсутствует защита от попадания твердых тел и от проникновения воды; климатическое исполнение У (умеренный климат); категория размещения 3 (закрытое помещение с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий).
Характеристика объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и
электробезопасности приведена в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика объекта
Наименование объекта Категория пожарной опасности процесса Степень огнестойкости
зданий, сооружений Класс помещения Категория и группа взрывоопасных смесей Группа производственных процессов по санитарной
характеристике
РТП-51 Д II Не взрывоопасный Нормальная III-a
2.1 Категория электроснабжения
С точки зрения обеспечения надёжного и бесперебойного питания приёмники электроэнергии делятся на три категории:
1-я категория – приёмники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массо¬вым браком продукции или длительным расстройством сложного техно¬логического процесса производства;
2-я категория – приёмники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным недоотпуском продукции, простоем людей, механиз¬мов, промышленного транспорта;
3-я категория – приёмники, не подходящие под определение 1-й и 2-й категорий (например, приёмники вспомогательных цехов, не определя¬ющих технологический процесс основного производства).
3 Электроснабжение
3.1 Электроснабжение и электроприемники технологической установки
Электрооборудованием РТП-51 являются асинхронные электродвигатели напряжением 0,4 кВ. Режим работы электрооборудования продолжительный. РТП-51 снабжается электроэнергией от главной понижающей подстанции ГПП-3 110/6 по двум вводам, а также имеет ввод от НСТЭЦ [1].
В таблице 2 представлены электроприемники РТП-51
Таблица 2 – Электроприёмники РТП-51
Позиция Кол-во, шт. Тип
электродвигателя , кВт n,
об/мин s,
% , В КПД, %
ПК-1 1 4АМ71В2 800 3000 6,3 380 77,5 0,8 5,5 2 2,2 1,2
ПК-2 1 4АМ71В2 800 3000 6,3 380 77,5 0,8 5,5 2 2,2 1,2
ПК-3 1 4АМ71В2 800 3000 6,3 380 77,5 0,8 5,5 2 2,2 1,2
Н-1 1 4АМ63В2 500 3000 8,5 380 73 0,85 5 2 2,2 1,2
Н-2 1 4АМ63В2 500 3000 8,5 380 73 0,85 5 2 2,2 1,2
Н-3 1 4АМ63В2 500 3000 8,5 380 73 0,85 5 2 2,2 1,2
Н-10 1 4АА56В2 У3 250 3000 8,7 380 68 0,88 5 2 2,2 1,2
Н-11 1 4АА56В2 У3 200 3000 8,7 380 68 0,88 5 2 2,2 1,2
3.2 Выбор электрических преобразователей
Выбор преобразователя частоты осуществляется по следующим параметрам:
а) по напряжению
Uпн=Uдвн, (1)
где Uпн – номинальное значение напряжения питания преобразователя частоты;
Uдвн – номинальное значение напряжения питания двигателя, В;
б) по мощности
Pпн≥Pдвн, (2)
где Pпн – номинальная мощность двигателя, кВт;
Pдвн – расчетная мощность производственного механизма, кВт;
в) по току
Iпн≥Iрмах, (3)
где Iпн – номинальное значение тока преобразователя частоты, А;
Ipmax – расчётное значение тока асинхронного двигателя, А;
Определяем значение максимального расчётного тока по номинальным данным электродвигателя
(4)
Выберем преобразователи частоты фирмы MitsubishiElectric серии FR-F700 на 6 кВ [12] и торгово-промышленного объединения «РИЛ» серии ВПЧА на 6 кВ [13]. Технические данные выбранных преобразователей частоты и результаты расчетов представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические данные преобразователей частоты Mitsubishi
Позиция Рдв,
кВт Модель Pпн, кВт Iпн, А U, В Iр max, А
ПК-1, ПК-2, ПК-3 800 ВПЧА-500-6,3/6,0-50 800 1505 6000 1550
Н-1,Н-2, Н-3 500 ВПЧА-160-6,3/6,0-22 500 940 6000 1000
Н-10 250 ВПЧА-120-6,3/6,0-16 250 470 6000 300
Н-11 200 ВПЧА-100-6,3/6,0-14 200 376 6000 450
3.3 Расчет электрических нагрузок РТП
Рассчитываем индивидуальные электрические нагрузки.
Вычисляем активную мощность
(5)
где – КПД электродвигателя;
– номинальная мощность электродвигателя.
Находим реактивную мощность
(6)
Вычисляем полную мощность
(7)
Определяем ток
. (8)
Рассчитываем суммарную полную мощность
(9)
Находим суммарный ток
(10)
Рассчитываем групповые электрические нагрузки методом коэффициента максимума.
Определяем суммарную номинальную мощность по формуле
, (11)
где n – количество электроприемников в группе.
Определяем число m
, (12)
где – номинальная мощность наибольшего электроприёмника, кВт;
– номинальная мощность наименьшего электроприёмника, кВт.
Рассчитываем среднюю активную мощность за наиболее нагруженную смену
, (13)
где – коэффициент использования электроприемников, по таблице 1.5.1 [12].
Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену
. (14)
Рассчитываем средний коэффициент использования
. (15)
Вычисляем значение коэффициента реактивной мощности
. (16)
.
(17)
Если m ≤ 3, то эффективное число электроприемников определяется по формуле
. (18)
При m > 3 и вычисляется по формуле [18]
. (19)
Определяем коэффициент максимума в зависимости от и эффективного числа электроприемников по таблице 1.5.3 [12].
Вычисляем максимальные расчетные нагрузки
, (20)
, (21)
, (22)
где – весовой коэффициент, при : ; : .
Находим расчетный максимальный ток для электроприемников переменного тока
. (23)
Находим максимальные расчетные нагрузки для КТП
; (24)
3.4 Расчет мощности и выбор силовых трансформаторов
Мощность силовых трансформаторов выбирается с учётом экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приёмников при отключении одного из трансформаторов. Нагрузка трансформатора в нормальных условиях не должна вызывать сокращения естественного срока его службы.
Определяем потери активной мощности в трансформаторе
, (25)
где – полная мощность на стороне низшего напряжения, кВ•А.
Подставляем числовые значения в формулу (20), получаем
Потери реактивной мощности в трансформаторе
, (26)
Потери полной мощности в трансформаторе
, (27)
Определяем полную мощность на стороне высшего напряжения
, (28)
Выбор мощности трансформатора производим по условию
(29)
По полученному значению мощности выбираем мощность трансформатора из стандартного ряда
Таким образом, устанавливаем два трансформатора марки ТМ-1600/6 кВА.
Технические данные трансформатора ТМ-1000/6 представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Технические данные трансформатора ТМ-1600/6
Тип трансформатора , кВ•А
, кВ
ТМ 1600/6 1600 6
4 Силовое электрооборудование
4.1 Выбор силовых кабелей и шинопроводов
Выбор кабелей осуществляем по условию
. (30)
Выберем кабель на 6 кВ для линии до ПК-1. По полученному значению расчетного тока выбираем площадь сечения жил кабеля Sсеч=5 мм2, жилы алюминиевые, допустимый длительный ток Iдоп=27 А. По полученным данным выбираем четырехжильный кабель АВВГ 5 [14]. Кабель марки АВВГ имеет алюминиевые жилы с поливинилхлоридной изоляцией.
Проверим выполнение условия (30)
25,7А < 27 А.
Условие выполняется.
Аналогично выбираем остальные силовые кабели на 6кВ. Полученные данные представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Кабели на 6 кВ
Место расположения Марка кабеля , А
, А
Сечение кабеля, мм2
ПК-1 АВВГ 25,7 27 5
ПК-2 АВВГ 41,6 55 16
ПК-3 АВВГ 5,8 15 2
Н-1 АВВГ 4,1 15 2
Н-2 ЦСБ 694,6 720 95)
Н-3 ЦСБ 595,3 610 150)
Н-10 ЦСБ 297,6 305 150
Н-11 ЦСБ 238,1 240 95
4.2 Выбор высоковольтных выключателей
Выбор высоковольтных выключателей осуществляем по следующим условиям:
а) по напряжению
, (31)
где – номинальное напряжение автомата, В;
– напряжение сети, 380 В.
б) по номинальному току
, (32)
где – номинальный ток автомата, А;
– номинальный ток расцепителя, А.
в) номинальный ток расцепителя определяется по формуле
, (33)
где – длительный ток линии, А.
Выбираем вакуумные выключатели СН Evolis 24P2-24-25 6кВ.
Высоковольтные выключатели предназначены для проведения электрического тока в нормальном режиме и отключения тока при перегрузках, коротких замыканиях и недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.
Данные для выбора высоковольтных выключателей и выбранные высоковольтные выключатели представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Выбранные высоковольтные выключатели
Позиция , А
Тип АВ , В
, А
, А
ПК-1 25,7 24P2-24-25
400 125 40
ПК-2 41,6 24P2-24-25
400 125 63
ПК-3 5,8 24P2-24-25
400 125 12,5
Н-1 4,1 24P2-24-25
400 125 12,5
Н-2 694,6 24P2-24-25
400 1600 1000
Н-3 595,3 24P2-24-25
400 800 800
Н-10 297,6 24P2-24-25
400 400 400
Н-11 238,1 24P2-24-25
400 400 315
4.3 Расчёт токов короткого замыкания на 6 кВ
Для сети 6кВ расчет ведется в относительных единицах. Расчётная схема и схема замещения на 6 кВ представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Расчётная схема и схема замещения на 6 кВ
Находят реактивное сопротивление трансформатора Т1
(34)
где х* = 0,1- относительное реактивное сопротивление трансформатора.
Выберем реактор РБ10-630-0,25У3, у которого Iн = 630 А, Uн = 10 кВ, хр = 0,25 Ом.
Определим базисное сопротивление реактора, Ом
(35)
где - реактивное сопротивление реактора, = 0,25 Ом;
- базисный ток, определяемый
(36)
А;
где - номинальный ток реактора, = 630 А;
- базисное напряжение, = 6,3 кВ.
Подставив численные значения в (35), получим
Активное и реактивное сопротивление кабельных линий
(37)
(38)
(39)
(40)
Для меди = 50 м/(Оммм2) – удельное сопротивление материала кабеля.
Ток короткого замыкания для точки К1
(41)
Найдем суммарные активные и реактивные сопротивления до точки К1
(42)
(43)
Подставим численные значения в формулы (42), (43), получим
Определим ток КЗ в точке К1 по формуле (41)
Рассчитываем ударный ток в точке К1
(44)
где - ударный коэффициент, определяют по кривой зависимости.
(45)
Подставив численные значения в формулу (44), получим
Определяем постоянную времени затухания апериодической составляющей по формуле
(46)
Выполним расчёт токов короткого замыкания для точки К2.
Выбрана шина ШРА на 6 кВ (rуд = 0,1 Ом/км, xуд = 0,13 Ом/км) [1].
Определим сопротивления кабеля
(47)
(48)
Подставляя числовые значения, получим
Находим суммарные активные и реактивные сопротивления до точки К2 по формулам
(49)
(50)
Подставляя числовые значения, получим
Определяем ток К2 в точке К2 по формуле (41)
Ударный ток определяется по формуле (44), а ударный коэффициент по формуле (55)
Постоянная времени затухания по формуле (46)
Определим ток подпитки от синхронного двигателя
(51)
Подставив численные значения получим
Определим ток подпитки от синхронного двигателя в точке К2
, (52)
где Е” = 0,9 – сверхпереходная ЭДС;
x” = 0,2 – индуктивное сопротивление.
Получим
Определим ударный ток от синхронного двигателя
Суммарный ток короткого замыкания
; (53)
А.
Суммарный ударный ток
; (54)
А.
4.4 Расчет и выбор электрооборудования для системы электроснабжения
В качестве вводных и секционных выключателей на стороне 6 кВ по [18] выбираем вакуумные выключатели типа ВВЭ-10-20/1600-УЗ, технические данные которого приведены в таблице 7.
Выбор производим по следующим параметрам:
- по напряжению 6 кВ;
- по длительному току.
; (55)
1453,65 А < 1600 А.
Таблица 7 – Технические данные вводных и секционных вакуумных выключателей типа ВВЭ-10-20/1600-УЗ
, кВ
, А
Номинальный ток
отключения , кА
Ток термической
стойкости , кА
,
с Время отключения выключателя, с
10 1600 31,5 31,5 3 0,055
Вакуумные выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в промышленных и сетевых установках, в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью частоты 50 и 60 Гц, на номинальное напряжение до 12 кВ. Вакуумные выключатели ВВЭ-М-10-20 устанавливаются в ячейки типа К-104М, КМ-1Ф, К-49, К-59, К-63, К-204, КМ1, КВ1. По своим присоединительным размерам и схемам управления вакуумные выключатели взаимозаменяемы с выключателями ВК-10, ВКЭ-10. Вакуумные выключатели ВВЭ-(С)М-10-40 устанавливаются в КРУ типа К-105, К-205, К-61М, а также могут использоваться для замены маломасляных и электромагнитных выключателей в КРУ типа КРУ2-10, К-ХХV, К-ХХVII, КР-10, КМ-1. Вакуумные выключатели изготавливаются в стационарном (ВВЭ-СМ-10-40) и в выкатном (ВВЭ-М-10-40) исполнениях. Вакуумные выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 687-78 и ТУ16-90 ИНЛЯ.674152.009ТУ.
5 Расчет и выбор системы электрического освещения
5.1 Расчет рабочего освещения
Расчет освещения объекта производим методом коэффициента использования. Данный метод устанавливает связь между световым потоком источников света и средней освещенностью горизонтальной поверхности. Метод применяется для расчёта общего равномерного электроосвещения светильниками прямого света, когда можно приближенно учесть разницу между средним и минимальным значением освещённости. Задачей расчета является определение мощности и количества ламп, необходимых для создания заданной освещенности.
Расчет производим в программе DIALux.
Производим расчет помещения РТП. Определяем геометрические размеры помещения: длина ; ширина b = 9 м; высота с = 4,5 м.
Определяем коэффициенты отражения поверхностей помещения. Принимаем коэффициент отражения от потолка , коэффициент отражения от стен , коэффициент отражения от рабочей поверхности .
Выбираем светильник DIAL 24 SDK 102-400 GESHLOSSEN, световой поток которого равен 55500 лм, лампы: HIE 420 Вт. Выбранный светильник изображен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Светильник марки DIAL 24 SDK 102-400 GESHLOSSEN
Монтаж светильников: длина маятника 0,2 м; высота световых точек 4,730 м; монтажная высота: 4,5 м.
Нормированное значение освещенности Е выбираем для данного объекта согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»
Е = 200 лк.
Производим расчет, в результате которого определяем требуемое количество светильников. Для освещения помещения РТП необходимо 30 светильников.
Рисунок 3 – Помещение РТП
Для освещения входов применяем лампы накаливания. Освещению подлежат 2 входа. Нормированное значение освещенности выбираем согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»: Е = 10 лк. Выбираем биспиральные газонаполненные лампы с , со световым потоком , количество ламп равно 2.
5.2 Выбор схемы питания, типа осветительных щитков
Мощность всех светильников составляет 1,380 кВт.
Выбираем щиток рабочего освещения ЯОУ-8501 У3 [28], который предназначен для распределения электрической энергии, нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей, защиты от токов КЗ и перегрузок осветительных сетей трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В частотой 50 Гц.
Технические данные щитка ЯОУ-8501 У3 представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Технические данные рабочего щитка освещения
Тип щитка Тип вводного
автомата Тип линейных
автоматов Количество
линейных
автоматов Степень
защиты Способ
установки
ЯОУ-8501 У3 АВ 100А АЕ2044 6 IP54 На стене
Определяем рабочий ток групповой линии
(56)
Находим ток уставки
(57)
Вводной автоматический выключатель выбираем на ток 100 А.
Так как помещение РТП не взрывоопасное, то щиток освещения разместим возле входа в это помещение.
5.3 Расчет аварийного освещения
Освещённость от источников аварийного освещения находим по формуле
(58)
лк.
Определяем необходимый световой поток по формуле
(59)
Подставляем числовые значения в формулу (54)
Находим стандартную лампу, удовлетворяющую расчётному световому потоку. При напряжении 220 В по светотехническим данным для помещения РТП подходит биспиральная газонаполненная лампа с , со световым потоком .
В таблице 8 представлены технические данные ламп накаливания.
Таблица 8 – Технические данные ламп накаливания
Помещение Тип
лампы Uном,
В Pном,
Вт Fном,
лм
РТП HST 400W 220 36 2650
Определяем число ламп по формуле
. (60)
Подставляем числовые значения в формулу (55)
Принимаем: ;
Лампы подключены к щитку аварийного освещения, запитанного от другого ввода. Технические данные аварийного щитка освещения ЯОУ-8501 У3 [28] представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Технические данные аварийного щитка освещения
Тип щитка Тип вводного
автомата Тип линейных
автоматов Количество
линейных
автоматов Степень
защиты Способ
установки
ЯОУ-8501 У3 АВ 63А АЕ1031 6 IP54 На стене
Подставив числовые значения в формулу (51), получаем
Подставив числовые значения в формулу (52), получаем
6 Электрооборудование системы вентиляции
Рассчитаем производительность вентиляционной установки, используя нормативные значения коэффициента кратности воздухообмена , приводимые в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [2].
Определяем необходимый расход воздуха по формуле
, (61)
где – нормативное значение кратности воздухообмена в помещении, ;
V – объем помещения, м3.
Вычисляем объем помещения
, (62)
где а – длина здания, 14 м;
b – ширина здания, 9 м;
с – высота здания, 4,5 м.
По полученному значению Q осуществляем выбор вентилятора.
Выбираем промышленный крышный вентилятор марки ВКРМ-12,5 [6], производительность которого Q=3500 м^3/час. В данном помещении устанавливаем 1 вентилятор.
Крышные вентиляторы ВКРМ из оцинкованной стали предназначены для удаления из помещений промышленных и общественных зданий невзрывоопасных газовоздушных смесей с температурой до 50°C с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3 при отсутствии липких веществ и волокнистых материалов.
Вентиляторы ВКРМ( ВКР) являются вентиляторами низкого давления, одностороннего всасывания, лопатки рабочего колеса которого назад загнуты, и не применимы для перемещения газопылевоздушных смесей от технологических установок, взрывоопасные вещества в которых находятся под избыточным давлением или нагреваются выше температуры их самовоспламенения.
Предназначен вентилятор ВКРМ общепромышленного назначения (из углеродистой стали) для удаления из помещений промышленных и общественных зданий невзрывоопасных газовоздушных смесей с температурой до 50°C с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3 при отсутствии липких веществ и волокнистых материалов.
Технические данные вентилятора представлены в таблице 10.
Таблица 10 – Технические данные вентилятора ВКРМ-12,5
Марка
вентилятора Тип электродвигателя , кВт
n, об/мин
Р, Па
ВКРМ-12,5 АИР160М16 4,0 370 3500 270
7 Защитное заземление, зануление и молниезащита
Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.
Определяем расчетный ток замыкания на землю по формуле
, (63)
где – ток однофазного замыкания на землю, А;
U – фазное напряжение (U = 0,4 кВ);
– суммарная длина кабельных линий, ;
– суммарная воздушных линий, .
.
Согласно ПУЭ [12]
; (64)
.
Необходимое сопротивление заземляющего устройства .
Удельное сопротивление грунта равно .
Выбираем стержневой вертикальный заземлитель с размерами ; .
Определяем сопротивление вертикального заземлителя
, (65)
где – заглубление вертикального заземлителя, м.
Предварительное количество вертикальных заземлителей 4 штуки.
Определяем сопротивление горизонтального электрода из полосовой стали
, (66)
где – ширина полосового электрода, м.
.
Полное сопротивление растеканию заземлителя
; (67)
Расчет заземления в программе «Заземление» представлен на рисунках 4,5.
Рисунок 4 – Расчет заземления в программе «Заземление»
Рисунок 5 – Заземлитель
Результаты расчета заземления в программе «Заземление»:
- длина вертикального заземлителя ;
- диаметр вертикального заземлителя ;
- заглубление вертикального заземлителя ;
- толщина верхнего слоя грунта ;
- ширина (диаметр) горизонтального заземлителя ;
- сезонный климатический коэффициент вертикального заземлителя ;
- сезонный климатический коэффициент горизонтального заземлителя ;
- удельное сопротивление грунта ;
- нормируемое значение заземления ;
- коэффициент использования заземлителей = 0,78;
- эквивалентное удельное сопротивление ;
- сопротивление вертикального заземлителя ;
- сопротивление контура ;
- предварительное количество вертикальных заземлителей 3,0975 шт.;
- длина горизонтального заземлителя 4,6463 м;
- сопротивление горизонтального заземлителя ;
- суммарное сопротивление вертикального и горизонтального заземлителей ;
- расстояние между вертикальными заземлителями ;
- расстояние от центра вертикального заземлителя до поверхности земли ;
- количество вертикальных заземлителей 4 шт.
Определяем ожидаемое количество поражений молнией здания в год
, (68)
где H – высота здания, H = 4.5 м;
a – длина здания, a = 14 м;
b – ширина здания, b = 9 м;
n – среднегодовое число ударов молнии в земной поверхности в месте
нахождения здания (удельная плотность ударов молнии в землю), по таблице .
Помещение не взрывоопасно, поэтому должно выполняться условие
(69)
Условие выполняется.
Находим принадлежность здания по устройству молниезащиты к III категории и зону защиты типа Б [12].
Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии. Защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими или установленными на здании металлическими стержневыми или тросовыми молниеотводами [12].
Расчет молниезащиты производим в программе «Молниезащита 1.3». Защиту от прямых ударов молнии здания установки выполняем одиночным тросовым молниеотводом.
Расчет молниезащиты в программе «Молниезащита 1.3» представлен на рисунке 6. Результаты расчета молниезащиты приведены в таблице 11.
Рисунок 6 – Расчет молниезащиты в программе «Молниезащита 1.3»
Таблица 11 – Результаты расчета молниезащиты
Номер молниеотвода Высота Минимальная высота защиты Радиус
защиты Радиус
защиты на
расстоянии L/2 от молниеотводов Расстояние
между молниеотводами
Молниеотвода Защищаемого
сооружения Конуса зоны защиты
На
высоте Нх На уровне земли
На
высоте Нх На уровне
земли
Н, м , м
,м
, м
, м
, м
, м
, м
L, м
M1 10 4,5 7,36 – 5,28 13,6 – – 12
Определяем зоны защиты для одиночного тросового молниеотвода высотой .
С учетом стрелы провеса троса сечением 35...50 при известной высоте опор и длине пролета высоту троса определяем по формуле
, (70)
где h – высота троса в середине пролета.
Определяем габаритные размеры зоны защиты одиночного тросового молниеотвода (для зоны Б).
Определяем высоту защищаемой зоны
; (71)
Находим радиус основания защищаемой зоны
; (72)
Определяем радиус защищаемой зоны по высоте здания
; (73)
; (74)
Рисунок 7 – Одиночный тросовый молниеотвод
8 Система пожаробезопасности и безопасности жизнедеятельности
8.1 Пожаробезопасность
Выбираем автономные извещатели пожарные дымовые оптико-электронные, зона чувствительности которых 15×15 м. В помещении РТП-51 (14×9 м) достаточно установить один датчик.
На рисунке изображён автономный извещательно пожарный дымовой оптико-электронный ИПД-3.4
Рисунок 8 – Автономный извещательно пожарный дымовой оптико-электронный ИПД-3.4
Эти пожарные извещатели представляют собой максимальные или максимально-дифференциальные извещатели, которые могут идентифицировать пожар не только по температуре окружающего воздуха, но и по скорости возрастания его температуры. В качестве чувствительного элемента тепловой пожарный извещатель использует термистор – резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Когда текущая температура и скорость ее роста превышают установленное пороговое значение, приемно-контрольный прибор 4100U, получающий информацию со всех пожарных извещателей, выдает сигнал пожарной тревоги. Это помогает избежать ложного срабатывания извещателя при быстром изменении температуры в штатных ситуациях, например, при открытии входной двери или при включении отопительных приборов. Помимо идентификации пожара, эти пожарные извещатели могут работать и в качестве датчика для измерения текущей температуры в помещении. В этом случае показания извещателя могут использоваться для управления системами кондиционирования и отопления.
Выбираем огнетушители переносные газовые углекислотные марки ОУ-2ВСЕ, предназначенные для тушения загораний различных веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха, электроустановок, находящихся под напряжением до 1000В. Рекомендуются для тушения электроустановок с напряжением до 1000В. Огнетушащее вещество – двуокись углерода.
8.2 Безопасность жизнедеятельности
Электробезопасность обеспечивается неуклонным выполнением норм и требований ПЭУ, Межотраслевых правил охраны труда, а также правил техники безопасности ОАО «Газпромнефтехимсалават».
Применение спецодежды, спецобуви, а также индивидуальных средств защиты является обязательным. К индивидуальным средствам защиты относятся каски и противогазы с коробками марки БКФ. Эти меры предотвращают несчастные случаи на производстве.
При ремонте электрооборудования требуемую безопасность работ обеспечивают следующие организационные и технические мероприятия.
Организационные мероприятия:
- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- допуск к работе;
- надзор во время работы;
- оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.
При подготовке рабочего со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:
- произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;
- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
- установлено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления).
- вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты [14].
Не Пропустите:
- Темы рефератов ЭСОЭХПО
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ОТДЕЛЕНИЯ ПРЕДОЧИСТКИ, ОБЪЕКТ 1902, УСТАНОВКА ХИМВОДООЧИСТКИ, ЦЕХ № 54, ГХЗ
- Эксплуатация и ремонт осветительных и облучательных установок
- ТЭЦ 320 МВТ. Электрическая часть ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ По дисциплине «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА»
- эксплуатация электро установок