Проектируемый объект, цех ферментов предназначен для выпуска ферментов производства этилового спирта Канского БХЗ.

Цех располагается в отдельном состоящем двухэтажным здании, размерами: длина 47м, ширина 12м и рядах 5-7 размеров 6м.

Стены здания выполнены из красного кирпича, перекрытия из типовых железобетонных плит, полы бетонные. Покрытие кровли двухсловное битумрубиройдное. монтаж механизм трансформатор мощность

Помещения проектируемого объекта относятся к влажным помещениям с нормальной средой не взрыво - и не пожароопасной.

Режим работы объекта - непрерывный.

Основным технологическим оборудованием объекта являются воздуходувка, газодувки и технические насосы. Основными электроприемниками объекта является асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором напряжением 380В. Для питания электроприемников применена трехфазная симметричная система напряжений переменного тока 380/220В.

Напряжение:

-первичное ТП - 6кВ

-вторичное ТП - 380/220В

-питающей сети- 380В

-силовых электроприемников - 380В;220В

-электроосвещения - 220В

Для электроснабжения низковольтных электроприемников (ЭП) объекта проектом предусматривается сооружение трансформаторной подстанции (ТП) с двумя силовыми трансформаторами общей установленной мощности 2х1000 КВА. Распределение электроэнергии (Э/Э) от шин низкого напряжения (Н.Н.) ТП внутри цеха осуществляется через щиты станции управления 1щ- 1 1щ- 2 с блоками управления серии Б5100 и распределительный пункт серии ПР 8503. Схема питающих сетей радиальная, схема распределительных сетей смешанная.

Защита распределительных сетей от токов КЗ осуществляется комбинированными расцепителями автомата серии А3700 ФУЗ и ВА57-35, встроенными в щиты станции управления (ЩСУ) и распределительный пункт, от перегрузки тепловыми реле РТЛ как установленных в блоках серии Б5100, так и встроенных в магнитный пускатель серии ПМЛ и ПМА.

Управление электроприводами местное.

Конструктивно силовые электрические сети предусматривается выполнить кабелем с алюминиевыми жилами марки АВВГ с прокладкой по кабельным металлоконструкциям ёлочного типа, по лоткам и по строительным основаниям с креплением накладными скобами. Гибкий токопровод к электроталям предполагается выполнить кабелем с медными жилами серии КГ с подвеской на кольцах на тросе.

Проектом предусмотрена сооружение трансформаторной подстанции с двумя силовыми трансформаторами с масленным заполнением, общей установленнной мощностью 2*1000 кВА.

Трансформаторная подстанция предусматривается комплектной со шкафами высоковольтного ввода со встроенными в них выключателями нагрузки и со щитом низкого напряжения с автоматическими выключателями серии ВА51-37 и ВА51-39 в выкатном исполнении.

ТП запроектировано встроенным в основание здания цеха с выкаткой силовых трансформаторов наружу.

Силовые трансформаторы КП приняты с масленым заполнением типа ТМЗ-1000/6 общей установленной мощностью 2х1000 КВА.

Все нетоковедущие, нормально не проходящие под напряжением металлические части электрооборудования подлежат металлическому соединению с глухозаземленными нейтралями силовых трансформаторов.

Для заземления нейтралей силовых трансформаторов проектом предусматривается сооружение заземляющего устройства состоящего из 13 вертикальных заземлителей из круглой стали диаметром 16 мм и длиной 5 м каждый, соединимыми между собой стальной полосой 40*4 мм.

Электромонтажные работы выполняют в две стадии. На первой стадии осуществляют подготовительные работы в МЭЗ и подготовительные -- непосредственно на монтажных объектах. В мастерских (вне зоны монтажа) изготовляют и собирают из элементов укрупненные блоки -- шинные, трубные, заземления, электропроводки, кабельных линий и т.д.

Непосредственно на монтажной площадке при определенной готовности строительных работ осуществляют: разметку и подготовку трасс электрических сетей и заземляющих устройств; закладку труб в фундаменты и другие строительные основания при переходе из одного помещения в другое и при выходе наружу; контроль за выполнением установки закладных элементов и деталей для последующего крепления к ним электрооборудования и конструкций; контроль за образованием в процессе строительства проемов, ниш, гнезд, борозд, необходимых для установки электрооборудования и монтажа электропроводок.

На второй стадии выполняют электромонтажные работы непосредственно на монтажном объекте. В такие работы входят установка на подготовленные места электрооборудования и электроконструкций, прокладка по подготовленным трассам готовых элементов электропроводок, подключение электрических сетей к установленным электрооборудованию, аппаратам и приборам.

Состояние строительных работ в помещениях, принимаемых под монтаж электрооборудования, должно обеспечивать нормальное и безопасное ведение электромонтажных работ.

До начала работ второй стадии должны быть закончены строительные и отделочные работы в электротехнических помещениях -- в камерах трансформаторов, машинных залах и их подвалах (сборных распределительных устройств, щитов, станций управления)и др.

Основным источником повышения качества работ, производительности труда, снижения себестоимости монтажа и сокращения сроков его выполнения является индустриализация работ.

Под индустриализацией электромонтажных работ понимают совокупность организационных и технических мероприятий, обеспечивающих выполнение по возможности максимального объема работ вне строительной площадки на предприятиях и в монтажных организациях, а также в мастерских монтажно-заготовительных участков. Необходимый уровень и правильное использование средств механизации труда электромонтажного производства определяются планом механизации работ, входящим в состав ППР.

При производстве работ наряду с крупными машинами и механизмами широко применяются средства малой механизации, особенно для мелких ручных работ, осуществляемых непосредственно на строительной площадке и в мастерских, а также различные приспособления, в том числе и разработанныерационализаторами.

В настоящее время комплексную механизацию электромонтажных работ осуществляют в мастерских на технологических линиях по обработке сортовой стали, шин, стальных труб, на стендах заготовки электропроводок и кабельных линий, пластмассовых трубных разводок, а также на строительстве воздушных линий электропередачи путем организации высокомеханизированных колонн.

2.3 Технология электромонтажных работ.(в виде технологических карт)

Комплект заводской документации

3. РАСЧЁТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

Исходя из особенностей технологического процесса, расположение электроприемников насосной, их мощности и учитывая, что электроприемники основного технологического оборудования - насосов относятся к I категории по надежности электроснабжения, схемы питающей и распределительной сети приняты - радиальными. При которых электроприемники большой мощности - насосы получают питание непосредственно от трансформаторной подстанции, а электроприемники вспомогательного ремонтного (станки, сварочный агрегат) и санитарно-технического оборудования (вентиляторы) получают питание от распределительного пункта 1РП типа ПР8503-2019-5УХЛ3, который получает питание от ТП. То есть для маломощных электроприемников применена двухступенчатые радиальные схемы.

Радиальные схемы обладают следующими достоинствами:

1 Высокой надежностью, так как при повреждении любого РП электроприемника или линии отключается только этот РП или электроприемник, а остальные остаются в работе;

2 Просты наглядны и удобны в эксплуатации;

3 легко выполнить защиту, а при необходимости и автоматику.

3.2 Расчет электрических нагрузок

3.2.1 Силовых электроприемников

Расчет электрических нагрузок силовых электроприемников произведен методом упорядоченных диаграмм. Расчет представлен в виде таблицы.

Таблица 3.1 - Ведомость электроприемников с выбранными расчетными коэффициентами.

3.2.2 Расчет нагрузок от электроосвещения

Установленная мощность электроосвещения.

Py.л.о = Po * F(3.1)

где Ро- удельная установленная мощность электроосвещения, Вт/м².

Ро = 42Вт/м²;

F - освещения площади м². F = 1764м.

Py.л.o = 42*1764 = 74088Вт. = 74 кВт

Установленая мощность освещения с учетом потери в П.Р.А.

Py.o = Pу.л.о * Кпра

Кпра- коэффициент потери П.Р.А, Кпра- 1,1. принят для ламп напкаливания.

Py.o =1.1 *74 = 81.4 кВт

2. Расчетная активная нагрузка электроосвещения.

Рро = Ксо*Руо(3.2)

Рро = 0,85*74 = 62,9 кВт

Ксо - коэффициент спроса осветительной нагрузки. Принимаются по таблице 2.7 /1,с.100/. Ксо = 0.85;

Ро -так как электроосвещения выполнено преимущественно светильниками с лампами накаливания, Вт/м². Рро = 62.9 Вт/м². Cosf=1; tgf=0.

Рро = 1*62.9 =62.9 кВт

в) Расчетная реактивная мощность электроосвещения Q_р.о, квар

Q_р.о= Р_р.оЧtgf (3.4)

Q_р.о= 62.9Ч0= 0 квар

г) Расчетная полная мощность электроосвещения S_р.о, кВА

S_р.о= (3.5)

S_р.о== 62.9 кВА

3.2.3 Расчет потерь мощности в силовых трансформаторах ТП

а) Потери активной мощности трансформаторах ?Р_т, кВт

?Р_т= ?Р_мЯ² + n?Р_cт (3.6)

где n- число силовых трансформаторов на ТП работающих с одинаковой загрузкой. n= 2 шт;

?Р_м- номинальные потери в меди (потери короткого замыкания, потери в обмотках трансформатора). ?Р_м=?Р_кз= 12.2 кВт - приняты по таблице П12

/3, с. 341/;

Я- действительный коэффициент загрузки силовых трансформаторов.

Я = Я_т1 = 0.52- принят из раздела «Выбор мощности силовых трансформаторов»;

?Р_ст- номинальные потери в стали (потери холостого хода, потери в магнитопроводе) трансформатора. ?Р_ст =?Р_хх = ?Р_о = 3.3 кВт- приняты по таблице П12 /3, с. 341/

?Р_м= *12.2*0.52²+2*3.3=8.5 кВт

б) потери реактивной мощности в трансформаторах ?Q_т, квар

?Q_т=*S_н.т(3.7)

где - номинальное напряжение короткого замыкания трансформатора - принято по таблице П12 /3,с. 341/;

- номинальный ток холостого хода трансформатора - принят по таблице П12 /3, с. 341/;

S_н.т- номинальная мощность силового трансформатора, S_н.т= 1000 кВА.

?Q_т=*1000=64.25 квар

3.3 Выбор компенсирующих устройств

Расчетом электрических нагрузок установлена, что естественный средневзвешенный коэффициент мощности на шинах НН ТП проектируемого объекта cos f = 0.83, которому соответствует естественной коэффициент реактивной мощности tg f = 0.68.

В целях снижения потерь электроэнергии в питающих сетях и уменьшения значения установленной мощности силовых трансформаторов ТП необходима компенсация реактивной мощности и доведения коэффициента мощности до значения cos f₂ = 0.9/0.95.

3.3.1 Выбор средств компенсации

В качестве средств компенсации реактивной мощности в настоящим проекте приняты батареи статических конденсаторов обладающих следущими достоинствами перед другими средствами компенсации: относительной простотой устройства, малым весом, отсутствием вращающихся частей, невысокой стоимостью, малыми удельными потерями активной мощности, простым и дешевым обслуживанием, безопасностью и надежностью в эксплуатации.

3.3.2 Выбор мощности конденсаторных батарей

Предполагается повысить значение коэффициента мощности до оптимального значения cosf₂= 0.95. Более высокие значения коэффициента мощности могут привести к перекомпенсации реактивной мощности в режиме наименьших нагрузок.

Q_к.б= Р_р(tgf₁-tgf₂) (3.8)

где Р_р - расчетная активная нагрузка на шинах НН ТП, кВт. Р_р= 827.93 кВт принято из таблицы 3.2- Расчет электрических нагрузок 3 фазного тока;

tgf₁- естественный средневзвешенный коэффициент реактивной мощности на шинах НН ТП. Tgf₁= 0.68 принят по таблице 3.2- Расчет электрических нагрузок 3 фазного тока;

tgf₂- заданный оптимальный коэффициент реактивной мощности. tgf₂=0.329

Q_к.б=827.93*(0.68-0.329)= 290 квар

Принимаем к установке 2 комплектные конденцаторные установки типа КРМ-0,4-150 квар общей установленной мощностью 2Ч150= 300 квар

Общий коэффициент мощности с учетом компенсации на шинах НН ТП составит cosf= 0.95, а общий коэффициент реактивной мощности tgf= 0.326.

3.4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на ТП

3.4.1 Выбор числа силовых трансформаторов на ТП

Учитывая, что основные ЭП проектируемого объекта к 1 категории по бесперебойности электроснабжения, их режим работы- непрерывный и величину расчетной нагрузки на ТП к установке приняты 2 силовых трансформаторов.

3.4.2 Выбор мощности силовых трансформаторов на ТП

Установленная мощность силового трансформатора S_н.т , КВА.

Определено по формуле 4.21 /1,c.281/

S_н.т= (3.9)

где расчетная полная мощность нагрузки на шинах НН ТП, КВА. S_р= 1103 КВА принято из таблицы 3.2- Расчет электрических нагрузок 3 фазного тока;

n- количество (число) силовых трансформаторов на ТП. n= 2шт;

в_т.д- допустимый коэффициен загрузки трансформатора ТП. в_т.д= 0,75 принят по таблице 4.6/1,c.281/

S_н.т= = 685 КВА

Предварительно к установке принимаем силовые трансформаторы типа ТМЗ 1000/6 общей установленной мощность 2Ч1000 КВА

Действительный коэффициент загрузки силовых трансформаторов в_т1

в_т1= (3.10)

в_т1== 0.52

Проверка мощности силовых трансформаторов по перегрузочной способности в послеаварийном режиме (один трансформатор вышел из строя и отключен)

а) Коэффициент аварийной перегрузки

в_т2= (3.11)

в_т2== 1

б) Допустимый коэффициент аварийной перегрузки в_т.ав2 определен по таблице 4.7/1,c.283/ при условии, что в_т1?0.8 и в зависимости от системы охлаждения трансформатора температуры охлаждающего воздуха и продолжительности перегрузки в течении суток.

Действительный коэффициент загрузки в_т1=0.52< 0.8. Система охлаждения трансформаторов М- естественное масленое охлаждение. Температура окружающей среды при установки трансформатора не отапливаемых помещениях принимается равной +10°С.

Расчетная суточная продолжительность перегрузки с учетом непрерывного режима работы оборудования в течении суток принято 24 часа.

в_т.ав=1.4

Учитывая, что 1.1<1.4 то есть в_т1< в_т/ав2 , окончательно принимаем к установки на ТП 2 силовых трансформатора типа ТМЗ-1000/6 общей установленной мощности 2Ч1000 КВА

Проверка возможности прямого пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором от силового трансформатора мощностью (по условию обеспечения допустимого значения остаточного напряжения при пуске электродвигателя наибольшей мощности)

Предварительный расчет возможности пуска электродвигателя в зависимости от установленной мощности силового трансформатора

Процентное соотношение между номинальной мощностью асинхронного электродвигателя и номинальной установленной мощностью силового трансформатора от которого производится прямой пуск S%, %

S%=*100 (3.12)

Где Р_н- номинальная мощность наибольшего по мощность электродвигателя подключенного к трансформатору ТП, кВт. Р_н= 200 кВт;

S_н.т- номинальная установленная мощность силового трансформатора, КВА. S_н.т= 1000 КВА.

S%=*100 20 %

20%>30% следовательно мощность электродвигателя составляют менее 30% от мощности силового трансформатора и значит прямой пуск двигателя возможен.

3.4.3 Конструктивное исполнение ТП

Конструктивно к установки принято комплектно трансформаторная подстанция (КТП) внутренней установки с двумя силовыми трасформаторы ТМЗ- 1000/6 общей установленной мощностью 2*1000 кВА, с двумя шкафами высоковольтного ввода со встроенными в них выключателями нагрузки и со щитом низкого напряжения с автоматическими выключателями серии ВА51-37 в вы котном исполнении на отходящих линиях.

КТП располагается в отдельном специально приспособленном для этой цели помещением встроенном в основное здание насоса.

3.5 Выбор защитной аппаратуры до 1 кВ