Расчет энергопотребления жилого дома

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика системы энергоснабжения

1.2 Обоснование схемы электроснабжения

2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Расчет электрических нагрузок жилого дома

2.2 Расчет и выбор питающих линий

2.3 Расчет и выполнение контура заземления

2.4 Расчет выбор электрооборудования лифта

2.5 Выбор аппаратуры управления и защиты

2.6 Расчет наружного освещения

2.7 Расчет внутреннего освещения

2.8 Расчет электрических нагрузок

2.9 Расчет токов короткого замыкания

3. Охрана труда

3.1 Техника безопасности при работе в электроустановках до 1000В

3.2 Мероприятия по пожарной безопасности цеха

электрический ток замыкание заземление



1. Общая часть

В настоящее время современные города и поселки, являющихся крупными потребителями электрической энергии в стране. От того, насколько рационально спроектирована система электроснабжения, зависит эффективность функционирования большого числа городских и промышленных объектов, расположенных на его территории.

Потребители электрической энергии, расположенные на центральной территории города, условно разделяются на две основные группы: жилые дома и общественно-коммунальные учреждения.

Потребление электроэнергии в жилых домах определяется укладом жизни населения города. В современных жилых домах используется большое количество различных электроприемников, которые подразделяются на электроприемники квартир и на электроприемники общедомового назначения.

Целью данного дипломного проекта является, в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими документами, создать экономически целесообразную систему электроснабжения жилого дома, обеспечивающую необходимое качество комплексного электроснабжения всех потребителей и приемников.

Особо выделен выбор элетропривода лифта, оборудования которые должно обладать повышенной надежностью и высокой степенью автоматизации.

1.1 Общая характеристика системы электроснабжения

Основные показатели системы определяются местными условиями: наличием источников питания, характеристиками потребителей и т.д.

Питание городских потребителей осуществляется с помощью распределительных сетей напряжением 6-10 кВ и 0,38 кВ, которые опираются на данные источники питания.

Трансформаторные подстанции с трансформаторами различной мощности питают распределительную сеть 0,38 кВ, схема построения которой зависит от характера потребителей. Для питания промышленных предприятий и коммунально-бытовых потребителей могут применяться самостоятельные подстанции (ТП), не связанные с сетью общего пользования. В зависимости от ответственности потребителей ТП могут быть автоматизированы, т.е. снабжены устройствами для автоматического переключения питания потребителя на резервную линию при внезапном выходе из работы основной линии.

Из рассмотренного следует, что основные показатели системы электроснабжения определяются, параметрами энергосистемы, характеристиками потребителей и другими местными особенностями.

Объектом электроснабжения является 14 этажный дом в центральном районе города. Все жилые дома 12 этажей и выше, оборудованы электроплитами для приготовления пищи. На первом этаже также имеются общественные здания.

Подача горячей хозяйственной воды и отопление зданий осуществляется от городской котельной

Схема застройки приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. План здания и секций С1, С2



1.2 Обоснование схемы электроснабжения

Мы применяем для питания домов радиальную схему и магистральную для уличного освещения. Радиальные схемы распределения электроэнергии применяются в тех случаях, когда пункты приема расположены в различных направлениях от центра питания. Они могут быть двух- или одноступенчатыми. На небольших объектах и для питания крупных сосредоточенных потребителей используются одноступенчатые схемы. Двухступенчатые радиальные схемы с промежуточными РП выполняются для крупных и средних объектов с подразделениями, расположенными на большой территории. При наличии потребителей первой и второй категории РП и ТП питаются не менее чем по двум раздельно работающим линиям. При двухтрансформаторных подстанциях каждый трансформатор питается отдельной линией по блочной схеме линия - трансформатор. Пропускная способность блока в послеаварийном режиме рассчитывается исходя из категорийности питаемых потребителей.

При однотрансформаторных подстанциях взаимное резервирование питания небольших групп приемников первой категории осуществляется при помощи кабельных или шинных перемычек на вторичном напряжении между соседними подстанциями. Вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП или ГПП, а на питаемых от них ТП предусматривается преимущественно глухое присоединение трансформаторов. Иногда трансформаторы ТП присоединяются через выключатель нагрузки и разъединитель. Радиальная схема питания обладает большой гибкостью и удобствами в эксплуатации, так как повреждение или ремонт одной линии отражается на работе только одного потребителя. Схема электроснабжения жилых домов высотой от пяти этажей до шестнадцати этажей имеют некоторые дополнительные особенности, поскольку они относятся по надежности питания электроэнергий ко 2 категории, кроме того, в этих домах имеются лифты, а иногда и другие силовые потребители. Магистральные схемы напряжением 6... 10 кВ применяются при линейном («упорядоченном») размещении подстанций на территории объекта, когда линии от центра питания до пунктов приема могут быть проложены без значительных обратных направлений. Магистральные схемы имеют следующие преимущества: лучшую загрузку кабелей при нормальном режиме, меньшее число камер на РП. К недостаткам магистральных схем следует отнести усложнение схем коммутации при присоединении ТП и одновременное отключение нескольких потребителей, питающихся от магистрали, при ее повреждении. Число трансформаторов, присоединяемых к одной магистрали, обычно не превышает двух-трех при мощности трансформаторов 1000...2500 кВ-А и четырех-пяти при мощности 250...630 кВ-А. Магистральные схемы выполняются одиночными и двойными, с односторонним и двухсторонним питанием. В электроснабжении домов выше пяти этажей применяется радиальная схема, т.к дома имеют большую мощность. Схема электроснабжения жилых домов высотой от пяти этажей до шестнадцати этажей имеют некоторые дополнительные особенности, поскольку они относятся по надежности питания электроэнергий ко 2 категории, кроме того, в этих домах имеются лифты, а иногда и другие силовые потребители.



2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Расчет электрических нагрузок жилого дома

В дипломном проекте рассматривается электрическое оборудование 14 этажного 312 квартирного дома в микрорайоне Потапово-3.

Определим необходимые климатические параметры, характеризующие заданный микрорайон.

Рассматриваемый в проекте микрорайон относится к III климатической зоне. Наиболее высокая температура воздуха плюс 40є С, наиболее низкая температура минус 30є С. Годовое количество осадков 358 мм. Средняя толщина снегового покрова 26 см, глубина промерзания 1,8 - 2 м.

Технико-экономические показатели микрорайона.

Население в девятиэтажных и пятиэтажных зданиях - 79100 м², при обеспеченности общей площадью жилой 14,5 м² - 15500 человек. Площадь микрорайона в красных линиях 33,58 га. Количество общей жилой площади 79100 м², в том числе:

Электроснабжение микрорайона запроектировано от потребительских трансформаторных подстанций, микрорайонное питание которых осуществляется от Щелковских городских электрических сетей.

По степени надежности электроснабжения, проектируемые здания относятся к II и III категории потребителей. К II категории относятся электродвигатели лифтов, насосов, аварийное освещение.

В основу расчета положена «Инструкция по проектированию городских электрических сетей».

Целью расчета электрических нагрузок является мощности потребительских ТП. Расчетные электрические нагрузки жилых домов складываются из расчетных нагрузок силовых потребителей электроэнергии и нагрузок питающей осветительной сети.

Приведем методику расчета квартир, включая и общедомовые помещения (подвалы, чердаки, лестничные клетки и т.д.).

Определим расчетную электрическую нагрузку квартир, приведенную к вводу жилого дома по формуле:

P_кв. = 1,36 * 312 = 424,32

где Ркв.уд_. - удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир, принимая ее в зависимости от числа квартир присоединенных к линии, кВт/квартир;

n - количество квартир.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) - Рр.ж.д., кВт, определяется по формуле:

P_р.ж.д. = 434,32 + 0,9 * 48,5 = 477,97

где Ку - коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников, Ку-0,9;

Рс- расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников, приведенная к вводу жилого дома, определяется:

P_c = 48 + 0,5 = 48,5

где Рр.л. - мощность лифтовых установок, 8 кВт;

Рст.у.- мощность освещения лестничных клеток ( 0,5 кВт/этаж на подъезд).

Мощность лифтовых установок определяется по формуле:

Рр.л = 0.6 * 8 * 6 = 28.

где Кс - коэффициент спроса 0,6;

Рл - установленная мощность электродвигателя лифта, 8кВт;

n - количество лифтовых установок.

Расчет жилого дома

Жилой дом №1 на 312 квартир состоит из 6 секций. В доме 14 этажей, установлено 6 лифтовых установок с мощностью, приведенной к ПВ=100%, равной 7 кВт.

Ркв.уд. - определяется путем интерполяции:

Ркв.уд.312 = 0.31

Ркв=0,592*312=96,72 кВт.

Расчетная нагрузка для лифтовых установок:

Рр.л.=0,8*8*6=38.4 кВт;

Рст.у=0 кВт.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников дома:

Рс=Рр.л.=38.4 кВт.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома:

Рр.ж.д.=96.72+38.4*0,9=131.28 кВт.

Реактивная нагрузка жилых объектов складывается из реактивной мощности электродвигателей лифтов и реактивной мощности квартир:

Реактивная мощность квартир:

где tg цкв=0,29 /2/; Q_кв = 96.72 * 0.29 = 28.04

Реактивная мощность лифтов:



где: tg цл=1,17 /2/;

Q_р.л = 38.4 * 1.17 = 45

Q_р.ж.д = Q_кв + К_у * Q_р.л = 28.04 + 0.9 * 45 = 68.9 кВАР

S = = 148.2

2.2 Расчет и выбор питающих линий

В состав потребителей электроэнергии входят в основном электроприемники II категории надежности. Поэтому для их обеспечения будут применяться радиальные и магистральные двухлучевые схемы сетей.

Применение двух параллельных магистральных линий обеспечивает надежность питания, необходимую для потребителей II категории только в сочетании с секционированием шин ВРУ 380В здания.

Кабельные трассы линий намечаются с учетом выбранного расположения зданий микрорайона. Эти трассы в основном располагаются вдоль контуров зданий, под пешеходными дорожками, по возможности, не пересекать зоны озеленения, спортивнее и детские площадки и т.п.

Сечения жил кабелей 380В должны выбираться по соответствующим расчетным электрическим нагрузкам линий в нормальных и послеаварийных режимах работы на основе технических ограничений допустимого нагрева и допустимых потерь напряжения, а также с учетом применения минимальных сечений по условиям механической прочности (в условиях монтажа и эксплуатации).

Для прокладки кабелей в сети 380В выбран кабель с пластмассовой изоляцией типа АПвБбШп.

Выбор сечений жил кабелей 380В

В распределительных сетях 380 В будет применяться четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами и пластмассовой изоляцией.

Пример расчета

Расчет наибольшего тока в нормальном режиме работы:

где S - мощность нагрузки кабеля, кВА;

U_ном - номинальное напряжение кабеля, кВ;

n - количество кабелей

Iрасч = 148.2/1.7 х 0.38 х 2 = 114А

Расчет токов нормального режима для КЛ проводится, представлен в таблице.

КЛ	P	Q	S, кВА	F, ммІ	r кл, Ом/км	L, км	?Р, кВт
ж/д	131.28	68.9	148.2	120	0,258	0,11	1,61

Выбор сечений КЛ по нагреву

Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения тока между линиями, секциями шин и т.п.

Расчет наибольшего тока в послеаварийном режиме работы:

где S^П.АВ. - мощность нагрузки кабеля в послеаварийном режиме работы, кВА;

U_ном - номинальное напряжение кабеля, кВ;

n^П.АВ. - количество кабелей в послеаварийном режиме работы

Расстояние между кабелями в свету, мм2	Коэффициент при количестве кабелей
	1	2	3	4	5	6
100	1	0,9	0,85	0,8	0,78	0,75

k_t - поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, принимаются равным 1,06.

k _загр = 0,7 - коэффициент загрузки в нормальном режиме

k _загр = 1,15-коэффициент загрузки в послеаварийном режиме,

Следовательно, выбираем к прокладке кабель сечением 4 х 120 мм².

P = nd x p = 14 x 4 x 1.36 = 56 x 1.36 = 76.16A

Выбираем провод АПВ - 1 х 25

Проверка выбранных сечений по допустимым потерям напряжения. Допустимые потери напряжения в сетях 0,38 кВ в нормальных режимах не должны превышать 5%. Потери напряжения определяем по следующей формуле:

где r₀, x₀ - активное и реактивное сопротивление на единицу длины линии;

l - длина линии, км

Суммарные потери напряжения от ТП1 до здания будут равны:

?U_лин1 = (131.28 х 0.258 + 68.9 х 0.076/0.38 х 4) х 0.16 = 4.1В

2.3 Расчёт и выполнение контура заземления

Расчёт заземляющего устройства сводится к расчёту заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям механической прочности и стойкости к коррозии. Нормируемое сопротивление в соответствии с ПУЭ составляет 4 Ом. Контур заземления предполагается соорудить с внешней стороны с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикальных заземлителей принимаем электроды с размером 18.00 мм и длиной 2.00 м, которые погружаются в грунт. Верхние концы электродов располагаем на глубине 0.5 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды из той же стали, что и вертикальные электроды. Предварительно с учётом площади (10x5 м), намечаем расположение заземлителей по периметру длиной 30 м. Параметры двухслойного грунта в месте сооружения, климатические коэффициенты и другие исходные данные для расчета сведены в табл.

Обозначение	Наименование	Ед.изм.	Значение
	нормируемое сопротивление растеканию тока в землю	Ом	4
	удельное сопротивление верхнего слоя грунта	Ом·м	50
	удельное сопротивление нижнего слоя грунта	Ом·м	60
d	Диаметр стержня	мм	18
	длина вертикального заземлителя	м	2
	толщина верхнего слоя грунта	м	0.5
	глубина заложения горизонтального заземлителя	м	0.5
	расстояние от поверхности земли до середины заземлителя	м	1.5
	климатический коэффициент для вертикальных электродов	-	1.9
	климатический коэффициент для горизонтальных электродов	-	5.75
	ширина стальной полосы	мм	50
	длина горизонтального заземлителя	м	30

Удельный расчётный коэффициент сопротивления двухслойного грунта определяем по формуле:

Ом·м.

Сопротивление растеканию одного вертикального электрода определяем по формуле:

=52,56 Ом.

Параметры вертикальных и горизонтальных заземлителей

Предполагаемое количество вертикальных заземлителей определяем по формуле:



,

где - коэффициент использования вертикальных заземлителей.

=22 шт.

Обозначение	Наименование	Ед. изм.	Значение
	коэффициент использования вертикальных заземлителей	-	0.69
	коэффициент использования горизонтальных электродов	-	0.42
	расстояние между заземлителями	м	1,66

Сопротивление горизонтального заземлителя определим по формуле:

=48,6 Ом.

Полное сопротивление вертикальных заземлителей R не должно превышать значения определяемого по формуле:

R==4,35 Ом.

С учетом полного сопротивления вертикальных заземлителей уточнённое количество вертикальных заземлителей с учётом соединительной полосы определяется по формуле:



= 17,516 шт.

Принимаем к установке 18 вертикальных заземлителей, общая длина горизонтального заземлителя 30м при среднем расстоянии между вертикальными заземлителями 1,66 м. Окончательное расстояние между вертикальными заземлителями вдоль соединительной полосы указывается на плане заземляющего устройства.

2.4 Расчет и выбор электрооборудования лифта

Исходные данные:

1. Грузоподъемность - 500кг.

2. Скорость движения лифта - 1м/с.

3. Вес кабины - 400кг

4. Диаметр барабана - 0.52м

5. Передаточное отношение лебедки - 25

6. КПД лебедки - 0.58

7. Допустимая точность остановки - +(- 20 мм )

8. Маховой момент вращающих частей лебедки в % от м.м. двигателя - 25%

9. Приводной двигатель - асинхронный двухскоростной

10. Отношения синхронных скоростей - 4/1

11. Напряжения сети переменного тока - 380В

12. Количество этажей - 14

13. Расстояние между этажами - 4м

Расчет противовеса

Оптимальная масса противовеса при массе пустой кабины 400кг и максимальной грузоподъемности 500 кг:

Определение сил тяжести.

Масса кабины 400кг, номинальная грузоподъемность 500кг, масса загруженной кабины 900кг, масса противовеса - 650кг. Силы тяжести, действующие на канатоведущий шкиф, равны:

G₀ = 400 х 9.8 = 3920Н

G_Н = 500 х 9.8 = 4900Н

G = 900 х 9.8 = 8820Н

G_ПР = 650 х 9.8 = 6370Н

Исходя из количества этажей n_Э = 14 и количества человек в кабине (при среднем весе одного пассажира 70 кг и грузоподъемности 500кг примерное количество человек в кабине 500/70 = 7 ), исходя из этого определяем количество остановок.

k = 6.

Расчет мощности двигателя электропривода.

Определяем вес противовеса

Gпротивовес = Go + a¹ x Gном = 500 + 0.5 x1000 = 1000 x 9.81 = 9.8kH

400 + 500/2 = 650кг.

Определяем изменение тягового усилия F приложенного к ободу канатоведущего шкива в зависимости от предполагаемых остановок кабины:

Количество остановок - 12

Fc = F₁ - F₂ = G - a¹ x Gном

F₁ = a¹ +G

F₁ = 500 + 1000 = 1500 x 9.81 = 14.7kH

F₂ = 0.5 x 1000 = 500 x 9.81 = 5kH

F_c = 14.7 - 5 = 9.7kH

Значит лифт работает в двигательном режиме. Вес поднимаемого груза, с учетом загрузки кабины = 0.5 х 1000 = 500кг

Количество вероятных остановок = 6

Примем, что изменение груза кабины на предполагаемых остановках равномерно вследствие равномерной загрузки лифта по этажам:

?Gн = Gн/к = 500 / 5 = 100кг

Тяговое усилие при полностью загруженной кабине, стоящей на первом этаже.

F = G - Gпр = (500 + 1000) - 950 = 550кг(5kH)

F₁ = (1500 - 1 x 100) - 950 = 450кг

F₂ = (1500 - 2 x 100) - 950 = 350кг

F₃ = (1500 - 3 x 100) - 950 = 250кг

F₄ = (1500 - 4 x 100) - 950 = 150кг

F₅ = (1500 - 5 x 100) - 950 = 50кг

F₆ = (1500 - 6 x 100) - 950 = -150кг

Моменты соответствующие тяговым усилиям, Кт х м

Mcd = FD/2in = Fkd

Kd = D/2in = 0.5/2 x 34 x 0.62 = 0.0119

Mc d₁ = F₁ x kd = 450 x 0.0119 = 5.35

Mc d₂ = F₂ x kd = 350 x 0.0119 = 4.16

Mc d₃ = F₃ x kd = 250 x 0.0119 = 2.97

Mc d₄ = F₄ x kd = 150 x 0.0119 = 1.78

Mc d₅ = F₅ x kd = 50 x 0.0119 = 0.6

Mc d₆ = F₆ x kd = -150 x 0.0119 = -1.78

По таблице(Липкин) время ускорения и замедления кабины t ₁= 1.6сек

Суммарное время ускорения за полный рейс

t ₁ = t ₁ (k + 1) = 1.6(6 + 1) = 11.2сек

Время равномерного движения кабины между предполагаемыми остановками.

t ₂ = [h(hэ - 1) - S₁]/Uk = [3.5(12 - 1) - 2.4]/0.5 x 6 = 12сек

S₁ = (U/2) t₁ x k = (0.5/2)1.6 x 6 = 2.4м

Время равномерного движения кабины вверх

t₂ = t₂k = 12 x 6 = 72сек

Время равномерного движения кабины вниз

t ₃ = [h(hэ - 1) - S₂]/U = [3.5(12 - 1) - 0.4]/0.5 = 76.2сек

S₂ = (U/2) t₁ = (0.5/2)1.6 = 0.4

Время движения кабины за полный рейс без участка времени стояния (t₀ = 17сек)

?t₁ = t₁ + t₂ + t₃ = 12 + 72 + 76.2 = 160.2сек

Время открывания и закрывания дверей с ручным приводом и включения двигателя (по т. 7.4 - Липкин) t₄ = 13сек. За полный рейс кабины

t₄ = t₄(k + 1) = 13 x (6 + 1) = 91сек

Время выхода и входа одного пассажира или загрузки (выгрузки) груза принимаем t₅ = 4сек

За полный рейс кабины лифта:

t₅ = 2t₅ x E = 2 x 4 x 6 = 48сек

Время остановок кабины за полный рейс:

?t₂ = t₄ + t₅ = 91 + 48 = 139сек

Время полного рейса кабины:

Т = ?t₁ + ?t₂ = 160.2 + 139 = 299.2сек

С учетом дополнительного времени

Т = Т + 0.1Т = 299.2 + 29.9 = 329.1сек

Продолжительность включения двигателя

ПВ = (?t₁/ Т) = (160.2/ 329.1) х100% = 48.6%

Среднеквадратичный момент двигателя ПВ = 48.6%

Мэ = = 3.8кГм

Скорость двигателя

n = 60ui/ПD = 60 х 0.5 х 34/3.14 х 0.5 = 650об/мин

Мощность на валу двигателя

P = 3.8 х 650/975 = 2.5кВт

Максимально возможный момент на валу двигателя

Ммакс = 1.5 x 300 x 0.0119 = 450 x 0.0119 = 5.4кГм

Предварительно выбираем двигатель

MTF 012 - 6

Ph = 2.2кВт

N = 890об/мин

ПВ = 64%

Ммакс = 57

GD = 0.0288кГм

Мн = 2.7

Масса = 58кг

Время пуска двигателя на каждом участке:

Мс = 1.6 х 2.7 = 4.48кГм

Tn = GDпр x n/375(Mn - Mc) = 0.0288 x 6/375(2.7 - 4.48) = - 0.00025

Произведем проверочный расчет двигателя на нагрев с приближенным участком влияния переходных процессов при ПВ = 48.6%

Мэ = + = 2.83кГм

Мощность соответствующая полученному моменту

Р = 2.83 х 890/975 = 2.58 кВт

Номинальная мощность ЭД

Рном = Кз х Рр = 1.5 х 2.58 = 4.3

Как окончательный вариант выбираем двигатель 4АН200L6/24НЛБ с техническими данными:



РкВТ	U об/мин	S %	КПД	cosµ	Mn Hм	In/Iном	Ммакс Нм
7	1000	6%	84%	0.78	211	5.5	Двиг 235.5

Выбор защиты электродвигателя

I номинальный двигатель

Р = = = 13.35А

I пусковое расчетное

1.25 х 2 = 16.68А

I пусковое

5 х 13.35 = 66.75А

Выбираем автоматический выключатель

АЕ 2046

Iп.р. = 16.68А

Iп = 66.75А

Iмгн.сраб = 12 х 16.68 = 200.16А

2.5 Выбор аппаратуры управления и защиты

Расчет и выбор кабеля

Поскольку среднее время работы лифта за сутки более 7 часов, то за год время работы лифта не будет превышать 3000 часов, кабель выбираем по нагреву.

В руководстве по устройству лифтов рекомендуется выбирать экранированный кабель. В качестве экрана можно использовать металлорукав, его следует заземлить.

Определяем сечение жилы кабеля по нагреву

Надежная работа проводов и кабелей определяется длительной допустимой температурой их нагрева, значение которой зависит от вида изоляции. Учитывая условия надежности, безопасности и экономичности, ПУЭ устанавливают допустимую температуру нагрева в зависимости от материала проводника, изоляции, длительности прохождения тока.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву. Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в таблицах 6 и 7 , при максимальной температуры воздуха 40 °С .

Выбор площади сечения по нагреву длительным током сводится к сравнению силы расчетного тока I_р с допустимым табличным значением I_доп для провода или кабеля принятых марок и условий их прокладки.

При выборе сечения должно выполнятся условие:

I_р. ? I_доп. ,

72.5?80

Где: I_р. - расчетный ток, который равен максимальному току двигателя

I_доп - допустимый ток для данного сечения жилы, в зависимости от условий прокладки кабеля. Выбирается из таблицы.

Выбираем кабель с сечением жилы, равным 2 мм І. Условие выбора выполняется, теперь выбираем соответствующий тип кабеля.

Выбираем кабель типа ВВГ-1 3Х2,5 Iдоп = 23А, Uн = 0,4 кВ, длина кабеля l = 7м.

Выбор коммутационной аппаратуры

Выбор коммутационной аппаратуры предполагает:

Выбор электроаппаратов:

Электродвигатель главного привода - М1

Электродвигатель откытия дверей- М2

Суммарная мощность электродвигателей:

Р общ = Р1 + Р2 =7 + 0.25 = 7.25 кВт



Суммарный ток электродвигателей:

Iдл = I1 + I2 = 5.5 + 5 = 10.5 А

Пусковые токи: Iп =Кп•Iном),

Iп1 = 6.87 А, Iп2 = 6.25 А,

Выбор редукторов

Редуктором называется механизм, который преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. С помощью редуктора можно уменьшить частоту вращения его рабочего органа относительно частоты вращения приводного механизма, а также увеличить момент на рабочем органе. Редукторы, применяемые на лифтах, служат для обеспечения нужной частоты вращения канатоведущего шкива (рабочий орган), так как в качестве приводных машин в лифтостроении применяются быстроходные асинхронные электродвигатели.

На лифтах применяют редукторы с червячными передачами. Эти редукторы характеризуются малыми габаритами, так как в одноступенчатом редукторе можно получить большое передаточное число.

Червячные передачи отличаются друг от друга формой нарезанной части винта (червяка). Редукторы представляют собой закрытую зубчатую передачу, заключенную в корпус, с выходами концов ведущего (быстроходного) и ведомого (тихоходного) валов.

В соответствии с методикой РТМ 2-056--95 «Редукторы общего назначения» необходимо определить:

· вид передач, расположение валов в пространстве,

· рассчитать передаточные отношения i_Р,

· при выборе учесть максимальный момент на вале двигателя.

Передаточное число редуктора:



i_p = = 72.5

где R - радиус барабана лебедки, м;

В отечественных лифтах до последнего времени в основном находили примененяются две серии редукторов.

Глобоидные червячные редукторы тип ЦЧ (червячно-цилиндрический): ЦЧ-150, ЦЧ-180, ЦЧ-24. Цифры в обозначении редуктора указывают межцентровые расстояния червячной пары. Лифтовые лебедки, изготовляющиеся на базе редукторов типа ЦЧ, снабжены длинноходовым тормозным, электромагнитом переменного тока.

Ко второй серии относятся редукторы серии РГЛ (редуктор глобоидный лифтовой): РГЛ-160, РГЛ-180, РГЛ-225

По результатам выберем по каталогу редуктор типа ЧЦ 125 с учетом его нагрузочной способности

Максимальный момент двигателя	Ммакс	540
Число оборотов	nном	1000
Передаточное число редуктора	iр	72.5
Номинальный момент редуктора	Мном	1000

Для редукторов типа Ц (с цилиндрическими шестернями) параметры выбираемого редуктора должны удовлетворять условиям:

М_{ном.ред} М_{макс.дв.}

Где: М_ном - номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора, взятый из каталога;

М_макс - максимальный момент на вале электродвигателя.

k_а =0,5 коэффициент, зависящий от класса нагружения механизма.

М_{ном.ред} =1000Нм > М_{мак.двс *}k_{а =} 270Нм

Редуктор отвечает условиям перегрузки.

Выбор тормозного устройства

Весьма важным элементом системы электропривода является механический тормоз. Тормоз должен удерживать кабину с грузом и обеспечивать точность остановок во всех режимах лифта с допустимым замедлением.

Определим необходимый тормозной момент

,

где k_т - коэффициент запаса тормозного момента;

М_н - номинальный момент механизма привода лифта, Нм.

Величину коэффициента запаса k_т для грузовых лифтов с проводником принимают равным 1,8. Номинальный момент М_н определим по формуле:

Нм.

Из таблицы [1] выбираем электромагнитное тормозное устройство, максимальный тормозной момент которого соответствует расчетному. Принимаем электромагнитное тормозное устройство лифта МП-201, технические характеристики которого сведены в таблицу 2.

диаметр тормозного шкива, мм	ход якоря, мм	время, с	период включения ПВ, %	тяговое усилие, Н	максимальный тормозной момент, Нм
		включения	отключения
200	4	0,4	0,15	25	960	103
				40	780	85
				100	320	65

2.6 Расчет наружного освещения

Светотехнический расчет

Проектом предусматривается освещение улиц и фасадов домов микрорайона светильниками РКУ-250 на железобетонных опорах, и на кронштейнах по фасадам зданий между вторым и третьими этажами. Подключение наружного освещения микрорайона предусматривается от распределительных шкафов типа ВРУ-ВЗ. Щит уличного освещения ЩУО-200 устанавливается для автоматического регулирования уличного освещения в вечернее и ночное время, что предусматривает централизованное управление освещением. Щит комплектуется вводными автоматами на 100 А с трансформатором тока и счетчиком и четырьмя групповыми автоматами А3130 на 25 А и 40 А. В ночное время 2/3 светильников отключается.

Для надежной работы осветительной установки и ее экономности большое значение имеет правильный выбор светильников. При выборе светильника, учитывала условия окружающей среды, в которой будет работать светильник, требуемое распределение светового потока в зависимости от назначения и характера отделки помещения и экономичность самого светильника.

Так же при выборе светильника мне пришлось учитывать и технологическое назначение помещения, а, следовательно, и светотехническую классификацию светильников. Учитывая минимальное присутствие транспорта, принимаем среднюю горизонтальную освещенность покрытия Еср=10 лк, среднюю яркость территории - 0,6 kg/м² /6/. Согласно рекомендации типового проекта принимаем схему расположения светильников - однорядную. Ширина пешеходной дорожки по внутреннему периметру детского сада 3 м, длина пролета 35-40 м, высота подвеса светильников - 10 м. В установках, где нормирована средняя яркость покрытия, за основу расчета берется коэффициент использования по яркости зL /6/. Количество потребляемых светильников определяется по формуле

N = ,



Енорм - нормируемая освещенность, лк

S - освещаемая площадь, м²

k_зап - коэфициент запаса

Fл - световой поток лампы

µ - кпд = 0.6

U - коэфициент использования светового потока площадей = 0.9

z - коэфициент неравномерности освещения, равный

1.3/1.5

N = = 8

Лампа ДРЛ 250 В имеет поток 12500 лм, т.е. может осветить поверхность шириной 12500/2824,5=4,4

Определяется необходимое количество светильников:

К установке принимается 7 светильников через 37 м.

Общая мощность от освещения объекта по формуле:

P₀ = P_уд х N

где Руд - удельная мощность лампы ДРЛ с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре, для светильника РКУ-250

Руд=0,27 кВт., Ро=0,27*8=2.16 кВт

Проверка сечения по допустимой потере напряжения

В практике для расчета сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала используется формула:

S = = 3.53

где Мприв - приведенный момент мощности, кВт.м;

С - коэффициент, зависящий от схемы питания и марки материала проводника, С=44 /7/;

ДU - допустимая потеря напряжения в осветительной сети от источника питания до наиболее удаленной лампы, %. Согласно ПУЭ ДU=2,5%

Определяется момент на участке О-1 по формуле

МО-1=P*l*n,

где P - расчетная мощность лампы, кВт;

l - расстояние до лампы, м;

n - количество ламп, шт.

МО-1=0,27*80*8=172.8 кВт.м;

Момент на участке 1-2 определяется по формуле:

где l0 - расстояние до первой лампы, м;

l1 - расстояние между лампами, м.

m_1-2 = 0.27 x 4 x (40 + ) = 108кВт

Момент на участке 1-3:

m_1-3 = 0.27 x 4 x (40 + ) = 108кВт

Мприв=М0-1+m1-2+m1-3=172.8+108+108=388.8 кВТ.м;

S_0-1 = = 3.53мм²

Принимаем кабель с бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке, полихлорвиниловом шланге, марки ААШВу 4х16 мм², Sсто-1=16 мм².

Определяются фактические потери напряжения на участке 0-1 по формуле:

?U_{ф 0-1} = = = 1.11%

Располагаемые потери напряжения на участке 0-1:

ДUp0-1=ДU-ДUф0-1=2,5-1.11=1,39%

Сечения на участке 1-2 и 1-3:

S _1-2 = = = 1.76%

S _1-3 = = = 1.76%

Сеть уличного освещения выполняется воздушной линией, маркой провода А-16, Sст=16мм².

?U_{ф 1-2} = = = 0.15%

ДUф0-1+ДUф1-2<ДU

1.11%+0.15%<2,5%

1.26%<2,5%

?U_{ф 1-2} = = = 0.15%

1.11%+0,15<2,5%

1,26%<2,5%

Проверка выбранных проводников на нагрев током нагрузки.

Определяется ток на участке 0-1:

где Рр0 - расчетная мощность на данном участке, кВт;

Uл - номинальное напряжение сети,В;

Cos ц - коэффициент мощности, Cos ц=0,9 /7/.

Iдоп=90А - для кабеля сечением Sст=16мм²

7,8А<90А

Iдоп=105А - для воздушной линии Sст=16 мм²

3,2А<105A

4,1A<105A

Проверка линий уличного освещения на потерю напряжения проводится для наиболее протяженных и загружаемых участков. Внутридворовая линия освещения пятиэтажных зданий выполняется двухпроводной, проводом марки А-16.

От ТП линии освещения запитываются кабелем марки АВВГ. Также кабелем АВВГ выполняются линии освещения по фасадам девятиэтажных жилых зданий.

Используется кабель четырехжильный с сечением жилы 4-16 мм².

2.7 Расчет освещения квартиры

Расчет освещения выполним на примере 3-х комнатной квартиры.

№ Пом.	Наименование помещения	S м2	Рл 1 лам. Вт	Е лк.	Руд.Вт/м2	H м.	Кол. Ламп шт
8	Общая площадь	60	60	100	25,3	3.5	18
9	Кухня	10	60	200	17,7	3.5	3
10	Гостинная	20	60	100	17,7	3.5	6
12	Санузел	5	60	100	25,3	3.5	2
13	Детская	10	60	100	17,7	3.5	3
16	Спальня	15	60	100	17,7	3.5	4

Освещение рассчитываем методом удельной мощности, по следующей формуле.

Где - удельная мощность, _Вт/м²

- площадь помещения, м²

- мощность одной лампы, Вт.

- число ламп, шт.

Если в СП несколько ламп, то

Где число ламп в светильнике, шт.

число светильников, шт.

Кухня.

Гостинная.

Санузел.

Детская.

Спальня.

2.8 Расчет электрических нагрузок

Ведомость электрических нагрузок по помещениям

№	Наименование	Рном.,кВт	Ки.,	cos	Кол.
1	Пылесос	0,6	0,05	0,8	1
2	Плазма	0,2	0,5	0,95	1
3	Стиральная машина	2	0,2	0,8	1
4	Утюг	1,2	0,2	0,95	1
5	Фен	0,3	0,05	0,8	1
6	Микроволновая печь	1,5	0,2	0,95	1
7	Электрочайник	1,5	0,2	0,95	1
8	Кухонный комбайн	1,8	0,2	0,95	1
9	Холодильник	0,2	0,7	0,8	1
10	Телевизор	0,2	0,5	0,95	1
11	Пасудомоечная машина	1,8	0,2	0,8	1
12	Кофе машина	0,8	0,5	0,95	1
13	Тостр	1,3	0,2	0,95	1
14	Электрическая мясорубка	0,9	0,05	0,8	1
15	Музыкальный центр	0,6	0,5	0,95	1
16	DVD-проигрыватель	0,2	0,05	0,8	1
17	Компьютер	0,4	0,5	0,95	1
18	Настольное бра	0,06	0,2	0,95	1

Расчет и выбор питающих и распределительных линий.

Определение номинальных токов на примере кухни.

I₁=7.17А

I₂==7.17А

I₃= 8.6А

I₄= 1.13А

I₅= = 10.2А

I₆= = 6.22А

I₇= = 5.11А

I₈= = 3.82А

I_p= Kc x Iном = 0.5 x 49.42 = 25А



Расчет и выбор аппаратов защиты.

Iн.а.Iном.	Тип Авт. выкл.	Iн.а А	Iн.р. А	Iотк. кА
Iн.р.(кухня)=1,25*25=31А	ВА51Г-25	25	31	3.8
Iн.р.(ванная)=1,25*8=10А	ВА51-25	25	16	3.8
Iн.р.(освещение)=1,25*15=18.75А	ВА51-25	25	20	3,8

Проверка защищённости проводника автоматическим выключателем.

IдлIн.р.

25А24,68А

2.9 Расчёт токов короткого замыкания

Основной причиной нарушения нормального режима работы систем электроснабжения, является возникновение короткого замыкания в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции.

Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя оборудования при протекании токов короткого замыкания, а так же для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определить токи короткого замыкания.

Расчёт токов короткого замыкания в точке к1.

Расчёт ШС1.

1) Активное сопротивление силового трансформатора.

2) Полное сопротивление трансформатора.



3) Реактивное сопротивление трансформатора.

4) Сопротивление трансформатора применяем по таблице.

Находим активное и индуктивное сопротивление

;

5) Сопротивление автомата

0 мОм; =0 мОм

Определение сопротивления плоских шин

126мОм/м

мОм/м

мОм/м

6) Определяем сопротивление контактов.

Для распределительных щитов на подстанции мОм

7) Определение суммарного активного сопротивления.

мОм/м

8) Определение суммарного реактивного сопротивления.

/м



Определение полного суммарного сопротивления.

мОм/м

10) Определение тока короткого замыкания в точке К1.

11) Определение ударного тока в точке К1.

1,3 выбираем по Липкин стр.228 табл. 6.1.

Расчёт ШС2.

1)Активное сопротивление силового трансформатора.

2) Полное сопротивление трансформатора.

3) Реактивное сопротивление трансформатора.



4) Сопротивление трансформатора применяем по таблице.

Находим активное и индуктивное сопротивление

;

5) Сопротивление автомата

0 мОм; =0 мОм

Определение сопротивления плоских шин

126мОм/м

мОм/м

мОм/м

6) Суммарное сопротивление контактов в соответствии с ПУЭ можно принимать: Для распределительных щитов на подстанции мОм

7) Определение суммарного активного сопротивления.

мОм/м

8) Определение суммарного реактивного сопротивления.

/м

Определение полного суммарного сопротивления.

мОм/м



10) Определение тока короткого замыкания в точке К1.

11) Определение ударного тока в точке К1.

1,3 выбираем по Липкин стр.228 табл. 6.1.

Проверка автоматического выключателя

кА



3. Охрана труда

3.1 Техника безопасности при работе в электроустановках до 1000В

1. Основные причины возможных пожаров в электроустановках это пожары, связанные с эксплуатацией электроустановок, которые происходят:

· от КЗ;

· от нарушения правил эксплуатации электронагревательных приборов;

· от перегрузки электродвигателей и электрических сетей;

· от образования больших местных переходных сопротивлений;

· от электрических искр и дуг.

Короткие замыкания представляют наибольшую пожарную опасность..

Токи КЗ на несколько порядков превышают номинальные токи проводов и токоведущих частей и достигают сотен и тысяч ампер. Такие токи могут не только перегреть, но и воспламенить изоляцию, расплавить токоведущие части и провода. Плавление металлических деталей машин и аппаратов сопровождается обильным разлетом искр, которые в свою очередь способны воспламенить близко расположенные горючие вещества и материалы, послужить причиной взрыва.

Короткие замыкания в электроустановках возникают чаще всего из-за отказа электрической изоляции вследствие ее старения и отсутствия контроля за ее состоянием. Неправильная эксплуатация электроустановок неизбежно ведет к возникновению пожаров. Не соблюдаются пожаробезопасные расстояния до горючих материалов, при эксплуатации электронагревательных приборов для обогрева помещений. Игнорируются четкие технические указания по режиму работы.

На проектируемом объекте на каждые 800мІ площади здания устанавливаются по четыре порошковых или углекислотных огнетушителей (вместимостью 5 литров) [42] .

В помещениях электрощитовых 0,4 кВ и ВРУ 10 кВ по два углекислотных огнетушителя .

Порошковые огнетушители (ОП) предназначены для тушения пожаров твердых, жидких и газообразных веществ (в зависимости от марки используемого огнетушащего порошка), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1 кВ.

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения загораний различных веществ и материалов, а также электроустановок, кабелей и проводов, находящихся под напряжением до 10 кВ. [ 43]

2. При проведении основных проектируемых работ на данном объекте предусматриваются следующие меры пожарной безопасности

· Подъездные пути должны иметь покрытие, пригодное для проезда пожарных автомобилей в любое время года. Ворота для въезда должны быть шириной не менее 4 м;

· К началу основных строительных работ на стройке должно быть обеспечено противопожарное водоснабжение от пожарных гидрантов на водопроводной сети;

· При реконструкции и вводе объектов в эксплуатацию очередями строящаяся часть должна быть отделена от действующей противопожарными перегородками;

· Двери на путях эвакуации должны открываться свободно и по направлению выхода из здания;

· Запрещается загромождать эвакуационные пути и выходы (в том числе проходы, коридоры, тамбуры, галереи, лифтовые холлы, лестничные площадки). Фиксировать самозакрывающиеся двери лестничных клеток, а также снимать их;

· Производство работ внутри зданий с применением горючих веществ и материалов одновременно с другими строительно-монтажными работами, связанными с применением открытого огня (сварка и т. п.), не допускается.

3. Профилактика и ликвидация аварийных ситуаций в системе электроснабжения проектируемого объекта.

Аварийной ситуацией называется состояние системы электроснабжения, связанное с изменениями в нормальной работе оборудования, которые создают угрозу возникновения аварии.

Оперативная ликвидация аварий представляет собой процесс отделения поврежденного оборудования (участка сети) от системы этектроснабжения, а также производства операций с целью:

· устранения опасности для обслуживающего персонала и оборудования, не затронутого аварией;

· предотвращения развития аварии;

· немедленного (в кратчайший срок) восстановления электроснабжения потребителей;

· создания наиболее надежной послеаварийной схемы электроснабжения и отдельных ее частей;

· выяснения состояния отключившегося во время аварии оборудования и возможности включения его в работу.

· В аварийных ситуациях требуемые переключения производятся только оперативным персоналом в соответствии с инструкциями предприятий, с соблюдением норм и правил работы в электроустановках и с применением всех необходимых защитных средств.

3.2 Мероприятия по пожарной безопасности цеха

В профилактику аварийных ситуаций входит, поддержание энергетического оборудования на предприятиях в должном техническом состоянии путем планомерно проводимых технических и организационных мероприятий профилактического характера, т. е. системой планово-предупредительного ремонта (ППР).

Системой ППР в зависимости от режимов работы электрооборудования и условий его эксплуатации устанавливается чередование, периодичность и объемы технических обслуживании и ремонтов электрооборудования с учетом обеспечения бесперебойной работы предприятия и безопасного ведения работ. Планово-предупредительный ремонт включает в себя работы по уходу, межремонтному обслуживанию и проведению текущих и капитальных ремонтов электрооборудования.

Проведение ремонтов электрооборудования, предусмотренных системой ППР, обеспечивает снижение издержек на его содержание, уменьшает количество и время простоев, число аварий, повышает надежность работы и качество ремонта.

Преждевременный износ отдельных частей и деталей электрооборудования, как правило, является следствием неудовлетворительного обслуживания или плохо проведенного ремонта. Это может создать аварийную ситуацию в электрической сети или привести к выходу электрооборудования из строя. Поэтому предупреждение преждевременного износа и обеспечение рабочего состояния оборудования является одной из основных задач технического обслуживания электрооборудования.

Пример предполагаемых аварийных ситуаций :

При производстве земляных работ произошло повреждение одного из питающих кабелей 10кВ. Действиями обслуживающего персонала для восстановления электроснабжения были проведены следующие действия:

Отключение повреждённой питающей линии 10кВ. Включение секционного выключателя на РУ 0,4кВ чем было обеспечено электроснабжение объекта в возникшей аварийной ситуации. Проведены мероприятия по обеспечению безопасности восстановительных работ.

Во время восстановление питающего кабеля 10кВ на РУ 0,4кВ возникает перегрев ножей секционного выключателя из за неполного их включения, что приводит их к выгоранию из за плохого контакта и расплавлению части алюминиевых шин соединяющихся с секционным выключателем. Это приводит к частичному отключению здания. Действиями дежурного персонала производится отключение секционного выключателя и предупреждается возникновение пожара на РУ 0,4кВ. Для обеспечения электроэнергией ответственных потребителей (лифты, холодильное оборудование ) персонал в электрощитовой, расположенной в цокольном этаже здания, с помощью кабеля производит временное подключение и восстанавливает работоспособность данных потребителей. После восстановления питающего кабеля 10кВ дежурный персонал производит включение объекта в нормальный режим, производит восстановлении работоспособности секционной сборки 0,4кВ согласно специально разработанному для этого графику проведения восстановительных работ.

Мероприятия по ликвидации аварийных ситуаций

Ликвидация аварийных ситуаций может осуществляется силами и средствами организации. К силам относится: специально обучены персонал, прошедший проверку знаний в объёме, обязательном для данной работы (должности), и имеющий квалификационную группу по технике безопасности при эксплуатации электроустановок; руководитель электротехнического персонала осуществляющий техническое руководство и надзор за его работой. Возможно привлечение сторонних ремонтно- восстановительных организаций имеющих соответственное разрешение на проведение электротехнических-монтажных работ при невозможности ликвидации аварии своими силами. К средствам относятся, соответствующие инструменты и приспособления для проведения восстановительных работ, а также привлекаемая техника, средства индивидуальной защиты и пожарной безопасности, финансовые средства для приобретения материалов , запчастей, электрооборудования и т.д.

Порядок проведения аварийно-восстановительных работ

Для предотвращения несчастных случаев во время работы оперативный персонал после получения распоряжения на проведение аварийно-восстановительных работ с полным или частичным снятием напряжения выполняет порядок проведения работ в указанной ниже последовательности:

1. Определение места и причины аварии;

2. Произвести необходимые отключения;

3. Принять меры препятствующих подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

4. Вывесить плакаты: «Не включать -- работают люди», при необходимости установить ограждения места аварии с вывешиванием запрещающих плакатов «Стой -- высокое напряжение»;

5. Проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях, на которые должно быть наложено переносное заземление или включены стационарные заземляющие ножи;

6. Наложить заземление;

7. На рукоятках разъединителей или другой коммутационной аппаратуры, при ошибочном включении которых может быть подано напряжение на заземленный участок схемы, вывешивается напоминающий плакат «Заземлено». Этот плакат вывешивается в одном экземпляре на каждой рукоятке и снимается только после снятия всех заземлений;

8. Вывесить разрешающие плакаты «Работать здесь», «Влезать здесь» ;

9. Произвести восстановительные работы в соответствии с правилами электро и пожарной безопасности ;

Изменение установленного порядка выполнения технических мероприятий может дезориентировать оперативный персонал и стать причиной несчастного случая.

Размещено на Allbest.ru

...