ЭСН и ЭО автоматизированного цеха

 промышленностью. Магистральные  схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенного монтажа электрических сетей. В данном цехе выбирается смешанный вид схемы. 

Количество рабочих смен – 2. Потребители ЭЭ по надежности ЭСН – 2 и 3 категории.

Третья категория – все остальные  электроприёмники, не подходящие под  определение первой и второй категорий.

Вторая категория – электроприёмники, перерыв электроснабжения, которых  приводит к массовым недопескам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 минут.

Каркас здания сооружен из блоков – секций длинной  8 метров каждый.

Размеры цеха А*В*Н=48*30*8м.

Перечень ЭО цеха даны таблице 

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемники

 

2. Характеристика  объекта по степени пожаро-, взрыво- и электро безопасности.

 

Таблица 1. Характеристика объекта по степени пожаро-, взрыво- и электро безопасности.

 

Наименование помещений	Категории			Примечание
	Взрывобезопасности	Пожаро-безопасности	Электро-безопасности
1	2	3	4	5
вентиляторная	В-II a	П-II a	БПО	IP-54
Склад штампов	В-II a	П-II a	БПО	IP-54
ТП	В-I г	П -II	ПО	IP-44
Агрегатная	В-II a	П- III	БПО	IP-44
Штамповочный участок	В-II a	П -II	БПО	IP-54
Высадочный участок	В-II a	П- III	БПО	IP-44
Высадочный участок	В-II a	П- III	БПО	IP-44
Голтовочная	B -II	П -II	БПО	IP-54
Инструментальная	В-I a	П -II	БПО	IP-54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВIг - Возможно образование взрывоопасной смеси на открытом воздухе

(например выбросы тех. Установок,  резервуары и открытые пространства  с горючими жидкостями).

ВII-возможно образование взрывоопасной смеси в помещений из  вешанных частиц (пыль, волокна) и воздуха в нормальных помещениях.

ВIIа - при аварий и неисправности.

Пожаробезопасность:

П - III – обращаются в  горючие жидкости с температурой  вспышки более 61 ⁰С или твердые горючие вещества вне помещений ( например склады мин. Масел, угля, торфа, дерева и т.д.).

Электробезопасность:

ПО (с повышенной опасностью) –  относятся к помещениям:

• Сырьевые ( относительная влажность воздуха длительная более 75 %).
• С токопроводящей пылью, оседающей на ЭО.
• С токопроводящими полями ( металл, земля, железобетон, кирпич и т.п.).
• Жаркие (температура постоянно или более 1 суток +35 ⁰С).
• Возможно, соприкосновение одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.

БПО (без повышенной опасности) –  относятся помещения, не относящиеся в отношении опасности поражения людей электротоком к ОО и с ПО.

 

Вывод:

Данный цех является взрывоопасным, пожароопасным и электроопасным для людей, так как -  при  аварий и неисправности возможно образование  взрывоопасной смеси на открытом воздухе, а так же возможно образование взрывоопасной смеси в помещений из  вешанных частиц (пыль, волокна) и воздуха в нормальных помещениях. При пожаре выделяются горючие пыль и волокно с концентрацией воспламенение к объему воздуха более 65 г/м³.

 

2.Расчетно-конструкторская часть:

2.1. расчет электрических нагрузок  и выбор ЭСН.

 

Составляем сводную ведомость  нагрузок по цеху, таблица 2.

Заполняем таблицу3.Технические данные электроприёмников ( Шеховцов курсовое проектирование ст.28) (таблица 3 см .43-45).

Порядок расчёта

Все расчёты ведутся в таблице 2. В колонки 1,2,3,5,6,7 вносятся из таблицы 3;

Определяется сумма активной мощности для каждого электроприёмника, результаты заносятся в колонку 4.

 

  (1)

где 

Р_{н ∑} - сумма номинальных мощностей в группе, кВт;

Р_н.нб, Р_н.нм – номинальные приведённые к длительному режиму активные мощности наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

n – Фактическое число электроприёмников в группе;

 

Определяются средние мощности за наиболее нагруженную смену для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 9,10,11 соответственно:

 

, (2)

, (3)

, (4)

 

Р_см – средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

К_и – коэффициент использования электроприёмников;

Р_н – номинальная мощность электроприемника, кВт;

Q_см - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, Квар;

Tgφ – коэффициент реактивной мощности;

S_см – средняя максимальная мощность за наиболее загруженную смену, кВА;

Cosφ – коэффициент активной мощности;

К_и – коэффициент использования электроприёмников;

Выбор рода, напряжения:

Трёхфазные сети выполняются трехпроводными на напряжение свыше 1000 В и четырёхпроводными – до 1000 В. Нулевой провод в четырёхпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприёмников.

Трёхфазные сети на напряжение 380/220 В (в числители – линейное, в  знаменатели – фазное) позволяют  питать от одного трансформатора трёх – и однофазные установки.

Электроснабжение выполняют магистральным шинопроводом ШМА, к которому присоединяют распределительные шинопроводы ШРА.

 Силовые кабели предназначены  для передачи и расцепления  электрической энергий в самых  различных условиях прокладки(в  земле ,под водой, на открытом воздухе и внутри помещений).Токопроводящие жилы силовых кабелей изготавливаются из алюминия.

Электрические сети выполняются в  основном по системе трёхфазного  переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом количестве однофазных электроприёмников от трёхфазных сетей осуществляются однофазные ответвления.

Автоматический выключатель –  электрический аппарат служащий для защиты электроприемников от перегрузок.

Наиболее современные  автоматические выключатели серии  ВА предназначены для замены устаревших A37, АЕ, АВМ и «Электрон».

Выключатели серии ВА разработок 51, 52, 53, 55 предназначены для отключений при КЗ и перегрузках в электрических  сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Выключатели серии ВА разработок 51 и 52 имеют тепловой (TP) и электромагнитный расцепитесь, иногда только ЭМР.

ВА 51 имеют среднюю коммутационную способность.

ВА 52 — повышенную.

Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:

для линии без ЭД - Iн.а.≥ Iн.р.; Iн.р.≥ Iдл;

для линии с одним ЭД - Iн.а.≥ Iн.р.; Iн.р.≥ 1,25 Iдл;

для групповой линии с несколькими  ЭД - Iн.а.≥ Iн.р.; Iн.р.≥ 1,1Iдл.

Технические характеристики автоматических выключателей серий ВА. ( Шеховцов. с 39)

 

Таблица 2. Сводная ведомость нагрузок электроприемников

№ Э.П. на схеме	наименование Э.П.	заданная нагрузка;						сменная нагрузка				Км	максимальная нагрузка
		n	Pn, кВт	Pnсум, квт	Ki	cosϕ	tgϕ	Pсм, квт		Qсм, квар	Sсм, ква		Pmax, квт	Qmax, квар	Smax, ква	Imax, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10	11	12	13	14	15	16
РП 1
1..6	пресс эксцентриковый типа КА-213	6	1,8	10,8	0,17	0,65	1,17		0,20	0,36	0,41	2,24	0,45	0,80	0,92	4,21
7..11	пресс кривошипный типа К-240	5	4,5	22,5	0,17	0,65	1,17		0,50	0,90	1,02	2,42	1,20	2,17	2,48	10,53
12..15	вертикально-сверлильные  станки типа 2А 125	3	4,5	13,5	0,14	0,5	1,73		0,32	1,09	1,13	3,22	1,01	3,51	3,65	13,69
				46,8					1,01		2,57		2,66	6,48	7,05	28,43
РП 4
16,17	преобразователи сварочные  типа ПСО-300	2	15	30,00	0,25	0,35	2,67	1,31		10,01	10,10	2,64	3,47	26,43	26,66	65,19
45,46	вентиляторы	2	5,5	11,00	0,60	0,80	0,75	2,64		2,48	3,62	1,46	3,85	3,61	5,28	10,46
39	кран-тележка	1	1,2	1,20	0,10	0,50	1,73	0,06		0,21	0,22	3,43	0,21	0,71	0,74	3,65
				42,20				4,01			13,93		7,53	30,76	32,68	79,30
РП 3
18	автомат болтовсадочный	1	2,8	2,80	0,10	0,50	1,73	0,14		0,48	0,50	3,43	0,48	1,66	1,73	8,52
19	автомат резьбонакальный	1	4,5	4,50	0,10	0,50	1,73	0,23		0,78	0,81	3,43	0,77	2,67	2,78	13,69
20	станок протяжный	1	8,2	8,20	0,10	0,50	1,73	0,41		1,42	1,48	3,43	1,41	4,87	5,06	24,95
21,22	автоматы гайковысадочные	2	18	36,00	0,10	0,50	1,73	0,90		3,11	3,24	3,43	3,09	10,68	11,12	54,76
27	автомат обрубной	1	15	15,00	0,10	0,50	1,73	0,75		2,60	2,70	3,43	2,57	8,90	9,27	45,63
28	машина шнекомоечная	1	4,2	4,20	0,10	0,50	1,73	0,21		0,73	0,76	3,43	0,72	2,49	2,59	12,78
				70,70				2,64			9,49		9,04	31,27	32,55	160,33
РП 2
25	барабан виброголтовочный	1	4,5	4,50	0,10	0,50	1,73	0,23		0,78	0,81	3,43	0,77	2,67	2,78	13,69
26	станок виброголтовочный	1	7,5	7,50	0,10	0,50	1,73	0,38		1,30	1,35	3,43	1,29	4,45	4,63	22,82
29..38	автоматы гайконарезные	9	1,5	13,50	0,10	0,50	1,73	0,08		0,26	0,27	2,56	0,19	0,66	0,69	4,56
40,41	электроточило наждачное	2	2,4	4,80	0,14	0,50	1,73	0,17		0,58	0,61	3,22	0,54	1,87	1,95	7,30
42	автомат трехпозиционный  высадочный	1	7,5	7,50	0,16	0,60	1,33	0,72		1,60	1,75	3,22	2,32	5,14	5,64	19,01
43,44	вибросито	2	0,6	1,20	0,17	0,65	1,17	0,07		0,12	0,14	2,62	0,17	0,31	0,36	1,40
				39,00				1,63			4,92		5,28	15,11	16,05	68,79
	суммарная нагрузка без освещения и КУ на ШНН			198,70				9,29			30,91		24,51	83,62	88,33	336,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Расчет системы освещения  объекта

В качестве источников освещения используются лампы освещения на промышленных предприятиях: газоразрядные лампы (для общего освещения). Лампы накаливания(для аварийного освещения). Лампы накаливания (ЛН) имеют низкую световую отдачу (Н = 7 ч 18 лм / Вт) и малый срок службы (Т = 1000 часов), поэтому их можно использовать только в следующих случаях:

– для  общего освещения помещений повышенной опасности и особо опасных  по поражению электрическим током  при условии необходимости использования  пониженных уровней напряжений (не выше 50 В) для питания осветительной установки;

– в  помещениях, в которых по условиям технологического процесса недопустимы  радиопомехи;

– для  аварийного освещения, если рабочее  освещение выполнено газоразрядными лампами высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ). Для аварийного освещения (освещение безопасности и эвакуационного) следует применять:

а) лампы накаливания;

б) люминесцентные лампы – в помещениях с минимальной  температурой воздуха не менее 5 °С и при условии питания ламп во всех режимах напряжением не ниже 90 % номинального;

в) разрядные  лампы высокого давления при условии  их мгновенного или быстрого повторного зажигания как в горячем состоянии  после кратковременного отключения питающего напряжения, так и в  холодном состоянии.

Расчет нагрузки осветительной сети.

Находим номинальную мощность освещения  в цехе:

P_н.осв = P_уд.осв.*F (КВт), (5)

отсюда следует:

P_н.осв = P_уд.осв.*F=10*1440=14,4 (КВт). (5.1)

 

где P_н.осв- мощность номинального освещения. (КВт)

P_уд.осв –мощность удельного освещения, берем из таблицы «Значение удельной мощности электрического освещения» (КВт)

F- Площадь цеха. (А*В (А - длина цеха В - ширина цеха.))

Находим активную мощность освещения  по:

P_о.р=К_с.о*Р_уд.* F=Р_осн*К*(Р_уд.  + Р_авар.)  (КВт), (6)

Находим аварийное освещение:

Р_авар=0,06*Р_н.осн=0,06*14,4=0,864 (7)

отсюда следует:

P_о.р=К_с.о*Р_уд.* F=Р_осн*К*(Р_уд. +Р_авар.) =0,95(0,864+14,4)=15,2*0,95*1,6=23,1(КВт) (7.1)

Где P_О.р.- активная мощность освещения (КВт)

К_{с. о}- коэффициент спроса, берем из таблицы «Коэффициенты спроса для осветительных нагрузок»

Находим реактивную мощность:

Q_р.осв=0,75*Р_о.р.*tgφ=0.75*23,1*0,33=5,71(Квар) (8)