Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчет электрических нагрузок фабрики

1.1 Определение расчетной мощности технологического оборудования

1.1.1 Расчет нагрузки узла РЩ1

1.1.2 Расчет нагрузки узла РЩ2

1.1.3 Расчет нагрузки узла РЩ3

1.1.4 Расчет нагрузки узла РЩ4

1.1.5 Расчет нагрузки узла РЩ5

1.2 Определение расчетной мощности отопительно-вентиляционного оборудования

1.2.1 Приведение однофазной нагрузки к трехфазной

1.2.2 Определение расчетной мощности

1.3 Определение расчетной мощности оборудования котельной

1.4 Определение расчетной мощности осветительного оборудования

1.4.1 Определение расчетной нагрузки узла ЩО1

1.4.2 Определение расчетной нагрузки узла ЩО2

1.5 Определение суммарной расчетной нагрузки на ТП

2. Разработка трансформаторной подстанции

2.1 Выбор числа и мощности трансформаторов

2.2 Компенсация реактивной мощности

2.3 Компоновка распределительного устройства РУ-10 кВ

2.4 Компоновка распределительного устройства РУ-0,4 кВ

2.5 Электроосвещение ТП

3. Выбор и проверка высоковольтных электрических аппаратов

4. Выбор схемы внутрицехового электроснабжения и низковольтного электрооборудования

4.1 Выбор типа корпуса силового распределительного щита РЩ2

4.2 Выбор автоматов защиты для силового распределительного щита РЩ2

4.3 Выбор кабеля питающего силовой распределительный щит ЩР2

4.4 Выбор автоматического выключателя защищающего отдельный ЭП СС300

4.5 Выбор кабеля питающего отдельный ЭП СС300

5. Выбор схемы внешнего электроснабжения

5.1 Выбор кабеля питающей сети

5.2 Выбор сечения кабелей по нагреву

5.3 Выбор сечения кабелей по экономической плотности тока

5.4 Выбор сечения кабелей по условиям короткого замыкания

6. Аспекты экономики и менеджмента

6.1 Экономическое обоснование выбора схемы внешнего электроснабжения

6.1.1 Технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения

6.1.2 Технико-экономические показатели кабельной линии КЛ-10 кВ

6.1.3 Технико-экономические показатели воздушной линии ВЛ-10 кВ

6.1.4 Технико-экономическое сравнение КЛ-10 кВ и ВЛ-10 кВ

6.2 Управление персоналом как одна из основных концепций кадровой политики менеджмента

6.2.1 Система управления персоналом в организации

6.2.2 Методы управления

6.2.3 Принципы управления

6.2.4 Функции управления

6.2.5 Эффективность управления

7. Охрана труда

7.1 Опасные и вредные факторы производства

7.2 Меры защиты от поражения электрическим током

7.3 Расчет заземления

7.3.1 Заземление электроприемников фабрики

7.3.2 Заземление РУ-10 кВ и РУ-0,4 кВ

7.4 Молниезащита

7.5 Пожарная безопасность

7.5.1 Причины возникновения пожаров на предприятиях

7.5.2 Меры пожарной профилактики

Заключение

Приложения

Список литературы

вВЕДЕНИЕ

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти) или местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей электроэнергии - городов и промышленных предприятий.

Передача электроэнергии на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

В настоящее время большинство потребителей получает электроэнергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение собственных ТЭЦ.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

Каждое производство существует постольку, поскольку его машины-орудия обеспечивают работу технологических механизмов, производящих промышленную продукцию. Все машины-орудия приводятся в действие электродвигателями. Для их нормальной работы применяют электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работы производственных механизмов.

При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока и симметрия напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и ее количество.

На пути от источника питания до электроприёмников на современных промышленных предприятиях электрическая энергия, как правило, трансформируется один или несколько раз. В зависимости от места расположения в схеме электроснабжения трансформаторные подстанции называют главными понизительными подстанциями или цеховыми трансформаторными подстанциями.

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

· обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категории;

· быть удобными и безопасными в эксплуатации;

· иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведённых затрат);

· иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа;

Для приёма и распределения электроэнергии к группам потребителей трёхфазного переменного напряжения промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Целью данного дипломного проекта является проектирование системы электроснабжения фабрики по производству керамической.

электрический трансформаторный высоковольтный электрооборудование

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Электроприемники фабрики по производству керамической плитки по степени надежности электроснабжения в основном относятся к потребителям II категории, за исключением пункта пожарной сигнализации и пожарных насосов, которые относятся к потребителям I категории.

1.Задание по части технологии процесса производства керамической плитки

Таблица1 Перечень технологического оборудования

№п/п	Обозн на плане	Наименование оборудования	Полная мощн. кВА	cоsц	Активн. мощн. кВт	Коэф. исп. Ки	Кол-во
1	СВ007	Щит управления гранулированием	9,8	0,75	7,4	0,8	1
2	СВ040	Таль электрическая	3,14	0,7	2,2	0,75	1
3	СВ370	Система электронного взвешивания	0,3	0,9	0,27	0,6	1
4	СВ5480	Установка пылеудаления	18,9	0,85	16,1	0,5	1
5	СС001	Дозатор воды для ванны	---	0,9	---	---	1
6	СС003	Дозатор воды для мельницы	---	0,9	---	---	1
7	СС300	Пульт управления смесителем	69	0,8	55,2	0,65	1
8	СС412	Барабанная мельница	147	0,85	125	0,8	2
9	CD036	Башня расмыл.	111,8	0,85	95	0,8	1
10	CD200		16,9	0,72	12,2		1
11	СЕ001	Линия подачи пресс-порошк	9,2	0,7	6,4	0,6	1
12	СЕ009	Устройство очистки	2,2	0,8	1,8	0,5	2
13	СЕ075	Пресс	101	0,9	90,9	0,75	2
14	СЕ341	Система охлаждения пресса	9,7	0,85	8,2	0,7	2
15	СЕ5482	Установка пылеудаления	18,9	0,85	16,1	0,5	1
16	СЕ751	Скоростная сушилка	60	0,85	51	0,8	2
17	CF001	Таль электрическая	3,14	0,7	2,2	0,75	1
18	CF101	Дозатор воды	---	0,85	---	---	1
19	CF220	Барабанная мельница	2,2	0,8	1,8	0,8	3
20	CF280	Барабанная мельница	22	0,8	17,6	0,8	4
21	CF400	Щит управления смесителем	17,1	0,8	13,7	0,65	1
22	CG001	Линия глазурования	42,1	0,7	29,5	0,6	2
23	CG5472	Устройство пылеудаления	11,8	0,85	10	0,5	1
24	СН030	Устройство очистки	2	0,9	1,8	0,5	2
25	СН5001	Линия перемещения	10	0,85	8,5	0,6	2
26	СН5008	Линия перемещения	5	0,85	4,3	0,6	2
27	СН5011	Линия сортировки	10	0,85	8,5	0,6	2
28	СН5016	Устройство разгрузки печи	10	0,85	8,5	0,55	2
29	СН6400	Печь роликовая	149	0,8	119,2	0,75	2
30	С15901	Линия сортировки	15	0,8	12	0,6	2
31	С15902	Упаковочная машина	6	0,8	4,8	0,6	2

2. Задание по части водоснабжения

В задание по части водоснабжения входит:

1. Установка пожаротушения 2KDN65-250/230SETS, Q=60.0 м/час, Н=60.0 м - 1 комплект - фирма «DAB» в составе:

1а) насос жокей KV3/10, N=1.5 кВт;

1б) два насоса RDN (1 рабочий, 1 резервный), N=40.0 кВт;

Установка работает в автоматическом режиме, включение насосов автоматическое при понижении давления в сети противопожарного водопровода.

Насос поставляется в комплекте со шкафом управления.

Предусмотреть:

а) звуковой сигнал о выходе насоса из строя;

б) автоматический ввод резервного насоса.

2.Насосная установка Wilo-Drain Lift Box 32/11, Q=5.4 м/ч, Н=7.0, N=1.6 кВт - 1 шт - фирма «Willo»;

3.Водонагреватель SUPER GLASS SMALL SG 30 OR - 1 шт - фирма «Ariston»;

4.Установка Willo-Sub TW 15-306 3, Q=2.0 м/ч, Н=52.0 м, N=0.75 кВт - 3 шт (2 рабочих, 1 резервный) - фирма «Willo».

Включение насосов дистанционное.

Предусмотреть:

а) звуковой сигнал о выходе насоса из строя;

б) автоматический ввод резервного насоса.

Задание по части отопление и вентиляция

Таблица 2 Перечень отопительно - вентиляционного оборудования

Обозначен. на плане	Наименование обслуживаемого помещения (технологического оборудования)	Тип установки	Активная мощность, кВт	Напряжен В	Кол-во
П1, П2	Склад сырья	EOLO 30 AС	0,68	230	2
П3, П4	Приготовление глазури	EOLO 70 AС	1,26	230	2
П5-П7	Участок мельниц	EOLO 115 AС	2,48	400	3
П8	Участок атомизатора	EOLO 140 AС	2,81	400	1
П9	Участок прессования	EOLO 90 AС	1,8	230	1
П10	Выгрузка из печей	EOLO 140 AС	2,81	400	1
П11	То же (душирование)	EOLO 50 AС	1,04	230	1
К11		КТ 70-40-4	3,6	400	1
П12	Линия глазурования	EOLO 140 AС	2,81	400	1
КТ12/1, КТ12/2		КТ 100-50-6	3,8	400	2
П13, П14	Глазурирование, загрузка печей (душирование)	EOLO 50 AС	1,04	230	2
КТ13, КТ14		КТ 70-40-4	3,6	400	2
П15-П18	Сортировка упаковок	EOLO 140 AС	2,81	400	4
П19	Глазурирование	EOLO 140 AС	2,81	400	1
П20	Упаковка	EOLO 140 AС	2,81	400	1
П21	АБК раздевалки, коридоры	КТ 60-35-4	2,46	400	1
В1, В4-В7	Шкафы одежды, кладовка	К125 XL	0,062	230	5
В2	С/У 1-й и 2-й этаж	К 315 L	0,32	230	1
В3	Раздевалки	КТ 60-35-4	2,46	400	1
В8	Компрессорная установка	Кт 80-50-6	2,67	400	1
	Автоматическая насосная станция пожаротушения	С 4F 20	2,0

Холодильное оборудование представлено установкой:

1. Винтовой воздушный компрессор BSD 81 T/8 bar с холодосушителем SIGMA Profile и SIGMA Control- номинальная мощность электродвигателя - 45 кВт;

- потребляемая мощность включая осушку - 56,3 кВт;

- потребляемая мощность в тихом режиме осушки - 14 кВт;

2. Резервный компрессор

- потребляемая мощность - 50 кВт;

Описание технологического процесса производства керамической плитки.

Производство керамической плитки по технологии однократного обжига основано на переработке минералогического сырья, такого как глина, каолин, шпат, кварцевый песок, мел, доломит, на жидкую керамическую массу, потом на сушке этой массы с целью получения гранулата. Из полученного гранулата на специализированных прессах формируются плитки под высоким давлением, а потом сушатся. Высушенные и сформированные плитки подвергаются глазурованию и декорированию, затем обжигаются. Температура обжига зависит от употребляемого сырья, типа керамической массы, а также параметров, каким должна соответствовать плитка. Обожженная плитка сортируется, упаковывается в коробки и устанавливается на поддоны, которые группируются , фольгуются и устанавливаются на складе, готовые к отгрузке.

Процесс производства керамической плитки по технологии однократного обжига можно разделить на несколько этапов, которые тесно сопряжены.

1. Складирование сырья

2. Переработка, увлажнение и просушка гранулата

3. Формирование плиток и их сушка

4. Глазурование и декорирование плиток

5. Обжиг плиток

6. Сортировка и упаковка готового продукта

7. Складирование

8. Отправка потребителю

Далее следует подробное описание основных этапов 1-6, непосредственно связанных с производственным процессом.

Складирование сырья

Сырьё доставляется железнодорожными вагонами и грузовиками. По железной дороге планируется доставка композита - в соответствии с технологической рецептурой раздробленные и перемешанные в определённой пропорции сырьевые составляющие. Поставка композита будет осуществляться из Донбасса (Украина). Сырьё из шахт Кишинёва будет доставляться грузовым автотранспортом.

Фриты и красители из европейских стран будут доставляться также ж-д и авто транспортом.

Разгрузка ж-д вагонов будет производиться непосредственно на заводе на специально сооружённой рампе.

Разгруженное сырьё перегружается в специальные бетонные боксы.

Сырьё из зоны складирования загружается в металлический бункер-питатель с ленточным конвейером, оборудованным системой электронных весов, которые позволяют точно определять состав сырья в соответствии с технологической рецептурой.

Переработка , увлажнение и просушка гранулата

Взвешенный и загруженный в бункер-питатель состав транспортируется ленточным конвейером в барабанные мельницы через подвижное соединение, изготовленное из нержавеющей стали. В мельницы кроме сырья заливается вода и добавки - жидкое стекло и полифосфат натрия.

В мельницы заливается технологическая сточная вода, которая после использования в атомизаторе накапливается в бетонных подземных ваннах и по металлическим трубам подаётся в бункер-накопитель. В воду добавляются добавки - сжижатели и этот раствор подаётся в мельницы. Сжижатели противодействуют седиментации (оседании дроблённых частиц сырья на дне ёмкости) и через поддержание частиц сырья в водной взвеси облегчают и укорачивают промел в мельницах. Промол массы производится в барабанных мельницах с футеровкой из стойкой к стиранию резины. Вращательное движение осуществляется через привод электрического двигателя с помощью клиновых ремней на кожух мельницы. Каждая мельница имеет счётчик оборотов, на котором можно запрограммировать её работу. После получения нужных параметров перемола шликер заливается через вибрационные сита в подземные железобетонные ванны. Чтобы противодействовать оседанию частиц массы из шликера на дне ёмкости, он должен быть непрерывно перемешиваемый лопастями смесителя. Из больших накопителей шликер перекачивается в ж-б ванну, которая находится перед распылительной сушилкой. Из этой емкости насосы подают шликер в сушилку, в которой производится гранулат.

Сушка гранулата на распылительной сушилке

В результате горения газа в газовой горелке нагревается воздух, который вентиляторы подают в камеру сгорания. Этот воздух движется через приводы из жароупорной стали и разгоняется внутри сушилки через специально направленные выпуски. Температура горячего воздуха должна быть 550-600 С. После достижения этой температуры начинают работу помпы, которые под давлением 12-20 атм. подают шликер в внутрираспределительную сушилку. Распылённые через сопла капли шликера опускаются вниз под собственным весом, теряя содержащуюся в них воду. Гранулат формируется в виде сфер, которые состоят из раздробленных частиц сырья. Падающих вниз гранулы попадают на клапан, заключающий конус сушилки, который под воздействием веса гранул отклоняется, гранулы выходят наружу и попадают на вибросито, на котором происходит сепарация надрешётного продукта. Просеянный на вибросите гранулат падает на ленточный конвейер, которым он транспортируется в 4 силоса хранения.

В конусной части сушилки находится труба, засасывающая изнутри сушилки воздух, насыщенный водяным паром. Давление всасывыющего вентилятора такое, что он также засасывает частицы пыли, которые возникли во время сушения. Частицы пыли попадают на гидроциклон, в котором осуществляется отделение воздуха, который вентилятор через дымоход выводит наружу. Пыль из циклона вторично загружается в мельницы, чтобы получить гранулат в необходимом диаметре. Сохранённый гранулат при помощи системы конвеера идёт в загрузочное отверстие гидравлического пресса, на котором происходит формирование плиток.

Формирование плиток и их сушка

Формирование плиток происходит на гидравлическом прессе. Формирование происходит под давлением 200 атм. Такое высокое давление получаем благодаря высокопроизводительному масляному насосу, который смонтирован на прессе, и системе мультипликаторов, многократно увеличивающих давление масла. Гидравлический пресс состоит из металлического корпуса, на котором смонтирован верхний траверс и нижний траверс. К верхнему траверсу прикреплены верхние пуансоны через электромагниты, генерирующие мощное магнитное поле. В нижний траверс вмонтирована форма, в которой прорезаны окна для плитки, где находятся нижние пуансоны. Нижние пуансоны смонтированы на гидравлических столбиках, которые делают возможным подъём и спуск пуансонов в разных фазах цикла формирования. Сзади пресса находится загрузочная тележка, которая присоединена к траверсу. В передней части загрузочной тележки находится выталкивательная планка. Загрузочная решётка загрузочной тележки изготовлена из тефлона и сконструктирована в виде медного пласта.

Глазурование и декорирование плиток

Глазурование плиток является наложением на их площадь тонкого наслоения ангобы и глазури, благодаря которому плитка получает соответственные свойства и потребительские параметры. Декорирование - это наложение на площадь плитки с глазурью керамических паст через специальные силиконовые барабаны или нейлоновые сериграфические сетки. Глазурование и декорирование плиток делится на этапы

· приготовление глазури, ангобы и керамических паст

· глазурование и декорирование плиток на линии глазурования

Приготовление керамической глазури, ангобы, паст происходит в цехе приготовления глазури, который должен быть чистым и огражденным от пыли. Всё загрязнения, которые могут находиться в глазури и керамических пастах, делают невозможным высокое качество плитки.

Процесс приготовления глазури основан на размоле в барабанных мельницах продуктов и сырья в соответствии с технологией для получении водной взвеси с необходимыми параметрами. Размол осуществляется в барабанных мельницах МТД. Мельницы имеют футеровку из алубита (высокотемпературный сплав оксида глин Al2O3-темп. обжига 1450 С) и мелющих тел из алубита. Во время удара и растирания происходит процесс дробления сырья, находящегося в глазури.

После получения требуемых параметров глазурь сливается через вибрационное сито, и перекачивается в ёмкости, из которых её используют для производства. Резервуары, вибрационные сита и другое оборудование, которое контактирует с глазурью или её компонентами, должны быть изготовлены из нержавеющей стали для обеспечения чистоты, являющейся залогом высокого качества продукта.

Процесс приготовления ангобы такой же, как глазури.

Производство керамических паст основано на перемоле фрит, сжижателей, СМС и красителей в специализированной мельнице для размола керамических паст.

Глазурование и декорирование плиток происходит на линии глазурования, соединённой с вертикальной сушкой. Линия глазурования - металлическая рама, сооружённая из угольника. Под линией глазурования изготовлен канал технологической сточной воды, соединённый с ёмкостью. На раме линии глазурования находятся наборы шкивов, на которых находится клиновые ремни, которые транспортируют плитки. Движение шкивов дают моторедукторы с электрическим движением. На раме линии глазурования встроено оборудование, которое на транспортирующую плитку накладывает ангобу, глазурь и др. аппликации.

Далее глазурованная плитка поступает в роликовую печь.

Обжиг плиток

Обжиг - технологический процесс, во время которого плитка получает желаемые параметры.

Обжиг происходит в одноканальной роликовой печи. Использование такого оборудования даёт гарантию получения нужных параметров обжига и запланированной производительности. Время цикла обжига 38 мин. В связи с таким коротким циклом, перед печью построена одноканальная горизонтальная сушилка. Выход из сушилки является входом в печь.

В стены печи вмонтированы вытяжные вентиляторы - газового сгорания, воздухосгорания, горячего воздуха и быстрого охлаждения. Все перечисленные вентиляторы оборудованы высококачественными фильтрами, которые делают невозможным выделение пыли в воздух.

Перемещение плиток в печи происходит по керамическим роликам с обратным движением.

Управление печью осуществляется с помощью компьютерного шкафа, где определены все параметры печи. Здесь концентрируется вся информация о реальных данных работы всех агрегатов и корректируются даже незначительные отклонения от запрограммированных данных. Оборудование печи позволяет точно диагностировать все технические параметры и получение высококачественного продукта.

После обжига плитки по линии транспортировки поступают на линию сортировки и упаковки.

Сортировка и упаковка

Сортировка обожжённых плиток происходит на специализированной управляемой компьютером линии сортировки, которая делает возможным быстрое и качественное классифицирование произведённых плиток и определение их сортности по европейским стандартам PN TB ISO 10545-2. Сортировка происходит визуально. При этом не принимается во внимание такие параметры, как механическая прочность на излом, водопоглощение и устойчивость к воздействию к химикатам домашнего пользования. Вышеуказанные параметры определяются в лабораторных условиях. Сортировка является только оцениванием поверхности плиток. Плитки, определённые не первым сортом, маркируются специальными флуорисцентными карандашами.

Продвигаясь по линии сортировки, плитка подходит к устройству, называемому декодер, которое отсчитывает маркированные плитки и посылает информацию в компютер, управляющий работой линии. Плитки одного сорта идут в склад-накопитель, откуда поступают на упаковочное устройство, где они упаковываются в коробки. Затем при помощи пневматических щипцов коробки устанавливаются на поддоны в соответствии с сортом. Заполненные поддоны перевозятся на место упаковки термоусаживаемой фольгой (фольгование). В таком виде палеты поступают на склад готовой продукции, с которого загружаются в железнодорожные вагоны или автомобильный транспорт и отправляют потребителю.

Складирование и отправка готового продукта

Поддоны с плиткой складируются на складе готовой продукции. Расстояние между рядами должно быть достаточным для прохода человека. Для быстрой загрузки в одном ряду должен быть только один сорт и один тип плиток. При загрузке ещё раз контролируется качество и целостность упаковки.

Загрузка осуществляется дизельными подъёмниками, а в закрытых зданиях - электроподъёмниками.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ФАБРИКИ

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Необходимость определения расчетных электрических нагрузок промышленных предприятий вызвана неполной загрузкой некоторых ЭП, неодновременностью их работы, вероятностным случайным характером включения и отключения ЭП, зависящим от особенностей технологического процесса и организационно-технических мероприятий по обеспечению надлежащих условий труда рабочих и служащих данного производства. Правильное определение расчетных электрических нагрузок и обеспечение необходимой степени бесперебойности их питания имеют большое народнохозяйственное значение. От этого расчета зависят исходные данные для выбора всех элементов СЭС промышленного предприятия и денежные затраты при установке, монтаже и эксплуатации выбранного электрооборудования. Завышение расчетных нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего электрооборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электрической сети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно к сокращению срока их службы.

В зависимости от стадии проектирования и места расположения узла в системе ЭСН применяют методы определения электрических нагрузок упрощённые и более точные . Определение расчётных нагрузок выполняют от низших к высшим ступеням системы ЭСН по отдельным расчётным узлам в сетях напряжением до 1 кВ .

В настоящее время на практике применяют в основном два метода определения расчётных (ожидаемых) электрических нагрузок :

* Метод упорядоченных диаграмм:

По этому методу расчетную активную нагрузку приемников электроэнергии на всех ступенях питающих и распределительных сетей (включая трансформаторы и преобразователи) определяют по средней мощности и коэффициенту максимума.

* Метод коэффициента спроса:

Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность группы приемников и коэффициенты мощности cosц и спроса К_с,а.

* Метод удельной мощности.

Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, сборки, распределительного шинопровода, щита станций управления, троллея, магистрального шинопровода, цеховой трансформаторной подстанции), а также по цеху, корпусу в целом.

Основными электроприемниками фабрики являются:

- технологическое оборудование;

- отопительно - вентиляционное оборудование;

- холодильное оборудование;

- оборудование для установок водоснабжения;

Принимаем питание электроприемников фабрики от силовых шкафов которые получают питание от распределительного шинопровода ТП.

Производится группировка электроприемников в группы и узлы с учетом их характеристик (номинальной мощности и режима работы) и территориального расположения.

Распределение технологического оборудования по узлам было произведено следующим образом:

РЩ1 -СВ370, СВ5480, CF280/1, CF280/2, CF280/3, CF280/4, CC001, CC003, H2, CF220/1, CF220/2, CF220/3;

РЩ2 -СС300, СВ007, CF400, CE5482, CB040;

РЩ3 - CG001/1, CG001/2, CE001, CE341/1, CE341/2, CE009/1, CE009/2, CG5472;

РЩ4 - CH5016/1, CH5016/2, C15901/1, C15902/1, C15901/2, C15902/2, CH5008/1, CH5008/2;

РЩ5 - CH5001/1, CH5001/2, CH5011/1, CH5011/2, K1;

Вентиляционное оборудование будет получать питание от щита РЩВ ;

Оборудование котельной будет получать питание от щита РЩК;

Осветительное оборудование будет получать питание от щитов ЩО1, ЩО2;

1.1 Определение расчетной мощности технологического оборудования

На предварительном этапе проектирования определение электрических нагрузок технологического оборудования фабрики будет осуществлено методом упорядоченных диаграмм. Этот метод предусматривает определение средней нагрузки групп ЭП за максимально загруженную смену Р_см и расчетный получасовой максимум Р_р.

1.1.1 Расчет нагрузки узла РЩ1

Эффективное число электроприёмников может быть найдено путем определения отношения m:

(1.1)

гдер_н.макс. - максимальная номинальная мощность ЭП группы, кВт;

р_н.мин. - минимальная номинальная мощность ЭП группы, кВт;

Если m<3, то принимается n_э=n_р,

гдеn_э - эквивалентное число электроприемников, шт;

n_р - реальное число электроприемников, шт;

m>3, следовательно расчет продолжается выражением:

(1.2)

где?Р_н - суммарная номинальная мощность ЭП, присоединенных к узлу РЩ1;

Если n_э>n_р, то принимается n_э=n_р

n_э=10,65>n_р=10, следовательно принимается n_э.РЩ1=n_р=10;

Средневзвешенный коэффициент использования для ЭП, присоединенных к узлу РЩ1:

(1.3)

Зная эффективное число электроприёмников и средневзвешенный коэффициент использования для ЭП присоединенных к узлу РЩ1, по таблице 2.3 [2] определяется коэффициент максимума К_м = 1,16.

Установленная активная мощность электроприемников в узле:

(1.4)

Расчётная активная мощность:

(1.5)

Расчетная реактивная мощность:

(1.6)

гдеtgц_ср.в.=0,73 - значение средневзвешенного коэффициента реактивной мощности;

Расчетная полная мощность:

(1.7)

Расчётный ток:

(1.8)

1.1.2 Расчет нагрузки узла РЩ2

Эффективное число электроприёмников может быть найдено путем определения отношения m:

(1.9)

m>3, следовательно расчет продолжается выражением:

(1.10)

n_э=3,43<n_р=5, следовательно эффективное число электроприемников определяется по формуле:

(1.11)

Найденное значение n_э округляется до ближайшего целого числа, таким образом n_э=3.

Средневзвешенный коэффициент использования для ЭП, присоединенных к узлу РЩ2:

(1.12)

Зная эффективное число электроприёмников и средневзвешенный коэффициент использования для ЭП присоединенных к узлу РЩ2, по таблице 2.3 [2] определяется коэффициент максимума К_м = 1,3.

Установленная активная мощность электроприемников в узле:

(1.13)

Расчётная активная мощность:

(1.14)

Расчетная реактивная мощность:

(1.15)

гдеtgц_ср.в.=0,74 - значение средневзвешенного коэффициента реактивной мощности;

Расчетная полная мощность:

(1.16)

Расчётный ток:

(1.17)

1.1.3 Расчет нагрузки узла РЩ3

Эффективное число электроприёмников может быть найдено путем определения отношения m:

(1.18)

m>3, следовательно расчет продолжается выражением:

(1.19)

n_э=6,47<n_р=8, следовательно эффективное число электроприемников определяется по формуле:

(1.20)

Найденное значение n_э округляется до ближайшего целого числа, таким образом n_э=2.

Средневзвешенный коэффициент использования для ЭП, присоединенных к узлу РЩ3:

(1.21)

Зная эффективное число электроприёмников и средневзвешенный коэффициент использования для ЭП присоединенных к узлу РЩ3, по таблице 2.3 [2] определяется коэффициент максимума К_м = 1,46.

Установленная активная мощность электроприемников в узле:

(1.22)

Расчётная активная мощность:

(1.23)

Расчетная реактивная мощность:

(1.24)

гдеtgц_ср.в.=0,9 - значение средневзвешенного коэффициента реактивной мощности;

Расчетная полная мощность:

(1.25)

Расчётный ток:

(1.26)

1.1.4 Расчет нагрузки узла РЩ4

Эффективное число электроприёмников может быть найдено путем определения отношения m:

(1.27)

m<3, следовательно принимаем n_э=n_р=8.

Средневзвешенный коэффициент использования для ЭП, присоединенных к узлу РЩ4:

(1.28)

Зная эффективное число электроприёмников и средневзвешенный коэффициент использования для ЭП присоединенных к узлу РЩ4, по таблице 2.3 [2] определяется коэффициент максимума К_м = 1,3.

Установленная активная мощность электроприемников в узле:

(1.29)

Расчётная активная мощность:

(1.30)

Расчетная реактивная мощность:

(1.31)

гдеtgц_ср.в.=0,69 - значение средневзвешенного коэффициента реактивной мощности;

Расчетная полная мощность:

(1.32)

Расчётный ток:

(1.33)

1.1.5 Расчет нагрузки узла РЩ5

Эффективное число электроприёмников может быть найдено путем определения отношения m:

(1.34)

m>3, следовательно расчет продолжается выражением:

(1.35)

n_э=8,47>n_р=5, следовательно принимаем n_э=n_р=5.

Средневзвешенный коэффициент использования для ЭП, присоединенных к узлу РЩ5:

(1.36)

Зная эффективное число электроприёмников и средневзвешенный коэффициент использования для ЭП присоединенных к узлу РЩ5, по таблице 2.3 [2] определяется коэффициент максимума К_м = 1,41.

Установленная активная мощность электроприемников в узле:

(1.37)

Расчётная активная мощность:

(1.38)

Расчетная реактивная мощность:

(1.39)

гдеtgц_ср.в.=0,76 - значение средневзвешенного коэффициента реактивной мощности;

Расчетная полная мощность:

(1.40)

Расчётный ток:

(1.41)

1.2 Определение расчетной мощности отопительно-вентиляционного оборудования

Расчет отопительно - вентиляционного оборудования будет осуществлен по методу коэффициента спроса.

Все отопительно - вентиляционное оборудование будет получать питание от силового шкафа РЩВ.

1.2.1 Приведение однофазной нагрузки к трехфазной

Так как от этого узла питаются четырнадцать однофазных ЭП, необходимо такую нагрузку привести к трехфазной. Однофазные ЭП, включенные на фазные и линейные напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к общей мощности трехфазных ЭП в группе, учитываются как трехфазные ЭП той же суммарной мощности. При превышении указанных пределов неравномерности расчетная нагрузка принимается равной тройному значению наиболее загруженной фазы.

Распределение электроприемников по фазам показано в таблице 1.2

Таблица1.2 Распределение однофазных ЭП, присоединенных к узлу РЩВ по фазам

	А	В	С
П1			0,68
П2	0,68
П3	1,26
П4			1,26
П9		1,8
П11	1,04
П13		1,04
П14			1,04
В1	0,062
В2		0,32
В4	0,062
В5		0,062
В6			0,062
В7			0,062
?Рф, кВт	3,1	3,22	3,1

Определение неравномерности распределения нагрузки по фазам:

;(1.41)

гдеN - неравномерность распределения однофазной нагрузки по фазам;

Р^1ф_{ном.мин} - номинальная мощность однофазных ЭП минимально загруженной фазы узла, кВт;

Р^1ф_{ном.макс} -номинальная мощность однофазных ЭП максимально загруженной фазы узла, кВт;

Определение процентного отношения неравномерности распределения однофазной нагрузки по фазам по отношению к общей мощности трехфазных ЭП, присоединенных к данному узлу:

(1.42)

гдеР^3ф - общая мощность трехфазных ЭП, кВт;

1,7%<15%, следовательно однофазная нагрузка принимается как трехфазные ЭП той же суммарной мощности:

(1.43)

гдеР^3ф_прив.- мощность однофазных ЭП, приведенная к трехфазной, кВт;

Р^1ф_А, Р^1ф_В, Р^1ф_С - мощности однофазных ЭП, присоединенных к фазам А, В, С соответственно, кВт;

1.2.2 Определение расчетной мощности

Определение активной расчетной нагрузки осуществляется по выражению

(1.44)

гдеКс=0,6 - коэффициент спроса, определяемый по табл.6.9 СП31-110-2003;

Определение реактивной расчетной нагрузки осуществляется по выражению:

(1.45)

гдеtgц=0,75 - коэффициент реактивной мощности;

Определение полной расчетной мощности осуществляется по выражению:

(1.46)

Определение расчетного тока осуществляется по выражению:

(1.47)

гдеU_н=380В - номинальное напряжение ЭП;

1.3 Определение расчетной мощности оборудования котельной

Все оборудование котельной будет получать питание от силового шкафа РЩК.

Перечень оборудования котельной:

1.Насос повысительныйР_у=0,75кВтU_н=380В;шт - 2;

2.Насос циркуляционныйР_у=0,16кВт;U_н=220В;шт - 1;

3.Котел газовыйР_у=0,2кВт;U_н=220В;шт - 1;

4.Рабочее освещениеР_у=0,144кВт;U_н=220В;

Рабочее освещение котельной рассчитывается методом удельной мощности.

(1.48)

гдеN - количество светильников;

- коэффициент освещенности, учитывающий тот фактор, что удельная мощность освещения на единицу поверхности дана для освещенности 100лк;

гдеЕ=100лк (согласно СП31-110-2003) - освещенность помещения;

S=11м² - площадь помещения;

щ=10,4 Вт/м² - удельная мощность освещения на единицу площади, определяется по таблице 5.4 [7] также учитывает коэффициент запаса k=1,5 и коэффициенты отражения поверхностей с_п=70%, с_с=50%, с_р=10%;

р_св - номинальная мощность одного светильника;

Cогласно требованиям ПУЭ к установке в котельной принимаются светильники

ЛПП12-2х36, IP54, мощностью 72Вт.

N округляется до ближайшего большего целого значения, таким образом N_к=2шт.

Установленная мощность рабочего освещения котельной:

(1.49)

Котельная, в соответствии с определением ПУЭ является пожаро - и взрывоопасным помещением, поэтому в котельной также должен быть предусмотрен взрывозащищенный светильник типа ВСГ-1х60, а также должен быть установлен ящик с понижающим трансформатором типа ЯТП-0,25-220/12В, преобразующий напряжение 220В в 12В для ремонтного освещения.

Расчетная мощность узла котельной будет определена по методу коэффициента спроса:

(1.50)

Расчетная реактивная мощность:

(1.51)

Расчетная полная мощность:

(1.52)

Расчетный ток:

(1.53)

1.4 Определение расчетной мощности осветительного оборудования

Достаточная освещенность рабочей поверхности - это необходимое условие для обеспечения нормальной работы человека и высокой производительности труда.

Освещение может быть общим равномерным, общим локализованным (выполненным с учетом расположения рабочих мест) или комбинированным, состоящим из общего освещения помещения и местного освещения рабочих поверхностей.

Для проектируемой фабрики принимается система общего равномерного освещения.

Освещение в производственных помещениях принято с лампами ДРЛ (светильник типа РСП-048-513-IP54), в административно-бытовых помещениях с люминесцентными лампами (светильники типов ЛПП12-2х36, ЛПО12-2х36, ЛПО12-4х18) и частично с лампами накаливания (светильник типа НПП05-1х60).

Величины освещенностей приняты в соответствии со СНиП-II-4-79.

Проектом предусматривается:

- рабочее освещение - напряжением 220В;

- аварийное (освещение безопасности) - РУ-0,4кВ, пожарная насосная станция, котельная, венткамера - напряжением 220В;

- дежурное - производственный цех - напряжением 220В;

- ремонтное - РУ-0,4кВ, насосные, венткамера - напряжением 42В; котельная - напряжением - 12В;

Расчет осветительной нагрузки будет производиться методом удельной мощности. Суть этого метода состоит в том, что установленная мощность светильников зависит от нормируемой освещенности цеха, высоты подвеса светильников, площади освещаемой поверхности, коэффициентов отражения потолка, рабочих поверхностей и стен.

Принцип расчета осветительной нагрузки по методу удельной мощности показан в п.1.3 на примере котельной. Расчет освещения для остальных помещений проводится аналогично и результаты расчета сводятся в таблицу 1.4.

Таблица1.4 Данные для расчета осветительной нагрузки

Наименование помещения	Нормируем. освещен. Е, лк	Тип светильника	Номинальная мощность одного светильника Рн, кВт	Количество светильников N, шт	Суммарная мощность группы светильников ?Рн, кВт
ЩО1
Склад сырья	75	РСП-048-513	0,25	12	3
Участок приготовления глазури	75	РСП-048-513 НСП-11-200	0,25 0,20	4 5	1,0 1,0
Участок приготовления шликера	75	РСП-048-513 НСП-11-200	0,25 0,20	5 14	1,25 2,8
Участок глазурования	150	РСП-048-513	0,25	85	21,25
Склад готовой продукции	75	НСП-11-200	0,20	8	1,6
Станция насосная пожаротушения	75	НПП05-1х60	0,06	4	0,24
Вспомогательные помещения	20	НПП05-1х60	0,06	6	0,36
Наружное освещение	---	РКУ-01-125 ГО038-121-01 НПП05-1х60	1,25 0,25 0,06	8 10 3	10 2,5 0,18
					42,18
ЩО2
на отм. 0.000		ЛПО12-2х18 ЛПО12-4х18 ЛПО12-2х36 ЛПП12-2х36 НСП09-1х100 НПП05-1х60	0,036 0,072 0,072 0,072 0,1 0,06	7 4 2 2 2 8	0,252 0,288 0,144 0,144 0,2 0,48
на отм. 3.300		ЛПО12-2х18 ЛПО12-4х18 ЛПП12-2х36 НПП05-1х60	0,036 0,072 0,072 0,06	7 19 6 3	0,252 1,368 0,432 0,18
на отм. 6.350		НСП-11-200	0,2	8	1,6
					5,34

Нормируемая освещенность, расположение светильников, их типы и распределение их по группам указаны на планах помещений (рис.1.1 - рис.1.3).



1.4.1 Определение расчетной нагрузки узла ЩО1

Расчетная активная мощность:

(1.54)

гдеК_с=0,95 согласно с.336 [7].

Расчетная реактивная мощность:

(1.55)

Расчетная полная мощность:

(1.56)

Расчетный ток:

(1.57)

1.4.2 Определение расчетной нагрузки узла ЩО2

Расчетная активная мощность:

(1.58)

гдеК_с=0,95 согласно с.336 [7].

Расчетная реактивная мощность:

(1.59)

Расчетная полная мощность:

(1.60)

Расчетный ток:

(1.61)

1.5 Определение суммарной расчетной нагрузки на ТП

Поскольку к шинам ТП присоединены как распределительные узлы:

- РЩ1 -Р_у=93,77кВт;К_и.^ср.в.=0,71;tgц^ср.в.=0,73;

- РЩ2 - Р_у=94,6кВт;К_и^ср.в.=0,64;tgц^ср.в.=0,74;

- РЩ3 - Р_у=95,4кВт;К_и^ср.в.=0,60;tgц^ср.в.=0,90;

- РЩ4 - Р_у=59,2кВт;К_и^ср.в.=0,59;tgц^ср.в.=0,69;

- РЩ5 - Р_у=36,0кВт;К_и^ср.в.=0,61;tgц^ср.в.=0,76;

- РЩВ - Р_у=65,66кВт;К_и^ср.в.=0,65;tgц^ср.в.=0,75;

- РЩК - Р_у=2,33кВт;К_и^ср.в.=0,70;tgц^ср.в.=0,75;

- ЩО1 - Р_у=42,18кВт;К_и^ср.в.=0,90;tgц^ср.в.=0,20;

- ЩО2 - Р_у=5,34кВт;К_и^ср.в.=0,85;tgц^ср.в.=0,20;

так и одиночные ЭП:

- СС412 - шт-2;Р_н=125кВт;К_и^.=0,80;tgц^.=0,62;

- СН6400 - шт-2;Р_н=119,2кВт;К_и^.=0,75;tgц^.=0,75;

- СЕ075 - шт-2;Р_н=90,9кВт;К_и^.=0,75;tgц^.=0,48;

- СD036 - шт-1;Р_н=95кВт;К_и^.=0,8;tgц^.=0,62;

- СЕ751 - шт-2;Р_н=51кВт;К_и^.=0,8;tgц^.=0,62;

- КМ1 - шт-1;Р_н=56кВт;К_и^.=0,75;tgц^.=0,75;

расчет нагрузки на ТП будет производиться методом упорядоченных диаграмм:

Эффективное число электроприёмников может быть найдено путем определения отношения m:

(1.62)

m>3, следовательно расчет продолжается выражением:

(1.63)

n_э=22,7>n_р=19, следовательно принимается n_э=n_р=19.

Средневзвешенный коэффициент использования для ЭП, присоединенных к ТП:

(1.65)

Зная эффективное число электроприёмников и средневзвешенный коэффициент использования для ЭП присоединенных к ТП, по таблице 2.3 [2] определяется коэффициент максимума К_м = 1,09.

Установленная активная мощность электроприемников в узле:

(1.66)

Расчётная активная мощность:

(1.67)

Расчетная реактивная мощность:

(1.68)

гдеtgц_ср.в.=0,83 - значение средневзвешенного коэффициента реактивной мощности;

Расчетная полная мощность:

(1.69)

Расчётный ток:

(1.70)

2. Разработка трансформаторной подстанции

Выбор типа, числа и схем питания трансформаторов подстанции обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями, учитывая конфигурацию производственного помещения, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, условия охлаждения, требования пожарной и электрической безопасности и типы применяемого оборудования.

В данном дипломном проекте для обеспечения питания электроприемников фабрики по производству керамической плитки принята к установке встроенная трансформаторная подстанция, расположенная в осях Х - 21-22, Y - Б/1-В2, согласно строительному плану здания фабрики.

Встроенная трансформаторная подстанция - это электроустановка, занимающая часть здания и предназначенная для приема, преобразования и распределения энергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, технологических и вспомогательных сооружений.

Согласно ПУЭ п.4.2.17 электрооборудование, токоведущие части, изоляторы, крепления, ограждения, несущие конструкции, изоляционные и другие расстояния должны быть выбраны и установлены таким образом чтобы:

1. вызываемые нормальными условиями работы электроустановки усилия, нагрев, электричес...