Класифікація будинку об'єкта по вибухової безпеці, пожежної електробезпечності

1.2 Класифікація будинку об'єкта по вибухової безпеці, пожежної електробезпечності

Цех металорізальних верстатів по ступені вибухової і пожежної безпеці можна віднести до безпечного, тому що він не має приміщень, де б утримувалися небезпечні речовини.

По електробезпечності цех ставиться до класу ПО (підвищеної небезпеки), тому що в цеху дуже багато струмоведучих часток (пилу, стружки й т.д.) металу, які осідають на ЕО. Також можливе зіткнення обслуговуючого персоналу одночасно з корпусом ЕО й конструкціями, пов'язаними із землею.

Всі приймачі по режиму роботи розділяються на 3 основних типи: тривалий, короткочасний і повторно короткочасний.

Тривалий режим є основним для більшості ЕО. Це режим, при якому перевищення температури нагрівання електроприймача над температурою навколишнього середовища досягає певної величини ф_вуст. Стала температура вважається такий, якщо вона протягом години не змінювалася. У цьому режимі працюють всі верстати, печі, насоси, компресори й вентилятори.

Короткочасний режим роботи характеризується невеликими включеннями й тривалими паузами. У цьому режимі працюють допоміжні механізми верстатів і іншого встаткування.

Повторно короткочасний режим - це короткочасні періоди роботи, що чергуються з паузами, при цьому періоди включення не на стільки великі, щоб температура перевищила стале значення, але й при паузах не встигає охолонути, в остаточному підсумку досягаючи середньої величини.

У цьому режимі працюють вантажопідйомні механізми, прокатні стани й зварювальні апарати.

1.3 Розрахунок електричних навантажень і вибір трансформаторів

Створення будь-якого промислового об'єкта починається з його проектування. Не просте підсумовування встановлених (номінальних) потужностей ЕП підприємства, а визначення очікуваних (розрахункових) значень електричних навантажень є першим і основним етапам проектуванням СЕС. Розрахункова максимальна потужність, споживана електроприймачами підприємства, завжди менше суми номінальних потужностей цих ЕП.

Завищення очікуваних навантажень приводить до подорожчання будівництва, перевитраті провідникового матеріалу й невиправданому збільшенню потужності трансформаторів і іншого встаткування. Заниження може привести до зменшення пропускної здатності електромережі, до зайвих втрат потужності, перегріву проводів, кабелів і трансформаторів, а отже, до скорочення строку їхньої служби.

Існуючі методи визначення розрахункових навантажень засновані на обробці експериментальних і практичних даних про електричні навантаження діючих промислових підприємств.

Для розрахунку навантажень розділимо всі ЕП цеху на 3 групи розподілених по силових шафах.

Силова шафа №1.

1) Дані по приймачах

Р_1,11,40 = 2,1 кВт, k_и = 0,1, cosц = 0,5; tg? = 1,73

Р_2,3,4 = 3,5 кВт, k_и = 0,14, cosц = 0,5; tg? = 1,73

Р_5,10=8 кВт, k_и = 0,14, cosц = 0,5; tg? = 1,73

Р_6,7 =5,2 кВт, k_и = 0,14, cosц = 0,5; tg? = 1,73

Р_8,9 =3,2 кВт, k_и = 0,14, cosц = 0,5; tg? = 1,73

2) Визначаємо активну номінальну групову потужність приймачів, наведених до тривалого режиму

(1)

3) Визначаємо активну середню потужність за найбільш навантажену зміну

(2)

4) Визначаємо середній коефіцієнт використання групи електроприймачів

 (3)

по таблиці вибираємо к_max=2,54

5) Визначаємо середню реактивну потужність за найбільш навантажену зміну

(4)

6) Визначаємо середньозважений tg ?

 (5)

7) Визначаємо показник силового складання в групі

 (6)

8) Тому що m > 3 і k_и < 0,2 те розрахунок потужності робимо через відносні одиниці

 (7)

де n₁ – число найбільших приймачів групи, n_ном – загальне число приймачів групи.

 (8)

де Р₁ – потужність найбільших приймачів групи.

Залежно від n_* і P_* по таблиці визначаємо n_е* = 0,82.

Знаходимо ефективне число приймачів групи

 (9)

9) Визначаємо розрахункову потужність через к_max

P_р= к_max·P_см=2,54·7,3=17,1 кВт (10)

 (11)

10) Визначаємо загальну розрахункову потужність для групи приймачів

 (12)

11) Визначаємо розрахунковий струм для групи приймачів

 (13)

Розрахунок інших груп електроприймачів робимо аналогічно першій групі. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.

Правильний вибір числа й потужності трансформаторів на цехових трансформаторних підстанціях є одним з основних питань раціональної побудови СЕС.

Двох трансформаторні підстанції застосовують при значному числі споживачів 1 і 2-й категорії. Доцільне застосування двох трансформаторних підстанцій при нерівномірному добовому й річному графіках навантаження підприємства, при сезонному режимі роботи. Як правило, передбачається роздільна робота трансформаторів для зменшення струмів КЗ.

Вибір потужності трансформаторів виробляється виходячи з розрахункового навантаження об'єкта електропостачання, числа годин використання максимуму навантаження, темпів росту навантажень, вартості електроенергії, припустимої перевантаження трансформаторів і їхнього економічного завантаження.

Найвигідніша (економічна) завантаження цехових трансформаторів залежить від категорії ЕП, від числа трансформаторів і способів резервування.

Сукупність припустимих навантажень, систематичних і аварійних перевантажень визначає навантажувальну здатність трансформаторів, в основу розрахунку якої покладений теплове зношування ізоляції трансформатора. Припустимі систематичні навантаження й аварійні перевантаження не приводять до помітного старіння ізоляції й істотному скороченню нормальних термінів служби.

Припустимі аварійні перевантаження трансформаторів при виборі їхньої номінальної потужності залежать від тривалості перевантаження в плині доби, від температури навколишнього середовища й системи охолодження трансформатора.

1) Тому що в цеху переважають приймачі 2-й категорії, то доцільно вибрати 2 трансформатори для установки на цехову трансформаторну підстанцію.

2) Номінальну потужність трансформаторів визначаємо за умовою

 (14)

S_р=S+S^/, де S^/= кВа

S_р=125+12,9=137,9ВА (15)

,

де в_т – коефіцієнт завантаження трансформатора, для приймачів другої категорії приймається 0,7-0,8; S_р – розрахункова максимальна потужність об'єкта.

Приймаємо до установки трансформатор з номінальною потужністю 160 кВа.

3) Перевіряємо перевантажувальну здатність трансформатора в аварійному режимі за умовою

k_ав.п. < 1,4 – коефіцієнт аварійного перевантаження.

 (16)

Таке перевантаження трансформатора за умовою допускаються протягом 6 годин 5 доби.

4) За умовою коефіцієнт завантаження трансформатора ? живильні приймачі 2 і 3-й категорії надійності електропостачання повинен становити 0,5 - 0,7

 (17)

Умова по завантаженню трансформатора виконується.

Таким чином, приймаємо до установки на цехову трансформаторну підстанцію 2 трансформатори потужністю 160 кВа марки ТМ?160/10.

Основними споживачами реактивної потужності є асинхронні двигуни й індукційні печі. Проходження в електричних мережах реактивних струмів спричиняється додаткові втрати активної потужності в лініях, трансформаторах, генераторах електростанцій, додаткові втрати напруги, вимагає збільшення номінальної потужності або числа трансформаторів, знижує пропускну здатність всієї системи електропостачання.

Заходу щодо зниження реактивної потужності: природна компенсація без застосування спеціальних пристроїв, що компенсують; міри із застосуванням пристроїв, що компенсують.

До природної компенсації ставляться: упорядкування й автоматизація технологічного процесу, що ведуть до вирівнювання графіка навантаження; створення раціональної схеми електропостачання за рахунок зменшення кількості щаблів трансформації; заміна трансформаторів і двигунів трансформаторами й двигунами меншої потужності і їхнє повне завантаження; застосування синхронних двигунів замість асинхронних; обмеження тривалості холостий хід двигунів і зварювальних апаратів.

До технічних засобів компенсації реактивної потужності ставляться: конденсаторні батареї, синхронні двигуни, вентильні статичні джерела реактивної потужності.

Вибір пристроїв, що компенсують

1) Визначаємо потужність пристрою, що компенсує

 (18)

де tgц_k – є залежним від cosц_k=0,92, якому необхідно одержати після установки КУ, Р_м – загальна активна потужність системи електропостачання;

Вибираємо дві комплектні конденсаторні установки КУ – УКН-0,38-75УЗ потужністю Q_к.ст = 75 квар;

2) Визначаємо фактичний tg?

 (19)

3) Визначаємо cos? залежно від tg?

cosц_ф = cos (arctg ц_ф) = 0,97

Отриманий cosц_ф задовольняє умові, тому обрані пристрої, що компенсують, можна прийняти до установки.