Расчет охранного освещения

2.8.1 Расчет охранного освещения

Применяем светильник СЗП-500М с лампой накаливания Г-220-500, Ф_н=8300Лм.

Ширину осветительной полосы принимаем 10м влоль периметра предприятия. Высоту подвеса светильника принимаем 5м. Тогда b:h=10:5=2 и по [244] h_L=0,095.

Площадь, освещаемая одной лампой 8300:17,2=483м²

L=483:10=48,3м

Найдем суммарную мощность уличного освещения

, (1.16)

где n-количество светильников, определяемое по генплану в зависимости от протяженности дорог и периметра охраняемой территории L_åУЛ=7862м. L_åОХ=3695м

Р_ул=105*400 = 42000Вт

Q_ул=42000*1,441 = 60522Вт

Р_ох=77*500 = 38500Вт

Суммарная мощность наружного освещения:

Р_å=42+38,5=80,5 кВт

Q_å = Q_ул = 60,522 кВт

Таблица 1.3. Результаты по выбору освещения

Вид освещения	Активная мощность	Реактивная мощность
	Р,кВт	Q.,кВАр
Аварийное-	Ру= 7,5	-
Эвакуационное	Ру= 1,2	-
Рабочее освещение:	Ру=50	Qу= 72,05
Комната мастеров(2)	Ру=0,96	Qу= 0,315
Коридор	Ру= 0,18	Qу= 0,05904
Раздевалки (2)	Ру= 0,16	Qу= 0,0525
Склад	Ру= 3	-
Итого по цеху:	РΣ= 64,12	QΣ= 72,84
Наружное освещение	Ру= 80,5	Qу= 60,52

2.9 Выбор проводников и защитных аппаратов

В производственном помещении цеха рабочее освещение выполнено в 5 рядов по 10 ламп в каждом рис.1.1. чередование фаз: 1 ряд: А, В, С, А, В, С, А, В, С, А

Используется трехфазная сеть с нулевым проводом. На одной фазе находятся четыре лампы, на двух других по 3 лампы следовательно выбираем сечение по наиболее загруженной фазе: по [2]

(1.17)

где n- количество ламп,

Р_уст- установленная мощность лампы, кВт

1,1 - потери в ПРА для ламп типа ДРЛ, ДРИ;

1,4 - пусковой коэффициент;

U_н- номинальное напряжение сети, кВ

cosφ=0.57 - коэффициент мощности для ДРЛ.

По [7 т.16,2] выбираем автомат АЕ-2063 I_у=50А;

Выбираем сечение провода по условию I_доп≥I_на, тогда по [2 т.12-12] выбираем 3АПВ16+1АПВ10 I_доп=55А;

Аварийное освещение выполнено в 5 рядов по 5 ламп в каждом с чередованием фаз рядов: А, В, С, А, А; А, В, С, А, В; А, В, С, А, С; А, В, С, А, А; А, В, С, А, В.

Используется трехфазная сеть с нулевым проводом. На одной фазе находятся одна лампа, на двух других по две лампы, следовательно выбираем сечение по наиболее загруженной фазе:

Выбираем АЕ2016 I_у=6А и сечение провода 4АПВ2,5 с I_доп=19А.

Комната мастера

Выполняем однофазной с люминесцентными лампами. Сажаем на фазу С.

Выбираем АЕ2016 I_у=6А и сечение провода 2АПВ2,5 с I_доп=19А.

Раздевалки и коридор

Р_разд=0,16кВт; Р_корид=0,18кВт;

Выбираем АЕ2016 I_у=6А и сечение провода 2АПВ2,5 с I_доп=19А

Освещение инструментального склада

Ввыполнено лампами накаливания

Р_S=6*500=3000Вт

Используется двухпроводная сеть. Выполнено в два ряда,каждый ряд однофазный

Каждый ряд на В и С.

Выбираем автомат АЕ1031 I_у=10А и провод 2АПВ2,5 I_доп=19А

Для расчета цеха воспользуемся методом упорядоченных диаграмм.

Все электроприемники цеха распределяем по узлам. В узел собираются приемники, расположенные вблизи друг от друга – в линию, в одном помещении или просто рядом. Затем в каждом узле выделяют группы однотипных потребителей.

Узел 1:шкаф распределительный ЭП № 2´10, 11, 12, 2´13

Узел 2:шкаф распределительный ЭП № 2´14, 2´15, 2´16, 2´22

Узел 3:шкаф распределительный ЭП № 2´1, 3´2, 1´3, 22

Узел 4:шкаф распределительный ЭП № 4´7, 2´4, 2´2, 2´23

Узел5:шкаф распределительный ЭП № 3´6, 3´9, 3´4, 2´2, 1´3, 2´24

Узел6:шкаф распределительный ЭП № 3´6, 3´9, 5´3, 1´4, 2´23

Узел7:шиноровод ЭП № 18, 19, 20, 21, 2´14, 2´15, 4´7, 6´17, 4´5, 2´8, 3´22

Узел1

Вначале, для каждого электроприемника, по табл.2-2 [2.37] определяются коэффициенты использования К_и и cosφ (tgφ).

Сварочные посты с автоматической сваркой:

сosφ=0,5 Ки=0,4 tgφ=1,732

Сварочные генераторы:

сosφ=0,75 Ки=0,5 tgφ=0,882

Для электроприемников повторно-кратковременного режима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ=100%) по формуле:

Р_дл=Sн** сosφ (1,1)

где S_н и cosφ- соответственно паспортная мощность и паспортный коэффициент мощности трансформатора.

Для ЭП №10 ПВ=50% S=60 кВА сosφ=0,5

Р₁₀=60**0,5=21,2 кВт

Для ЭП №11 ПВ=60% S=40 кВА сosφ=0,5

Р₁₁=40**0,5=15,5 кВт

Для ЭП №12 ПВ=65% S=30 кВА сosφ=0,5

Р₁₂=30**0,5=12,1 кВт

Для ЭП №13 ПВ=50% S=40 кВА сosφ=0,75

Р₁₃=40**0,75=21,21 кВт

Определяем неравномерность распределения нагрузки по фазам сварочных трансформаторов ЭП № 10,11,12 Ки=0,4 сosφ=0,5 tgφ=1,732

Находим ориентировочную нагрузку на одну фазу:

Р_ср= (2Р₁₀ + Р₁₁ + Р₁₂)/3 =(2*21,1+15,5+12,1)/3 =16,67 кВт

Распределим нагрузку по фазам равномерно:

Р_АВ= Р₁₀

Р_ВС= Р₁₁

Р_АС= Р₁₁+ Р₁₂

Р_А==21,2/2 +15,5/2 + 12,1/2 =24,4 кВт

Р_В==21,2/2 + 21,2/2 =21,2 кВт

Р_С==21,2/2 +15,5/2 + 12,1/2 =24,4 кВт

Неравномерность загрузки фаз составит 13%, что допустимо.Т.О. за эквивалентную трехфазную мощность группы сварочных трансформаторов примем

Р_Э = 2Р₁₀ + Р₁₁ + Р₁₂ = 2*21,1+15,5+12,1 =70 кВт

Определим активную и реактивную мощность наиболее загруженной смены:

(1,2)

(1,3)

Р_см1 = Р_э*К_и1 + 2 Р₁₃*К_и13

Р_см1 = 70*0,4+ 2*21,21*0,5= 49,21 кВт

Q_см1 = Р_э* tgφ₁* К_и1 + 2 Р₁₃*tgφ₁₃ *К_и13

Q_см1 = 70*1,73* 0,4+ 2*21,21*0,88*0,5= 67,105 квар

Далее по (2.10)[2,16] определяем коэффициент использования для электроприёмников узла:

К_и.ср.=ΣР_см/ΣР_ном

(1,4)

К_и.ср.== 0,44

Определяем коэффициент силовой сборки по формуле т.е. отношение номинальной мощности наибольшего электроприёмника к номинальной мощности наименьшего:

m= Р_max/ P_min(1,5)

m= 21,2 / 12,1 = 1,8< 3:

Таким образом при (n=6) > 5, (К_и=0,44) > 0,2, (m=1,8) < 3

Определяем эффективное число приемников n_Э = n =6)

Далее при n_э=6 и по К_{и ср}=0,44 из таблицы 2-7 в [2,51] находим коэффициент максимума К_м группы электроприемников ---К_м =1,64

Максимальная активная расчетная нагрузка узла определится как

Р_р=К_м*ΣР_см (1.6)

Р_р=1,64*49,21= 80,7кВт

Расчетную реактивную нагрузку узла (цеха) определяют из двух условий:

а)Q_р=1,1*ΣQ_см, при n_э,≤10; (1.7а)

б) Q_р= ΣQ_см, при n_э>10. (1.7б)

поэтому при n=6:

Q_р=1,1*67,105 = 73,92 квар

Максимальная расчётная полная мощность узла (цеха) определяется по выражению:

S_р=  (1.8)

Sр= кВ*А.

Максимальный расчётный ток узла (цеха) определяется по выражению:

I_p = == 0,168 кА (1.9)

 

Узел 2

n = 8 m = 6,6 К_и = 0,52

В случае, когда n > 5, m > 3 и К_и > 0,2 эффективное число электроприемников определяется по формуле из [2,51];

 

(1.10)

Результаты расчета сведены в таблицу

Узел 3

n = 7 m = 2 К_и = 0,15

Т.О. n_Э = 7 т.к. согласно параграфу 2-3 [2.51] допускается при числе ЭП в группе более четырех при m< 3, считать n = n_Э. что справедливо для узлов №4 и №5

Кроме прочего для узла №5 необходимо мощности двигателей крана привести к длительному режиму

Р₂₄ = = =27,83 кВт

 

Узел 6

n = 14 m = 4 К_и = 0,16

При К_и < 0,2 эффективное число ЭП определяется по рис. 2-2 или табл. 2-8 [2.52]

в следующем порядке:

выбирается наибольший по номинальной мощности ЭП рассматриваемого узла;

выбираются наболее крупные ЭП, номинальная мощность каждого из которых равна или больше половине мощности наибольшего ЭП;

подсчитывают их число n₁ и их мощность Р_Н1, а также суммарную номинальную мощность всех рабочих ЭП рассматриваемого узла Р_Н; находят значения

n_1* = Р_1* =

по полученным значениям n_1* и Р_Н1 по рис. 2-2 или по табл.2-8 [2.52] определяется величина n_Э*, а затем находится n_Э = n_Э* n

Т.О. n₁ = 11 Р_Н1 = 5´30+3´28+3´40 = 326 кВт

n = 14 Р_Н = 372 кВт

n_1* = =0,786 Р_1* = =0,876

n_Э* = 0,85

n_Э = =11,9 »12

 
3. Расчет нагрузки завода

 

Расчет нагрузки завода проводим по методу коэффициента спроса. Здесь необходимо учесть то, что на предприятии есть высоковольтная нагрузка, которую не следует брать в расчет при выборе ТП, но она имеет низковольтную нагрузку освещения, которое необходимо учесть. Расчетная мощность каждого цеха определяется по формуле из [3] Таким образом для заготовительного цеха:

Р_р1 = Р_устК_с; (3,1)

где Р_уст – установленная мощность каждого цеха, кВт;

К_с – коэффициент спроса, характерный для каждого производства из таб 2,2 [1,37].

Р_р1 =395*0,6 = 237 кВт.

Реактивная мощность:

Q_р1 = Р_р1tg (arcos(cosj)). (3,2)

Q_р1= 237* tg (arcos(0,6)) = 241,79квар

Далее необходимо рассчитать освещение цехов по методу удельной мощности, сложить эти активные и реактивные мощности с расчетными и найти полную мощность для каждого цеха по аналогии с предыдущим пунктом, а результаты занесем в табл.3.1

Учитывая освещение нормой удельной плотности: Р_уд..о,кВт/м² с учетом коэффициента спроса освещения К_с.о и средних коэффициентов мощности для ламп ДРЛ - cosj =0,57, для люминесцентных ламп ЛБ (ПРА) - cosj =0,95, для ламп накаливания ЛН - cosj =1

Р_расч.о=1,12*F_цеха* Р_уд..о*К_с.о

Р_расч.о1=1,12*F_цеха1* Р_уд..о1*К_с.о1

Р_расч.о1=1,12*5000* 0,012*0,85=57,12 кВт

Q_расч.о1= 57,12* 1,441= 82,25 квар

Р_{расч.сум}=. Р_р1+ Р_расч.о1=237+57,12 = 294,12 кВт

Q_{расч.сум}=. Q_р1+ Q_расч.о1=241,79+82,25 = 324,04 квар

Так же необходимо учесть освещение незастроенных территорий предприятия.

Площадь завода	497062,0	м2
Площадь застроенных территорий	147284	м2
Площадь незастроенных территорий	349778	м2

Мощность нагрузки уличного (лампы ДРЛ) и охранного (ЛН) освещения незастроенных территорий с учетом типа ламп и соответствующего коэффициента мощности:

Р_расч.о = 1,12*349778*0,0002*1 = 80,05 кВт;

Q_расч.о = Р_УЛ(ДРЛ) *tgj_(ДРЛ) = 42000*1,441 = 60,522 квар;

Итоговая нагрузка завода:

Р_з = 14260,3 + (0,1*14260,3) = 15686,4 кВт;

Q_з = 9778,06+ (0,02*9778,06) = 9973,62 квар;

Где коэффициенты 0,1 и 0,02 учитывают приближенно потери ЭЭ в трансформаторах

Величина тока,потребляемого заводом:

где Si – полная мощность соответствующего цеха;

Ui – напряжение распределения, в зависимости от характера нагрузки (высоковольтная или низковольтная)

4. Расчет графиков нагрузки

 

Из справочника [2] выбираем типовой график нагрузки для ремонтно-механических заводов. Этот график имеет 10 ступеней мощности. Суточный изображен на рис.5.1.а, а годовой на рис.5.1.б. Таблица 5.1. отражает эти графики.

Таблица 5.1

Ступень	Рр,%	Рр, кВт	Тступ.с, ч	Тступ.г, ч	Рр * Тступ	Рср%
Р1	100	14548,1	3	1095	15930169,5	300
Р2	95	13820,695	2	730	10089107,4	190
Р3	90	13093,29	2	730	9558101,7	180
Р4	84	12220,404	2	730	8920894,9	168
Р5	80	11638,48	3	1095	12744135,6	240
Р6	75	10911,075	1	365	3982542,4	75
Р7	70	10183,67	1	365	3717039,6	70
Р8	65	9456,265	1	365	3451536,7	65
Р9	50	7274,05	2	730	5310056,5	100
Р10	33	4800,873	7	2555	12266230,5	231
Сумма				8760	85969814,7	1619

Рис. 5.1.а. Суточный график нагрузки

Построим годовой график нагрузок

Рис. 5.1.б. Годовой график нагрузки

Из табл. 5.1. и рис. 5.1 определим среднее значение мощности в течение суток:

(5.1)

где Т_iступ.с – время действия каждой ступени в течение суток, ч;

Р_iс% – мощность каждой ступени графика нагрузки,%;

Р₁ – максимальная мощность, кВт.

кВт

Определим объем электроэнергии, потребляемой предприятием за год:

85969814,7кВт*ч

Тогда время использования максимальной нагрузки определится по формуле:

ч (5.2)

Время наибольших потерь:

 = (0,124 + Т_м*10^-4)²*Т_г; (5.3)

где Т_г – количество часов в году, ч.

 = (0,124 + 5909*10^-4)²*8760 = 4477 ч.

Коэффициент заполнения графика:

 
5. Построение картограмм нагрузок предприятия

ГПП промышленного предприятия желательно размещать в центре нагрузок. В этом случае параметры сети электроснабжения будут наиболее экономичными. Для этого необходимо определить геометрические центры всех цехов и графически, в масштабе, отобразить мощность, потребляемую каждым цехом, в соотношении с мощностью, затрачиваемой на освещение этого цеха. Расчет проведем для ремонтно-механического цеха, а далее по аналогии по [3] и результаты занесем в табл. 6.1.

Определим радиус окружности, отражающей мощность цеха с учетом освещения:

(4,1)

где Р_р1 – расчетная мощность цеха, кВт;

m – масштаб, кВт/мм.

=25мм

Определим угол, определяющий сектор окружности радиусом R, который отражает содержание нагрузки освещения в общей нагрузке цеха:

(4,2)

где Р_ро1 – нагрузка освещения механического цеха, кВт.

Определим координаты центра нагрузок предприятия по формулам:

(4,3)

где Х_i, Y_i – координаты геометрических центров цехов, м;

Р_i – расчетная мощность отдельного цеха, кВт.

В таблице считается произведение Р*Х и Р*Y для каждого цеха, а затем находится их сумма и отдельно считается сумма Р, после чего находится отношение для соответствующей координаты. В виду громоздкости последних выражений и их математической простоты, нет надобности приводить вычисления. Таким образом, из табл.6.1. координаты центра нагрузок промышленного предприятия, учитывая то, что начало координат, находится в левом нижнем углу генплана: Х = 291 м, Y = 339 м.

Результаты расчетов приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1. Построение картограммы нагрузок предприятия

№	Цех	катег	Ррасч,	Росв,	Хi	Yi	Pi*Xi	Pi*Yi	R	Угол
			кВт	кВт	мм	мм	кВт*мм	кВт*мм	мм	град
1	Заготовительный	III	237	57,12	57	210	16764,84	61765,2	18	70
2	Цилиндрических сверел	II	195	204,29	155	144	61889,95	57497,76	20	184
3	Конических сверел	II	495	135,66	385	140	242804,1	88292,4	26	77
4	Метчиков	II	435	105,34	155	236	83752,7	127520,2	24	70
5	Плашек	II	585	119,7	145	285	102181,5	200839,5	27	61
6	Фрез и разверток	II	510	116,51	373	268	233688,2	167904,7	26	67
7	Сборочного инструмента	II	2264	73,42	385	190	899906,7	444109,8	49	11
8	Резьбонарезных головок	II	252,5	127,68	260	260	98846,8	98846,8	20	121
9	Нестандартн. инструмента	II	142,5	67,03	415	245	86954,95	51334,85	15	115
10	Мелкого инструмента	III	225	204,29	610	1030	261866,9	442168,7	21	171
11	Термический	I	1750	85,21	260	145	477154,6	266105,5	44	17
12	Сварочное отделение	II	497,7	199,18	164	194	114288,3	135194,7	27	103
13	Кузнечный	II	107	37,35	75	462	10826,25	66689,7	12	93
14	Инструментальный	III	340	93,08	126	495	54568,08	214374,6	21	77
15	РМЦ	II	528,07	64,12	171	430	101264,5	254641,7	25	39
16	Электроремонтный	II	40	36,77	75	430	5757,75	33011,1	9	172
17	Деревообделочный	III	68	124,72	474	895	91349,28	172484,4	14	233
18	Станкостроения	II	789	165,98	234	655	223465,3	625511,9	32	63
19	Литейный	I	92,8	31,99	142	700	17720,18	87353	11	92
20	Насосная 4х360	I	1440	30,84	320	480	470668,8	706003,2	39	8
21	Компрессорная 2х630	I	1260	27,42	360	480	463471,2	617961,6	37	8
22	Склад гот. продукции	III	30	34,27	280	760	17995,6	48845,2	8	192
23	Проходная	III	39,1	9,73	500	50	24415	2441,5	7	72
24	Администрация	II	110,5	134,61	540	75	132359,4	18383,25	16	198
	Сумма		12433,17	2286,31
	Итого		14719,48
	Координаты центра						291,7196	338,9577
	нагрузок предприятия

Таким образом размещаем ЦРП в точке на генплане с координатами:

X =291 м Y =339 м