Проектирование ОУ цеха металлоизделий

1. Введение.

Надёжность работы электрического оборудования зависит от качества его эксплуатации на промышленных предприятиях.

Рост производительности труда, развитие энергоемких электротехнологических процессов, реализация мероприятий по охране окружающей среды, внедрение прогрессивных технологий приведет к дальнейшему повышению энерговооруженности предприятий.

В этих условиях правильная организация труда электротехнического персонала и грамотное ведение им эксплуатации электроустановок становится весьма сложным и ответственным делом, так как любая ошибка эксплуатации может привести к значительному материальному ущербу: выводу из строя дорогостоящего оборудования, большим потерям продукции, нерациональному использованию электроэнергии, затратам на восстановления работоспособности электрических оборудования.

Обслуживание электроустановок промышленных предприятий осуществляют сотни тысяч электромонтеров, от квалификации которых во многом зависит надежная и бесперебойная их работа. Обслуживающий электротехнический персонал должен знать основные требования Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Межотраслевых правил безопасности труда при эксплуатации электроустановок (ПТЭЭП), ГОСТов и других нормативных документов, а также устройство электрических машин, трансформаторов и аппаратов, материалы, инструмент, приспособления и оборудование, применяемые при эксплуатации электроустановок.

В данном дипломном проекте поставлены следующие задачи:

• Составить Введение.
• Спроектировать ОУ.
• Рассчитать мощность и выбрать двигатель электропривода печи сопротивления.
• Выбрать схему управления ЭП двери печи сопротивления.
• Разработать технические мероприятия по ОУ и ЭО цеха.
• Определить методы испытаний ЭД после ремонта.
• Разработать мероприятия по ТБ при эксплуатации ЭО и сетей.
• Составить смету затрат на ремонт ЭД электропривода двери печи сопротивления.

Графическая часть должна содержать:

• План размещения и электроснабжения осветительной установки.
• Принципиальная электрическая схема управления ЭП двери печи сопротивления.

2 Проектирование ОУ цеха металлоизделий.

2.1.1  Характеристика производства.

  Цех металлоизделий (ЦМ) является составной частью отрасли тяжелого машиностроения и предназначен для выпуска различных изделий для этого производства.

В цехе предусмотрено термическое отделение, в котором производится    предварительная подготовка заготовок и окончательная  подготовка готовых изделий.

В станочном отделении установлены станки различного назначения.

Транспортные операции производятся с помощью мостовых кранов и наземных электротележек.

Кроме названных, в цехе имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

ЦМ получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,6 км от заводской подстанции глубокого ввода (ПГВ). Напряжение – 10 или 35 кВ. От энергосистемы (ЭСН) до ПГВ – 15 км. Количество рабочих смен – 2. Потребители ЭЭ по надежности ЭСН – 2 и 3 категории. Грунт в районе цеха – песок с температурой +10 ̊С. Каркас здания А×В×H = 50×32×10м.

Все помещения, кроме станочного и термического отделений, двухэтажные высотой 4 метра.

Исходные данные:

1. План расположения помещений цеха представлен на рисунке 1.
2. ТЗ на электропривод двери печи сопротивления, в таблице 1.

      Для помещений, в которых предусматривается  общее равномерное освещения  горизонтальных поверхностей, расчет  ОУ выполняется методом коэффициента  использования светового потока.

 

 

 

 

 

 

2.1.2. Условия реализации  проекта.

При проектировании ОУ следует выполнить условия:

1. Равномерность должна быть наибольшая. Допустимая неравномерность – 15%. Выравнивание неравномерности производится установкой дополнительных штепсельных розеток. Нагрузка на розетку приравнивается к мощности светильника помещения.

2. ЭСН ИС типа ЛН (cosφ = 1 ) и типа ЛЛ (cosφ = 0,95 с индивидуальной компенсацией реактивной мощности) получают от одного РУ. При их совмещении одна ЛН приравнивается к 2,5 ЛЛ.

3. Распределение по групповым линиям учитывает количество ИС в ней: точечных (т. ЛН и др.) – 20, протяженных (т. ЛЛ) – 50. в случае превышения количества ИС на группу, эта фаза расщепляется с обозначением: А1,А2…;В1,В2… или С1,С2… Малые помещения получают ЭСН только от одной групповой линии, исключение составляют помещения больших площадей.

2.1.3. Задачи проектирования:

- обеспечить равномерную общую освещенность помещений цеха

- обеспечить минимальные  потери ОУ цеха.

2.1.4. Обоснования выбора  схемы ОУ цеха.

          По плану в цехе имеются  помещения большей площади (станочное  отделение) так и малой площади (склады, ТП, бытовка, вентиляционная, инструментальная , щитовая). В помещениях большей площади целесообразно устанавливать люминесцентные лампы типа ЛБ-40, ЛБ-80. В малых помещениях где не требуется большой освещенности, можно применять обычные источники света с лампами накаливания. Помещение и комнаты отдыха целесообразно освещать светильниками с ЛЛ, обеспечивающими равномерное освещение близкое по спектру к дневному свету с En = 200 – 300 лк.

В бытовке и на складе люди находятся непостоянно, работы там выполняются неответственные, высота помещения 4 метра – в качестве ИС выбираются ЛН, обеспечивающая освещенность En = 60 лк

В помещениях ТП, щитовой, вентиляторной осуществляется периодическое наблюдение  приходящим персоналом (контроль параметров ЭСН), поэтому там достаточно будет En = 30 лк, т.е. применяются ИС с ЛН. В инструментальной периодически выдается инструмент En = 30…60 лк ИС с ЛН. Для станочного отделения учитывается выполнение работ различной точности и высоту потолка 10 м, целесообразно выбрать En = 300 лк и ИС типа ЛЛ.

2.2. Светотехнический расчет.

2.2.1. Обоснования  выбора  ИС и характеристика помещений.

Нормируемое освещение для помещений цеха должно соответствовать СНиП 23 – 05 – 95 и выбирается в соответствии с характером работы  по [6] и заносится  в Таблицу 1.

Таблица 1 – Сводная ведомость минимальной нормируемой освещенности по помещениям.

Наименование помещений	Вид источника света	Ен, лк	Характер работ	Размер различаемого объекта, мм	Разряд и под разряд зрительной работы	Дополнительные сведения
1	2	3	4	5	6	7
1.Комната отдыха	ЛЛ	300	Средней точности	0,5…1,0	IV	Т-темный М-малый
2.Бытовка	ЛН	60	Периодическое наблюдение при наличии персонала	-	VIII	Средний
3.Щитовая	ЛН	30	Периодическое наблюдение приходящим персоналом	-	VIII	Средний
4.ТП	ЛН	30	Периодическое наблюдение приходящим персоналом	-	VIII	Средний
5.Вентиляционная	ЛН	30	Периодическое наблюдение приходящим персоналом	-	VIII	Средний
6.Склад	ЛН	60	Периодическое наблюдение при наличии персонала	-	VIII	Средний
7.Инструментальная	ЛН	30	Периодическое наблюдение приходящим персоналом	-	VIII	Средний
8.Станочное отделение.	ЛЛ	300	Средней точности	0,5…1,0	IV	М-малый Т-темный

 

 

 

2. Расчет освещения помещений методом Ки светового потока с ЛН.

Для расчета освещения с ЛН выбирается помещение склада.

Исходные данные для расчета:

Размеры склада А×В×H = 8×6×4 м

Источники света ИС – ЛН нормируется освещенность - Ен = 60 лк. Коэффициенты отражения – ρ

 ρ = 50 – 30 -10%

Критерий экономичности λ= 1,3

Требуется:

• Выполнить светотехнический расчет ОУ.

• Разместить ОУ на плане.

• Определить Еф и РОУ.

Рисунок 1. Размещение ОУ на плане.

 

1. Расчет размеров элементов электрической сети ОУ.

 

- Выполняется эскиз плана (Рисунок 1)

- Точечные ИС размещают  по вершинам квадратных или  прямоугольных полей, соблюдая условие:

LAP = (1…1,5) *LB

где LA – расстояние между ИС по длине помещения, м;

       LB – расстояние между рядами по ширине помещения, м.

LВр = λ * h = 1,3 * 2,4 = 3,12 м

h = H – hc – hp = 4 – 0,8 – 0,8 = 2,4 м

где h – расчётная высота, м;

      H – высота  помещения, м;

      hc – высота свеса светильника (расстояние от потолка), м;

      hp – высота рабочей поверхности от пола, м.

Н0- расстояние от рабочей поверхности до потолка, м.

Н0=Н-hр=4-0,8=3,2 м

      hc = (0,2 … 0,25) Н0 = (0,2…0,25) * 3,2 = 0,64…0,8 м

Принимается hc = 0,8 м,

nР=В/ LВ=6/3,12=1,92       Принимаем nР=2,

где nР- расчетное число рядов ОУ

-  Уточняется LВ=В/ nР=6/2=3 м,   тогда     ℓВ= LВ/2=3/2=1,5 м

- Определяется LА=(1…1,5) LВ=(1…1,5)3=3…4,5 м.  принимаем LА=4 м тогда

ℓА= LА/2=4/2=2 м.

Nр=А/ LА=8/4=2

где Nр- количество СП в ряду,

      LА- расстояние между СП в ряду расчетное.

- Проверяется размещение  на плане по «В» и «А»:

В= LВ (nР-1)+ 2ℓВ=3(2-1)+2*1,5=6 м

А= LА( Nр-1)+ 2ℓА=4(2-1)+2*2=8 м

Общее число СП N= Nр* nР=2*2=4

Расчет параметров ОУ.

- Определяется световой  поток и тип ИС.

Флр=Кз*z*S*Ен/η*N=1,3*1,15*48*60/0,5*4=2153 лм.

где Флр-расчетный поток лампы, лм

      Кз -коэффициент запаса, отн. ед. Принимается  Кз=1,3; z=1,15

      z-коэффициент минимальной освещенности,отн.ед.

Флсг = (0,9…1,2); Флр = (0,9…1,2) 2153 = 1938 …2584 Лм

      S-площадь освещаемой поверхности,м2

      Ен- освещенность нормируемая,лк

      N-общее количество СП в ОУ,шт

      η-коэффициент  использования светового потока,отн.ед.

По [6] η=F(ρ,i,СП)=F(50-30-10%;1,4;ЛН-НСП)=50%

где ρ- коэффициент отражения от потолка-стен-рабочей поверхности,%

      СП-вид ИС  в световом приборе

      i-индекс помещения;

i=S/h (A*B)=48/2,4(8+6)=1,4

По [6] выбираются для ОУ помещения ЛН т. Г 225-150 Фл=2090 лм

По [6] для установки выбираются СП т. НСП18-150,КСС т. Д-1 тогда марка ОУ-2*2 НСП – 150/3,2 наносится на план.

Определяется эксплуатационная высота

hэ = H – hc = 4 – 0,8 = 3,2 м

- Определяются фактические  величины ОУ Еф и Роу – мощность ОУ

Еф=Фл* η*N/Кз*z*S=2090*4*0,5/1,3*1,15*48=58лк

Роу=Рл*N=150*4*10-3=0,6кВт

Для освещения склада выбирается ОУ-2*2 НСП18 – 150/3,2; Еф=58 лк; Роу=0,6 кВт;

Отклонения расчетной освещенности от нормируемой допускается в пределах от – 10 % до +20 %

∆Е = 60 – 58 / 60 * 100% = 3%

ИС-Г 225-150; Фл=2090 лм

Размещение- LВ=3м; ℓВ= 1,5 м; LА=4 м; ℓА= 2 м

 

3. Расчет освещения помещения с ЛЛ.

Для расчета освещения ЛЛ выбрана комната отдыха.

Исходные данные для расчета:

Размеры помещения - А×В×H = 10×4×4

Источники света ИС – ЛЛ нормируется освещенность - Ен = 300 лк.

Коэффициенты отражения – ρ

 ρ = 70 – 50 -10%

Критерий экономичности λ= 1,3

Требуется:

• Выполнить светотехнический расчет ОУ.

• Разместить ОУ на плане.

• Определить Еф и РОУ.

Рисунок 2 - План размещения ОУ.

 

1. Расчет размеров элементов электрической сети ОУ.

- Определяется  LА – расстояние между ИС по длине помещения, м;

                            LВ – расстояние между рядами по ширине помещения, м.

LВ = λ * h = 1,3* 3,2= 4,16 м

h = H – hc – hp = 4  – 0,8 = 3,2 м

В низких помещениях hc = 0. Лампы крепятся на потолке.

где h – расчётная высота, м;

      H – высота  помещения, м;

      hc – высота свеса светильника (расстояние от потолка), м = 0;

      hp – высота рабочей поверхности от пола, м = 0,8м;

Н0- расстояние от рабочей поверхности до потолка, м.

Н0=Н-hр=4-0,8=3,2 м

nР=В/ LВ=4/4,16 = 0,96    Принимаем nР=1,

где nР- расчетное число рядов ОУ

Уточняется LВ=В/ nР=4/1=4 м,   тогда     ℓВ= LВ/2=4/2=2 м

1 ряд проходит посередине  потолка.

-  Проверяется размещение на плане по «В»

В= LВ (nР-1)+ 2ℓВ=4(1-1)+2*2=4м

- Определяется световой поток и тип ИС.

Фрр=Кз*z*S*Ен/η* nР =1,5*1,1*40*300/0,47*1=42127 лм.

где Фрр-расчетный поток ряда, лм

      nР-количество рядов ОУ,шт

i=S/n(A*B)=40/3,2(10+4)=0,9

По [6] η=F(p,i,СП)=F(70-50-10%;0,9;ЛД-ЛСП)=40% = 0,4

По [6] для ОУ выбирается  ИС т. ЛБ-40-2 Фл=3000 лм  Lсп=1,24 м

Тогда Nрр =Фрр/Фл=42127/3000=14  Принимается Nр=14 и устанавливается попарно в СП т. ЛПО 21- 2*40 в количестве Nсп=7

Тогда марка ОУ-1*7 ЛСП 21-2*40/3,2

Размещаются СП в ряду