Расчет мощности электродвигателя вращающейся печи для обжига. Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты. Выбор схемы электроснабжения и расчет электрических нагрузок. Подбор проводов и кабелей. Светотехнический расчет освещения комнаты мастера.
Аннотация к работе
В этой отрасли народного хозяйства производятся значительные работы по повышению технического уровня действующих производств, механизации и автоматизации, технологических процессов Создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производством (АСУП) приводит к улучшению условий труда. Современная автоматизация производства не мыслима без широкой электрификации, оснащения предприятий современными приборами высокой чувствительности и точности в нашей стране, имеется широкая материальная база для автоматизации производства, т.к темпы электрификации колоссальны Автоматизация электрической основе предусматривает замену механических звеньев технической цепи электрическими, а это возможно лишь в том случае, если каждая производственная машина снабжена своим электродвигателем. Двигатель выбираю для умеренного климата (У) с установкой в помещениях с естественной вентиляцией (3) При этом вторичный номинальный ток двигателя: X=202.1*5/300=3.37 А Для управления электродвигателем элеватора выбираем пускатель открытого исполнения (т.к. он будет установлен в шкафу управления) с тепловым реле (режим работы двигателя продолжительный ПУЭ 5.3.5.7) нереверсивный (привод реверса не требует), с напряжением катушки UHK = 220 В, f = 50Гц с одним замыкающим контактам вспомогательной цепи согласно схеме (Для размножения контактов служит приставка ПКЛ) Для электродвигателя вращающейся печи выбираем блок Б - 5134 (нереверсивный, управление по схеме фаза-нуль, с избирателем режима работы) цифровое обозначение типа 4474 Іннку = 250 А (10, с.304,305) I нд = 202,1 А (см. таблицу 1) 250 > 202,1.
Введение
Успешное выполнение задач по реконструкции народного хозяйства на основе научно-технического прогресса по автоматизации с применением средств электронно-вычислительной техники, имеет отношение к реконструкции и автоматизации предприятий промышленности строительных материалов. В этой отрасли народного хозяйства производятся значительные работы по повышению технического уровня действующих производств, механизации и автоматизации, технологических процессов Создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производством (АСУП) приводит к улучшению условий труда.
Современная автоматизация производства не мыслима без широкой электрификации, оснащения предприятий современными приборами высокой чувствительности и точности в нашей стране, имеется широкая материальная база для автоматизации производства, т.к темпы электрификации колоссальны Автоматизация электрической основе предусматривает замену механических звеньев технической цепи электрическими, а это возможно лишь в том случае, если каждая производственная машина снабжена своим электродвигателем. За последнее время все в большем количестве появляются машины, представляющие собой агрегаты, в которых одновременно используются несколько; электродвигателей, причем некоторые из них вмонтированы в машину и являются неотъемлемой ее частью.
На предприятиях строительных материалов все больше широкое применение находят системы управления современным производством при помощи управляющих вычислительных машин.
Опыт передовых заводов промышленности должен стать достоянием всех заводов строительных материалов. Это позволит поднять на более высокую ступень техническую культуру производства, добиться редкого подъема производительности труда и дать стройкам страны дольше строительных материалов.
1. Краткая характеристика помещения цеха и потребителей электроэнергии
Помещение цеха Обжиг №2 сухое, без химически агрессивной среды, пыль не токопроводящая (ПУЭ 1.1.12) без пожара и взрывоопасных зон. (ПУЭ 7.3.22), с повышенной опасностью поражения током (ПУЭ 1.1.13).
В цехе обжига установлены следующие электроприемники: Вращающаяся печь
Основные характеристики: Общий вес вращающейся части печи - G=300т;
Коэффициент расхода мощности на преодоление трения в приводном механизме и в уплотнениях холодных и горячих концов печи, о.е - ?=0,9;
Элеватор
Основные характеристики: Производительность - Q=25т/ч;
Высота подъема - H=12м;
КПД механизма - ?=0,35; о.е.
Ленточный транспортер
Основные характеристики: Производительность - Q=25т/ч;
Длина транспортера - L=45м;
Высота подъема - H=2,5м;
КПД механизма - ?=0,91; о.е.
Вентиляторы
Основные характеристики: Производительность - Q=25м?/с;
Давление - H=400 Па;
КПД вентилятора - ?в=0,7; о.е.
КПД передачи - ?п=1; о.е.
2. Расчет мощности и выбор электродвигателей для механизмов электрический нагрузка провод освещение
Расчетная мощность электродвигателя вращающейся печи определяется по формуле : Рр =(1,25/ ?)*0,736*(0,288* Rсв?*L*n 6.4*F*rц*G*n)
Рр =(1,25/0,9)*0,736*(0,288*1,5*80*1,2 6,4*0,03*0,15*300*1,2)=106 КВТ где Rсв - радиус печи внутренней, м
L - длина печи, м n - частота вращения печи, об/мин f - коэффициент трения скольжения цапф роликов, о.е. rц - радиус цапф роликов, м
G - общий вес вращающейся части печи, т ? - коэффициент расхода мощности на преодоление трения в приводном механизме и в уплотнениях холодных и горячих концов печи, о.е.
Для привода вращающейся печи выбираем трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором так как он удовлетворяет всем требованиям привода. (больной пусковой момент и регулирование скорости)
При выборе ЭД должно соблюдаться условие, Рнд>Рр.
Т.к помещение влажное, невзрывоопасное, в соответствии с ПУЭ-5.3.17 выбираем степень защиты от воздействий окружающей среды IP-44 (закрытое исполнение)
Двигатель выбираю для умеренного климата (У) с установкой в помещениях с естественной вентиляцией (3)
Конструктивное исполнение по способу монтажа IM-IOOI - горизонтальное, на лапах с одним выступающим концом вала..
Если привод имеет большой пусковой момент и требует небольшого регулирования скорости, рекомендуется применять асинхронные двигатели с фазным ротором.
Номинальный ток ЭД находится по формуле: Інд =(Рном*10?)/v3*Uн* cos?* ?), А Інд =(110*1000)/1,73*380*0,92*0,9=110000/544,3=202,1 А где Рном - номинальная мошьность двигателя, КВТ
Uн - номинальное напряжение, В ? - КПД двигателя, о,е, Расчетная мощность электродвигателя привода элеватора определяется по формуле: P=K*((Q*H)/(270* ?))
P=1,1((2,5*12)/(270*0,35)=3,5 КВТ где K - коэффициент запаса, о,е, Q - производительность , т/ч
H - высота подъема, м ? - КПД механизма, о,е, Расчетная мощность электродвигателя привода ленточного транспортера определяется по формуле
P=(K*Q*(c*L*H))/(270* ?). КВТ
P =(1,1*2,5*(0,5*45 2,5)=687,5/245,7=2,8 КВТ где K - коэффициент запаса, о,е, Q - производительность , т/ч
H - высота подъема, м
С- расчетный коэффициент, о,е, L - длина конвейера между барабанами, м ? - КПД механизма, о,е, Расчетная мощность электродвигателя привода вентилятора определяется по формуле
P=(K*Q*H*10?)/?в*?п), КВТ
P=(1,1*6*400*1000)/(0,7*1)=3,8 КВТ где K - коэффициент запаса, о,е, Q - производительность , м?/ч
H - давление, Па ?в и ?п - КПД вентилятора и передачи, о,е, Для данного привода выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Данные расчета свожу в таблицу 1
Таблица 1
Наименование механизма Тип электодвигателя Колво Рнд КВТ I нд А nc /np об/мин ? % cos? Sн In mn Конструк. испол. Примечание
Электромагнитные пускатели служат для дистанционного управления ЭД напряжением до 660 В., нулевой зашиты (от самозапуска) и зашиты от перегрузок.
При выборе пускателя учитывается: 1.. Степень его зашиты от воздействия окружающей среды.
2. Номинальные ток Інп и напряжение пускателя Uнп, Інп ? Інд Uнп ? Uнд
3.Наличие или отсутствие теплового реле или другой зашиты
4.Наличие или отсутствие реверса
5. Напряжение и род тока включающей катушки и силовой сети
6. Количество замыкающих и размыкающих контактов вспомогательной цепи.
7. Категория применения аппаратов ( АС,ДС) (10 с.255)
Для управления электродвигателем вращающейся печи выбираем контактор типа КТ6033БУЗ Інп =250А, 250 > 202,1 Uнп = 380 В, 380 = 380. Тепловое реле РТЛ1008У3.
Подключаем через измерительный трансформатор тока Т066 300/5.
При этом вторичный номинальный ток двигателя: X=202.1*5/300=3.37 А Для управления электродвигателем элеватора выбираем пускатель открытого исполнения (т.к. он будет установлен в шкафу управления) с тепловым реле (режим работы двигателя продолжительный ПУЭ 5.3.5.7) нереверсивный (привод реверса не требует), с напряжением катушки UHK = 220 В, f = 50Гц с одним замыкающим контактам вспомогательной цепи согласно схеме (Для размножения контактов служит приставка ПКЛ)
Тип пускателя ПМЛ-1200, с тепловым реле РТЛ, Інп =10А, 10 > 8,5 Uнп = 380 В, 380 = 380.
Выбор магнитных пускателей для остальных электродвигателей производится . аналогично и результаты этого сводятся в таблицу 2.
Тепловые реле предназначены для защиты электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности
Теплового реле выбираются по условию;
Іс.р.э ? Інд где Іс.р.э - среднее значение тока нагревательного элемента, А..
Ток уставки регулятора реле определяют по формуле (17 с. 527)
где- Інд- номинальный ток двигателя, А ? - температура окружающей среды, °С при ? - 35 С °, Іуст.р= Інд
Принимаем ? - 45 °С
Для теплового реле двигателя вращающейся печи ток уставки реле
Выбираем реле РТЛ-1008У4. Номинальный ток реле Інр = 25 А,Іср.э = 3,2 А. Диапазон регулирования тока (2,4....4,0)А .
Усмавку регулятора смавим в положение 3,7 А. При изменении температуры окружающей среды.. положение уставки регулятора следует корректировать.
Для теплового реле двигателя элеватора ток уставки реле
Выбираем реле РТЛ-1014У4. Номинальный ток реле Інр = 25 А,Іср.э = 8,5 А. Диапазон регулирования тока (7,0....10,0)А .
Усмавку регулятора смавим в положение 9,4 А. При изменении температуры окружающей среды.. положение уставки регулятора следует корректировать.
Выбор тепловых реле для остальных электродвигателей производится аналогично и результаты заносятся, в таблицу 2.
Предохранители защищают электродвигатели от последствий КЗ (ПУЗ-5.3.56)
При выборе учитываем: 1) Номинальное напряжение Uн.пр предохранителя.
Uн.пр ?Uн.пр
2)Номинальный ток плавкой вставки предохранителя Ін.вст
Ін.вст ? Іпуск / ? = ( іп*Інд )/ ( 1, 6 - 2, 5 ) где Іпуск. - пусковой ток электродвигателя, А. іп - кратность пускового тока электродвигателя (Из табл. 1)
Інд - номинальный ток электродвигателя, А (из табл. 1) ? -коэффициент, учитывающий условия пуска электродвигателя (ПУЭ 5.3,56)
При тяжелом пуске ? = 1,6...2 (и при легком, но частом) , при легком ? = 2,5
Для ответственных механизмов допускается независимо от условий пуска ? = 1,6.
Привод вращающейся печи имеет тяжелый пуск, кратность пускового тока ля асинхронного двигателя с фазным ротором принимаем равным (Іп=3) следовательно =3*202,1/2=303,15 А Таблица 2
Наименование механизма Рнд КВТ Інд А Тип магнитного пускателя, U катушки ,В Тип теплового реле ІНР, А Ср.значение шока теплового эл-та. Іср.э диапазон рег. ,А Положение устабки регулятора реле Іуст , А Тип предохрани теля Номинальный ток ,А, Примечание
Выбираем предохранитель типа ПН-2-400 Ін.пр=400 A, Uн.пр =380 В
380=380.
Ток плавкой вставки Ін..вст.=315
Выбор предохранителей для остальных электродвигателей производиться аналогично и результаты сводятся в таблицу 2.
Автоматические выключатели применяются для защиты электродвигателей от последствий к.з. (ПУЭ 5.3.56) при помощи электромагнитных расцепителей и перегрузки током недопустимой продолжительности (ПУЭ 53.57), если они имеют тепловой расцепитель.
При выборе выключателя учитывается
1)Номинальное напряжение Uн . в выключателя
Uн . в ? Uн . д
2)Номинальный ток расцепителя (теплового, комбинированного)- чтобы выключатель сработал при перегрузках
Ін. расц ? Ін . д
3) Ток отсечки выключателя Іотс и пусковой ток двигателя Іпуск
(ПУЭ 1.7.79) чтобы выключатель не отключался от пускового тока двигателя.
1,25- при токе выключателя более 100 А 1,4 - при токе до 100 А 4) Надежность отключения при однофазных замыканиях, Ікз (ПУЭ7.3.79)- для защиты персонала от поражения электрическим током при пробое изоляции на корпус.
Ікз / Іотс ? (1,25 или 1, 4)
Для вращающейся печи Іотс= 12*Ірасц выбираем выключатель типа ВА51-35
Іпуск=іп*Інд=3*202,1=606,3 А Іотс=12*250=3000 А Іотс/ Іпуск=3000/606,3=4,9>1.25
Выбор автоматических выключателей для остальных электродвигателей производиться аналогично и результаты сводятся в таблицу 3
Таблица 3
Наименование механизма Мощность Рнд., КВТ. Інд, А Тип выключателя Номинальный ток, А Положение уставки регулятора Расцепит. 1"уст. в. Іотс с/ Іпуск Примечание
4. Выбор схемы электроснабжения и расчет электрических нагрузок
Электроприемники цеха относятся ко 2 категории в отношении надежности электроснабжения (ПУЭ 1.2.17.) , т.к. перерыв электроснабжения их приведет к массовому недовыпуску продукции и простою рабочих. Технологические линии должны работать в автоматическом режиме. С учетом этого выбираем радиальную схему питания электроприемников основной технологии, обеспечивающей большую надежность электроснабжения и лучшую возможность автоматизации. Питание линий производим с разных секций шин подстанции: две линии с одной и с другой. Шкафы управления размещаем ближе к центру нагрузок, для уменьшения потерь напряжения и электроэнергии и уменьшения длины кабеля.
Вентиляторы цеха относятся к потребителям 3 категории (ПУЭ 1.2.17.) , они не связаны с основной технологией ( в данном случае) , не требуют автоматизации, поэтому для их питания выбирается магистральная схема, как более простая и дешевая.
Все потребители работают в длительном режиме. Расчет электрических нагрузок цеха производим методом коэффициента максимума в табличной форме
Результаты расчетов заносятся в таблицу 4.
Порядок расчета для шкафа ШВ1
Суммируем активные Рсм и реактивные QCM нагрузки групп однородных приемников
Рсм = Ки* Рном = 0,68*242=164,56 КВТ
Qcm = Рсм *tg ? =164,56 0,72=120,46 КВАР
Средневзвешенное значение Ки для узла питания
Ки=Рсм(гр 8)/Рн.ш(гр.4)
Ки= 164,56/242= 0,68
Средневзвешенный fg ? узла питания (итого по ШВ1)- графа 7
По значению fg ? определяем средневзвешенное значение cos?
Эффективное число электроприемников nэ= n
Определяем расчетные нагрузки
Рр = Км* ? Рсм
Рр= 1.2*164.56=197.47 КВТ
Qp=K"м ?Qcm
При Ku<0,2 и Пэ<100 и при Кн ? 0,2 и Пэ ? 10
К"м =1,1
В других случаях Км" =1
В нашем случае Ки = 0,68, Пэ =8, К"м =1,1
Qp= 1,1*120.46=132.5 КВАР
Полная мощность ,КВА
КВА
Расчетный ток, А Ip= Sp * 10 3/ UH
Ip = 237.8*10 3/ 1,73*380= 361.7 А Аналогично производится расчет для других узлов питания (ШВ2, ШР1) и общей нагрузки по цеху. Результаты сводятся в таблицу 4.. Выбор силовых шкафов, щитов и пультов управления
В качестве шкафа распределительного ШВ1 выбираем шкаф силовой распределительный серии ШУ8201 УЗ. Степень защиты шкафа ІР54 - пылезащищенное (Ін.шк.=600А), т.к. он установлен в пыльном цеху.
Шкафы управления ШУ 1...ШУ 4 выбираем с низковольтными комплектными устройствами (НКУ) управления электроприводами - панелями или блоками управления типа Б - 5030.
Для электродвигателя вращающейся печи выбираем блок Б - 5134 (нереверсивный, управление по схеме фаза- нуль, с избирателем режима работы) цифровое обозначение типа 4474 Іннку = 250 А (10, с.304,305) I нд = 202,1 А (см. таблицу 1) 250 > 202,1.
Выбор НКУ для других механизмов производится аналогично и результаты заносятся в таблицу 5. Применение НКУ повышает качество монтажа электрооборудования, ускоряет его. Повышает надежность работы оборудования, удешевляет установку, улучшает качество ее эксплуатации.
В блоках будет установлена выбранная ранее аппаратура выключатель автоматический, пускатель магнитный с тепловым реле, а также предохранитель цепей управления, переключатель. В качестве вводных шкафов ШВ 1 и ШВ 2 выбираем шкафы ввода ШУ8201 (действующий рабочий проект ОЛХ084-095) (10. с.ЗОЗ ) с выключателем ВА 51; -33 I н.в. = 160 А I н.расц. =800 А Ір =695.19 А - из таблицы 4.
В качестве пультов управления ПУ1 и ПУ2 выбираем пульты ПУЭ-012047 (10 , с,327)
В качестве кнопочных постов для местного управления принимаем кнопочные посты ПКЕ-222-2УЗ с кнопками «пуск» и «стоп» пылезащищенного исполнении ; кнопка «стоп» с грибковым толкателем.
Для подачи предпусковой сигнализации выбираем кнопочный пост ПКЕ -222-1 ( 10, с. 274)
Для предпусковой сигнализации выбираем звонок громкого боя электрический МЗ-1 напряжением 220 В
Таблица 5
Наименование механизма или электрооборудования, номер по плану цеха Тип НКУ Типовой индекс или цифровое обозначение типа Інд А Ін.нку. А Колво Место установки НКУ
Шкафы ввода ШВ1.ШВ2 ШУ8201 Проект ОЛХ084-095 695,19 800 2 В помещении станции управления (ПСУ1,ПСУ2)
Пульт управления ПУ1, ПУ2 ПУЭ - 012047 ОСТ-16.0684- 85 - - 2 В помещении станции управ, (ПСУ1,ПСУ2)
6. Расчет и выбор проводов и кабелей
В соответствии с ПУЭ 2.1.49 выбираем кабель с медными жилами. Прокладку осуществляем в трубах для зашиты от механических повреждений (ПУЭ .2.1.47). Принимаем провод ВВГ. Медные жилы (А), провод (П), с резиновой изоляцией (Р) для прокладки в трубах.
Сечение проводов выбираем по условию нагрева рабочим током (ПУЭ 1.3.2.)
Ідоп ? I р где Ідоп длительно-допустимый ток провода , А Ідоп = 234 А (8, с.340) , (15)
Ip=202,1 А (табл.1)
234>202,1
Следовательно провод по нагреву проходит.
Проверяем сечение провода по потере напряжения ?U% по условию
?Uдоп ? ?U% где ?Uдоп =5 % - допустимая потеря напряжения для двигателей. (ПУЗ 1.2.21. , ГОСТ 13109-97)
Потеря напряжения ?U% определяется по формуле: ?U% = 173*%*l*cos? / S* ?* Uн (%) где Ip- расчетный (номинальный) ток двигателя, А. ( из табл. 1) l- длина провода , м ( определяется по плану цеха от шкафа до приемника) cos ? -коэффициент мощности двигателя (из табл.1) S- сечение, проводника , мм2
UH- номинальное напряжение установки , В
?- удельная проводимость материала проводника , м/Ом*мм2
- для алюминия ?= 35 м/Ом * мм2
- для меди ? = 57 м/Ом *мм2
?U% = 173*202,1*26*0,9/ 120*57*380= 0,315 %
5>0,315
Условия соблюдаются , принимаем выбранный провод к установке вращающейся печи .
Выбираем сечение стальных труб в зависимости от марки, числа и сечения проводов.
Расчет и выбор сечения других потребителей проводятся аналогично и результаты сводятся в таблицу 6
Таблица 6
Наименование потребителя Ір. А Ідоп А S мм2 Марка провода, кабеля, колво жил, сечение мм2 Способ прокладки Длина провода, м Диаметр труб, мм ?U % Номер по плану
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вращающиеся печи 202,1 234 120 ВВГ 3*120 1 *35 Открыто по лоткам 26 - 0,315 ВП1
234 120 ВВГ 3*120 1 *35 Открыто по лоткам 26 - 0,315 ВП2
234 120 ВВГ 3*120 1 *35 Открыто по лоткам 26 - 0,315 ВП3
234 120 ВВГ 3*120 1 *35 Открыто по лоткам 26 - 0,315 ВП4
Элеваторы 8,5 17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 47 20 1,787 ЭВ1
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 47 20 1,787 ЭВ2
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 47 20 1,787 ЭВ3
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 47 20 1,787 ЭВ4
Ленточные транспортеры 6,7 17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 29 20 0,859 ЛТ1
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 29 20 0,859 ЛТ2
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 29 20 0,859 ЛТ3
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 29 20 0,859 ЛТ4
Вентиляторы 7,9 17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 94 20 3,480 ВТ1
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 94 20 3,480 ВТ2
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 94 20 3,480 ВТ3
17 1 ,5 ВВГ 3*1,5 1 *1 Открыто по лоткам 94 20 3,480 ВТ4
7. Светотехнический расчет освещения комнаты мастера
Длина комнаты А=7 м, ширина В=6 м, высота Н=3 м.
Помещение сухое, пыльное, пыль не токопроводящая, без химически агрессивной среды, без пожара и взрывоопасных зон. (ПУЭ 1.1.6...1.1.12; 7.4.2; 7.3.22).
Коэффициент отражения от потолка Рп=50%; от стен Рс=50%; расчетной поверхности Рр=30% (22 с.316 10, с.126).
Принимаем по справочникам: - нормированная освещенность Ен =300 лк (10 с. 110)
- плоскость нормирования освещенности горизонтальная, высота ее от пола hp = 0,8 м
- коэффициент К=1,5 (10., с.118;)
- коэффициент Z = 1,1 (22 с. 323)
Принимаем «свес» светильника HC = 0,2 м; (10., с.109)
В качестве источника света выбираем люминесцентные лампы низкого давления, как экономичные, с большим сроком службы и рекомендуемые в низких помещениях.
В качестве осветительного прибора выбираем светильник ЛСП02 с косинусной КСС типа Д, рекомендуемую в низких помещениях. Длина светильника Lсв = 1,234 м (10, с.60)
Расчетная высота подвеса светильника h = Н - HC - hp h = 3 - 0,2 - 0,8 = 2,0 м
Индекс помещения i =
Коэффициент использования светового потока для косинусной КСС светильника, коэффициентов отражения РП=50%; РС=50%; Рр=30% и i=1,62 ? = 0,61 (10., с.136)
Для светильника с косинусной типовой КСС, рекомендуемое значение ? = = 1,2...1,6
Допустимое значение ? = 2,1; (22, с.320)
Расстояние между рядами светильников по ширине помещения
L = ?· h = (1,2...1,6) · 2,0 = (2,4...3,2) м
Расстояние от крайних светильников до стены при наличии рабочих мест
LK = (0,24...0,3) · L
LK = (0,24...0,3) · (2,4...3,2) = (0,58...0,96) м
Принимаем расстояние между рядами светильников по ширине помещения LB=2,4 м, расстояние от стен до крайних светильников по ширине LKB=0,6 м.
По ширине размещается 3 светильника. (два промежутка между светильниками, т. е.
NB= 2;
По длине размещается также три светильника, при расстоянии между ними LПР =1 м и LKA = 0,6 м и длине светильника LCB = 1,234 м (два промежутка между светильниками А = 2·Lпр 2·LKA 3·LCB; А = 2·1 20,6 3·1,234= 7 м)
Всего светильников в помещении N = 3·3=9 шт.
Расчетный световой поток одной лампы (с учетом двух ламп в светильнике)
Ф = (22., с.323; 10., с.124) где К - коэффициент запаса;
Ен - нормированная минимальная освещенность, лк;
S = А*В - площадь помещения, м2;
Z - коэффициент минимальной освещенности;
N - число светильников в помещении;
? -коэффициент использования светового потока, о.е.
Ф = лм
Выбираем лампы ЛБ 30-4 со световым потоком Фл=1995 лм. Отклонение от светового потока Ф
что в пределах нормы ( 10%) (22., с.324)
Принимаем лампу ЛБ 30-4.
Мощность лампы Рл=30 Вт, напряжение на лампе 1.04 В, ток лампы 0,36А; (22., с.293).
ПРА - дроссель 1УБИ-30/220-ВП-600-У4 с пониженным уровнем шума.
Рабочий ток 0,43 А; пусковой - 0,86 А; потери мощности 22...24%; масса 1,1 кг, размеры 170*47*45 (3., с.297). Светильник ЛСПО2-2*30; с креплением по конструкциям.
Электротехнический расчет осветительной установки комнаты мастера
Расчетная мощность осветительной установки определяется по формуле
Рр = Кс * Кп * Ру (12., с.335) (10., с.338) где Кс - коэффициент спроса;
Кп - коэффициент учета потерь в ПРА;
Ру - установленная мощность осветительной установки, КВТ; (сумма мощностей всех ламп).
Принимаем Кс = 1 (10., с.336);
Кп = 1,23 (23% потери в ПРА - 22., с.297)
Ру = 3 * 3 *2 * Рл;
Рр = 1 * 1,23 * 3* 3 * 2 * 30 = 664,2 Вт
Рр = 664,2 КВТ
Так как нагрузка мала, запитываем ее по однофазной схеме, следовательно, Ір =
Для люминесцентных светильников cos = 0,9 (12., с.336; ПУЭ 6.2.1.)
Ір = А Выбираем кабель с алюминиевыми жилами (А), с поливинилхлоридной изоляцией (В) и поливинилхлоридной оболочке (В), без брони (Г) напряжением до 1 КВ (1) с тремя жилами сечением S = 2,5 мм2 (по механической прочности) марки АВВГ
1-3*2,5 с открытой прокладкой
Ідоп. = 19 А. 19 > 3,4
Момент нагрузки М = Р · L где L - длина провода от группового щитка цеха до щитка в комнате мастера, м
М = 664,2 · 35 · 10 = 23,2 КВТ · м
По таблице 12.13. (10., с.351) U% = 1,6%, что допустимо.
Для включения групповых линий в комнате мастера выбираем щиток групповой типа ЯОУ 8501 с однополюсными автоматическими выключателями ВА47 - 291Р4А - 6 шт.
Ін.в. = 63 А; Ін.расц. = 4 А (23., с.14) Uн = 230 В с характеристикой срабатывания расцепителя - В (для сетей освещения и электроприборов), т. е. ток отсечки (3 - 5) Ін.расц.
8. Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации электрооборудования
1. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)
Электроустановки по условиям электробезопасности разделяются на электроустановки напряжением
- до 1 КВ и электроустановки напряжением выше 1 КВ (по действующему значению напряжения). Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться выполнением мер защиты, предусмотренных в гл. 1.7, а также следующих мероприятий: - соблюдение соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей;
- применение блокировки аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям;
- применение предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;
- применение устройств для снижения напряженности электрических и магнитных полей до допустимых значений;
- использование средств защиты и приспособлений, в том числе для защиты от воздействия электрического и магнитного полей в электроустановках, в которых их напряженность превышает допустимые нормы.
Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на: - электроустановки напряжением выше 1 КВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью (см. 1.2.16);
- электроустановки напряжением выше 1 КВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;
- электроустановки напряжением до 1 КВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;
- электроустановки напряжением до 1 КВ в сетях с изолированной нейтралью.
В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются: - помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность (см. пп. 2 и 3);
- помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырость или токопроводящая пыль (см. 1.1.8 и 1.1.11);
токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.); высокая температура (см. 1.1.10); возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой;
- особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особая сырость (см. 1.1.9); химически активная или органическая среда (см. 1.1.12); одновременно два или более условий повышенной опасности (см. 1.1.13, п. 2);
- территория открытых электроустановок в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается к особо опасным помещениям.
Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении: - защитное заземление;
Для электроустановок напряжением до 1 КВ приняты следующие обозначения: - система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредствомнулевых защитных проводников;
- Система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис. 1);
Рис. 1. Система TN-C переменного тока. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике: 1 - заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания;
2 - открытые проводящие части;
- Система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рис. 2);
Рис. 2. Система TN-S переменного тока Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении.
- Система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис. 3);
Рис. 3. Система TN-C-S переменного тока. Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике в части системы: 1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока;
2 - открытые проводящие части;
- Система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены (рис. 4);
Рис. 4. Система IT переменного тока. Открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление: 1 - сопротивление заземления нейтрали источника питания (если имеется); 2 - заземлитель; 3 - открытые проводящие части; 4 - заземляющее устройство электроустановки;
- Система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника (рис. 5).
Рис. 5. Система ТТ переменного тока. Открытые проводящие части электоро установки заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали: 1 - заземлитель нейтрали источника переменного тока, 2- открытые проводящие части, 3 - заземлитель открытых проводящих частей.
Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли: Т - заземленная нейтраль; I - изолированная нейтраль
Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли: Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие (после N ) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: S - нулевой рабочий (N ) и нулевой защитный (РЕ ) проводники разделены;
С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN проводник);
PEN - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.
В соответствии с Межотраслевыми Правилами по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок: Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются: - оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- допуск к работе;
- надзор во время работы;
- оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.
Ответственными за безопасное ведение работ являются: - выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
ответственный руководитель работ;
- допускающий;
- производитель работ;
- наблюдающий;
- члены бригады.
Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения
При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия: - произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;
- проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
- установлено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);
- вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.
В соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей
Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал.
Электротехнический персонал предприятий подразделяется на: - административно-технический;
- оперативный;
- ремонтный;
оперативно-ремонтный.
В соответствии с Межотраслевой инструкцией по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве: Правила освобождения от действия электрического тока: при напряжении выше 1000 В следует: - надеть диэлектрические перчатки, резиновые боты или галоши;
- взять изолирующую штангу или изолирующие клещи;
- замкнуть провода ВЛ 6 - 20 КВ накоротко методом наброса согласно специальной инструкции;
- сбросить изолирующей штангой провод с пострадавшего;
- оттащить пострадавшего за одежду не менее чем на 8 метров от места касания проводов земли или от или от оборудования, находящегося под напряжением.
Нельзя! Приступать к оказанию помощи, не освободив пострадавшего от действия электрического тока.
Главная задача - как можно быстрее спустить пострадавшего с высоты, чтобы приступить к оказанию помощи в более удобных и безопасных условиях (на земле, на площадке).
Нельзя! Тратить время на оказания помощи на высоте.
Правила перемещения в зоне «шагового» напряжения: В радиусе 8 метров от места касания земли электрическим проводом можно попасть под «шаговое» напряжение.
Передвигаться в зоне шагового напряжения следует в диэлектрических ботах или галошах, либо «гусиным шагом» - пятка шагающей ноги, не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги.
Нельзя! - Приближаться бегом к лежащему проводу.
- Отрывать подошвы от поверхности земли и делать широкие шаги.
Перечень используемой литературы
1. Провила устройства электроустановок (ПУЭ), Н: «Сибирское университетское издательство», 2008.
2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП), М : ИКЦ «Март», 2003.
3. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок потребителей, СПБ., «Гидрометеоиздат», 2001.
4. Межотраслевая инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве, М.:: «Издательство НЦ ЭНАС», 2001
5. Изменения и дополнения к межотраслевым правилам по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок М.: «Издательство НЦ ЭНАС», 2003
6. Зимин Е. Н. Преображенский В. И.. Чувашев И. М. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок», М.: - «Энергоиздат», 1981.
7. Липкин Б. Ю. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок», М : «Высшая школа», 1972.
8. Мясковский И. Г. «Электрооборудование заводов строительных материалов», М.: «Стройиздат», 1981.
9. Кочетов В. С. «Автоматизация производственных процессов в промышленности строительных материалов», Л,: «Стройиздат», 1986.
10. Кнорринг С. М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», М.: «Энергия» 1976.
11. Айзенберг Ю. Б. «Справочная книга по светотехнике», М.: «Знергоатомиздат», 1983.
12. Барыбин Ю. Т. «Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования», М.: «Знергоатомиздат», 1991.
13. СНИП 23-05-95; Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение, М.: Стройиздат, 1996