Методические рекомендации по дисциплине : "Электроснабжение"
методическая разработка на тему

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

«Электроснабжение»

Содержание

Введение

1.Требования к освоению дисциплины

2. Разделы и краткое содержание дисциплин

3. Задания к выполнению курсовой работы

4. Оформление курсовой работы

5.Контрольные вопросы к экзамену

6.Литература

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях важнейшими задачами специалистов, осуществляющих проектирование и эксплуатацию СЭС промышленных предприятий, являются правильное определение электрических нагрузок,  рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение необходимой степени надёжности электроснабжения и качества электроэнергии на зажимах электроприемниках, электромагнитной совместимости приемников электроэнергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

        Эти задачи невозможно решить без знания дисциплины "Электроснабжение", которая является достаточно важной, профилирующей, дающей основу для подготовки и успешной практической деятельности бакалавра  по специальности теплотехника и теплоэнергетика.

        Целью дисциплины " Электроснабжение" является подготовка специалиста высокой квалификации, способного выполнять задачи, связанные с обеспечением потребителей  промышленных  предприятий надежным и экономичным электроснабжением при нормированным качестве электроэнергии и эксплуатацией электроприводов.

        В процессе изучения дисциплины: "Электроснабжение" достигаются следующие задачи:

- теоретическое  и прикладное развитие дисциплин естественнонаучного образовательного  цикла: математики, физики и пр.;

- обеспечение освоения дисциплин цикла ДС по специальности ТиТ;

- достижение студентами необходимого минимума  "знать и владеть" при освоении данной дисциплины.  

1.Требования к уровню освоению дисциплины

Учебной дисциплиной «Электроснабжение» предусматривает изучение систем электроснабжения промышленных  объектов, систем заземления, электрооборудования сетей промышленных зданий, молниезащиту зданий и сооружений, сертификацию электроустановок.

        По данной дисциплине предусматривается выполнение курсовой работы и экзамен, охватывающих все разделы  учебной программы.

        Материал, выносимый на установочные и обзорные занятия, а также перечень выполняемых практических занятий определяется учебным заведением в  соответствии учебного плана.

        На установочных занятиях студентов знакомят с программой дисциплины, методикой работы над учебным материалом и выполнения курсовой работы.

        Варианты курсовой работы составлены применительно к действующей  программе по дисциплине. Выполнение курсовой работы определяет степень усвоения студентами изученного материала и умения применять полученные знания при решении задач.

        Обзорные лекции проводятся по сложным для самостоятельного изучения темам программы.

        Проведение практических занятий предусматривает своей целью закрепление теоретических занятий и приобретение необходимых практических изменений по программе учебной дисциплины.

        Учебный материал рекомендуется изучать в той последовательности, которая дана в методических указаниях:

        - ознакомление с примерным тематическим планом и методическими указаниями по темам;

        - составление ответов на вопросы самоконтроля, приведенные после каждой темы.

        В процессе обучения необходимо уделять внимание вопросам техники безопасности и охраны труда.

        В результате изучения дисциплины студент должен:

 иметь представления:

        - о схемах электроснабжения зданий; технических средствах учета, контроля энергоносителей; электроснабжающих технологиях; светодизайне малых архитектурных форм;

знать:

        -основные системы заземления, специальные источники света, требования к сертификации электроустановок зданий;

уметь                          

        - определять электрические нагрузки потребителей, выбирать системы заземления, используя справочно-нормативную литературу.

        При изучении материала необходимо соблюдать единство терминологии, обозначений, единиц измерения в соответствии с действующими стандартами (СНиПами и ГОСТами).

2.Разделы и краткое содержание дисциплины

Введение

Раздел 1.Системы электроснабжения промышленных предприятий.

 Понятия о системах электроснабжения объектов. Схемы внутреннего электроснабжения объектов. Схемы внешнего электроснабжения объектов.

Раздел 2.Системы заземления.

 Основные характеристики систем заземления. Заземляющие устройства и заземляющие проводники. Системы уравнивания потенциалов в зданиях промышленных объектов. Требования к выполнению систем заземления. Требования к устройствам защитного отключения.

Раздел 3.Молниезащита зданий и сооружений.

 Молниезащита зданий и сооружений. Способы  молниезащиты, выбор защитного оборудования. Конструкция молниеотводов, заземлителей, устройство молниезащиты.

Раздел 4.Сертификация электроустановок и лицензирование деятельности предприятий по обеспечению работоспособности электрических сетей.

Системы сертификации. Региональные целевые программы энергосбережения. Лицензирование деятельности предприятий по обеспечению работоспособности электрических сетей.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Введение

        При изучении темы необходимо ознакомиться с целями и задачами дисциплины., основными терминами электрооборудования специальных установок (ВУ, ГРЩ, РП, ВРУ, групповой щиток, квартирный щиток, этажный распределительный щиток, электрощитовое помещение).

Вопросы для самоконтроля

1.Каковы цели и задачи изучаемой дисциплины?

2.Дайте определения ВРУ, ГРЩ, РП?

Раздел 1.СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ  ОБЪЕКТОВ

Тема 1.1 Понятия о системах электроснабжения объектов

        При изучении темы необходимо понять назначение каждого элемента в системе электроснабжения, рассмотреть структурные схемы энергетической системы.

Вопросы для самоконтроля

1.Какова структура энергетической системы?

2.Перечислите основные элементы системы электроснабжения. Каково назначение каждого из них?

3. Назначение и роль объединенных энергетических систем.

4.Какие требования предъявляются к системе электроснабжения?

5.Как происходит распределение электрической энергии в системе городского хозяйства?

Тема 1.2 Схемы внешнего и внутреннего электроснабжения

         При изучении темы необходимо запомнить назначение и элементы систем внешнего и внутреннего электроснабжения, ознакомиться со схемами городской электрической сети и шкалой стандартных напряжений.

Вопросы для самоконтроля

1.Назовите элементы систем внешнего и внутреннего электроснабжения промышленного предприятия?

2. Назовите элементы систем внешнего и внутреннего электроснабжения гражданских зданий?

3.Что называется петлевой линией в распределительной сети города?

4.Назовите область применения напряжения 380В, его достоинства и недостатки.

5.Перечислите основные показатели качества электроэнергии по ГОСТ 13109-87

6.Охарактеризуйте категории электроприемников по надежности электроснабжения.

Тема 1.3 Схемы распределения электрических нагрузок промышленных предприятий

        В результате изучения темы студент должен иметь представление о схемах распределения электрической энергии промышленных предприятий.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое питающие сети?
2. Какие линии в осветительной сети называют групповыми?
3. Охарактеризуйте распределительные сети.
4. Что представляет собой комплексная схема распределения электроэнергии?

Раздел 2.СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

           В результате изучения темы студент должен иметь представление о схемах заземления, выбирать необходимую с помощью нормативно- технической документации

Вопросы для самоконтроля

         1.Что называют сопротивлением заземляющего устройства?

        2. Как конструктивно выполняют заземляющие устройство?

        3. Как определить сопротивление заземляющего устройства?

        4.Что подлежит занулению в гражданских зданиях?

        5.Для чего предназначена главная заземляющая шина7

        6.Что используют в качестве естественных заземлителей?

        7. Имеют ли искусственные заземлители окраску?

        8.В чем заключена сущность основной системы уравнивания потенциалов?

9.Чем система заземления TN - C  отличается от системы заземления TN – S?

10. Какие типы УЗО устанавливаются на вводах в дома повышенной комфортности?

11. Обязательна ли установка УЗО в ванных комнатах?

        12. Охарактеризуйте  особенности работы системы заземления ТТ?

Раздел 3.Молниезащита зданий.

Тема3.1. Молниезащита зданий и сооружений.

        При рассмотрении темы необходимо уяснить понятие защита зданий и сооружений от поражения молнией, В зависимости от степени взрывоопасности помещений  и характера воздействия молнии, значимости и технологических особенностей объекта все здания и сооружения подразделяются на 3 категории.

Вопросы для самоконтроля:

1. Охарактеризуйте помещения 1 категории опасности?

2.К какой категории относятся животноводческие строения, высокие сооружения типа труб, башен, монументов, мелкие строения с/х местности, где чаще всего используются сгораемые конструкции?

Тема 3.2. Способы молниезащиты, выбор защитного электрооборудования.

        При изучении темы необходимо уяснить понятия: прямой удар молнии, вторичное проявление молнии, запас высокого потенциала, молниеотвод, разобраться на основании каких показателей осуществляется выбор защитного электрооборудования.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое прямой удар молнии?
2. Охарактеризуйте зоны защиты молниеотводов типа А и Б?
3. В чем заключается отличие двойного молниеотвода от одиночного?
4. Для защиты зданий какой категории применяются сетки?
5. Требования к выполнению защиты зданий и сооружений первой категории?

Тема 3.3. Конструкция молниеотводов, заземлителей, устройств молниезащиты зданий.

        При изучении темы необходимо        ознакомиться с конструкцией молниеотводов, уяснить понятия: заземлитель молниезащиты, естественные и искусственные заземлители.

Вопросы для самоконтроля:

1.Что используется в качестве естественных заземлителей при защите зданий и сооружений от поражения молнией?

2.Какие требования предъявляются к расположению искусственных заземлителей?

3.Что представляет собой зона защиты одиночного молниеотвода?

Раздел 4. Сертификация электроустановок.Лицензирование деятельности предприятий по обеспечению работоспособности сетей..

Тема 4.1. Система сертификации.

        В результате  изучения темы необходимо иметь представление о системе сертификации; функции, обязанности и права участников сертификации; знать перечень и содержание документов на получение сертификатов электроустановок.

Вопросы для самоконтроля:

1.Функции органов по сертификации электроустановок зданий?

2.Какие операции проводятся в процессе сертификационных испытаний?

3.Цели и принципы сертификации?

4.Приведите перечень документов, необходимых для получения сертификатов на электроустановки?

4.2. Региональные целевые программы энергосбережения.

        В результате  изучения темы необходимо иметь представление о приоритетных направлениях энергосбережения в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, транспорте и других отраслях.

Вопросы для самоконтроля:

1.Охарактеризуйте Федеральную целевую программу «Электроснабжение России»?

2.Региональный закон «Об энергосбережении».

Тема 4.3.Лицензирование деятельности предприятий по обеспечению работоспособности сетей.

        В результате  изучения темы необходимо иметь представление  о лицензировании электрических сетей. Ознакомиться с постановлением правительства Российской Федерации «Положение о лицензировании деятельности и работоспособности электрических и тепловых сетей».

Вопросы для самоконтроля:

1.Перечислите лицензионные требования и правила оформления лицензий.

2.Приведите перечень и содержание документов на получении лицензии.

3.Задания к выполнению курсовой работы по дисциплине: «Электрические сети предприятий»

Выполнение курсовой работы поможет студентам углубленно изучить курс по дисциплине: «Электрические сети предприятий» и выработать навыки самостоятельной работы с нормативно-технической документацией. Курсовая работа носит как обучающий характер, так и контролирующий характер.        

В курсовой работе: " Электрические сети предприятий" выполняется проектная разработка схемы и конструкции электрической сети предприятия строительной индустрии.

Содержание курсовой работы:

1.Пояснительная записка

2.Графическая часть

1. Пояснительная записка

Введение

Расчетная часть.

1. Определение категории электроприемников  проектируемого объекта.

2. Описание  схемы силовой сети.

3. Расчет  электрических нагрузок проектируемого объекта.

4. Распределительная сеть: выбор, расчет, защита.

5. Питающая сеть: выбор, расчет, защита.

6. Расчет и выбор компенсирующих устройств.

7. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов.

8. Выбор  типов подстанции.

9. Светотехнический и электрический расчет осветительной установки.

10.Расчет и выбор релейной защиты

11. Расчет заземляющего устройства, его монтаж

12. Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации электрических сетей

13. Спецификация на проектируемое оборудование.

2. Графическая часть курсовой работы.

 План размещения силового электрооборудования с указанием схемы электрической сети объекта и спецификации оборудования.

Исходные данные для проектирования:

         План размещения силового оборудования определенного  цеха (по заданию указаны его габариты) предприятия строительной индустрии в соответствии с заданным вариантом, перечень  электрооборудования с установленными мощностями.

        Отчётный материал:

- пояснительная записка на листах формата А4  со штампом объёмом 35...40 стр.   напечатанного  текста;

- план силового электрооборудования  на листе формата А1 с обозначенной схемой       электрической сети цеха, с указанием марки и типа кабеля (провода), его длины.

- спецификация оборудования  рассчитанной продукции

Студент выполняет курсовую работу в зависимости от шифра зачетной книжки.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Механическое отделение

 Механическое отделение

Таблица 4

Сырьевое  отделение

СЫРЬЕВОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Таблица 5

НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ПЕРЕКАЧКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ СТОКОВ

НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ПЕРЕКАЧКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ СТОКОВ

4.ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

  Научно-технический прогресс предполагает повышение производительности труда, технического уровня и качества продукции, радикальное улучшение использования материалов, топлива и энергии. Именно с этих позиций следует рассматривать вопросы технической эксплуатации и ремонта электрического и электромеханического оборудования.

     1. Определение категории электроприемников  проектируемого объекта.

  В разделе приводиться характеристика проектируемого объекта, перечисляется оборудование цеха и определяется категории объектов.

2. Описание  схемы силовой сети.

Электроснабжение современных промышленных предприятий осуществляется как правило трехфазным переменным током с частотой 50 Гц.  Для получения постоянного тока обычно применяют преобразователи, которые преобразуют ток в постоянный .

В разделе определяется схема силовой сети (радиальная, магистральная, смешанная), описывается принцип ее построения.

3. Расчет  электрических нагрузок проектируемого объекта.

При проектировании силовых электрических   сетей большое значение имеет правильное определение расчетных электрических нагрузок от которых зависит капитальные затраты, расход проводниковой продукции, значение потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы. Завышение нагрузки свыше допустимых ведет к перерасходу проводникового  материала    и удорожанию строительства, уменьшению пропускной  способности электрической сети  и нарушению нормальной работы силовых электроприемников.

Для определения расчетной нагрузки может быть использован  метод коэффициента максимума. При использовании метода коэффициента максимума, все электроприёмники разбиваются на группы с одинаковыми значениями коэффициента использования и мощности. Данные заносим в таблицу для каждой группы потребителей при этом необходимо учитывать, что номинальная мощность Рном  должна быть  приведена к повторности включения равной единице( ПВ=1).

                  Определяем модуль силовой сборки M:

 M =Pmax/Pmin,                                                    

где:Pmax - максимальная мощность групп потребителей, кВт.

   Pmin - минимальная мощность групп потребителей,

кВт.

    M =>3.

        Следовательно, для определения расчетной нагрузки может быть использован метод коэффициента максимума.              

            По таблице для характерных групп электроприёмников записываем значение коэффициента использования, коэффициента мощности, тангенса угла. Для каждой группы электроприёмников определяем среднюю активную, реактивную нагрузку за наиболее загруженную смену.

        Определяем среднюю активную нагрузку:

        Рсм =Ки×Pном,                                                  

где: Ки-коэффициент использования.

        Pном-номинальная мощность приёмника, кВт.

        Определяем среднюю реактивную  нагрузку:

        Qсм =Pсм×tgφ,                                                  

где: tgφ-тангенс угла.

        Pсм-сменная активная мощность, кВт.

Суммарная активная нагрузка питающей линии определяется по формуле:

        Рсм. л =Σ Рсм. л,                                              

        Рсм.л.=70,27 кВт.

    Суммарная реактивная нагрузка питающей линии определяется по формуле:

    Qсм. л = Σ Qсм. л,                                          

Определяем средневзвешенное значение коэффициента использования:

        Ки =Рсм. л/ ΣРном. л,                                      

Определяем средневзвешенное значение tgφ:

        tgφ = Qсм. л/ Рсм. л,                                        

По значению tgφ определяется коэффициент мощности cosφ

                Эффективное число электроприёмников определяется по формуле:  

        nэф.= (ΣРном)²/ ΣРном²                                    

где: ΣРном-сумма номинальных мощностей электро- приёмников, кВт.

        nэф.= 4                                    

В зависимости от значения эффективного числа электроприёмников и коэффициента использования по таблице определяется коэффициент максимума:

        Кmax

Активная максимальная мощность питающей линии:

        Рmax.л =Кmax.×Pсм.л                                    

Реактивная максимальная мощность линии:        

            Qmax.л =Кmax×Qсм.л,                                    

Полная мощность силовой сборки:

        Smax.л =√ Рmax.л²+ Qmax.л²                        

Максимальный ток, потребляемый линией:

    Imax =Smax.л/√3U,                                        

Расчёт для другого оборудования аналогичен и сведен в таблицу

                                                                                 Таблица  

4. Распределительная сеть: выбор, расчет, защита.

Все проводники  сети проверяют по допустимому току нагрузки, для этого сопоставляют расчётные токи электрооборудования с длительно допустимыми токами нагрузки. Произведём выбор проводниковой продукции,  запитывающей  оборудование

    Ток, потребляемый установкой  

Iрасч.=P/√3×Uном.×cosφ×η,                            

где: Р – потребляемая мощность, кВт.

Uном –номинальное напряжение, кВ.

сosφ–коэффициент мощности.

η – коэффициент полезного действия.

 Iрасч= А

 Условие выбора:

                            Iдоп≥ Iн.д

По расчётному току для питания электродвигателя  из таблицы ПУЭ выбираем провод ….Предельно допустимый ток провода  Iдоп=… А.

Проверим питающий провод на потери напряжения по формуле:

                         ∆U=[105·P·L/U²ном] ·√r²0+x²0,                  

где Р - мощность потребителей, кВт;

       L - длина питающей линии, км;

       Uном - номинальное напряжение, В;

       r0 - активное сопротивление линии, Ом;

       x0 - реактивное сопротивление линии, Ом.

∆U < 5 %.

Если опустимые потери напряжения линии составляют 5%, следовательно, выбранный провод удовлетворяет условиям допустимой потери напряжения.

Выбор типов токопроводов, запитывающих остальное оборудование  и проверка их на потерю напряжения аналогичен и сведен в таблицу

                                                                            Таблица

     Выбор и расчет автоматического выключателя защищающего оборудование от перегрузки и короткого замыкания определяется:

     тепловой расцепитель:

                         Iтр=1,25⋅Iн.д                                      

     электромагнитный расцепитель:

                        Iуст.эм=1,2⋅Iпуск                                        

     где: Iпуск- пусковой ток нагрузки, А

                        Iпуск =6,5 Iрас                                                    

      Таким данным соответствует автоматический выключатель типа …. со следующими техническими данными:

     Номинальное напряжение:                           Uном   ;

     Номинальный ток:                                        Iном    

     Ток теплового расцепителя:                      Iтр      

     Ток электромагнитного расцепителя:     Iуст    

     Расчет по остальному оборудованию аналогичен; данные расчета сведены в таблицу

                                                                                 Таблица

  5.Питающач сеть: расчет, выбор, защита

Произведём расчёт магистральных сетей.

      Выбор сечений магистральных сетей производится по максимальному току нагрузки.

     Сечение кабеля АВВГ составляет   с допустимым током нагрузки    Iдоп=

     Условие выбора:

                                        Iрасч≤Iдоп

     Питание распределительного пункта  осуществляется от вводно-распределительным устройством, произведём выбор автоматического выключателя, осуществляющего защиту оборудования:

     Ток теплового расцепителя:

                                 Iтр≥1,25 Iмах                                

     Ток теплового расцепителя:                          

     Ток установки электромагнитного расцепителя:

                                Iуст = 1,2⋅Iпик                              

где: Iпик - пиковый ток нагрузки, А

                      Iпик=Iпуск+( Iмах-Ки⋅Iном.max)             

где: Iпуск - пусковой ток одного электродвигателя при пуске которого кратковременный ток линии достигает наибольшего значения, А;

       ∑Iном.мах- рабочий ток наибольшего по мощности электродвигателя, А.

        Ки – коэффициент использования

     Технические данные автоматического выключателя:

тип  

Номинальный ток:                                        Iном      

Ток теплового расцепителя:                      Iтр          

Ток электромагнитного расцепителя:     I уст    

     Для распределения электрической энергии используем пункты распределительные ПР8501-1123 с автоматом на вводе ВА5135 и автоматическими выключателями на отходящих линиях ВА5131.

     Определяем потерю напряжения магистральной линии:

                      ∆U=[105·P·L/U²ном] ·√r²0+x²0,              

где Р - мощность потребителей, кВт;

       L - длина питающей линии, км;

       Uном - номинальное напряжение, В;

       r0 - активное сопротивление линии, Ом;

       x0 - реактивное сопротивление линии, Ом.

     Потеря напряжения макистральной линии:

∆U <2,5 %.

   Допустимые потери напряжения линии составляют 2,5%, следовательно, выбранный кабель удовлетворяет условиям допустимой потери напряжения.

6. Расчет и выбор компенсирующих устройств.

Часть электроприёмников для своей работы потребляют из сети только активную мощность (лампы накаливания). У этих электроприёмников ток совпадает по фазе с приложенным напряжением. Другая же часть электроприёмников с наличием индуктивного сопротивления в процессе работы потребляют не только активную, но и реактивную мощность, необходимую для создания электромагнитных полей.

У этих электроприёмников ток отстаёт от приложенного напряжения на некоторый угол, называемый углом сдвига фаз. Косинус этого угла называется коэффициентом мощности. Чем меньше сдвиг фаз, тем ближе косинус угла к 1 т.е. при тех же действующих значениях напряжения и тока активная мощность возрастает, в то время как реактивная уменьшается.

Реактивная мощность конденсаторной батареи определяется по формуле:

Qку = Рmax(tgφ1-tgφ2)                                        

где: Рmax – максимальная мощность активной нагрузки цеха в часы максимума

        tgφ1 – тангенс угла до компенсации

tgφ2 – тангенс угла ожидаемый после компенсации

Определяем реактивную мощность конденсаторной батареи:

Qку =

Если Qку >20,следовательно необходима компенсация реактивной мощности.

По расчётным данным применяется конденсаторная установка …….. с мощностью ….квар.

        Реактивная мощность после установки  батареи конденсаторов определяется по формуле:

Q = Qmax – Qкб                                                    

где: Qmax – максимальная реактивная мощность  насосной станции, квар

Qкб – мощность батареи конденсаторов, квар

Определяем реактивная мощность после установки  батареи конденсаторов:

Q = квар

Полная мощность, потребляемая насосной станцией после компенсации определяется по формуле:

S = √(Рmax²+Q²)                                                    

где: Рmax – максимальная активная мощность цеха, квар

Полная мощность, потребляемая насосной станцией после компенсации равна:

Угол сдвига фаз после компенсации определяется по формуле:

cosφ = Pmax/S                                                    

Определим угол сдвига фаз:

  7 Выбор числа и мощности силовых  

  трансформаторов

Выбор типа, числа и схемы питания зависит от величины и характера электрических нагрузок. При этом должны учитываться конфигурации предприятия, расположение оборудования, условия окружающей среды, требованиями пожарной безопасности и электробезопасности, типа применяемого оборудования.

8. Выбор  типов  трансформаторной подстанции.

В зависимости от приведенных расчетов выбрать тип трансформаторной подстанции.

     9. Выбор типа релейной защиты.

 Указать типы реле, необходимых для защиты оборудования.

10. Светотехнический и электрический расчет осветительной установки.

Существует два типа освещения:

1.Рабочее

2.Аварийное

Рабочее освещение является основным. Оно предназначено для создания нормальных условий видения при обслуживании и ремонте электрооборудования. Оно выполняется при помощи светильников общего назначения.

Аварийное освещение предназначено для продолжения работы и эвакуации людей при погасании рабочего освещения.

   Произведем   расчет   освещения щитового помещения,    где   установлено технологическое оборудование (А = , В = )

       Расчет произведем методом коэффициента использования;

Предварительно принимаем к установке светильники типа    , тип лампы   , мощность   Вт.

Световой поток лампы определяется по формуле:

Fл= (Eнop · K · S · Z) /ŋ                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            где: Fл- суммарный световой поток всех ламп, Лм;

 Енор -нормируемая освещенность, Лк, (

 К - коэффициент запаса,  

 S - площадь помещения ,м;

 Z -отношение средней освещенности к минимальной;

 ŋ-коэффициент использования светового потока

Определяем индекс помещения:

i = S / h(A + B),                        

где:

S - площадь помещения, м;

 h - высота помещения, м;

 А - длина помещения, м;

 В - ширина помещения, м.

В зависимости от индекса помещения выбираем коэффициент использования светового потока:

        η=

Определяем количество ламп:

N= Fл / F                                        

где: Fл - суммарный световой поток ламп, Лм .

  F   - световой поток одной лампы , Лм, (Л.7.).

 Определяем количество ламп:

N=

      Принимаем к установке … ламп, то есть…  светильников типа, с лампами по …. Вт каждая. Способ установки….

11. Мощность  осветительной установки.

Расчет и выбор щитов освещения.

Для питания рабочей осветительной сети выбирается щиток освещения серии

Технические данные:

Тип выключателя на вводе

Автоматические выключатели на групповых линиях , количество  шт.;

Степень защиты

Способ установки - открыто.

Щит освещения запитывается от отдельной группы силового шкафа. На один групповой автомат подключается линия, состоящая из  светильников.

Рабочий ток магистральной линии определяется по формуле:

Iрасч = (N · Рл) /1,73 Uном,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

где: Uном - номинальное напряжение, В;

  N - число ламп, шт.

  Рл - мощность одной лампы, Вт.

Рабочий ток магистральной линии:

Магистральный кабель выбирается из условия:

I доп. >   Iрасч

 где : I доп - допустимый максимальный ток кабеля.

Для магистральной сети освещения выбираем кабель типа ВВГ 4x1,5мм с допустимым максимальным током кабеля 19А.

Определяем ток групповой линии по формуле:

I =(N · Рл) / U                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

где:  N - число ламп установленных в группе, шт;

   U - напряжение сети, В;

   Рл - мощность одной лампы, Вт.

Для прокладки используется кабель ВВГ 2х 1,5 мм2.

         Произведем проверку выбранных проводов, кабелей на потери напряжения.

Допустимые потери напряжения составляет 2,5%.

Общие потери напряжения осветительной сети:

∆U = ∆U1+ ∆U2,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

где : ∆U1 - потери напряжения в магистральной сети, %;

  ∆U2 - потери напряжения в групповой сети, %.

Потери напряжения в магистральной сети рассчитываются по формуле:

∆U1 = M1 / S1 · С1,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

где : M1 - момент нагрузки до щита освещения, Нм;

   S1 - сечение проводника, мм;

   С1 - коэффициент, учитывающий применяемую систему напряжения,

        Определяем момент нагрузки до щита освещения:

M1  = P1 · L1,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

где: Р1 - суммарная нагрузка магистральной линии, Вт.

    L1 - расстояние до центра нагрузки, м.

        Определяем суммарную нагрузку магистральной линии:

Р1 = N · Рл = 12 · 40 = 480 Вт

∆U1 % < 2,5%

           Следовательно, потери в сети не превышает допустимое значение.  

Расчет аварийного освещения.

Согласно ПУЭ аварийное освещение составляет 0,05Енор.

Еав  = 0,05Енор

Необходимый световой поток аварийного освещения для помещения определяется по формуле:

Fав = Еав · S,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

где:S - площадь помещения, м.

Для аварийного освещения по таблице выбираем лампу накаливания мощностью Вт, установленную в светильнике, со световым потоком Fл =

 Необходимое количество ламп рассчитываем по формуле:

N = Faв / Fл                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

где: Fл - световой поток лампы.

           Принимаем к установке  лампу.

           Лампы аварийного освещения запитываются от вводных клемм силового шкафа.

Ток аварийной сети определяется по формуле:

Iав = N · Pл / U                            

           Сечение кабеля аварийного освещения ВВГ

Iдоп  > Iрасч=0,

           Проверка на потерю напряжения:

∆Uaв =Pав·(lав/2)/S·C      

где: Рав - мощность ламп, Вт;

  l - длина аварийной сети, м;

 S - сечение кабеля, мм;

 С- коэффициент учитывающий применяемую систему напряжения,

Проверка на потерю напряжения:

∆Uaв <1,5%

Потери напряжения не превышают допустимое значение.

           План освещения представлен на рисунке .

12. Расчет заземляющего устройства.

Защитным заземлением называют преднамеренное соединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за изоляции заземляющего устройства.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей и животных электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, то есть, при «замыкании на корпус»

В качестве естественных заземлителей не допускается использовать трубопроводы горючих жидкостей.

Для расчёта искусственного заземления принимаем наименьшее сопротивление, которое составляет 4Ом, по таблице определяем удельное сопротивление;

                 ρ =104 Ом·м

     Предварительно принимаем к установке…  одиночных вертикальных электродов из круглой стали длиной …м и диаметром ….мм, расположенных по контуру цеха с расстоянием между ними …м.

Электроды с помощью сварки соединяют со стальной полосой 40х4мм, расположенной на глубине 0,5м.

     Определяем сопротивление растекания вертикального одиночного электрода:

                       rв = 0,003·р·кс,                                  

где: р – удельное сопротивление грунта, Ом/м

       кс – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание грунта в зависимости от климатических условий  (Л1.)

     Сопротивление растекания вертикального одиночного электрода:

                      rв =  

     Суммарное сопротивление растекания части заземления, состоящего из вертикальных электродов, связанных между собой, без учёта сопротивлений растекания соединительных полос:

                     rзв = rв/n·ηв                                        

где: n – число вертикальных электродов, шт;

ηв – коэффициент использования вертикальных электродов

Сопротивление растекания соединительной полосы контура:

                 rг=(0,366·ρ·Кс\L)·( lg(2L² \ (S· t) ))                  

где: Кс – коэффициент сезонности для горизонтального заземления

S – ширина полосы, см

t – глубина заложения заземления, см

Определяем длину по формуле:

                   L = (n-1)·a                                              

где: а – расстояние между электродами, см

       n – число электродов, шт

Сопротивление растекания полосы с учётом коэффициента использования составляет:

                   Rзг = rг /ηr                                              

где: ηr – коэффициент использования для горизонтальной полосы

Сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле:

                 Rзу = Rзг·rзв/(Rзг+rзв)                                

                 Rзу <4 Ом

Сопротивление заземляющего устройства меньше допустимого и составляет …., что меньше допустимого значения 4Ом.

13. Мероприятия по технике безопасности и монтаж заземляющего оборудования.

Приводятся мероприятия по технике безопасности и  условия по монтажу заземляющих    устройств.

14. Спецификация на проектируемое оборудование.

В спецификации указывается, используемое оборудование с установленной мощностью, тип выбранных проводов и кабелей, их длина и сечение.

5. Контрольные  вопросы к экзамену по дисциплине «Электрические сети предприятий»:

1.Управление электроэнергетическими системами.

2.Охарактеризуйте схемы внутреннего электроснабжения объектов.

3.Принципы выбора схемы распределения электроэнергии.

4.Охарактеризуйте методы расчета электрических нагрузок в гражданских зданиях.

5.Каковы функции нулевых проводов N и PE? Выбор их сечения.

6.Какова роль и функции устройства защитного отключения (УЗО)?

7.Городские электрические сети.

8.Схемы питающих линий внутри зданий.

9.Распределительные пункты и щитки.

10.Вводно-распределительные устройства комплектного электрооборудования.

11. Цели и задачи закона «Об энергосбережении»

12.Для чего необходима молниезащита зданий?

13.Какие виды молниезащиты рекомендуются для различных зданий?

14.Поясните особенности систем заземления TN-C?

15. Поясните особенности систем заземления TN-S?

16. Поясните особенности систем заземления TN-C-S?

17. Поясните особенности систем заземления IT?

18.Что такое архитектурное освещение и его функции?

19.Какие используются источники света и светильники для архитектурного освещения?

20.УЗО со встроенной защитой от сверхтоков.

21.Требования, предъявляемые к выбору однофазных, трехфазных сетей гражданских зданий?

22.Применение конденсаторных установок для энергосбережения.

23.Светодиоды. Устройство, принцип работы. Область применения.

24.Устройство защитного отключения. Классификация. Область применения.

25Обеспечение пожаробезопасности электроустановок жилых зданий.

26.Сертификация электроустановок.

27.Управление электроэнергетическими системами.

28.Внутренние распределительные устройства.

29.Выбор схем электроснабжения для улучшения качества электроэнергии.

30.Специальные источники света. Металлогалогенные лампы.

31. Специальные источники света. Светодиоды. Светодиодные модули.

32.Обеспечение надежности, безопасности, управляемости осветительных установок.

33. Автоматизированные котельные и системы принудительной вентиляции.

34. Специальные источники света. Лампы натриевые. Устройство, принцип действия, область применения.

35.Комплексные автоматизированные системы управления. Системы кондиционирования.

36.Как обеспечивается диспетчерское управление электрооборудованием гражданских зданий?

37.Классификация потребителей электроэнергии промышленных и гражданских зданий.

38.Главная заземляющая шина и ее функции, заземляющие и защитные проводники.

39.Меры защиты от прямого и  косвенного прикосновения

40.Основные требования по выбору заземляющих и защитных устройств.

6. ЛИТЕРАТУРА

1. Киреева Э.А. Электроснабжение  и электрооборудование цехов промышленных предприятий: Учебное пособие.- М.: КНОРУС; 2011

2. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. -М.: Высш.шк., 1986.

3.Федоров А.А. Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. - М.:Энергоатомиздат, 1984.

4. Липкин Б.Ю.  Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник.- М.: Высш. шк., 1990.

5. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб.пособие для студ. учреджений сред. проф. образования. - М.:  "Мастерство"; Высш.шк., 2001.

6.Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник /Л.Н. Рассудов и др.. - М.: Изд. Центр "Академия", 2003.

7. Конюхова Е.А.  Электроснабжение объектов: Учеб.пособие для студ. учреджений сред. проф. образования. - М.: Издательство "Мастерство", 2002.

   8. Правила устройства электроустановок - СПб.: Издательство ДЕАН, 2001.

    9. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т.1. Электроснабжение / Под общ. ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

   10. То же, Т.2. электрооборудование. -  М.:Энергоатомиздат, 1987.

    11. Справочник по проектированию  электроэнергетических систем / В.В. Ешевич, А.Н. Зейлигер и др.; под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

    12. Справочные материалы по электрооборудованию систем электроснабжения промышленных предприятий / Григорьев В.В., Киреева Э.А.-М.:Энергоатомиздат, 2002.

    13. Неклепаев Б.Н., Крючков Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для

 вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

    14.ГОСТ Р 50571.1-93 Электроустановки зданий. Основные положения.

     15.ГОСТ Р 50571.3-94 (ГОСТ 3031.3-95)Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током.

     16.ГОСТ Р 50571.4-94 (ГОСТ 3031.4-95)Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от тепловых воздействий.

    17.ГОСТ Р 50571.5-94 (ГОСТ 3031.5-95)Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от сверхтока

    18.ГОСТ Р 50571.6-94 (ГОСТ 3031.6-95)Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от понижения напряжения.

            19. СНиП23.05.-95 естественное и искусственное освещение

    20. ГОСТ Р 50571.2-94 Электроустановки зданий. Часть 3.Основные характеристики