ХАРАКТЕРИСТИКА СХЕМИ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ТЕПЛИЧНОГО ГОСПОДАРСТВА

Дипломний проект виконаний на 115 сторінках. Проект складається з 5 розділів та містить 7 ілюстрацій, 11 таблиць. При виконанні роботи над проектом було використано 15 джерел інформації.

В даному дипломному проекті було розроблено схему електропостачання та електрообладнання тепличного господарства.

Були розраховані потужності електричних установок теплиці та сумарне навантаження приймачів електрич

ної енергії, підключених до однієї трансформаторної підстанції.

Спираючись на характеристики приміщення була розроблена система освітлення, розрахована освітлювальна установка.

Проведено вибір числа і потужності силових трансформаторів.

За потужністю обрано кабелі живлення та апарати захисту, обрано електрообладнання та спосіб його монтажу.

Дано коротку характеристику по охороні праці та безпеці в надзвичайних ситуаціях при експлуатації систем електропостачання теплиці та повсякденної діяльності господарства.

Результати роботи можна використати при модернізації та проектуванні системи електропостачання тепличних господарств і інших споріднених підприємств.

Перелік умовних скорочень………………………..……..…….………….10

Вступ……………………………………………………..…………………..11

1 Характеристика схеми електропостачання тепличного господарства…………………….……...……………….………….….……13

1.1 Характеристика споживачів електричної енергії……...………..…....13

1.2 Категорії споживачів електричної енергії……….…………...............15

1.2.1 Споживачі населених міст…………………………………..….…….15

1.2.2 Споживачі промислових підприємств…………………...................16

1.3 Вимоги, які висуваються до системи електропостачання тепличного господарства…………………………………………………….…....……..17

1.4 Вибір величини напруги живлення……………………………..……..20

Висновок ………………………… …………………………………………24

2 Розрахунок системи електропостачання тепличного господарства …………………………………..…………………………………….………25

2.1 Вибір схеми і конструктивного виконання цехової мережі ………..25

2.2 Розрахунок цехової мережі ………….…………………….......………26

2.3 Побудова картограми і визначення центру електричних навантажень………………………………………………………………….33

Висновок ………………………… …………………………………………35

3 Розрахунок освітлення тепличного господарства ………...…..……..36

3.1 Вибір джерел світла…………………………..………………………...36

3.2 Вибір нормованої освітленності та коефіцієнту запасу……………..39

3.3 Вибір типу світильників та висоти підвісу...…………………………40

3.4 Світлотехнічний розрахунок робочого освітлення теплиці………...45

3.4.1 Визначення розрахункової потужності джерел світла…………….55

3.4.2 Світлотехнічний розрахунок аварійного освітлення………………57

3.5 Розробка схеми живлення освітлювальної установки……………….60

3.6 Вибір типу щитків, марки, перерізу проводу, апаратів захисту та способу монтажу…………………………………………………………….63

Висновок ………...……………… …………………………………………75

4 Вибір числа і потужності силових трансформаторів, компенсація реактивної потужності, вибір вимикачів і перерізу провідників. Захисне заземлення та грозозахист…………………………………........................76

4.1 Розрахунок силових трансформаторів………………………………...76

4.2 Розрахунок компенсації реактивної потужності …..…………….…..77

4.3 Розрахунок електропостачання теплиці, вибір вимикачів і перерізу провідників...………..………………..........................................................80

4.4 Розрахунок захисного заземлення..….……………………...…….......82

4.5 Розрахунок грозозахисту…...………………………………………......92

Висновок.…………………… ………………………………………..….....97

5 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях….……………..101

5.1 Заходи безпеки при обслуговуванні трансформаторів……………..103

5.2 Заходи безпеки при обслуговуванні комплектних розподільчих пристроїв……………………………………………………………………105

5.3 Безпека в надзвичайних ситуаціях……………..……………..……..106

5.3.1 Підготовка підприємства до роботи у надзвичайній ситуації………108

Висновки ……….……………………………………………….................113

Перелік посилань……...………….………………………………………..114

КТП – комплектна трансформаторна підстанція

ДНаЗ – дугова натрієва дзеркальна лампа-світильник

Системи електропостачання промислових підприємств створюються для забезпечення живлення електроенергією промислових електроприймачів. По мірі розвитку електроспоживання ускладнюються й системи електропостачання промислових підприємств і цехів.

Розвиток і ускладнення структури системи електропостачання зростаючі вимоги до економічності й надійності їх роботи, разом з постійно змінною структурою и характером споживачів електроенергії, широке в

провадження пристроїв управління розподілом й споживанням електроенергії на базі сучасної комп’ютерної техніки ставлять проблему підготовки висококваліфікованих інженерів.

Перше місце за кількістю споживаної електроенергії належить промисловості. За допомогою електричної енергії приводяться в рух мільйони станків і механізмів, освітлюються приміщення, здійснюється автоматичне управління виробничими процесами. Ця енергія надходить в систему електропостачання (СЕП) промислового підприємства від енергосистем, іноді від власної електростанції.

Більшість електроенергії, яка виробляється електричними станціями, споживається великими промисловими об’єктами, підприємствами. В даному проекті потрібно повністю забезпечити живленням теплиці з подальшим вибором проводів та кабелів, що будуть живити електроспоживачі, пристрої захисту та здійснити вибір трансформаторної підстанції, розподільчих пунктів та їх розміщення.

Технологія вирощування рослин на стелажах при використанні електроосвітлення в даний час є найдосконалішою при вирощуванні малорослих рослин, які вимагають строго збалансоване і рівномірне харчування, додаткове штучне освітлення і мають відносно короткий період зростання до пересадки або реалізації.

Всі стелажні технології є різновидами гідропонних способів вирощування і за принципом дії поділяються на проточні технології поливу (використовуються при вирощуванні салату і зеленних культур) і технології поливу "прилив-відлив", що використовуються при вирощуванні розсади касетним і горшковим способом, а також при вирощуванні розсади в мінераловатному кубику.

Використання стелажів з пересувною платформою дозволяє підвищити коефіцієнт використання корисної площі теплиці до 0,85 і значно полегшує працю працюючих в теплицях.

За статистикою, у світі, на освітлення витрачається приблизно 70% електроенергії. З роками прагнення підвищити ефективність джерел світла все більше зростає.

За останні роки досягненні значні успіхи не тільки в мікроелектроніці, але й в електроапаратобудуванні, в розробці нових електрични

х і конструкційних матеріалів, в кабельній техніці. Ці досягнення відкривають нові можливості в способах проектування електропостачання. Вчасності, застосування нових комплектних легко змінних блоків та елементів електричних мереж та мережевих пристроїв може бути в нагоді під час модернізації або заміні обладнання теплиці на сучасніше.

Від належного і безперебійного електропостачання залежить робота будь-яких промислових підприємств. Для ефективного функціонування тепличного господарства, схема електропостачання теплиці повинна забезпечити належний рівень надійності і безпеки.

Потрібний рівень надійності й безпечності схеми електропостачання забезпечується суворим дотриманням при виборі обладнання і елементів захисту, норм і правил викладених в ПУЕ, БДНах та ГОСТах.

1. Аварійне освітлення в будівлях вище 16 поверхів; в столових і ресторанах з кількістю місць вище 500; в магазинах з торговими залами 1800 кв. м. і більше; в критих спорудах з кількістю місць на трибунах більше 800; в бібліотеках і читальних залах на 1000 і більше тисячі одиниць книжок; в готелях з кількістю місць більше 1000 при будь-якій кількості поверхів.

2. Аварійне освітлення відкритих спортивних споруд з кількістю місць 25000 і більше.

3. Аварійне освітлення операційних блоків, приміщень невідкладної медичної допомоги, анестезії, реанімації і родильних відділень.

4. Аварійне освітлення районних АТС, АТС закладів, що мають вихід абонентів в міську телефонну мережу, підсилюючих опорних станцій радіотрансляційної мережі, радіо і телецентрів, телеграфів.

5. Аварійне освітлення міжквартальних і квартальних котельнях з паровими котлами і водонагрівальними котлами з температурою теплоносія більше 115 ⁰С.

6. Аварійне освітлення насосних підвищувальних станцій господарського або протипожежного водопроводу, каналізаційних насосних станцій перекачки.

7. Аварійне освітлення міських транспортних пішохідних тунелів.

1. Житлові будівлі висотою 6-16 поверхів; житлові будівлі, обладнанні електроплитами, гуртожитки, готелі, будівлі відпочинку до 1000 чоловік; столові, кафе, ресторани з кількістю місць до 500 чоловік включно; магазини з торговими залами від 220 до 1800 м²; лазні, ательє при кількості працюючих більше 50, бібліотеки і читальні зали від 200 до 1000 одиниць книжок.

2. Автомобільні тролейбусні і трамвайні парки; гаражі з кількістю машин більше 50.

3. Лікувальні, учбові і дитячі приміщення; аптеки з кількістю рецептів більше 150000 шт.

4. Адміністративні приміщення, музеї, виставки, АТС без виходу абонентів в міську мережу, почтові відділення, криті спортивні споруди з числом місць на трибунах менше 800; криті і відкриті басейни.

5. Котельні з водонагрівальними котлами з температурою теплоносія 115 ⁰С

6. Робоче освітлення жилих будівлях вище 16 поверхів; ресторанах і столових з кількістю місць більше 500; магазинах з торгівельними залами загальною площею 1800 м² і більше; критих спортивних споруд з кількістю місць на трибунах більше 800.

Споживачі 3 категорії - будівлі, не відмічені в 1 і 2 категорії.

Отже, в даному підрозділі було приведено основну класифікацію споживачів електроенергії по ступені надійності електропостачання, що дає змогу встановити їх пріоритет у випадках виїзду ремонтних бригад при зникненні живлення того чи іншого підприємства.

Таким чином, на обраном для розрахунків підприємстві здійснюється серійне виробництво, а теплиця є частиною процесу серійного виробництва, тому за надійністю електропостачання вона відноситься до другої категорії надійності.

В ході роботи над даним розділом було проаналізовано керівні положення (вимоги ПУЕ, ПТЕ і СНіП). Були проаналізовані Характеристики споживачів електричної енергії. На основі проведених аналізів була вибрана схема електропостачання тепличного господарства та вибрані величини напруг живлення.

В якості електричної проводки на всіх ділянках теплиці вибираємо кабелі з алюмінієвими жилами й подвійною ізоляцією.

Основне приміщення №1 (Технічна ділянка). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, по стелі в освітлювальному шинопроводі і тросовий, під фермами стельових перекриттів приміщення – у гофрованих трубах.

Приміщення №2 (Розсадна ділянка). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, по стелі в освітлювальному шинопроводі і тросовий, під фермами стельових перекриттів приміщення – у гофрованих трубах.

Приміщення №3 (Ділянка зелених культур). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, по стелі в освітлювальному шинопроводі і тросовий, під фермами стельових перекриттів приміщення – у гофрованих трубах.

Приміщення №4 (Ділянка для вирощування салату №1). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, по стелі в освітлювальному шинопроводі і тросовий, під фермами стельових перекриттів приміщення – у гофрованих трубах.

Приміщення №5 (Ділянка для вирощування салату №2). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, по стелі в освітлювальному шинопроводі і тросовий, під фермами стельових перекриттів приміщення приміщення – у гофрованих трубах.

Приміщення №6 (коридор -1). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, тросовий, по стелі – у гофрованих трубах.

Приміщення №7 (коридор -2). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, тросовий, по стелі – у гофрованих трубах.

Приміщення №8 (коридор -3). Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: прихований, тросовий, по стелі – у гофрованих трубах.

Від КТП ГЩО, ЩАО. Застосовуємо кабель типу АВВГ. Спосіб прокладки: відкритий, по стелі й стінам в освітлювальному шинопроводі.

Розрахунок електричної мережі освітлення полягає у визначенні перерізу проводів і кабелів на всіх ділянках освітлювальної мережі й розрахунку її захисту. Розрахований переріз жил проводів і кабелів повинен задовольняти умовам механічної міцності, припустимому нагріванню, перевірятися на втрату напруги, не перевищуючих припустимих значень.

На основі міжнародного стандарту МЕК 364 «Електричні установки будинків»: для однофазних, а також трифазних мереж при живленні по них однофазних навантажень переріз нульового робочого N – провідника у всіх випадках повинен бути рівним перерізу фазних провідників, якщо ті мають

переріз до 16 мм² по міді або 25 мм² по алюмінію. При більших перерізах фазних провідників він може мати переріз, що становить не менш 50% перерізу фазних провідників.

Переріз захисного РЕ – провідника повинен дорівнювати:

- перерізу фазних провідників при перерізі їх до 16 мм²;

- 16 мм² при перерізі фазних провідників від 16 до 35 мм²;

- не менше 50% перерізу фазних провідників при більших перерізах провідників.

Блискавка являє собою електричний розряд в повітрі довжиною в декілька кілометрів. Цей розряд відбувається між хмарами, всередині хмари або між хмарою і землею чи наземною спорудою. Починається процес розвитку блискавки з утворення і ступеневого просування іскрового розряду - лідера. Довжина ступені лідера 20-100 м, паузи між ступенями 50-100 мкс. Коли головка лідера досягає землі, від землі до хмари по іонізованому каналу відбувається головний розряд. Струм цього розряду може досягати 100 кА і більше. При одному ударі блискавки часто спостерігається декілька (до 20) розрядів з паузами 0,01-0,05с. Повторні розряди можна спостерігати - блискавка “миготить”.

Вплив блискавки на техно- і біосфери прийнято поділяти на дві основні групи: первинні, що викликані прямими попаданнями блискавки, і вторинні, індуковані близькими її розрядами або занесені в об'єкт повздовжніми металевими комунікаціями. Небезпека прямого попадання і вторинних впливів для приміщень і споруд, а також людей і тварин, що знаходяться в них визначається, з одного бо

ку, параметрами розряду блискавки, з другого - технологічними і конструктивними характеристиками об’єкта (наявність вибухо-, або пожежонебезпечних зон, вогнестійкістю будівельних конструкцій, а також розташуванням і

розмірами повздовжніх комунікацій, що підводяться до будинків і споруд, їх розводкою всередині об’єкта і т.п.).

Прямий удар блискавки викликає наступні впливи на об'єкт:

- електричні, що пов'язані з ураженням людей і тварин електричним струмом і виникненням перенапруг на елементах, які уражені блискавкою і по яких її струм відводиться в землю. При відсутності грозозахисту шляхи розтікання струму блискавки неконтрольовані і її удар може створити небезпеку ураження струмом, небезпечні напруги кроку і дотику, перекриття на інші об'єкти;

- термічні, що спричиняються різким виділенням теплоти на шляхах протікання струму через уражений об’єкт. Енергія, що виділяється в каналі блискавки, визначається зарядом який переноситься, тривалістю спалаху і амплітудою струму блискавки; в 95% випадків розрядів блискавки ця енергія (в розрахунку на опір 1 Ом) перевищує 5,5 Дж, вона на два-три порядки перевищує мінімальну енергію спалаху більшості газо-, паро- і пилоповітряних сумішей, які використовуються в промисловості. Отже, в таких середовищах контакт з каналом блискавки завжди створює небезпеку загоряння або вибуху; то саме відноситься до випадків проплавлення каналом блискавки корпусів вибухонебезпечних зовнішніх установок. При протіканні струму блискавки по тонких провідниках утворюється небезпека їх розтоплення і розриву;

- механічні, зумовлені ударною хвилею, що розповсюджується від каналу блискавки, і електродинамічними силами, які діють на провідники зі струмами блискавки. Контакт з каналом блискавки може спричинити різке паро- або газоутворення в деяких матеріалах з наступним їх механічним руйнуванням. Дерев’яні конструкції можуть бути повністю зруйновані, а цегляні труби та інші наземні споруди з каміння або цегли можуть мати значні пошкодження. При ударах блискавки в залізобетонні опори трапляються випадки сколу бетону. Відомі факти, коли після удару блискавки в залізобетонні плити утворювались отвори і була деформована сталева арматура. Значна енергія, що виділяється в каналі розряду, може спричинити руйнування, які призведуть або до зниження механічної міцності бетону, або до деформації

конструкції. Електродинамічні сили можуть, наприклад, призвести до сплющення тонких металевих трубок.

До вторинних проявів блискавки відносять явища, що виникають поблизу розряду блискавки і викликані дією електромагнітного поля, що індукується навколо каналу блискавки. Прийнято таке поле поділяти на дві складові: електромагнітну і електростатичну, а відповідні дії - електромагнітну і електростатичну індукцію.

Електромагнітна індукція пов'язана з утворенням в металевих контурах ЕРС, що пропорційна крутизні струму блискавки і площі, що охоплюється контуром. Повздовжні комунікації в сучасних виробничих будинках можуть утворювати контури, що охоплюють великі площі, і наведені ЕРС в них можуть сягати десятків кіловольт. Електростатична індукція проявляється у вигляді перенапруг, які утворюються на металевих конструкціях об'єкта а їх величина залежить від струму блискавки, віддалі від місця удару і опору заземлювача. При відсутності необхідного заземлювача перенапруги можуть досягати сотень кіловольт і утворювати небезпеку ураження людей і перекриттів між різними частинами об'єкта.

Ще одним видом небезпечного впливу блискавки є занос високого потенціалу по комунікаціях, які заходять в приміщення (дроти повітряних ліній електропередачі, кабелі, трубопроводи). Він являє собою перенапругу, яка утворюється на комунікації при прямих або наближених попаданнях блискавки яка розповсюджуються у вигляді хвилі, що набігає на об'єкт. Небезпека створюється за рахунок можливих перекриттів з комунікацій на заземлені частини об'єкту. Підземні комунікації також представляють небезпеку, тому що вони можуть сприйняти на себе частину струму блискавки, що розміщається в землі і занести її на об'єкт.

Грозозахист - це комплекс заходів, спрямованих на запобігання прямого удару блискавки в об’єкт або на усунення небезпечних наслідків, пов’язаних з прямим ударом; до такого комплексу відносяться також засоби захисту, що оберігають об’єкт від вторинних впливів блискавки і заносу високого потенціалу.

Громовідвід - пристрій, що сприймає удар блискавки і відводить його струм в землю.

Громовідводи складаються з опори; громоприймача, який безпосередньо сприймає удар блискавки; струмовідводу, по якому струм блискавки передається в землю; заземлювача, як

ий забезпечує розтікання струму блискавки в землі.

Захисна дія громовідводу ґрунтується на явищі вибіркового ураження блискавкою високих об’єктів. Висота над поверхнею землі, при якій лідер починає орієнтуватись за напрямком до найбільш високого наземного об’єкту, називається висотою орієнтування блискавки.

Зона захисту громовідводу - простір, всередині якого будинок або споруда захищена вiд прямих ударів блискавки з надійністю не менше визначеного значення. Зона захисту типу А має ступінь надiйностi 99,5% i вище, а типу Б - 95%.

Грозозахист об’єктів може здійснюватись одним або декількома громовідводами. Вразі використання декількох, за рахунок їхньої взаємодії, утворюється спільна зона захисту. Громовідводи можуть виконуватись як окремо стоячі конструкції, або встановлюватись на будівлях чи спорудах.

Верхня межа зони захисту представляє собою дугу радіусом R, яка з’єднує вершини громовідводів і точку, розташовану на перпендикулярі, що йде з середини відстані між громовідводів на висоті h₀.

Величина h₀, в метрах, вираховується по формулі:

В тих випадках, коли величини h₀ и L відомі, оптималь

ну висоту громовідводів, знаходять по формулі:

В ході роботи над даним розділом було розраховано та вибрано силові трансформатори, конденсаторні установки для компенсації реактивної потужності. Розраховані перерізи кабелів живлення, обрані апарати захисту. Також було розраховано захисне заземлення та розрахована система грозозахисту.

Результат проведенних розрахунків цілком задовольняє вимоги ПУЕ, ПТЕ і СНіП.

Для простоти й зручності перевірки та вивчення даного розділу дипломної роботи всі ключові параметри були представлені у зведених таблицях.

Одним з найбільш важливих елементів для системи електропостачання шліфувального цеху є КТП, яка забезпечує електроенергією всіх споживачів даного цеху. Метою кваліфікаційної роботи є здійснення розрахунку та вибір силових трансформаторів для КТП, вибір автоматичних вимикачів та кабелів для внутрішньої цехової електромережі. В ході виконання роботи бу

ло здійснено розрахунок та вибір принципової електричної схеми електропостачання тепличного господарства, при цьому було розглянуто порядок вибору системи електропостачання та можливість її нарощування за рахунок встановлення додаткового силового обладнання. Проведено розрахунки, що максимально забезпечують надійне електропостачання проектованої теплиці. При цьому гарантується також забезпечення нормальних економічних і технічних показників системи електропостачання.

В результаті проведених розрахунків було визначено розрахункове навантаження теплиці з урахуванням втрат, яке складає S=294 кВА.

На підставі проведених розрахунків було здійснено вибір комплектної трансформаторної підстанції КТПк-2-160/10/0,4 У1, з огляду на величини навантажень.

Розраховане захисне заземлення, грозозахист та пристрій компенсації реактивної потужності.

1. Б. Р. Бобров Техника безопасности в электро - энергетических устройствах: Учебик для учащихся техникумов. – Москва Енергоиздат, 1987. – 376 с.

2. СНБ 2.04.05-98 Естественное и искусственное освещение. –Минск: Министерство архитектуры и строительства, 1998. –59 с.

3. Правила устройства электросустановок / Министерство топлива и энергетики РФ – 6-е издание переработанное и дополн. – М.: Главгосэнергоиздат России, 1998. –608 с.

4. Козловская В.Б.,Радкевич В.Н.,Сацукевич В.Н. Электрическое освещение. Справочник.Мн.: Техноперспектива,2007.-255 с.

5. Металлорежущие станки. Тепинкичиев В.К., Красниченко Л.В., Тихонов А.А., Колев Н.С., М., Изд-во «Машиностроение», 1970, стр. 464.

6. Сандлер А.С. Электропривод и автоматизация металлорежущих станков. Учеб. пособие для вузов. — М.: Высш. школа, 1972г. — 440с.

7. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергия,1979г. — 408с., ил.

8. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учебник для учащихся техникумов.- 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. школа, 1981.-376., ил.

9. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергия, 1979.-408с., ил.

10. Рудницький В.Г. Внутрішньоцехове електропостачання: навчальний посібник Суми, 2007.-280с., іл.

11. „Електропостачання промислових підприємств і пристроїв” Москва Енергоіздат 1989.

12. С.Е.Васільєв „Довідник по налагодженню електроустановок і електроавтоматики”. Київ Наукова думка

13. Кнорринг Г.М., Фадин И.М., Сидоров В.Н. Справочная книга для проектирования электрического освещения – СПб.: Энергоатомиздат, 1992. – 448 с.

14. Генеральний каталогосветительных приборов ООО «ОСП Корпорация ВАТРА» 2013 год.

15. СниП 1.02.01-85 Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.