Электрические нагрузки ремонтно-механического цеха

Введение

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Система распределения и потребления электроэнергии, получаемой от энергосистем, строится таким образом, чтобы удовлетворялись основные требования электроприемников, находящихся у потребителей.

Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического включения резерва, контроля и сигнализации.

Качество электроснабжения определяется поддержанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением в сети высших гармоник, несинусоидальности и несимметричности напряжения.

Экономичность электроснабжения достигается путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств и компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.

Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения, выполнение с высокими технико-экономическими показателями этой системы, надежное и качественное электроснабжение промышленных предприятий. В результате увеличивается электровооруженность труда в промышленности и в других отраслях народного хозяйства, которая представляет собой количество электроэнергии на одного работающего (МВт/чел.год), а это в свою очередь обеспечивает рост производительности труда и степень его механизации.

1. Основные характеристики электрических нагрузок РМЦ

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплутационные расходы, надежность работы электрооборудования.

При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов её работы, потребителя электроэнергии рассматривают в качестве нагрузок.При этом необходимо учитывать, что режимы работы приемников электроэнергии разнообразны и меняются во времени.

В практике проектирования систем электроснабжения применяют различные методы определения электрических нагрузок. Для расчета цеха воспользуемся методом упорядоченных диаграмм. По этому методу расчетную активную нагрузку приемников электроэнергии на всех ступенях питающей и распределительной сетей определяют по средней мощности и коэффициенту максимума. До этого все электроприемники разбивают на группы по расположению в цехе или по присоединениям к шкафам или шинопроводам.

Значение коэффициента максимума зависит от коэффициента использования данного узла эффективного числа электроприемников. Под эффективным числом приемников понимают число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обуславливает ту-же расчетную нагрузку, что и данный рассматриваемый узел различных по номинальной мощности и режиму работы приемников. Коэффициент максимума можно определить по кривым или таблицам.

В методе упорядоченных диаграмм принята допустимая для инженерных расчетов погрешность равная 10%. Однако, на практике прменение этого метода обуславливает погрешность 20-40% и поэтому применение его требует тщательного анализа исходных данных и результатов расчета.

2. Расчет электрического освещения цеха

Помещения в которых необходимо рассчитать освещение а также нормативная освещенность для различных помещений цеха по [10 табл.24] выбираем:

Цех -300Лк

Инструментальный склад - 75Лк

Начальник цеха и комната мастеров - 200Лк

Коридор - 75Лк

Раздевалки - 75Лк

 

2.1 Расчёт рабочего освещения основной площади цеха

Освещение применяем равномерное, используя лампы типа ДРЛ и светильники типа УПДДРЛ. Расчёт ведём по методу коэффициента использования.

Исходные данные для расчёта:

а) высота цеха - H=10 м;

б) по табл.4-4а [104], для ремонтно-механического цеха, находим:

- плоскость нормирования освещения и её высота от пола (м) - Г-0,8 (h_Р =0,8 м);

- разряд и подразряд зрительной работы - IIв+1;

- нормируемая освещённость - Е_Н =300 Лк;

- коэффициент запаса - к_З =1,5;

показатель ослеплённости - Р=20;

в) из §3-5 [1.52] и табл. 3-7 [1.55], для светильников типа УПДДРЛ, имеем:

- кривая силы света - Д;

свес светильников - h_С =0,5 м;

г) принимаем, что в цехе чистый побеленный потолок и стены при незавешенных окнах. Тогда, по табл. 5-1 [126], имеем коэффициенты отражения от потолка, стен и рабочей поверхности соответственно - ρ_П =0,5; ρ_С =0,3; ρ_Р =0,1.

Определяем расчётную высоту подвеса светильников:

Н_р=H-h_С -h_Р  (1.10)

Н_р=10-0,5-0,8=8,7 м.

По табл. 4-16 [123] при кривой силы света Д(косинусная)- коэффициент λ=1,4 находим отношение расстояния между соседними светильниками к расчетной высоте:

l=L/h=1,4 => L=h∙1,4=8,7∙1,4=12,2 м,

но, исходя из линейных размеров цеха принимаем L_а=7,5 м. L_в=7,5 м, l_А=2,25м. l_В=3м.

По ф-ле (5-3) [125] находим индекс помещения:

 (1.11)

где А - длина помещения, м;

В – ширина помещения, м.

i = =2,76

далее, по табл. 5-10 [135], находим коэффициент использования при принятых ρ_П=0,5; ρ_С=0,3; ρ_Р =0,1, и определённом i =2,76: u =0,595. По ф-ле(5-1) [125] находим потребный световой поток ламп в каждом светильнике:

 (1.12)

где z =1,15 - отношение Е_СР/Е_min;

N_СВ - число светильников.

Ф_треб. ==45087,73 Лм.

По табл. 2-15 [28] принимаем лампу ДРЛ1000, Р_Л =1000 Вт, Ф_Л =50000 Лм, cos=0.57 что составляет (50000/45087,73)∙100% =110,9% и не выходит за предел (-10%,+20%,) что допустимо. Фактическая освещённость будет следующей (см. (1.12)):

Е_факт. =Е_Н ∙=300=332,7 Лк.  

Проверим освещение цеха при помощи точечного метода. Для этого берём три характерные точки и группу светильников, которые освещают эти точки (см. рис. 1.1). Определяем расстояния от каждого светильника до точек (d_i), и данные заносим в табл. 1.2. По рис. 6-27 [190] по пространственным изолюксам находим условную освещённость (е_i) для каждой точки, в зависимости от расстояния до светильника, и заносим данные в ту же таблицу.

Таблица 1.2. Определение условной горизонтальной освещенности для точек А,В,С

№светильника	dA,м	dB,м	dC,м	eA,Лк	eB,Лк	eC,Лк
1	11,86	13,52	14,18	0,3	0,18	0,15
2	11,86	11,25	11,3	0,3	0,4	0,4
3	11,86	15,5	16,56	0,3	0,11	0,07
4	5,3	8,4	9,4	2	0,9	0,7
5	5,3	3,75	3,92	2	2,7	2,7
6	11,86	15,5	16,56	0,3	0,11	0,07
7	5,3	8,4	9,4	2	0,9	0,7
8	5,3	3,75	3,92	2	2,7	2,7
Сумма	-	-	-	9,2	8	7,49

Далее, по (6-2) [1.178] определяем освещённость в каждой точке:

Е_i =, (1.13)

где μ=1,2 - коэффициент, учитывающий дополнительную освещённость от удалённых светильников и световых потоков отраженных от стен, потолка и рабочей поверхности.

Е_А ==352,67 Лк (=∙100%=117,56%);

Е_В ==306,67 Лк (=∙100%=102,22%)

Е_В ==287,12Лк (=∙100%=95,7%)

Установленная мощность рабочего освещения:

Р_у=50*1000=50000 Вт;

Q_у=Р_у * tg j =50000*1,441 = 72050 Вт

 

2.2 Расчёт эвакуационного освещения цеха

Данное освещение выполняется по середине обоих проездов вдоль всей длины цеха. Применяются светильники типа ППД-100 (см. табл.3-4 [45]) c лампами накаливания типа Б220-100, Р_Л =100 Вт, Ф_Л =1350 Лм (см. табл.2-2 [13]). По (1.11) определяем индекс «помещения» для полосы дороги:

i = =0,435

По табл. 5-3 [128] находим u =0,2. Преобразовав (1.12) находим освещённость, создаваемую шестью светильниками:

Е_факт= (1.14)

Е_факт ==3,26Лк,

что входит в допустимые пределы 0,5-15 Лк (см. §5-1 [1.124]).

Установленная мощность -- Р_у=2´(6*100)=1200Вт;

2.3 Расчет аварийного освещения

Нормативную освещенность аварийного освещения примем Е_н=15Лк; по плану выбираем 25 ламп. Для аварийного освещения используем лампы накаливания в светильниках ППД.

Найдем световой поток одной лампы:

При u =0,53; К_З=1,3- для ламп накаливания;

Ф_л == 4196Лм

По табл.2-16 выбираем лампу накаливания Г-220-300 Ф_н=4600Лм; U_н=220В, Р=300Вт;

Установленная мощность Р_у=25*300=7500Вт;

Щиток аварийного освещения имеет независимое питание от рабочего.

2.4 Расчёт рабочего освещения кабинета начальника цеха. и комнаты мастеров

Данные помещения одинаковы по площади и, следовательно имеют одинаковые системы освещения. Расчет проводим для обоих помещений одинаково.

Освещение применяем равномерное, используя люминесцентные лампы и светильники типа ЛПО (две лампы в светильнике).

Исходные данные для расчёта:

а) высота помещений - H=3 м;

б) по табл.4-4к [1.93], для данных помещений, находим:

- плоскость нормирования освещения и её высота от пола (м) - Г-0,8 (h_Р =0,8 м);

- разряд и подразряд зрительной работы - Iв;

- нормируемая освещённость - Е_Н =200 Лк;

- коэффициент запаса - к_з =1,5;

- показатель ослеплённости - Р=20;

в) из §3-6 [1] и табл. 3-9 [59], для светильников типа ЛПО, имеем:

- кривая силы света - Г;

- свес светильников - h_С =0,2 м;

г) принимаем, что в помещениях чистый побеленный потолок и стены при незавешенных окнах. Тогда, по табл. 5-1 [1.127], имеем коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности соответственно - ρ_П =0,5; ρ_С =0,3; ρ_Р =0,1.

Расчёт ведём по методу коэффициента использования. По (1.10)

Н_р=3-0,2=2,8 м.

По (1.11) находим индекс помещения:

i = =1,286.

По табл. 5-10 [135] находим u =0,455.

Принимаем, что в помещениях установлено два ряда светильников, тогда, по (1.12) определяем требуемый поток от одного ряда светильников (вместо N_СВ подставляем число рядов):

Ф_{треб.ряда} == 20472,53 Лм.

По табл. 2-12 [24] принимаем лампу ЛБ80-4, Р_Л =80 Вт, Ф_Л =3680 Лм, cosj = 0,95 тогда число светильников в ряду равно 20472,53/(3680 ∙2)≈3 Фактическая освещённость будет следующей (см. (1.12)):

Е_факт. =Е_Н ∙=200 ∙=215,7Лк,

что составляет (215,7/200)∙100%=107,85%, что допустимо.

Установленная мощность

Р_у=6*(2х80)+6*(2х80) =1920Вт;

Q_у=Р_у * tg j =1920*0,328 = 630 Вт

  2.5 Расчет освещения коридора

Высота помещения Н=3м используем люминесцентные лампы со светильниками ЛПО-02

Н_р=2м; L=3,3м; L_ст=1м

По табл.21.3 u =0,33

Принимаем, что в помещениях установлен один ряд светильников, тогда, по (1.12) определяем требуемый поток от одного ряда светильников (вместо N_СВ подставляем число рядов):

Ф_{треб.ряда} ==9315 Лм.

Ф==1552,5Лм

По табл.2-12[1.24] выбираем лампы ЛБ-30-4 Ф_н=1995Лм; Р_у=30Вт, тогда число светильников в ряду равно 9315/(1995 ∙2)≈3 Фактическая освещённость будет следующей (см. (1.12)):

Е_факт. =Е_Н ∙=75 ∙=96,38Лк,

Р_у=6*30=180Вт;

Q_у=Р_у * tg j =180*0,328 = 59,04 Вт

2.6 Расчет освещения раздевалки

Н_р=2м; L=1,3м; L_ст=0,9-1,5м

i ==1,5

По табл. 5-10 [135] находим u =0,55.

Ф==1058,5Лм

По табл.2-12[1.24] выбираем лампы ЛБ-20-4 Ф_н=1120Лм;

Р_у=4*(2х20)+4*(2х20) =320Вт;

Q_у=Р_у * tg j =320*0,328 = 105 Вт

2.7 Расчет освещения инструментального склада

Габариты помещения-(12х6х5,5)м. Высота подвеса светильников:

Н_р=5,5-1,2-0,8=3,5м;

L=3,5*1,4=5м;

L_ст=1,5-2,5м

По табл.5-3 для ППД500 u = 0.21

Р_у=6*500=3000Вт;

Суммарная мощность рабочего освещения:

Р_Σраб=50000+1920+180+320+3000=55420 вар;

Q_Σраб= 72050 + 630 +59,04+105= 72844,04 вар;

Суммарная активная мощность аварийного, эвакуационного и рабочего освещения:

Р_Σ= Р_ΣАВ +Р_ΣЭВ + Р_Σраб = 7500+1200+55420=64120 Вт=64,12кВт.

2.8 Расчет уличного и охранного освещения предприятия

Для освещения дорог на территории предприятия применяем лампы ДРЛ400 с типом светильника СКЗПР-400, Ф=19000Лм по [1.243]. Ширина дороги b=10м, с высотой подвеса h=10м. Отношение b:h=10:10=1. По табл 9-3[1.244] находим коэффициент использования по яркости: h_L=0,075.

Найдем необходимый поток в Лм/м² по [245]:

, (1.15)

где L - нормированная яркость, Кд/м²;

к- коэффициент запаса;

Найдем площадь, которую может осветить одна лампа.

При Ф_н=19000Лм 19000:25=750м²

Зная площадь легко определить расстояние между светильниками, при b=10м, L=750:10=75м²