Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования Ямало-Ненецкого автономного округа

Государственное профессиональное образовательное учреждение

Ямало-Ненецкого автономного округа

«Надымский профессиональный колледж»

Курсовая работа

Тема: «Электроснабжение кафе»

Окользин Семен Александрович,

Группа: МНЭ-20

Надым, 2023

Содержание

• Введение
• 1. Краткая характеристика объекта проектирования
• 2. Расчет электрических нагрузок кафе
• 3. Расчет освещения кафе
• 4. Расчет системы компенсации реактивной мощности
• 5. Выбор электрической схемы кафе
• 6. Расчет токов короткого замыкания
• 5. Выбор кабелей
• 7. Выбор электрических аппаратов и вспомогательного оборудования
• 8. Расчет заземления
• Заключение
• Список используемых источников
• 

Введение

Электроэнергетика играет ключевую роль в развитии современного общества. Практически любая отрасль экономики не обходится без электроэнергии - промышленность, сельское хозяйство, городской электрический транспорт, железнодорожный транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, сфера информационных технологий и многие другие. При этом, даже небольшой перерыв в снабжении электроэнергией указанных выше отраслей может повлечь за собой финансовые убытки, простой рабочих, транспортные коллапсы, угрозу для безопасности государства, для жизни и здоровья людей.

Электрификация не обошла стороной и сферу общественного питания. В настоящее время практически весь технологический процесс в сфере общественного питания, так или иначе, связан с использованием электроэнергии. В сравнении с другими отраслями общественной направленности, сфера общественного питания является наиболее энергоемкой, т.к. технологический процесс связан с нагревом, а нагревательные элементы являются крупными потребителями электроэнергии.

В связи с этим, при проектировании электрических сетей объектов общественного питания необходимо стараться обеспечить максимально возможную степень энергоэффективности.

Таким образом, целью в выпускной квалификационной работе является разработка проекта электрической сети кафе. Для достижения цели, поставленной в выпускной квалификационной работе нужно решить ряд задач:

? используя исходные данные и нормативные документы определить электрические нагрузки кафе;

? выполнить светотехнический расчет кафе, с применением современного программного обеспечения выполнить поверочный светотехнический расчет;

? используя нормативные документы рассчитать токи короткого замыкания в электрической сети кафе;

? выбрать кабели для электропроводки кафе с применением современных методик;

? выбрать электрические аппараты для электрической сети кафе с применением современных методик;

? используя нормативные документы рассчитать контур заземления электрической сети кафе;

? определить затраты на монтаж, наладку и эксплуатацию электрической сети кафе.



1. Краткая характеристика объекта проектирования

Объектом проектирования в работе выступает кафе. На рисунке 1 приведена планировка кафе.

Рисунок 1. Планировка кафе

Кафе включает в себя 11 помещений:

? вестибюль;

? зал;

? горячий цех;

? производственный цех;

? администрация;

? бытовое помещение

? мужской туалет для посетителей;

? мужской туалет для персонала;

? женский туалет для посетителей; ? женский туалет для персонала.

Кафе работает по трехсменному графику, без выходных.

Категория надежности электроснабжения - вторая.

Сведения о составе электроприемников кафе представлены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные для расчета электрических нагрузок кафе

№ на плане	наименование электроприемника	Установленная мощность электроприемника, кВт	Класс напряжения кВ	Коэффициент мощности	Коэффициент использования
1	гриль	1,55	0,22	0,9	0,32
2	пароконвектома т	9,0	0,22	0,9	0,45
3	мармит для первых блюд	6,0	0,22	0,9	0,72
4	мармит для вторых блюд	4,0	0,22	0,9	0,72
5	котел	10,4	0,22	0,9	0,32
6	плита	11,6	0,22	0,9	0,66
7	сковорода	6,0	0,22	0,9	0,57
8	электрокипятил ьник	9,0	0,22	0,9	0,32
9	фритюрница	3,25	0,22	0,9	0,57
10	посудомоечная машина	3,75	0,22	0,72	0,82
11	кухонный процессор	1,1	0,22	0,72	0,72
12	холодильная камера	1,3	0,22	0,75	0,7
13	приточная вентиляция	3,0	0,4	0,78	0,8
14	вытяжная вентиляция	5,0	0,4	0,78	0,85



Как видно из таблицы 1, наибольшее число силовых электроприемников приходится на кухню. В остальных помещениях предполагается проектирование осветительной сети.

Стоит заметить, что среди силовых электроприемников наличествуют как трехфазные, так и однофазные электроприемники.

Многие электроприемники электрической сети кафе характеризуются низким коэффициентом мощности, соответственно, необходимо рассмотреть вопрос компенсации реактивной мощности.

Сведения, приведенные в таблице 1, понадобятся при расчете электрических нагрузок кафе.

Выводы по разделу. В этом разделе приведена общая информация об объекте проектирования: определен состав силовых электроприемников кафе с указанием их установленной мощности, класса напряжения и других параметров; представлен генеральный план кафе, а также состав помещений.

2. Расчет электрических нагрузок кафе

Расчет электрических нагрузок - это основополагающий этап при разработке проекта электрической части любого объекта. По результатам этого расчета производится выбор кабелей, электрических аппаратов. При расчете электрических нагрузок нужно использовать исходные данные, которые приведены ранее в таблице 1.

Используя данные таблицы 1, нужно определить расчетную мощность каждой группы электроприемников (ЭП) с применением выражения (1):

??_ЭП = ????_ЭП (1)

где ?? - число ЭП;

??_ЭП - установленная мощность одного ЭП, кВт.

Для примера определяется расчетная мощность электродвигателя приточной вентиляции с применением выражения (1):

??_ЭП=1 • 3 = 3,0 кВт.

Далее нужно определить среднесменную активную мощность рассматриваемого ЭП по выражению (2):

??_с = ??_и??_ЭП (2)

где ??_и - коэффициент использования.

Применяя выражение (2) определяется среднесменную активную мощность электродвигателя приточной вентиляции:

_{??с = 0,8 • 3,0 = 2,4 кВт}

Далее определяется среднесменная реактивная нагрузка ЭП с применением выражения (3):

??_с = ??_и??_ЭП • ?????? (3)

где ?????? - коэффициент реактивной мощности.

Применяя выражение (3) определяется среднесменная реактивная нагрузка электродвигателя приточной вентиляции:

_{??с = 0,8 • 3,0 • 0,62 = 1,48 квар}

В кафе имеются однофазные электроприемники. Предварительно необходимо распределить их по разным фазам, а затем определить коэффициент асимметрии применяя выражение (4):

?? ^{?? ???} 100% (4)

??ф.нб



где ??_ф.нб - мощность наиболее загруженной фазы, кВт;

??_ф.нм - мощность наименее загруженной фазы, кВт.

В случае, если асимметрия имеет значение более 15%, то для определения расчетных мощностей однофазных ЭП правомерно использование выражения (5):

_{??офЭП = 3??ф.нб (5)}

Итак, определяется коэффициент асимметрии с применением выражения (4):

?? %

Для определения расчетных мощностей однофазных ЭП используется выражение (5):

??_офЭП = 3 • 40,0 = 120 кВт

Расчет остальных ЭП ведется по аналогичной методике.

Для определения среднесменных активной и реактивной нагрузок на шинах источника питания нужно использовать выражения (6) и (7):

??_р = ? ??_М??_с (6)

??_р = ? ??_М??_с (7)

где ??_М - коэффициент совпадения максимумов.

С применением выражений (6) и (7) определяются среднесменные активная и реактивная нагрузки на шинах источника питания:

??_р = 0,85 • 162,3 = 137,9 кВт??_р = 0,85 • 144,5 = 122,8 квар

Теперь нужно определить расчетную полную мощность на шинах источника питания с применением выражения (8):



??_р (8)

С применением выражения (8) определяется расчетная полная мощность на шинах источника питания:

??_р кВА

Теперь нужно определить расчетный ток на шинах источника питания с применением выражения (9):

??_р = _v

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

^??₃^р_•?? (9)

где ?? - напряжение на источнике питания, кВ.

С применением выражения (9) определяется расчетный ток на шинах источника питания:

??_р А

Расчет электрических нагрузок остальных электроприемников подключенных к электрической сети кафе ведется аналогичным образом по представленной выше методике.

Результаты расчета электрических нагрузок сведены в таблицу 2.

Выводы по разделу. В этом разделе определены электрические нагрузки силовых электроприемников, расчетная полная нагрузка составляет 184,6 кВА, расчетный ток составляет 266,4 А.



Таблица 2. Результаты расчета электрических нагрузок

Исходные данные		Расчетные величины	Коэффициент расчетной нагрузки	Расчетная мощность	Расчетный ток, А
по заданию технологов	по справочным данным	КиРн	КиРнtg?		активная, кВт	реактивная, квар	полная, кВА
Наименование ЭП	Количество ЭП, шт.*	Номинальная (установленная) мощность, кВт	коэффициент использования	коэффициент мощности
		одного ЭП	общая
	ЩС-1
посудомоечная машина	1	3,25	3,25	0,57	0,9	1,85	0,88	0,95	4,85	3,9	4,2	3,1
кухонный процессор	1	3,75	3,75	0,82	0,72	3,07	2,95
холодильная камера	1	1,1	1,1	0,72	0,72	0,79	0,76
	ЩС-2
пароконвектомат	1	9,0	9,0	0,45	0,9	4,05	1,94	0,95	15,6	7,5	13,3	24,1
плита	1	10,4	10,4	0,32	0,9	3,328	1,59
сковорода	1	11,6	11,6	0,66	0,9	7,656	3,67
электрокипятильник	1	6,0	6,0	0,57	0,9	3,42	1,64
	ЩС-3
фритюрница	1	9,0	9,0	0,32	0,9	2,88	1,38	0,85	12,9	10,07	11,2	22,4
посудомоечная машина	1	3,75	3,75	0,82	0,72	3,07	2,95
кухонный процессор	1	1,1	1,1	0,72	0,72	0,79	0,76
холодильная камера	1	1,3	1,3	0,7	0,75	0,91	0,72
приточная вентиляция	1	1,3	1,3	0,7	0,75	0,91	0,72
вытяжная вентиляция	1	3,0	3,0	0,8	0,78	2,4	1,92
котел	1	5,0	5,0	0,85	0,78	4,25	3,4
	ГРП
ЩС-1	1				0,78	4,8	3,9	0,95	137,9	122,8	184,6	266,4
ЩС-2	1				0,9	15,6	7,5
ЩС-3	1				0,77	12,9	10,0

По результатам этого расчета производится выбор кабелей и электрических аппаратов для электрической сети кафе.

3. Расчет освещения кафе

Светотехнический расчет нужен для определения необходимого количества светильников, суммарный световой поток которых способен обеспечить нормируемую освещенность [2]. Распространеннымметодом расчёта освещения выступает метод коэффициента использования светового потока, в силу того, что он наиболее точен и наименее трудоемок.

В связи с этим, в ВКР используется этот метод расчета [9, 10, 15].

Перед расчетом необходимо определиться с источником света. Наиболее прогрессивным типом светильников выступают светодиодные светильники в силу ряда преимуществ [12, 15]:

? Светодиодные светильники имеют малую потребляемую мощность;

? Светодиодные светильники не содержат токсичных веществ;

? Светодиодные светильники имеют значительно больший ресурс относительно других видов источников света;

? Светодиодные светильники имеют большую механическую прочность в сравнении с другими вида светильников.

Очень важным преимуществом светодиодных светильников сравнительно с газоразрядными источниками света и лампами накаливания - это отсутствие пульсаций светового потока [6, 26]. Пульсации светового потока негативно сказываются на зрении и работоспособности людей, а у светодиодных светильников эти пульсации отсутствуют [6, 26].

Для определения числа светильников в помещении нужно использовать выражение (10):

?? = ^??

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

^н??з????, (10)

Цл??ОУ

где ??_н - нормируемое значение освещенности, лк;

??_з - коэффициент запаса, принимается равным 1,1;

?? - освещаемая площадь, м²;

?? - отношение средней освещенности к минимальной, для светодиодных светильников принимается равным 1,05;

Ц_л - световой поток одной лампы, лм;

??_ОУ - коэффициент использования светового потока осветительной установки, о.е.

Для определения коэффициента использования светового потока осветительной установки необходимо знать индекс помещения, который можно определить по выражению (11):



_{??п = ??}

_{Размещено на} http://www.allbest.ru/

2

_{Размещено на} http://www.allbest.ru/

_{р(^??????+??), (11)}

где ?? - длина помещения, м;

?? - ширина помещения, м;

??_р - высота рабочей поверхности, м.

Совместно с индексом помещения для определения коэффициента использования светового потока осветительной установки нужно знать коэффициенты ??_п - коэффициент отражения света от потолка, ??_с - коэффициент отражения света от стен, ??_р - коэффициент отражения от рабочей поверхности [7].

Для примера выполняется расчет необходимого числа светильников в помещении администратора. К расчету принимаются светодиодные светильники типа OFLEDSL 66 производства ООО «Волжский светотехнический завод», г. Тольятти. Для расчета нужно задаться исходными данными, которые приводятся в таблице 3.

Таблица 3. Исходные данные для светотехнического расчета

??н, лк	??, м	??, м	??р, м	Цл	??п	??с	??р
300	4,0	2,0	0,5	2390	0,6	0,7	0,1

Для того что бы определить коэффициент использования светового потока осветительной установки необходимо рассчитать индекс помещения по выражению (11):

??_п .

По справочным таблицам, заданным коэффициентам отражения и индексу помещения выбирается значение коэффициента использования светового потока осветительной установки равное 0,95.

Теперь можно определить число светильников в офисном помещении торгового предприятия по выражению (10):

?? .

Для освещения помещения администратора принимается 1 светильник типа OFLEDSL 66. Данный светильник показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Светодиодный светильник OFLEDSL 66

Светотехнический расчет остальных помещений кафе проводится по аналогии. Результаты расчета сведены в таблицу 4.

Таблица 4. Результаты светотехнического расчета кафе

Помещение	Число светильников	Тип светильников
вестибюль	6	OFLEDSL 66
зал	12	OFLEDSL 66
административное помещение	4	OFLEDSL 66
бытовое помещение	6	OFLEDSL 66
горячий цех	24	OFLEDSL 66
производственный цех	15	OFLEDSL 66
мужской туалет для посетителей	1	OFLEDSL 66
мужской туалет для персонала	1	OFLEDSL 66
женский туалет для посетителей	1	OFLEDSL 66
женский туалет для персонала	1	OFLEDSL 66
всего	6	8

На рисунке 3 показана схема расположения светильников в помещениях кафе.



Рисунок 3. Схема расположения светодиодных светильников в помещениях кафе

С целью удостоверения в адекватности светотехнического расчета выполнен поверочный светотехнический расчет в ПО «DIALUXEvo» [22, 23]. «DIALUXEvo» - мощный программный пакет, для расчетов освещенности как внутреннего, так и наружного освещения зданий и сооружений. Крайне удобным в этом ПО является возможность светотехнического расчета, как в трехмерном пространстве, так и в двухмерном.

Как говорилось выше, в ВКР выполняется поверочный светотехнический расчет с применением ПО «DIALUXEvo», цель расчета - удостоверение в адекватности результатов светотехнического расчета. Для выполнения светотехнического расчета в указанном ПО выбрано помещение горячего цеха. На рисунке 4 показан результат поверочного светотехнического расчета горячего цеха.



Рисунок 4. Поверочный светотехнический расчет горячего цеха

Технология поверочного светотехнического расчета следующая. Вначале выполняется эскиз рассчитываемого помещения путем указания параметров длины, ширины и высоты помещения в соответствующих графах ПО. Затем по каталогу нужно выбрать подходящий светильник. После выбора светильника необходимо задать расчетное число светильников по осям Xи Y. В поверочном расчете было задано 6 светильников по оси Xи 6 светильников по оси Y, в соответствии с результатами, полученными в ходе светотехнического расчета. Затем, нужно расположить светильники на пространстве эскиза, после чего можно запустить расчет [24]. Результатом расчета становятся освещенности в помещении, значения которых указываются на эскизе [24, 25].

Итак, путем расчета определено, что для освещения помещений кафе необходимо 68 светодиодных светильников. Выполнен поверочный светотехнический расчет с применением ПО «DIALUXEvo». Результаты поверочного расчета показали адекватность выполненного в начале раздела светотехнического расчета. Стоит отметить еще одно преимущество ПО «DIALUXEvo», это возможность 3Dвизуализации результатов расчета. Это позволяет оценить результаты светотехнического расчета с максимальным приближением к реальности. На рисунке 5 показана эта возможность программного пакета.

Рисунок 5. 3Dвизуализация помещения торгового зала №1 с освещением выбранными в расчете светильниками

Теперь необходимо определить мощность системы освещения кафе.

Для этого нужно использовать выражение (12):

??_рс=??_с????_с (12)

где ??_с - установленная мощность одного светильника, кВт;

?? - число светильников;

??_с - коэффициент спроса.

С применением выражения (12) определяется мощность осветительной сети кафе:

??_рс=0,026 ? 68 ? 0,7 = 1,23 кВт

Для определения тока осветительной сети нужно использовать выражение (13):

??_рс = ^??рс (13)

С применением выражения (13) определяется ток осветительной сети кафе:

??_рс А

Далее необходимо рассчитать мощность устройства компенсации реактивной мощности.

Выводы по разделу. В этом разделе определены параметры сети освещения кафе. По результатам расчетов во всех помещениях кафе необходима установка 68 светодиодных светильников. С применением ПО выполнен поверочный расчет, показавший адекватность светотехнического расчета. Определена расчетная нагрузка сети освещения - 1,23 кВт.

4. Расчет системы компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности - мероприятие, направленное на повышение качества электроэнергии в системах электроснабжения и электрических сетях предприятий, организаций, учреждений. Такие электроприемники как асинхронные машины, индукционные печи и некоторые другие потребляют из сети реактивную мощность. При этом, у линий снижается пропускная способность по активной мощности. По этой причине целесообразно генерировать реактивную мощность по месту ее потребления.

Необходимо определить нужную мощность конденсаторной батареи с применением выражения (14):

??_с = ??_р • (??????₁ ? ??????₂) (14)

где ??????₁ - существующий коэффициент реактивной мощности;

??????₂ - требуемый коэффициент реактивной мощности.

С применением выражения (14) определяется нужная мощность конденсаторной батареи:

??_с = 137,9 • (0,72 ? 0,33) = 53,7 квар

Таким образом, необходимая мощность конденсаторной батареи - 53,7 квар. С применением каталога производителя конденсаторных батарей нужно выбрать наиболее подходящий вариант. Наиболее подходящим вариантом является батарея УКРМ-55 производства Новосибирского конденсаторного завода. Батарея показана на рисунке 6.

Рисунок 6. УКРМ-55



Далее следует выбрать схему электрической сети кафе.

Выводы по разделу. В этом разделе выполнен расчет компенсации реактивной мощности электрической сети кафе. По результатам расчета необходима установка одной конденсаторной батареи мощностью 53,7 квар.

5. Выбор электрической схемы кафе

Выбор электрической схемы является ответственным этапом при проектировании электрических сетей предприятий, организаций и учреждений. От выбранной электрической схемы зависят простота конфигурации электрической сети, стоимость ее монтажа, и главным образом, параметры ее надежности.

Объекты общественного питания имеют смешенный состав ЭП, наличествуют как силовые ЭП, так и сеть освещения. Силовые ЭП, которые сконцентрированы в горячем и производственном цехах, целесообразно запитать от отдельных силовых щитов радиальными линиями. Систему освещения целесообразно запитать от отдельного щита, групповыми линиями.

Такое решение имеет ряд преимуществ: во-первых, питание мощных силовых ЭП от отдельного щита радиальными линиями позволяет повысить надежность работы всей электрической сети кафе, а во-вторых, питание сети освещения от отдельного щита групповыми линиями позволяет снизить стоимость монтажа этой электрической сети. Схема электрической сети кафе показана на рисунке 7.



Рисунок 7. Конфигурация электрической схемы кафе

Далее нужно определить токи короткого замыкания

Выводы по разделу. В этом разделе определены параметры электрической схемы кафе. В итоге принята радиальная схема, как наиболее надежная. Сеть освещения кафе запитана от отдельного щита.

6. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания необходим для определения значений токов трехфазного короткого замыкания, по значениям этих токов выполняется выбор электрических аппаратов [18].

Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) проводится по рекомендациям из РД 153.34.0-20.527-98 [4] и ГОСТ 28249-93 [11].

Перед началом расчета составляется схема замещения, в которой все элементы рассматриваемого участка рассматриваются как эквивалентные активные сопротивления. Схема замещения для расчета ТКЗ линии питающей силовые ЭП кафе показана на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема замещения для расчета ТКЗ

Расчет ТКЗ начинается с определения сопротивлений элементов схемы замещения. Сначала нужно определить активное сопротивление кабеля соединяющего автоматический выключатель главного распределительного пункта (ГРП) с силовым щитом с применением выражения (15):

_{??к = ??0??кном, (15)}

где ??₀ - коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля при нагреве ТКЗ, принимается равным 1,5; ??_кном - активное сопротивление кабеля при нормальных условиях, Ом.

Такие параметры как активное сопротивление контактов автоматического выключателя определяются по таблицам [11].

Для того, что бы знать номинальное сопротивление кабеля необходимо знать погонное сопротивление кабеля и его длину. Для расчета номинального сопротивления кабеля нужно использовать выражение (16):

_{??кном = ??пк??к, (16)}

где ??_пк - погонное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

??_к - длина кабеля, км.

Применяя выражение (16) определяется номинальное активное сопротивление кабеля соединяющего ГРП с силовым щитом №1:

??_кном = 1,79 • 0,1 = 0,179 Ом.

Теперь нужно определить сопротивление этого же кабеля с применением выражения (16):

??_к = 1,5 • 0,179 = 0,268 Ом.

Сопротивление кабеля от силового щита №1 до холодильной камеры определяется аналогичным образом

Суммарное активное сопротивление рассматриваемого участка определяется по выражению (17):

_{??У = ??ав1 + ??к1 + ??ав2 + ??к2, (17)}

где ??_ав - активное сопротивление контактов автоматического выключателя, Ом;

Применяя выражение (17) определяется суммарное активное сопротивление рассматриваемого участка:

??_У = 0,001 + 0,179 + 0,001 + 0,08 = 0,26 Ом.

Теперь нужно определить периодическую составляющую ТКЗ по выражению (18):

??_п0 = ^??ср, (18)

где ??_ср - среднее номинальное напряжение сети, кВ.

Применяя выражение (18) определяется периодическая составляющая

ТКЗ рассматриваемого участка:

??_п0 .

Далее определяется апериодическая составляющая ТКЗ по выражению (19):

??_??0 = 2, ` (19)

Применяя выражение (19) определяется апериодическая составляющая ТКЗ:

??_??.

Теперь нужно определить ударный ТКЗ по выражению (20):

_{??уд ??п0??уд, (20)}

где ??_уд - ударный коэффициент, принимается равным 1,1 в соответствии с кривой на рисунке 9.

Рисунок 9. Кривая для определения ударного коэффициента

Применяя выражение (20) определяется ударный ТКЗ:

??_уд .

Расчет ТКЗ остальных участков электрической сети кафе ведется аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 5.



Таблица 5. Результаты расчета ТКЗ электрической сети кафе

Щит	Электроприемник	??п0, кА	????0, кА	??уд, кА
ЩС-1	посудомоечная машина	0,61	0,77	0,84
	кухонный процессор	0,52	0,69	0,80
	холодильная камера	0,48	0,67	0,74
ЩС-2	пароконвектомат	0,55	0,71	0,82
	плита	0,41	0,61	0,72
	сковорода	0,45	0,60	0,73
	электрокипятильник	0,51	0,68	0,75
ЩС-3	гриль	0,61	0,78	0,92
	мармит для первых блюд	0,63	0,80	0,93
ЩС-3	мармит для вторых блюд	0,62	0,80	0,92
	котел	0,52	0,66	0,75
	фритюрница	0,51	0,68	0,76
ЩО-1	электрощитовая, производственный цех	0,18	0,25	0,36
ЩО-2	административное помещение, бытовое помещение	0,21	0,29	0,41
ЩО-3	горячий цех	0,22	0,32	0,43
ЩО-4	зал, вестибюль	0,18	0,24	0,35

Выводы по разделу. Таким образом, по результатам расчета токов короткого замыкания в электрической сети кафе становится понятно, что принятия специальных мер для ограничения токов короткого замыкания не требуется, значения токов короткого замыкания не выходят за пределы шкалы значений токов отключения современных автоматических выключателей. Наибольшее значение ударного тока короткого замыкания относится к линии, питающей мармит для первых блюд и равно 0,93 кА.

В дальнейшем, результаты расчета токов короткого замыкания понадобятся при выборе коммутационных аппаратов для электрической сети кафе.

7. Выбор кабелей

Проектирование электропроводки зданий и сооружений достаточно ответственный этап. Грамотный выбор типа кабелей и способа прокладки влияет на множество факторов, начиная от экономичности заканчивая пожаробезопасностью.

На проектирование электропроводки влияет ряд факторов:

? расчетные токи нагрузки проектируемой электропроводки;

? класс напряжения электропроводки;

? тип здания, сооружения для которого предназначается электропроводка;

? класс пожароопасности, взрывоопасности здания, сооружения.

Выбор кабелей для электропроводки осуществляется по двум методам [8]: методом экономической плотности тока (применяется для оголенных проводников) и по методу нагрева (применим для изолированных проводников). Электропроводка зданий и сооружений, как правило, выполняется изолированными проводниками [8].

Итак, такой объект как кафе, не имеет рисков взрыва, кафе не хранит и не использует пожароопасные вещества, расчетные токи берутся из таблицы 6.

Выбор электропроводки для электрической сети осуществляется по методу нагрева. Для этого нужно сопоставить расчетное значение тока с предельно допустимым для выбираемого кабеля (21):

??_доп ? ??_р. (21)

где ??_доп - предельно допустимый ток кабеля, А;

Для примера выполняется выбор кабеля для плиты с использованием выражения (21). Известно, что расчетный ток линии от Щита №2 до плиты составляет 40,1 А. Теперь по таблицам [3] нужно найти кабель с близким предельно допустимым током. По значению предельно допустимого тока подходит кабель с сечением токоведущей жилы 10 мм², допустимый ток такого кабеля составляет 45 А. По каталогу выбирается кабель типа ВВГнг(А) - 3-10 с медными жилами производства ООО «Самкаб», г. Самара, представленный на рисунке 10.

Рисунок 10. Кабель ВВГнг(А) - 3-10

Расчет и выбор кабелей для остальных ЭП и светильников выполняется по аналогии, результаты расчетов сведены в таблицу 6.

Теперь нужно определить потери мощности и напряжения в выбранных кабелях. Для примера определяются потери в кабели от силового щита №1 до холодильной камеры.

Для определения потерь мощности в кабелях используется выражение (22):

??? = ^??

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

^р2+₂^????р2 • ?? (22)

??ном

где ??_р - потребляемая ЭП реактивная мощность, квар;

?? - активное сопротивление жил кабеля, Ом.

Определяются потери мощности в линии от силового щита до холодильной камеры с применением выражения (21):



кВт

Из расчета заметно, что потеря мощности в кабельной линии от силового щита до ЭП несущественна.

Далее нужно определить потерю напряжения в кабельной линии от силового щита до ЭП с применением выражения (23):

??? = ^??

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

^{р•??+??р•??} • ?? (23)

??ном

С применением выражения (23) определяется напряжения в кабельной линии от щита до ЭП:

В

Из расчета видно, что потеря напряжения несущественна.

Также нужно проверить выбранный кабель по условию термической стойкости к току КЗ.

Условие выглядит таким образом (24):

??_тс ? ??_к (24)

где ??_тс - сечение кабеля необходимое по условиям термической стойкости, мм²;

??_к выбранное сечение кабеля, мм².

Для определения сечения кабеля необходимого по условиям термической стойкости нужно применить выражение (25):

??^п0v??^з

??_тс = _?? (25)

где ??_з - время срабатывания защитного аппарата, с;

?? - термический коэффициент, Ас²/мм².

Сначала с применением выражения (25) определяется сечения кабеля необходимого по условиям термической стойкости:

??тс мм2

Теперь нужно сравнить выбранное сечение кабеля с сечением кабеля необходимого по условиям термической стойкости применяя соотношение (24):

0,002 мм² ? 10 мм²

Из результатов расчета заметно, что выбранное сечение соответствует параметрам термической стойкости.

Расчет по остальным ЭП и светильникам ведется аналогично, результаты сведены в таблицу 6. Результаты проверки кабелей по термической стойкости сведены в таблицу 7.

Таблица 6. Результаты расчета и выбора кабелей для электрической сети кафе

Силовой щит	Электроприемник	Кабель	Сечение, мм2	Потеря мощности, кВт	Потеря напряжения, В
ЩС-1	посудомоечная машина	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,18	0,9
	кухонный процессор	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,20	0,5
	холодильная камера	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,22	0,64
ЩС-2	пароконвектомат	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,23	0,56
	плита	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,26	0,54
	сковорода	ВВГ-нг-3-2,0	2,0	0,33	0,22
	электрокипятильник	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,55	0,23
ЩС-3	гриль	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,45	0,25
	мармит для первых блюд	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,58	0,56
	мармит для вторых блюд	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,61	0,54
	котел	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,21	0,57
	фритюрница	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,22	0,58
ЩО-1	электрощитовая, производственный цех	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,22	0,45
ЩО-2	административное помещение, бытовое помещение	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,42	0,91
ЩО-3	горячий цех	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,31	0,58
ЩО-4	зал, вестибюль	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,32	0,44

Таблица 7. Результаты проверки кабелей по параметрам термической стойкости к токам КЗ

Силовой щит	Электроприемник	Кабель	Сечение, мм2	Сечение по условиям термической стойкости мм2,
ЩС-1	электрическая плита	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,006
	духовой шкаф	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,004
	посудомоечная машина	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,005
	холодильная камера	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,002
ЩС-2	пароконвектомат	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
	плита	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
	сковорода	ВВГ-нг-3-2,0	2,0	0,0001
	электрокипятильник	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
ЩС-3	гриль	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,002
	мармит для первых блюд	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,003
	мармит для вторых блюд	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
	котел	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,002
	фритюрница	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,003
ЩО-1	электрощитовая, производственный цех	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
ЩО-2	административное помещение, бытовое помещение	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
ЩО-3	горячий цех	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001
ЩО-4	зал, вестибюль	ВВГ-нг-3-1,5	1,5	0,0001

Выводы по разделу. Таким образом, в качестве способа прокладки кабелей электропроводки кафе принимается прокладка кабелей в гофрированных трубах над потолком в перекрытии. Такое решение позволяет сэкономить средства на электромонтажных работах, а также на материалах. Изоляция выбранных кабелей изготовлена из материалов с низкой степенью образования дыма.

8. Выбор электрических аппаратов и вспомогательного оборудования

Коммутационные аппараты - важная составляющая любой системы электроснабжения, т.к. они выполняют операции включения и отключения в системах электроснабжения, а также на отдельные виды коммутационных аппаратов также налагаются функции защиты систем электроснабжения [14, 17].

В системах электроснабжения до 1 кВ широкое применение нашли автоматические выключатели, которые практически полностью вытеснили плавкие предохранители. В отличие от плавких предохранителей, автоматический выключатель является многоразовым коммутационным аппаратом, к тому же, оперирование автоматическим выключателем значительно более безопасно, в сравнении с плавкими предохранителями, что говорит в пользу автоматических выключателей. Стоит также отметить развитие автоматических выключателей с микропроцессорным расцепителем [14].

Выбор автоматических выключателей осуществляется с учетом ряда факторов [1]:

? класс напряжения защищаемой сети;

? расчетный ток нагрузки;

? расчетный ударный ток короткого замыкания;

? число фаз в системе электроснабжения;

Итак, в электрической сети кафе используются два класса напряжения - 220 В и 400 В.

Выбор коммутационных аппаратов осуществляется с применением результатов расчетов электрических нагрузок и результатов расчета ТКЗ. Главными условиями выбора коммутационных аппаратов выступают следующие соотношения (26), (27):

_{??ном.КА ? ??р, (26)}

где ??_ном.КА - номинальный ток коммутационного аппарата, А; ??_р - расчетный ток защищаемого участка, А.

_{??откл.КА ? ??уд, (27)}

где ??_{откл.КА} - ток отключения КЗ коммутационным аппаратом, кА; ??_уд - расчетный ударный ТКЗ, кА.

Для примера выполняется выбор коммутационного аппарата для плиты с применением выражений (26) и (27). К применению рассматривается автоматический выключатель (АВ) IEK ВА47-29 1Р производства АО «Контактор», г. Ульяновск. Выбранный автоматический выключатель приведен на рисунке 11.

Рисунок 11. Автоматический выключатель IEK ВА47-29 1Р

С применением формул (26) и (27) определяются параметры автоматического выключателя:

55,0 ? 40,1, 4,0 ?1,8

Номинальный ток рассматриваемого АВ составляет 55,0 А, допустимый отключаемый ТКЗ составляет 4 кА, при том что расчетный ток нагрузки ЭП составляет40,1 А, а расчетный ударный ТКЗ составляет 0,72 кА.

Выбранный автоматический выключатель необходимо проверить по параметрам термической стойкости к току КЗ с применением соотношения (28):

_{??тсн ? ??тср (28)}

где ??_тсн - номинальное значение термической стойкости АВ, Ас²; ??_тср - расчетное значение термической стойкости АВ, Ас².

Расчетное значение параметра термической стойкости АВ определяется выражением (29):

_{??тср = ??п0² ? ??з (29)}

Применяя выражение (29) определяется параметр термической стойкости выбранного АВ:

??_тср = 0,72² • 0,5 = 0,36

Из расчета видно, что выбранный АВ подходит по параметру термической стойкости.

Таким образом, рассматриваемый АВ может быть применен в качестве коммутационного аппарата для электрической сети кафе.

Выбор остальных коммутационных аппаратов выполняется по аналогии. Результаты выбора коммутационных аппаратов приведены в таблице 8.

Для защиты персонала кафе от поражения током в результате прикосновения к металлическим частям электрооборудования, в электрической сети должно быть предусмотрено устройство защитного отключения (УЗО).

Для выбора УЗО нужно определить значение дифференциального отключающего тока, которое определяется выражением (30):

???= 0,4 • ??_р + 0,01?? (30)

С применением выражения (3) определяется значение дифференциального отключающего тока:

???_р= 0,4 • 40,1 + 0,01 ? 0,3 = 16,3 А

При выборе УЗО должно соблюдаться следующее условие, согласно соотношению (31):

???_??> 3 • ???_р (31)

Т.е., значение дифференциального тока устройства УЗО должно быть не менее чем в три раза больше, чем расчетное значение дифференциального тока. Теперь по соотношению (31) определяется необходимое значение дифференциального тока УЗО:

45,6 А > 3 • 15,2 А

Таким образом, дифференциальный ток УЗО должен быть не менее 45,6 А. Ближайшее значение дифференциального тока УЗО50 А, выбирается УЗО типа ЭРА ProNO-902. Выбранное УЗО показано на рисунке 12.



Рисунок 12. УЗО типа ЭРА ProNO-902

Выбор электрических аппаратов для других ЭП кафе проводится по аналогии, результаты выбора представлены в таблице 8.

Таблица 8. Результаты выбора коммутационных аппаратов электрической сети кафе

Силовой щит	Электроприемник	??ном.КА, А	??откл.КА, кА	??тсн, Ас2	?????, А	Тип УЗО	тип АВ
ЩС-1	электрическая плита	10,0	4,0	0,72	50,0	ЭРА ProNO902	IEK ВА47- 29 1Р
	духовой шкаф	16,0	4,0	0,72	45,0	ЭРА ProNO902	IEK ВА47- 29 1Р
ЩС-1	посудомоечная машина	10,0	4,0	0,72	45,0	ЭРА ProNO902	IEK ВА47- 29 1Р

Подобные документы

• Расчет системы электроснабжения

  Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.
  
  курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011
  

• Расчет электроснабжения цеха

  Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности. Защита цеховых электрических сетей. Выбор кабелей и кабельных перемычек, силовых пунктов, токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 02.06.2015
  

• Электроснабжение прядильной фабрики

  Определение электрических нагрузок фабрики. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Построение картограммы и определение условного центра электрических нагрузок. Расчет токов короткого замыкания и учет электроэнергии.
  
  курсовая работа [666,7 K], добавлен 01.07.2012
  

• Электроснабжение завода по переработке нефти

  Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013
  

• Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода

  Электроснабжение промышленного предприятия. Определение расчетных электрических нагрузок. Выбор рационального напряжения питания. Расчет токов короткого замыкания. Выбор средств компенсации реактивной мощности. Расчет режима системы электроснабжения.
  
  дипломная работа [3,1 M], добавлен 19.06.2012
  

• Электроснабжение машиностроительного предприятия. Реконструкция распредустройства

  Характеристика потребителей. Расчет электрических нагрузок. Выбор питающих напряжений, мощности и числа цеховых трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Выбор токоведущих частей и расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет аппаратов.
  
  курсовая работа [498,7 K], добавлен 30.12.2005
  

• Электроснабжение цехов механического завода

  Характеристика потребителей электрической энергии. Расчет электрических нагрузок, мощности компенсирующего устройства, числа и мощности трансформаторов. Расчет электрических сетей, токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования и его проверка.
  
  курсовая работа [429,5 K], добавлен 02.02.2010
  

• Электроснабжение токарного цеха

  Выбор схемы и линий электроснабжения оборудования. Расчет электрических нагрузок, числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующей установки, аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства и молниезащиты.
  
  курсовая работа [663,0 K], добавлен 04.11.2014
  

• Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината

  Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.
  
  дипломная работа [511,9 K], добавлен 07.09.2010
  

• Электроснабжение завода высоковольтной аппаратуры

  Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.
  
  дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015
  

• Расчет электроснабжения автоматизированного цеха

  Выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок и компенсации реактивной мощности электроснабжения автоматизированного цеха. Распределительные сети, мощность трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания, выбор электрической аппаратуры.
  
  курсовая работа [391,7 K], добавлен 25.04.2014
  

• Система электроснабжения электромеханического завода

  Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013
  

• Электроснабжение инструментального цеха

  Разработка вариантов схем электроснабжения на низком напряжении. Расчет электрических нагрузок и приближенный учет электрического освещения. Компенсация реактивной мощности, выбор высоковольтного выключателя. Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
  
  курсовая работа [639,4 K], добавлен 10.12.2014
  

• Электроснабжение кузнечно-прессового цеха

  Разработка проекта электрических установок для кузнечно-прессового цеха с выбором схемы питающей и распределительной сети. Расчет мощности, электрических нагрузок и компенсации реактивной мощности. Определение параметров токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [79,1 K], добавлен 12.03.2013
  

• Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

  Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
  
  дипломная работа [2,4 M], добавлен 21.11.2016
  

• Внутризаводское электроснабжение завода подшипников

  Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [273,0 K], добавлен 18.02.2013
  

• Электроснабжение цеха

  Расчет электрических нагрузок групп цеха. Проектирование осветительных установок. Предварительный расчет осветительной нагрузки. Выбор числа, мощности трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет схемы силовой сети, токов короткого замыкания.
  
  контрольная работа [188,8 K], добавлен 08.02.2012
  

• Электроснабжение цеха №17 ремонтно-механического завода

  Расчет электрических нагрузок, мощности освещения и токов трехфазного короткого замыкания. Выбор числа и мощности трансформаторов, компенсирующих устройств и аппаратов защиты. Подбор сечений проводников. Проверка автомата на коммутационную способность.
  
  реферат [1,1 M], добавлен 16.05.2012
  

• Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

  Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
  
  курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009
  

• Проектирование электрической подстанции 110/10 кВ

  Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и их ограничение. Определение структурной схемы. Разработка главной схемы подстанции. Выбор и проверка электрических аппаратов, кабелей и электроизмерительных приборов.
  
  курсовая работа [3,5 M], добавлен 22.09.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам