ЭСН и ЭО светонепроницаемой теплицы. 1. общая часть 4 1 Характеристика объекта эсн, электрических нагрузок 4

• Название: 1. общая часть 4 1 Характеристика объекта эсн, электрических нагрузок 4
• Анкор: ЭСН и ЭО светонепроницаемой теплицы
• Дата: 17.12.2022
• Размер: 194.03 Kb.
• Имя файла: ЭСН и ЭО светонепроницаемой теплицы.docx
• Тип: Документы; #849093

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 4

1.1 Характеристика объекта эсн, электрических нагрузок 4

1.2. Классификация помещений по пожаробезопасности 5

1.3 Классификация помещений по взрывобезопасности 6

1.4. Классификация помещений по электробезопасности 7

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 9

2.1 Определение категории надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН 9

2.2 Расчет электрических нагрузок 11

2.3 Расчет компенсирующего устройства и выбор трансформаторов 17

2.4. Выбор кабельных линий электроснабжения 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 20

ВВЕДЕНИЕ

Система электроснабжения — совокупность источников и систем преобразования, передачи и распределения электрической энергии — это комплекс инженерных сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для передачи электрической энергии от источников к потребителям. Основными компонентами системы являются линии электропередач, подстанций и распределительные устройства. Один из важнейших критериев — экономичность системы.

Требования к системам электроснабжения:

1. 
   экономичность и компактность;
   
2. 
   бесперебойность в работе и обслуживании потребителей;
   
3. 
   унификация системы;
   
4. 
   безопасность ее эксплуатации для персонала и экологии;
   
5. 
   качество поставляемой энергии
   
6. 
   надежность системы.
   

Система электроснабжения включает в себя такие элементы как:

• 
  источники электроэнергии, которые представлены тепловыми станциями, ГЭС и т.д.;
  
• 
  преобразователи электроэнергии— трансформаторы, преобразователи частоты, конвекторы, выпрямители и автотрансформаторы;
  
• 
  цепь релейной защиты, которая может быть представлена такими элементами как реле напряжения, тока, сопротивления, а также дуговая защита, грозозащита, защита от коротких замыканий;
  
• 
  элементы управления системой электроснабжения, в частности автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии;
  
• 
  элементы собственных нужд — вентиляция, система отопления, осветительные приборы.
  

Цель курсовой работы — рассчитать электроснабжение и электрооборудование светонепроницаемой теплицы.

Задачи курсовой работы:

1) Классифицировать помещения теплицы по взрыво-, пожаро-, электробезопасности.

2)Произвести расчет электрических нагрузок, компенсационного устройства и токов КЗ.

3) Выбрать трансформатор для подстанции, аппараты защиты РУ и кабельные линии электроснабжения.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика объекта эсн, электрических нагрузок

Светонепроницаемая теплица (СНТ) предназначена для культивирования овощей в районах крайнего севера. Она является принципиально новым сооружением и превосходит светопроницаемые теплицы по технико-экономическим показателям.

СНТ позволяет провести 6 кулътурооборотов в год с общей урожайностью до 180 кг/м2.

На площади одноэтажной теплицы размещены: рассадное отделение и две камеры для выращивания овощей, лаборатория, насосная, зал кондиционеров и другие помещения.

Для создания теплового затвора на наружных боксах спроектированы тепловые боксы (ТБ). Обогрев осуществляется за счет тепла облучательной установки, а поддержание микроклимата кондиционерами.

Облучательная установка состоит из набора секций с плоскими световодами. Воздух в ламповом отсеке нагревается до 80 ⁰с и по воздуховоду распределяется по помещениям.

Электроснабжение (ЭСН) теплица получает от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КШ), расположенной в пристройке.

Питание на КТП напряжением 10 кВ подается от распределительного пункта (РП) электростанции.

По ·надежности ЭСН СНТ относится к 2 категории. Количество рабочих смен -3 (круглосуточно).

Грунт-глина с температурой -5 °С. Каркас теплицы сооружен из теплоизоляционных блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры теплицы А х В х Н= 48 х 30 х 10 О м.

Высота пристроек по периметру -4 м.

Перечень ЭО светонепроницаемой теплицы приведены в таблице 1
Таблица 1

Перечень ЭО светонепроницаемой теплицы.

№	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Примечание
1	2	3	4
1	Сверлильный станок	2,2	1-фазный
2	Наждачный станок	3	1-фазный
3	Токарный станок	5,8
4…9	Кондиционеры	5,4
10…15	Насосные агрегаты	3.2
16	Щит общего рабочего освещения	1,3
17	Щит облучательной установки	84,2

1.2. Классификация помещений по пожаробезопасности

В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянный ток или периодически обращаются горючие вещества или материалы и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях называется пожароопасной зоной, которые классифицируют на:

П-I – зоны в помещениях, где находятся ГЖ, имеющие t вспышки выше 61 ℃.

П-II – зоны в помещениях, где возможно выделение горючей пыли или волокон с НПКВ выше 65г на м куб.

П-IIа – зоны в помещениях, где находятся твердые ГВ в таком количестве, что удельная пожарная нагрузка равна 1 МДж на 1 м кв. или более.

П-III – зоны вне помещения, где обращаются ГЖ, имеющие t вспышки выше 61 ℃ (или твердые ГВ).

1.3 Классификация помещений по взрывобезопасности

В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), пространство внутри и вне помещений, в которой имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси называется взрывоопасной зоной, которые классифицируют на:

0 – наблюдается присутствие опасной газовой смеси на протяжении 1 часа и более.

В-І – взрывоопасные смеси образуются при нормальной работе оборудования.

В-Іа – взрывоопасные смеси образуются при неисправности оборудования или вследствие аварии.

В-Іб – то же, если ГГ имеют нижний концентрационный предел (НПКВ) 15% и больше, резкий запах, а также производственные помещения, которые связаны с обращением водорода.

В-Іг – участки у наружных установок с ГГ, ЛВЖ.

В-ІІ – при нормальной работе оборудования образуются взрывоопасные смеси в концентрации 65г (или менее) на 1 м куб.

В-ІІа – образование взрывоопасной смеси в концентрации 65г (или менее) на 1 м куб. возможно при повреждении оборудования или в результате аварии.

1.4. Классификация помещений по электробезопасности

Согласно ПУЭ помещения по электробезопасности можно классифицировать на:

Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

1. 
   Сырости (влажность более 75 %) или токопроводящей пыли;
   
2. 
   Токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);
   
3. 
   Высокой температуры (выше 35 °С);
   
4. 
   Возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
   

Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

1. 
   Особой сырости;
   
2. 
   химически активной или органической среды;
   
3. 
   одновременно двух или более условий повышенной опасности.
   

Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо опасным помещениям.

Классификация светонепроницаемой теплицы по взрыво-, пожаро-, электробезопасности приведена в таблице 2

Таблица 2

Классификация светонепроницаемой теплицы по взрыво-, пожаро-, электробезопасности.

Наименование помещения	Пожаро-опасность	Электро-опасность	Условия окр. среды
1	2	3	4
Гардероб	-	БПО	Нормальные
Зал кондиционеров	П-1	ПО	Нормальные
Продолжение таблицы 2
1	2	3	4
Камера для огурцов	-	БПО	Нормальные
Камера для томатов	-	БПО	Нормальные
Коридор-1,2	-	ППО	Нормальные
КТП	П-1	БПО	Нормальные
Лаборатория	П-1	ППО	Нормальные
Мастерская	П-1	БПО	Нормальные
Насосная	-	БПО	Нормальные
Рассадочное отделение	-	БПО	Нормальные
ТБ-1…7	-	БПО	Нормальные

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение категории надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Перед расчетом необходимо определить категорию электроприемника
по надежности обеспечения электроснабжения. В отношении обеспечения
надежности электроснабжения, электроприемники разделяются на три
категории:

Первая категория - электроприемники, перерыв электроснабжения
которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный
экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования,
расстройство сложного технологического процесса, массовый брак
продукции.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая
группа (нулевая категория) электроприемников, бесперебойная работа
которых не обходима для безаварийного останова производства с целью
предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения
дорогостоящего оборудования.

Вторая категория - электроприемники, перерыв электроснабжения
которых приводит к массовым не доотпускам продукции, массовым
простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности
нарушения электроснабжения для электро-приемников второй категории не
более 30 минут.

Третья категория - все остальные электроприемники, не подходящие
под определение первой и второй категорий.
Электроприемники первой категории должны обеспечиваться
электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении
одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками
питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при
исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприемники.

В качестве третьего независимого источника питания для особой
группы электроприемников и в качестве второго независимого источника
питания для остальных электроприемников первой категории могут быть
использованы местные электростанции, электростанции энергосистемы, и т.д.

Для электроснабжения электроприемников особой группы должен
предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность
которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать от
двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять
не автоматически.

Электроснабжение электроприемников третьей категории может
выполняться от одного источника при условии, что перерывы
электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного
оборудования, не превышают одних суток.

Восстановление электроснабжением:

Первая категория — до 1 минуты;

Вторая категория — до 30 минут;

Третья категория — до 24 часов.

Светонепроницаемая теплица по категории надежности ЭСН относится к электроприемникам второй категории. Поэтому схема электроснабжения будет иметь вид (см рисунок 2.1)



Рисунок 2.1 – Электроснабжение потребителей второй категории

2.2 Расчет электрических нагрузок

Для расчета электрических нагрузок составляем обобщающую таблицу данных по каждому виду электроприемников, установленных в механическом цехе с учетом исходных данных, выданных к проекту (таблица 3).

Таблица 3

Технические данные электроприемников.

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	n	Ки	cosϕ	tgϕ
1	Сверлильный станок	2,2	1	0,14	0,5	1,73
2	Наждачный станок	3	1	0,17	0,65	1,17
3	Токарные автоматы	5,8	1	0,17	0,65	1,17
4…9	Кондиционеры	5,4	6	0,6	0,8	0,75
10…15	Насосные агрегаты	3,2	6	0,7	0,8	0,75
16	Щит общего рабочего освещения	1,3	1	0,06	0,65	1,17
17	Щит облучательной установки	84,2	1	0,06	0,65	1,17

Все расчёты ведутся в сводную ведомость (см. приложение 1). В колонки 1,2,3,5,6,7 вносятся из таблицы 3;

Определяется сумма активной мощности для каждого электроприёмника по формуле 2.1, результаты заносятся в колонку 4.

(2.1)

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

n – фактическое число электроприёмников в группе;

Р_н – номинальная мощность электроприёмника, кВт;

Определяются средние мощности за наиболее нагруженную смену для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 8,9,10 соответственно: формулы (2.2), (2.3), (2.4).

Определяем среднесменную нагрузку

(2.2)

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

К_и – коэффициент использования электроприёмников;

РП:

Сверлильный станок:

кВт;

Наждачный станок:

кВт;

ШМА

Токарный станок:

кВт;

Кондиционеры:

кВт;

Насосные агрегаты:



ЩО:

Щит общего рабочего освещения:



ЩОУ:



Определяем среднесменную нагрузку

(2.3)

Где Q_см - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, квар;

tgφ – коэффициент реактивной мощности;
РП:

Сверлильный станок:

квар;

Наждачный станок:

квар

ШМА

Токарный станок:

квар;

Кондиционеры:

квар;

Насосная станция:



ЩО:



ЩОУ:



Определяем среднесменную нагрузку

(2.4)

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

РП:

Сверлильный станок:

кВ*А

Наждачный станок:

кВ*А

ШМА

Токарный станок:

кВ*А

Кондиционеры:

кВ*А

Насосная станция:



ЩО:



ЩОУ:



Для ШМА определяются: средний коэффициент использования группы электроприёмников, коэффициент активной мощности, коэффициент реактивной мощности для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 5,6,7 соответственно: по формулам (2.5), (2.6), (2.7)

(2.5)

Где средний коэффициент использования электроприемником

(2.6)

Где cosφ – коэффициент активной мощности;

(2.7)

Всего по РП1:







Всего по ШМА:







Определяем средне активная мощность за наиболее нагруженную смену

(2.8)

Всего по РП:

кВ*А

Всего по ШМА:

кВ*А

Определяются: максимальная активная нагрузка, максимальная реактивная нагрузка, максимальная полная нагрузка для каждого электроприёмника и результаты заносятся в колонки 13,14,15: по формулам (2.9), (2.10), (2.11).

Определяем максимально активную нагрузку

(2.9)

Где Р_м – максимальная активная нагрузка, кВт;

К_м – коэффициент максимума активной нагрузки;
Всего по РП:

кВт

Всего по ШМА:

кВт

Всего по ЩО:



Всего по ЩОУ:



Определяем максимально реактивную нагрузку

(2.10)

Где К^'_м – коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Q_м –максимальная реактивная нагрузка, квар;

Всего по РП1:

квар

Всего по ШМА:

квар

Всего по ЩО:



Всего по ЩОУ:



Определяем максимально полную нагрузку

(2.11)

Где S_м – максимальная полная нагрузка, кВА;

Всего по РП:

кВ*А

Всего по ШМА:

кВ*А

Всего по ЩО:



Всего по ЩОУ:



Определяем ток на РУ

Определяется ток на РУ для РП, ШМА, ЩО, ЩОУ и результат заносится в колонку 16:









Где I_м – максимальный ток, А.

2.3 Расчет компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

Компенсация реактивной мощности, или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества, отпускаемой потребителю электроэнергии.

В процессе передачи потребителям активной и реактивной мощности в проводниках системы электроснабжения создаются потери активной мощности.

Из этого следует, что при снижении передаваемой реактивной мощности потеря активной мощности в сети снижается, что достигается применением компенсирующих устройств.

Расчётная формула:

квар

где Q_ку – мощность компенсирующего устройства;

α – коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α=0,9;

tgφ, tgφ_к – коэффициент реактивной мощности до и после компенсации;

Компенсирующее устройство не выбирается в виде малой реактивной мощности.

Таблица 4

Исходные данные для расчёта КУ

Параметр	cos	tg	Pм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВ*А
Всего на НН	0,85	0,63	86,68	24,75	132,88

Так как расчетная компенсирующая реактивная мощность <30 квар, то компенсирующее устройство не требуется.

2.4. Выбор кабельных линий электроснабжения

Кабельные линии электроснабжения выбираются с учётом условия:

I_л ≥ K_п ∙ I_у(п) (2.12)

где I_л – допустимый ток кабельной линии, А;

I_у(п) – длительная токовая нагрузка на кабель, А;

K_п – поправочный коэффициент, K_п = 1.

Для питания электроприёмников можно использовать кабели с алюминиевыми жилами марки АВВГ:

- линии с QF1, QF2 и QF3 выбирается АВВГ 5х300;

- линии с SF5 выбирается АВВГ 5х35;

- линии с QF4 выбирается АВВГ 5х4;

- линии с SF6, SF7, выбирается АВВГ 3х2,5;

- линии с QF5, SF1, SF2, SF3, SF4 выбирается АВВГ 5х1,5;

На рисунке 2.4 показан АВВГ 5х120



Рисунок 2.4. – АВВГ 5х300

Вывод: По известным нам токам в линиях электроприемников, рассчитанных в предыдущих разделах выбраны кабели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте была рассмотрена светонепроницаемая теплица. Убедились, что его оборудование относиться 2 категории по надёжности и безопасности ЭСН. Классификацию всех помещений по взрыво-, пожаро-, и электроопасности.

В данном курсовом проекте был произведён полный расчёт электрических нагрузок для каждого электроприёмника. По результатам этого расчёта были выбраны кабели, автоматические выключатели, рассчитано заземление, выбраны трансформаторы и устройства компенсации реактивной мощности. Были указаны мероприятия по технике безопасности, требуемые на данном предприятии и меры защиты окружающей среды.

Выбран трансформатор КТП 100-10/0,4.

Аппараты защиты линий выбраны ВА 51-37; ВА 51-25; ВА 51-31 и ВА 51-33.

Кабели сечений АВВГ 5х120; АВВГ5х35; АВВГ5х4; ВВГ3х2,5 и АВВГ 5х1,5.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Александров К.К. и др. Электротехнические чертежи и схемы. М.: Энергоатомиздат, 2019.
   
2. 
   Ангарова Т.В. и др. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 2019.
   
3. 
   Астахов Б. А. и др. Справочник по электрическим установкам высокого напряження. М.: Энергоатомиздат, 2020.
   
4. 
   Демидов Н.М. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий. – М.: Издательство «Академия», 2021.- 368 с.
   
5. 
   Коновалова Л.Л. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок»
   
6. 
   Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. Учреждений
   
7. 
   Рожкова Л. Д., Котулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энерго- атомиздат, 2019
   
8. 
   Смирнов А. Д. Справочная книжка энергетика. М.: Энергоатомиздат, 2021.
   
9. 
   Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – Форум, Инфа-М, 2019.- 214 с.
   
10. 
    Шеховцов В. П. Справочник-пособие по ЗО и ЭСН. Обнинск Фабрика офсетной печати, 20
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Сводная таблица
Наименование РУ и ЭП	Нагрузка установленная						Нагрузка средняя за смену				Нагрузка максимальная
	кВт	n	кВт		cosϕ	tgϕ		кВт	Квар	кВ*А
1	2	3	4	5	6	7		8	9	10	11	12	13	14	15	16
РП Сверильный станок Наждачный станок	2,2 3	1 1	2,2 3	0,14 0,17	0,5 0,65	1,73 1,17		0,308 0,51	0,532 0,596	0,615 0,628
ВСЕГО по РП	5.2	2	5.2	0.31	1.15	2.9		0.818	1.128	1.243	3.22	1,1	2.63	1.24	2.90	4.41
ШМА Токарные автоматы Кондиционеры Насосные агрегаты	5,8 5,4 3,2	1 6 6	5,8 32,4 19,2	0,17 0,6 0,7	0,65 0,8 0,8	1,17 0,75 0,75		0,986 19,44 13,44	1,153 14,58 10,08	1,517 283,4 135,4
ВСЕГО по ШМА	14.4	13	57.4	0.47	2.25	2.67		33.86	25,813	420,31	1,94	1,1	74.1	17.3	76.1	115.7
ЩО	1,3	1	1,3	0,06	0,65	1,17		0,078	0.091	0,007	3,4	1,1
ЩОУ	84,2	1	84,2	0,06	0,65	1,17		5,052	5.910	29,85	3,4	1,1