M03596 Електропостачання КП

11

Розрахунок силової розподільчої мережі

Вибір пускових та захисних апаратів. Узгодження перерізу проводників з вибраними апаратами захисту

Перевірка елементів електричної мережі на їхнію дію

Вибір заходів для захисту обслуговуючого персоналу від ураження електричним струмом

Кінець

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

12

5 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ОСНОВНИХ РОЗДІЛІВ ПРОЕКТУ

5.1 Аналіз технологічного процесу проектованого об'єкта

Проектування систем електропостачання необхідно починати з вивчення технології виробництва, що дозволить достовірніше визначити очікувані електричні навантаження і вибрати раціональну схему системи електропостачання.

У даному розділі курсового проекту студент повинний:

-коротко охарактеризувати використання основного технологічного устаткування в технологічному процесі, його взаємозв'язок у ньому, режим роботи приймачів електроенергії;

-охарактеризувати навколишнє середовище по технологічних зонах об'єкта, що проектується;

-обгрунтувати вимоги до схеми електропостачання з точки зору безперебійності живлення електроспоживачів, а також інші вимоги, які висуваються до електропостачання об'єкта, що проектується.

5.2 Розрахунок електричних навантажень

Розрахунок електричних навантажень - одна із самих трудоємних та відповідальних задач курсового проектування, за результатами рішення якої вибирають усі елементи схеми електропостачання цеху по пропускній можливості (перерізу кабелів, проводів, шино проводів, автоматів, запобіжників та інших апаратів, потужності силових трансформаторів, пристроїв компенсації реактивної потужності, визначення втрат і відхилень напруги, втрат потужності та електроенергії, тощо.

5.2.1 Розрахунок електричних навантажень силового електрообладнання

Рекомендується розрахункове навантаження силового електрообладнання будь-якого вузла цехової мережі визначати методом упорядкованих діаграм показників графіків навантаження , а розрахункове навантаження вузла з великою кількістю приймачів

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

13

електроенергії (ЕП) (цехова підстанція, цех у цілому) - методом коефіцієнта попиту (Кпа). Вибір методу розрахунку електричних навантажень визначається вихідною інформацією про ЕП за технологією і наведених у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 – Розрахунок вибору метода розрахунку електричних навантажень

Якщо розрахункове навантаження вузла силової розподільчої мережі визначається методом упорядкованих діаграм, то для поділу приймачів електроенергії за графіками навантаження усередині вузла, що розраховується, рекомендується застосовувати наступне правило: якщо кв≥0,6 та ТВ = 100% (одночасно), то приймач електроенергії має

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

14

рівномірний (постійний) графік навантаження; при невиконанні хоча б однієї з приведених умов варто відносити приймач електроенергії до групи з нерівномірним (перемінним) графіком навантаження.

Резервні, ремонтні і працюючі в короткочасному режимі силові приймачі електроенергії (засувки, вентилі, дренажні насоси та ін.) у розрахунку електричних навантажень не враховуються. При наявності в цеху потужних приймачів електроенергії з нерівномірним графіком навантаження (прокатні стани, потужні електропечі та ін.) розрахункове навантаження по цеху визначається алгебраїчним підсумовуванням розрахункових навантажень від цих і інших приймачів електроенергії. Причому, розрахункове навантаження потужних приймачів електроенергії визначається або методом питомих витрат електроенергії на одиницю продукції, або за допомогою технологічного графіка навантаження, або методом упорядкованих діаграм.

Послідовність розрахунків силових навантажень систематизована у вигляді таблиці, розробленої ВНИПИ «Тяжпромелектропроект» . До графи 1 записують найменування вузла, для якого визначаються електричні навантаження (живильна лінія, розподільна чи головна магістраль, цехова ТП, секція розподільного щита, РУ і тд.), до наступних граф - найменування груп ПЕЕ (приймачів електроенергіі) одного режиму роботи (з однаковими значеннями коефіцієнтів використання kв і коефіцієнтів потужності Cosϕ ), що живляться від даного вузла. Причому ПЕЕ різних груп,

підключених до даного вузла, заносять до таблиці в такій послідовності:

-ПЕЕ із перемінним графіком навантажень, якщо коефіцієнт використання kв < 0.6 (електроприводи верстатів, зварювання);

-ПЕЕ повторно-короткочасного режиму (крани);

-ПЕЕ з практично постійним графіком навантаження, якщо kв ³ 0.6

(вентилятори, насоси, транспортери і т.д.).

Приклади ПЕЕ, що належать до різних груп, і відповідні їм середні значення коефіцієнтів використання kв і коефіцієнтів потужності Cosϕ , tgϕ , подані в додатках.

Визначення середньої активної й реактивної потужності за найбільш завантажену зміну:

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

15

де Pcn - середня активна потужність, кВт;

Рвст - сумарна встановлена потужність групи електроприймачів, кВт;

Qсп - середня реактивна потужність, кВАр;

tgϕсп - середнє значення коефіцієнта реактивної потужності за найбільш завантажену зміну ,

Для ПЕЕ (чи групи ПЕЕ) із тривалим режимом роботи

для ПЕЕ з повторно-короткочасним режимом

за наявності в групі електроприймачів різних режимів роботи

Визначення коефіцієнта використання та коефіцієнта потужності для групи ПЕЕ:

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

16

Спрощені способи визначення neф , викладені в (додатках).

Якщо neф більше дійсного числа електроприймачів n , беремо

neф = n .

Ефективне число електроприймачів визначається для груп електроприймачів з коефіцієнтами використання Kв <0,6 .

Визначення коефіцієнта максимуму активної потужності км за довідковими таблицями

розрахункового струму I p :

Силові однофазні приймачі електроенергії, включені у мережу на фазні і лінійні напруги і розподілені по фазах з нерівномірністю не більш 15% щодо сумарної потужності трифазних і рівномірно розподілених однофазних приймачів електроенергії, враховуються в розрахунках як трифазні приймачі електроенергії тієї ж сумарної потужності. При перевищенні зазначеної нерівномірності розрахункове навантаження від однофазних приймачів електроенергії приймається рівним триразовому значенню навантаження найбільш завантаженої фази відповідно до методики розрахунку і додатку.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

17

Силові приймачі електроенергії з випереджуючим струмом (статичні конденсатори, синхронні двигуни в режимі перезбудження) враховуються в розрахунку електричних навантажень за реактивною потужністю зі знаком "-". Розрахункові навантаження на високій стороні трансформатора визначають алгебраїчним підсумовуванням розрахункового навантаження на низькій його стороні і втрат потужності в ньому.

5.2.2 Світлотехнічний розрахунок

Світлотехнічні розрахунки є основою при проектуванні освітлювальних установок. Основним завданням розрахунку є визначення величини необхідного світлового потоку світильників для забезпечення нормованого значення мінімальної освітленості робочої площини. За величиною цього потоку у довідкових таблицях знаходять найбільш близькі значення потужності стандартних ламп потрібного типу.

На практиці для розрахунків штучного освітлення використовують:

–по коефіцієнту використання світлового потоку;

–метод питомої потужності (найменш точний метод, який застосовують в найпростіших випадках).

Метод коефіцієнта використання світлового потоку є основним при розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь з урахуванням відбитих від стелі і стін світлових потоків.

Метод коефіцієнта використання світлового потоку дозволяє визначити потужність електричних ламп, які використовуються у складі визначених світильників, якщо задана їх кількість. Також метод дає можливість вирішити зворотню задачу – визначити кількість ламп, якщо завчасно відома їх потужність.

Для проведення розрахунків використовують таку залежність:

де Фроз – розрахункове значення світлового потоку однієї лампи в кожному світильнику, лм;

Ен – нормоване значення освітленості, лк;

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

18

кз – коефіцієнт запасу;

S – площа освітлюваної поверхні, м2;

z – коефіцієнт нерівномірності освітленості;

Nл – загальна кількість ламп у складі освітлювальної установки; η – коефіцієнт використання світлового потоку.

Послідовність проведення розрахунків наступна:

–В першу чергу визначають рівень нормованої освітленості в залежності від розряду зорової роботи Ен .

–Визначають значення висоти розміщення джерел світла над робочою поверхнею.

–В залежності від умов виробничого середовища і класу освітлюваного приміщення по вибухопожежонебезпеці вибирають тип джерела світла і відповідних світильників.

–Визначають значення індексу приміщення, який характеризує співвідношення розмірів освітлюваного приміщення і висоти розміщення світильників.

–Визначають коефіцієнти відбиття світлового потоку від стелі, підлоги і стін приміщення.

–З довідкової таблиці визначають значення коефіцієнта використання світлового потоку, створюваного світильниками вибраного типу.

–Визначають коефіцієнт запасу і коефіцієнт мінімальної освітленості.

–Визначають необхідну кількість світильників.

–Розраховують значення необхідного світлового потоку

джерел світла у світильнику Фрозр .

– визначають (за довідковою таблицею для ламп вибраного типу) найближчу стандартну лампу за величиною створюваного світлового потоку Фст .

–Розраховують фактичну освітленість:

Фрозр

–Визначають відхилення фактичного значення світлового потоку від нормативного:Факт н

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Фактичного освітленість відрізняється більш, ніж на -10 % або +20 % від нормативної, то вибирають лампу з відповідно більшим або меншим значенням світлового потоку, підставляють це значення в розрахунковий вираз (1) і уточнюють необхідну кількість світильників. При цьому початковий варіант кількості і висоти розміщення світильників у виробничому приміщенні може бути відповідно змінений.

Для виконання світлотехнічного розрахунку використовуються довідкові матеріали з додатку.

Деякі етапи розрахунку.

-Рівень нормованої освітленості Енорм визначають у відповідності до вимог Державних будівельних норм України «ДБН В.2.5-28-2006 Природне і штучне освітлення» (Додатоки). При цьому враховується вимога, що при виконанні в приміщеннях робіт І-ІІІ, ІVа, ІVб, ІVв, Vа розрядів слід застосовувати систему комбінованого освітлення. Передбачати використання системи загального освітлення допускається при технічній неможливості або недоцільності влаштування місцевого освітлення при узгодженні з органами державного санітарного нагляду.

-Висоту розміщення світильників над робочою поверхнею (рис.

1)знаходять з формули

де Н – висота приміщення, м;

hС – відстань від світильника до перекриття (стелі приміщення), м (приймається hС =0,3 м для ЛН, hС =0,2м для ЛЛ, hС =0,7 м для ДРЛ и ДРИ)

hP – висота робочої поверхні над підлогою, м (висота умовної робочої поверхні приймається 0,8 м).

- Вибір джерел світла визначається їх характеристиками та вимогами до освітлення. В першу чергу слід застосовувати газорозрядні лампи низького тиску (трубчатої форми і тліючим розрядом) та високого тиску (з дуговим розрядом) як найбільш

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

20

економічні. Однак, в деяких випадках, застосування газорозрядних ламп неможливе, якщо, наприклад, живлення освітлювальної установки здійснюється постійним струмом, або при умові зниження напруги живлення більш як на 10 % від номінального. Необхідність швидкого включення ламп після короткочасного зникнення напруги не дозволяє застосовувати лампи високого тиску (типу ДРЛ та ДРИ). При температурі нижче +5°С освітлення розрядними лампами низького тиску теж може виявиться неефективним.

Рисунок 5.1- Схема розміщення світильників над робочою поверхнею

Якщо при виконанні виробничого процесу немає жорстких вимог до розрізнення відтінків кольорів, то лампи вибирають за техніко-економічними показниками.

В цілому, лампи розжарювання (ЛР) використовують в тих випадках, коли застосування люмінесцентних ламп технічно неможливе, або коли для даних умов середовища промисловість випускає лише світильники з лампами розжарювання (наприклад, для освітлення вибухонебезпечних приміщень газової або нафтоперегонної промисловості).

Таким чином, виходячи з вимог енергозбереження, лампи розжарювання доцільно використовувати для загального освітлення виробничих приміщень лише в тих випадках, коли рівень нормованої освітленості не перевищує 75 лк. При цьому раціональна висота розміщення світильників (з лампами розжарювання) над рівнем робочої поверхні складає 2,5-4,0 м.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com