После анализа ЭП здания все электроприемники с учетом их расположения и принадлежности к технологическим линиям разбиты на группы. Принимаем, что электроприемники запитываются от узла питания (ПР), установленного в электрощитовой, управление электроприемниками осуществляется с использованием щитов управления, устанавливаемых в удобных местах, с точки зрения технологического процесса. Для управления вентиляторами предусмотрена шкаф управления (ШУВ), Ввод в здание осуществляется двумя линиями с возможностью перевода питания на одну линию при выходе из строя питающей линии.
Рисунок 2.4 Структурная схема электрических сетей здания
2.5 Принципиальная схема распределительной сети
Принципиальная схема электрической сети зданий – это графический документ, дающий полное представление об электрической сети здания, на котором приведена информация обо всех электрических цепях всех аппаратов, устройствах и изделиях, необходимых для исполнения сети. Принципиальные схемы предназначены для полного ознакомления с электроустановками здания, производства электромонтажных работ в электроустановках, разработки других схем. Принципиальная схема составляется на основании разработанной структурной схемы.
Принципиальные схемы разрабатываются на основании структурных схем, они выполняются в соответствии с ГОСТ21.613-88, по форме приведенной в графической части курсового проекта. Электрические сети подразделяют на питающую и распределительную.
Вначале выполняется схема распределительной сети, а затем питающей. Начинают работу принципиальной схемы с вычерчивания линий шин РП, записывается информация по данному РП. Все аппараты и устройства обозначаются отрезками прямых линий. Принципиальная схема распределительной сети для здания родильного отделения представлена на листе 2 графической части проекта.
2.6 Принципиальная схема питающей сети
При выполнении схемы питающей сети необходимо учитывать категорию потребления по надежности электроснабжения. Данный объект относится ко второй категории электроснабжения. Исходя из вышеуказанного, здание питается по двум кабельным линиям, поэтому на вводе в здание устанавливаем вводное распределительное устройство. Принципиальная схема питающей сети для здания свинарника представлена на листе 1 графической части проекта.
3. Расчет электрических нагрузок
3.1 Цель расчета и обоснование принятого метода расчета
Определение электрических нагрузок является важнейшим этапом проектирования, как отдельных зданий и сооружений, так и предприятия в целом.
При расчете электрических нагрузок воспользуемся методом упорядоченных диаграмм. Мы можем использовать этот метод, так как наш объект является сельскохозяйственным объектом промышленного типа.
Метод эффективного числа электроприемников (другое название –метод упорядоченных диаграмм) является одним из наиболее точных и широко применяемых методов определения расчетных электрических нагрузок зданий.
Этот метод применяется для объектов, где известны данные о мощностях всех единичных электроприемников (ЭП).
В данном методе используется понятие – «эффективного числа электроприемников» - nэ . Это такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которая обуславливает то же значение расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности реальных ЭП.
,
где - суммарная мощность ЭП, кВт;
- реальное количество ЭП, шт;
- мощность одного ЭП, кВт.
3.2 Определение основных расчетных параметров – расчетной мощности на вводе, коэффициента мощности, полной мощности
Определение значений расчетных нагрузок (Pp , Qp , Sp , Ip) проектируемого объекта в основном сводится к нахождению числа nэ.
По известной величине nэ с использованием таблицы зависимости
Kp=f(nэ , Kи) находят величину коэффициента расчетной нагрузки Kp. Далее, применяя известные формулы, определяют искомые величины.
Расчетная мощность на вводе, кВт:
где - коэффициент расчетной мощности;
- коэффициент использования принимаем по [1], раздел 5.
Реактивная мощность, квар:
, при , или
, при
Полную мощность находим по формуле:
, кВА
Расчетный ток определяем по формуле:
, А
Решение:
Определяем величину ∑Рн .
Значение nэ округляем до ближайшего меньшего целого числа – nэ = 6.
Средневзвешенное значение коэффициента использования:
;
Одновременно определим средневзвешенное значение величины tqφ:
По таблице 3 для nэ = 6 и ки = 0,45 определяем величину расчетного коэффициента Кр=1,13
Расчетная активная нагрузка :
Расчетная реактивная нагрузка : так как n < 10:
Полная мощность расчетной нагрузки :
Расчетный ток в линии от ВУ к РП:
Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2
4. Выбор оборудования, аппаратов управления и защиты
4.1 Характеристика коммутационных аппаратов
Аппараты управления предназначены для включения, отключения и переключения электрических сетей и электроприемников, регулирования частоты вращения и реверсирования электродвигателей, нагревательных и других электроустановок. Аппараты управления и защиты выбирают по ряду параметров: номинальный ток, напряжение и др.. Кроме того, аппараты выбирают по климатическому исполнению (ГОСТ 15543-70), по степени защиты от воздействия окружающей среды (ГОСТ 14254-69) и другим параметрам в зависимости от назначения аппарата. От правильного выбора пусковой аппаратуры в большой мере зависит надежность работы, численные, количественные и экономические показатели производственного процесса, электробезопасности людей и животных.
4.2 Характеристика и расчет защитных аппаратов
Для устойчивой работы оборудования, а также защиты при различных ненормальных режимах выбираем электрические аппараты управления и защиты.
Выбор предохранителей.
FU1: Рн=2,2 кВт, =0,81, =0,83, Кi=6,5 и Рн=3,6 кВт
Расчетный ток определяется по формуле:
,
Максимальный ток определяем
,
Ток плавкой вставки предохранителя выбираем из двух условий:
1. ;
2. .
Выбираем предохранитель НПН2-60 с Iн=63А, Iвст=20А
Аналогичным образом выбираем остальные предохранители. Результаты выбора заносим в таблицу 4.2
Выбор электромагнитных пускателей:
Пускатели КМВ2, КМТ1 и КМТ2 выбираем серии ПМЛ в комплекте с кнопками управления (типа ПМЛ 112002). Пускатели установим на стене в электрощитовой, степень защиты пускателей IP54. Номинальный ток пускателя должен быть не менее номинального тока управляемого электродвигателя: для 1КМ − больше 5 А, для П1КМ − больше 8.5 А, для водонагревателя –больше 5,48 А. Номинальный ток пускателя ПМЛ 112002 – 10 А.
Таблица 4.2 Выбор предохранителей
|
Обозначение по принципиальной схеме |
Ток,А |
a |
Iм/a |
Защитный аппарат |
||||
|
Iр |
Iм |
Обоз-начение |
Тип |
Iн,А |
Iвст,А |
|||
|
1Н1 |
10,48 |
37,98 |
2,5 |
18,48 |
FU1 |
НПН2 |
63 |
20 |
|
2Н1 |
0,83 |
4,15 |
2,5 |
1,66 |
FU2 |
НПН2 |
63 |
2 |
|
4Н1 |
12,02 |
78,86 |
2,5 |
31,54 |
FU3 |
НПН2 |
63 |
40 |
|
П1Н1 |
8,5 |
59,5 |
2,5 |
23,8 |
FU4 |
НПН2 |
63 |
25 |
|
В1Н1 |
4,83 |
24,15 |
2,5 |
9,66 |
FU5 |
НПН2 |
63 |
16 |
4.3 Окончательный выбор ВРУ и РП
Водное устройство выбираем по условиям:
где номинальный ток вводного устройства, А;
расчетный ток на вводе в здание, А.
;
В качестве вводно-распределительного устройства будем использовать
ВРУ-Ин1-0500У3,и дифференциальные автоматы АД14/4/25/300 на отходящих линиях .
Учитывая пять отходящих линий выбираем один распределительный пункт типа ШР11-73701-22У3, Iн.шкафа=250А
5. Расчет сечений кабелей и проводов
Для питания электроприемников принимаем кабель с алюминиевыми жилами АВВГ.
Расчет сечений кабелей.
Задачи расчета электропроводок является выбор сечений проводников. При этом сечения проводников кабеля должны быть наименьшими и удовлетворять следующим требованиям:
а) допустимому нагреву;
б) электрической защиты отдельных участков сети;
в) допустимым потерям напряжения;
г) механической прочности.
В отношении механической прочности выбор сечений сводится к просто выполнению нормативных требований по ГОСТ 30331.1-85. В нем приведены минимальные сечения проводников, которые могут быть использованы при выборе электропроводок в здании.
Расчет по определению сечений внутренних электропроводок ведется в следующей последовательности:
1) определяют номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи вставок расцепителей автоматических выключателей;
2) определяют допустимый ток проводника:
а) по условию нагревания длительным расчетным током:
(5.1)
б) по условию соответствия сечения провода выбранному току срабатывания защитного аппарата:
(5.2)
где длительно-допустимый ток проводника, А;
длительный расчетный ток электроприемника или
рассматриваемого участка сети, А;
поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки
проводов и кабелей;
кратность допустимого тока проводника по отношению к
номинальному току или току срабатывания защитного аппарата;
номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А.
Выбранное сечение проводника проверяем по допустимой потере напряжения, которая в конце участка линии не должна превышать 5%:
(5.3)
где расчетная мощность, передаваемая по линии, кВт;
длина линии, м;
коэффициент, зависящий от материала жилы, рода тока, значения напряжения и системы распределения электроэнергии (для трехфазной сети с нулевым проводником, напряжением 380/220В выполненной алюминиевым проводом С=46; медным С=77);
площадь сечения токопроводящих жил, .
Рассчитываем сечение кабеля для линии В1Н1
Определяем допустимый ток проводника:
а) по условию нагревания длительным расчетным током:
Принимаем нормальные условия прокладки проводника (температура среды для проводов равна +25 градусов, а для кабелей +15) численное значение Кп=1.
б) по условию соответствия сечения проводника выбранному току срабатывания защитного аппарата:
По приложению 8(2) принимаем сечение кабеля:
Сечение нулевого рабочего и нулевого защитного проводника выбираем равным сечению токопроводящих жил. Принимаем кабель АВВГ 5x2,5. Проверяем выбранное сечение проводника по допустимой потере напряжения, которое для внутренних электропроводок не должно быть больше 4%:
Следовательно, сечение кабеля выбрано правильно.
Аналогично производим выбор сечений кабелей для остальных участков электропроводок, а данные по выбору сводим в таблицу 5.1
Таблица 5.1 Выбор сечений проводов и кабелей
|
№ участка |
По расчету Iр.,А |
По току защитного аппарата, Iз.а,А |
Iд.табл.,А |
Марка и сечение пр. |
Длина, м |
ΔU,% |
|
1Н1 |
10,48 |
20 |
19 |
АВВГ 5 × 2.5 |
8 |
0,4 |
|
2Н1 |
0,83 |
2 |
19 |
АВВГ 5× 2.5 |
12,4 |
0,03 |
|
4Н1 |
12,02 |
40 |
27 |
АВВГ 5× 4 |
58 |
1,73 |
|
П1Н1 |
8,5 |
25 |
19 |
АВВГ 5 × 2.5 |
17,2 |
0,6 |
|
В1Н1 |
4,83 |
16 |
19 |
АВВГ 4 × 2.5 |
1,5 |
0,02 |
6. Выбор типов электропроводок здания. Обоснование конструктивного исполнения
В отношении опасности поражения людей электрическим током здания относятся к помещениям с повышенной опасностью, так как помещение является сырым с химически активной средой.
При проектировании сельскохозяйственных объектов следует применять следующие способы прокладки электропроводок:
- на тросе;
- на лотках;
- в коробах;
- в пластмассовых и стальных трубах;
- в металлических гибких рукавах;
- в каналах строительных конструкций.
Учитывая условия среды и строительные особенности нашего объекта, а также экономическую целесообразность будем выполнять электропроводку по строительным конструкциям на скобах и на тросах с высотой прокладки 2,7 м. Для силовой электропроводки применяем кабель АВВГ.
Трассы электропроводок выполняем параллельно или перпендикулярно стенам зданий или сооружений. Всю электропроводку до электромагнитных пускателей выполняем пятижильным кабелем типа РЕ, после них – четырехжильным кабелем.
7. Разработка схемы принципиальной электрической управления
7.1 Анализ технологического процесса и требования к управлению
Необходимо разработать схему управления водонагревателем. Нагреватель предусматривает два режима работы: ручной, кнопками управления и автоматический, включение при снижении температуры воды ниже 300С и отключение при нагреве воды до 600С, а также отключение нагревателей при снижении уровня воды ниже минимального.
7.2 Разработка схемы и выбор элементов схемы
Произведем выбор электромагнитного пускателя КМ для электронаревателя:
Электромагнитные пускатели выбирают в зависимости от:
- условий окружающей среды;
- номинальному току: ;
- по номинальному напряжению:
- по напряжению катушки пускателя:
Исходя из требований выбираем электромагнитный пускатель серии
ПМЛ 11-2002 на номинальный ток 10А, номинальное напряжение 380В.
Произведем выбор автоматического выключателя QF, выбор производим по условиям:
1) номинальному напряжению (
2) номинальному току (
3) номинальному току теплового расцепителя ();
4) по числу полюсов, конструктивному и климатическому исполнению, категории размещения и степени защиты.
Расчетный ток линии:
Определяем расчетный ток теплового расцепителя:
где коэффициент надежности, учитывающий разброс по току
срабатывания теплового расцепителя, принимается от 1.1 до 1.3;
Выбираем автоматический выключатель АЕ2023, Iн.выкл.=16А, Iн.т.р.=8 А.
Выбираем пусковые кнопки типа КЕ041, пакетный переключатель ППК16-11С23УХЛ3.
7.3 Описание работы принципиальной схемы управления
При включении автоматического выключателя QF,подаётся питание в цепь управления электронагревателя.
При положении рукоятки переключателя SA в положении «А» регулирование температуры происходит в автоматическом режиме, вода нагревается до температуры 600С после чего срабатывает датчик температуры SK2 и отключает нагреватели, когда вода остынет до температуры 300С сработает датчик температуры SK3 и включит нагреватели. При положении рукоятки переключателя SA в положении «Р» нагрев воды происходит в ручном режиме . При нажатии кнопки SB2 запитывается катушка магнитного пускателя KM, который своим блок контактом KМ шунтирует кнопку SB2, одновременно с этим, магнитный пускатель KM замыкает свои силовые контакты , тем самым включает нагреватели ЕК. Нагрев будет продолжаться до тех пор, пока вода не нагреется до 1000С, отключение обеспечит датчик температуры SK1. В схеме предусмотрен датчик уровня, который не позволит включить нагреватели если в нем нет воды.
Реферат
В проекте дана краткая характеристика объекта электрификации и описание технологических процессов: приведены краткие характеристики электрооборудования объекта; подсчитана мощность на вводе в здание, выбрано ВРУ, коммутационная и защитная аппаратура, рассчитаны сечения проводов и кабелей.
Литература
1.Правила устройства электроустановок (ПУЭ).
2.Основы проектирования энергооборудования. Методические рекомендации к курсовому проекту. А.А.Дацук, В.Е. Шестерень, И.Н.Шаукат. - Мн.: БГАТУ, 2005-51с.
3.Практикум по дисциплине «Основы проектирования энергооборудования.
А.К.Замберов, Е.И.Лицкевич. - Мн.: БГАТУ, 2004-82с.
4Проектирование электроустановок. Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию. Е.К. Лицкевич, П.В. Кардашов,. Мн.:БГАТУ,2008-53с.
Страницы: 1, 2
