Электроснабжение очистных сооружений

Введение



Основанием для проектирования очистных сооружений в поселке Черниговка послужило задание на проектирование от УКСа крайисполкома.

Проект выполнен в соответствии со схемой водоснабжения поселка Черниговка, разработанной институтом «Приморгражданпроект» в тысяча девятьсот семьдесят четвёртом году.

Мощность Черниговского водохранилища принята по данным гидротехнического сектора.

Площадки очистных сооружений и насосной станции второго подъёма размещаются в соответствии с актами выбора участков и отведены решениями горисполкома и крайисполкома.

Топографические и инженерно-геологические изыскания выполнил отдел изысканий института «Приморгражданпроект». [1]

Современные проблемы энергетики России

До тысяча девятьсот девяносто первого года энергетика бывшего СССР развивалась и функционировала как общенациональная монополия: находилась в полной собственности государства и управлялась им. Основу энергетики составила Единая электроэнергетическая система (ЕЭЭС). Высокая степень её интеграции, использования эффективных методов и средств диспетчерского и автоматического управления обеспечивали экономическую эффективность и высокий уровень надёжности ЕЭЭС. Электроснабжение потребителей практически на всей территории СССР.

С тысяча девятьсот девяносто первого года после распада начался интегральный процесс дезинтеграции. Был загружен отлаженный механизм управления электроэнергетикой как единым целым, что поставило под угрозу надёжность электроснабжения народного хозяйства всех регионов страны. Возникла необходимость в реформировании отрасли, в переходе её от централизованного планирования и управления к системе рыночных отношений между производителями и потребителями. Изменились формы собственности – произошла акционирование и приватизация энергетической системы.

Экономический кризис в России привёл к существенному снижению капиталовложений в энергетику, которая, например, в тысяча девятьсот девяностом году составили тридцать шесть целых и четыре десятых процента к уровню тысяча девятьсот восемьдесят восьмого года и сорок целых и шесть десятых процентов к уровню тысяча девятьсот девяностого года. Снизились возможности энергомашиностроения и других смежных отраслей, что значительная их часть после развала СССР осталась за пределами России. Практически не развивается атомная и гидроэнергетика. В итоге по разным причинам прекращено строительство более шестидесяти электростанций общей мощностью около ста миллионов киловатт. Резко снизился ввод новых мощностей на всех типах электростанций. Если в период с тысяча девятьсот восемьдесят шестого года по тысяча девятьсот девяностый год в сумме было введено тридцать семь целых и три десятых миллиона киловатт, то с тысяча девятьсот девяносто первого года по тысяча девятьсот девяносто пятый год всего семь целых четыре десятых киловатт, то есть в пять раз меньше. Это оказывается непосредственное влияние как на системную надёжность энергоснабжения потребителей, поскольку при этом снижается уровень резервирования и продолжает эксплуатироваться изношенное электрооборудование.

За последние годы в России ухудшилась возрастная структура электрооборудования электростанций и электрических сетей. Если с начала тысяча девятьсот девяностого года устаревшего (проработавшего более тридцати лет) оборудования всех типов электростанций России составляло двенадцать целых пять десятых процентов от всей суммарной установленной мощности, то с начала тысяча девятьсот девяносто шестого года она составила почти двадцать пять процентов. В тоже время темпы демонтажа устаревшего оборудования существенно снизилось. В тысяча девятьсот девяносто пятом году демонтажированно всего ноль целых восемьдесят одна сотая миллиона киловатт мощности электростанций при плане одна целая тридцать пять сотых миллиона киловатт мощности, а за пять лет с тысяча девятьсот девяносто первого года по тысяча девятьсот девяносто пятый год – четыре миллиона киловатт, что составило сорок восемь процентов от необходимого объёма демонтажа.

Эксплуатация устаревшего оборудования приводит к росту аварийности, снижает надёжность энергообъектов и живучесть энергетических систем. Реконструкция и модернизация устаревшего оборудования сдерживается ограниченностью средств. Недостаточность объёмов ввода нового оборудования отставания вывода из работы, реконструкции и модернизации устаревшего оборудования пока существенно не сказываются на надёжности электроснабжения из за общего спада энергопотребления, вызванного экономическим кризисом (происходящее в последнее время ограничения потребителей в некоторых регионах, особенно в Приморье, имеют под собой не технические и организационные, а экономические и политические причины), однако эти негативные факторы будут накапливаться и в полную меру проявляться через некоторое время (особенно при росте потребления вслед за подъёмом экономики) возможным катастрофическим снижением надёжности энергоснабжения даже при благоприятных экономических и политических условиях. [2]






1. Выбор рода тока и величины питающего напряжения



Для силовых электрических сетей промышленных предприятий в основном применяется трёхфазный переменный ток. Постоянный ток рекомендуется использовать в тех случаях, когда он необходим по условиям технологического процесса (зарядка аккумуляторных батарей, питание гальванических ванн и магнитных столов), а также для плавного регулирования частоты вращения электродвигателей. Если необходимость применения постоянного тока не вызвана технико-экономическими расчётами, то для питания силового оборудования используется трёхфазный переменный ток.

При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество и расположение электроприёмников, возможность их совместного питания, а также технологические особенности производства.

При выборе напряжения для питания непосредственно электроприёмников необходимо обратить внимание на следующие положения:

а) Номинальными напряжениями, применяемыми на промышленных предприятиях для распределения электроэнергии являются десять, шесть киловольт; шестьсот шестьдесят, триста восемьдесят, двести двадцать вольт.

б) применять на низшей ступени распределения электроэнергии напряжение выше одного киловольта рекомендуется только в случае, если установлено специальное электрооборудование, работающее при напряжении выше одного киловольта.

в) Если двигатели необходимой мощности изготавливаются на несколько напряжений, то вопрос выбора напряжения должен быть решён путём технико-экономического сравнения вариантов.

г) В случае, если применение напряжения выше одного киловольта не вызвано технической необходимостью, следует рассмотреть варианты использования напряжения триста восемьдесят и шестьсот шестьдесят вольт. Применение более низких напряжений для питания силовых потребителей экономически не оправдано.

д) При выборе одного из рекомендуемых напряжений необходимо исходить из условия возможности совместного питания силовых и осветительных электроприёмников от общих трансформаторов.

е) С применением напряжения шестьсот шестьдесят вольт снижаются потери электроэнергии и расход цветных металлов, увеличивается радиус действия цеховых подстанций, повышается единичная мощность применяемых трансформаторов и в результате сокращается количество подстанций, упрощается схема электроснабжения на высшей ступени распределения энергии. Недостатками напряжения шестьсот шестьдесят вольт являются невозможность совместного питания сети освещения силовых электроприёмников от общих трансформаторов, а также отсутствие электродвигателей небольшой мощности на это напряжение, так как в настоящее время такие электродвигатели нашей промышленностью не выпускаются.

ж) На предприятиях с преобладанием электроприёмников малой мощности более выгодно использовать напряжение триста восемьдесят или двести двадцать вольт (если не доказана целесообразность применения иного напряжения).

з) Напряжение сетей постоянного тока определяется напряжением питаемых электроприёмников, мощностью преобразовательных установок, удалённостью их от центра электрических нагрузок, а также условиями окружающей среды.

Следует выбрать напряжение триста восемьдесят вольт. [3]




2. Характеристика технологического процесса



Насосная станция предназначена для подачи воды на площадку очистных сооружений.

На очистной станции принят следующий метод очистки. Вода поступает в смеситель после первичного хлорирования и разбавления с известковым молоком, для подщелачивания в качестве коагулянта применяется сернокислый глинозем.

В начало смесителя подаётся угольная пульпа коагулянт и хлор для первичного хлорирования на выходе из смесителя вводится ПАЛ. Из смесителя вода поступает в осветлитель со взвешенным осадком; после освобождения от взвесей вода проходит вторую ступень очистки на скорых фильтрах с крупнозернистой загрузкой, перед фильтрами вводится известь для стабилизации воды.

После очистки вода поступает в резервуар чистой воды. В сборный трубопровод перед подачей воды в резервуар вводится хлор для вторичного хлорирования и фтор.

Промывная вода после промывки фильтров отводится в резервуары – накопители промывных вод и далее насосами перекачивается в трубопровод сырой воды для очистки.

Осадок из осветлителей со взвешенным осадком подаётся в здание сгустителей осадка для дальнейшего уплотнения. Уплотнённый осадок из здания сгустителя перекачивается на площадку обезвоживания насосами.

Насосная станция оборудована тремя сетевыми насосами и двумя дренажными.

Дренажные насосы работают по уровню дренажных вод в дренажном приямке (при наполнении приямка водой, насос включается и отключается при отсутствии дренажных вод). Кроме того, предусмотрено ручное управление (опробование) по месту. [1].


3. Специальная часть



3.1 Расчёт мощности и выбор электродвигателей



Мощность электродвигателя – привода насоса, Рн, кВт, определим по формуле



					 (3.1)



где - коэффициент запаса (1,1 1,4);

 – плотность перекачиваемой жидкости, м/м3 (для холодной воды 9810 м/м3);

- производительность насоса, м3/с;

- напор насоса, м;

 – КПД насоса (принимают для центробежных насосов с давлением свыше 39000 Па КПД равным 0,6 – 0,75; с давлением ниже 39000 Па равным 0,3 – 0,6);

 – КПД передачи (при непосредственном соединении насоса с двигателем =1).

Рассчитываем и выбираем насос марки 14 НДС (3 шт.).



где 3600 – коэффициент перевода производительности из м3/ч в м3/с.

По каталогу следует выбрать двигатель типа АИР 315S4 мощностью

= 160 кВт, скорость nнс=1500 об/мин.

Рассчитываем и выбираем дренажный насос марки НЦС – 3 (2 шт.).



Для дренажного насоса следует выбрать двигатель типа АИР 112 М4 мощностью

= 5,5 кВт, скорость синхронная, nс=1500 об/мин.

Мощность электродвигателя – привода задвижки насоса определяют по формуле (3 шт.).



 (3.2)



- вес задвижки, кг;

 – скорость перемещения, м/мин;

 – коэффициент трения в направляющих, 0,55;

 – КПД передачи, 0,09;

 – перегрузочная способность устанавливаемого двигателя, 1,4;



Следует выбрать двигатель привода задвижки типа АИР 112 МА6, мощностью

=3,0 кВт, скорость синхронная nс=1000 об/мин.

Следует определить электродвигатели по пусковым условиям, – момент статистический, 



 	 (3.3)



где  – расчётная мощность, кВт;

 – синхронная скорость двигателя, об/мин;

Рассчитаем насос марки 14 НДС по формуле



, (3.4)



где  – момент номинальный, развиваемый двигателем, ;

- мощность двигателя (каталожная), кВт.



Рассчитаем пусковой момент Мп,н м, по формуле



 (3.5)



где  – момент пусковой, ;

кратность пускового момента / =1,4

=

Исходя из условия, по формуле



	 		 (3.6)



где  – коэффициент для момента статистического, 1,2;

- коэффициент для момента пускового, 0,8;

891

1069 

Двигатель типа АИР 315 S4 привода насоса 14 НДС проходит по пусковым условиям.

Дренажный насос марки НЦС – 3

Момент статический:



Момент номинальный:



Момент пусковой:









Двигатель типа АИР 112 М4 привода дренажного насоса НЦС – 3 приходит по пусковым условиям.

Задвижка насоса

Момент статический:



Момент номинальный:



Момент пусковой:









Двигатель типа АИР 112 МА 6 привода задвижки проходит по пусковым условиям. [4], [5].



3.2 Расчёт и выбор аппаратуры управления и защиты



Расчётный ток, А для выбора аппаратуры защиты определим по формуле



 (3.7)



где  – ток расчётный, А;

 – номинальная мощность электродвигателя, 160 кВт;

 – напряжение сети, 

 – коэффициент мощности электродвигателя;

Расчётный ток электродвигателя привода насоса 14 НДС



Пусковой ток, А, определим по формуле



	 (3.8)



где  – ток расчётный, А;

5,5 – кратность пускового тока.



Ток срабатывания выключателя



 (3.9)



где  – ток пусковой, А;

1,1 – коэффициент



Ток срабатывания теплового расцепителя Iср т, А, определим по формуле



 (3.10)



где  – ток расчётный, А;

1,25 – коэффициент.



Выбираем контактор КТ 6043а (ток 400А) и автоматический выключатель А 3730 – типа А3730.

Расчётный ток: для выбора аппаратуры защиты электродвигателя АИР 112 М 4 – привода дренажного насоса НЦС – 3



Пусковой ток



Ток срабатывания выключателя



Ток срабатывания теплового расцепителя



для электродвигателя АИР 112 М 4 привода дренажного насоса марки НЦС – 3 следует выбрать магнитный пускатель серии ПМЛ 210004, величина 2;

ток номинальный – 25 А;

мощность включения 8713

мощность удержания 7,6 и автоматический выключатель типа АЕ 2030.

Расчётный ток: для выбора аппаратуры управления и защиты электродвигателя АИР 112 МА, 6 привода задвижки насоса



Пусковой ток



Ток срабатывания выключателя



Ток срабатывания теплового расцепителя



Для электродвигателя АИР 112 МА 6 привода задвижки насоса следует выбрать магнитный пускатель серии ПМЛ 110004, величина 1, ток номинальный 10А, мощность включения  мощность удержания  и автоматический выключатель ВА 51 – 25.

Для схемы следует выбрать трансформатор тока типа ТЛМ – 10 -2 напряжением – 10 кВ, номинальный ток первичный – 600 А, номинальный ток вторичный – 5А, электродинамическая стойкость – 100 кА, термическая стойкость: допустимый ток/допустимое время кА/с – 23,3 (3). [4], [6]



3.3 Выбор проводов и кабелей



Выполним расчет кабеля для двигателя АИР 315S4 привода насоса 14НДС:

а) По условию нагрева длительным токомIA, по формуле



 (3.11)



где  – расчётный ток нагрузки, А;

 – поправочный коэффициент на условия прокладки кабелей;  – попр. коэф. на число работающих кабелей, лежащих рядом



б) По условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты



 (3.12)



где  – коэффициент защиты или кратность защиты (отношение тока для провода к номинальному току срабатывания защитного аппарата);

 – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А;



Для двигателя АИР 315S4 привода насоса 14НДС выбрать следует кабель трёхжильный сечением 120 мм2, медный с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке не бронированный, номинальный ток кабеля 385 А (без покровов).

СРГ 2 (3 

Рассчитываем кабель для электродвигателя АИР 112М4 привода насоса НЦС – 3.

Выбор сечения производим:

а) По условию нагрева длительным расчётным током;



б) По условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты.



Для двигателя АИР 112М4 привода насоса НЦС – 3 следует выбрать кабель НРГ или НРГ   – кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией, с оболочкой из маслостойкой резины, не распространяющей горение, без наружного покрова. Ток кабеля 17А.

Рассчитываем кабель для электродвигателя АИР 112МА6 привода (насоса) – задвижки.

Выбор сечения произведем:

а) По условию нагрева длительным расчётным током;



б) По условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты;



Для двигателя АИР 112МА6 привода задвижки насоса следует выбрать кабель НРГ или НРГ   – кабель с медными жилами жилами, с резиновой изоляцией, с оболочкой из маслостойкой резины, не распространяющей горение, без наружного покрова. Ток кабеля 17А. [4], [6].



3.4 Расчёт освещения помещения насосных агрегатов



Расчёт по методу коэффициента использования ведётся в следующем порядке:

а) Определяется требуемая нормами освещённость Е, лк, (по таблице 51 В.И. Дъяков);

Для помещения насосных агрегатов освещённость берётся 200 лк. Тип светильника УПД, группа светильника Г. Располагают светильники в два ряда по четыре в каждом. L = 3 м.

б) Расчётную высоту помещения, h м, определим по формуле;



, (3.13)



где  – полная высота помещения, 8 м;

 – свес светильника от потолка, 1 м;

 – высота освещаемой поверхности от пола, 0,5 м



в) Индекс помещения, i определим по формуле



, (3.14)



где А – длина помещения, 12 м;

В-ширина помещения, 6 м;

 – расчётная высота, 6,5 м;



г) Коэффициенты отражения следует принять:   

д) Коэффициент использования светового потока равен:  (таблица 5–5. Г.М. Кнорринг «Проектирование электрического освещения».)

Световой поток, Ф лм, одного ряда светильников рассчитаем по формуле



 (3.15)


где E – нормируемая освещённость, 200 лк;

 – коэффициент запаса, 1,5; (таблица 5–5. В.И. Дъяков «Типовые расчёты»);

S – освещаемая площадь, 72 м2;

 – коэффициент минимальной освещённости, значение которого для ламп накаливания равен 1, 15;

N – число рядов светильников, 2 р;

 – коэффициент использования, 0,28.



Световой поток Ф1 лм, на одну лампу определим по формуле



 (3.16)



где  – световой поток одного ряда светильников, 44357 лм;

 – число светильников в ряду, 4 св.;

 – число рядов, 2 р.



Светильники УПД, напряжением 220 В, мощностью одной лампы 500 Вт.

Следует рассчитать помещение резервуаров чистой воды:

а) освещённость 200, лк, (по таблице 51. В.И. Дъяков «Типовые расчёты»).

Тип светильника УПД, группа светильника Г. Располагают светильники в два ряда по четыре в каждом. L=3 м. определим:

б) Расчётную высоту помещения:



в) Индекс помещения:



в) Коэффициент отражения следует принять:

  

г) Коэффициент использования светового потока  (таблица 5–5. Г.М. Кнорринг «Проектирование электрического освещения»).

Световой поток одного ряда светильников следует рассчитывать по формуле 3.15







Световой поток на одну лампу определим по формуле 3.16





Светильники УПД, напряжением , мощностью лампы 300Вт.

Следует рассчитать освещение для бытового помещения:

а) Определяется требуемая нормами освещённость Е, лк (по таблице 51. В.И. Дъяков «Типовые расчёты»).

Для бытового помещения берётся 300 лк.

Тип светильника «Астра» -1 группа светильника Г:

б) Расчётная высота;







в) Индекс помещения;






г) Коэффициент отражения следует принять



  



д) Коэффициент использования светового потока  (таблица 5–3. Г.М. Кнорринг «Проектирование электрического освещения»).

Световой поток одного ряда светильников



Световой поток на одну лампу определим по формуле 3.16







Светильники «Астра» -1, напряжение  220В, мощность одной лампы 300Вт.

Выполним расчет освещения для кладовой по аналогичной методике







а) Освещённость 20 лк. (по таблице 51. В.И. Дъяков «Типовые расчёты»).

Тип светильника «Астра» -1. Располагают светильники в один ряд два светильника БК:

б) Расчётная высота 

в) Индекс помещения;







г) Коэффициенты отражения следует принять

  

д) Коэффициент использования светового потока  (таблица 5–3. Г.М. Кнорринг «Проектирование электрического освещения»).

Световой поток одного ряда светильников







Световой поток на одну лампу







Светильники «Астра» -1, напряжение  220 В, мощность одной лампы 40 Вт.

Следует рассчитать освещение в ЩСУ.

а) Освещённость 1000 лк. (по таблице 51. В.И. Дъяков «Типовые расчёты).

Тип светильника «Астра» – 1, группа светильника БК. Располагают светильники в три параллельных ряда по три в каждом. L=2 м.

б) Расчётная высота







в) Индекс помещения







г) Коэффициенты использования светового потока (таблица 5–3. Г.М. Кнорринг).

д) Коэффициенты отражения следует принять:   

Световой поток одного ряда светильников







Световой поток на одну лампу







Светильники «Астра» -1, напряжение  220В, мощность одной лампы 500Вт.

Необходимо рассчитать освещение подстанции:

а) Освещённость 250 лк, (по таблице 51. В.И. Дъяков «Типовые расчёты»).

Тип светильника «Астра» – 1, группа светильника Г. L=2 м – расстояние между светильниками.

б) Расчётная высота;







в) Индекс помещения







д) Коэффициенты отражения следует принять:   

г) Коэффициенты использования светового потока (таблица 5–3. Г.М. Кнорринг «проектирование электрического освещения).

Световой поток одного ряда светильников






Световой поток на одну лампу







Светильники «Астра» -1, напряжение  220 В, мощность одной лампы 500 Вт. [4], [7].



3.5 Компенсация реактивной мощности



Для реактивной мощности приняты такие понятия, как потребление, генерация, передачи и потери. Считают, что если ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки), то реактивная мощность потребляется, а если ток опережает напряжение (емкостной характер), реактивная мощность генерируется. С точки зрения генерации и потребления между реактивной и активной мощностью существуют значительные различия. Если большую часть активной мощности потребляют приёмники и лишь незначительная теряется в элементах сети и электрооборудовании, то потери реактивной мощности в элементах сети могут быть соизмеримы с реактивной мощностью.

Производство значительного количества реактивной мощности генераторами электростанций во многих случаях экономически целесообразно по следующим основным причинам.

а) при передаче активной РкВт, и реактивной QкВар, мощностей через элемент системы электроснабжения с сопротивлением R потери активной мощности составят






Дополнительные потери активной мощности , вызванные протеканием реактивной мощности Q по сети, пропорциональны её квадрату.

б) Возникают дополнительные потери напряжения. Например, при передаче мощностей Pквт и Q, кВар, через элемент системы электроснабжения с активным сопротивлением R и реактивным X потери напряжения составят







где  – потери напряжения, обусловленные соответственно актив. и реакт. мощностью.

в) Загрузка реактивной мощностью систем промышленного электроснабжения и трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует увеличения сечения проводов и кабельных линий, увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов подстанций и т.п.

Мероприятия, проводимые по компенсации реактивной мощности, могут быть разделены на связанные со снижением потребления реактивной мощности приёмниками электроэнергии и требующие установки КУ в соответствующих точках системы электроснабжения.

Для повышения  до 1 на каждой секции шин устанавливаются конденсаторные установки типа УК – 0,38 -144-ЧУЗ и УК – 0,38–220 НУЗ.

При выборе мощности конденсаторных установок была учтена реактивная мощность, необходимая для компенсации в таких сооружениях, как хлораторная, здание сгустителей осадка, станции промывных оборотных вод и очистной насосной станции. [6].


4. Охрана труда



4.1 Защитное заземление и зануление



Важной мерой, обеспечивающей электробезопасность обслуживающего персонала, является защитное заземление или зануление металлических нетоковедущих (конструктивных) частей электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под напряжением относительно земли в случае повреждения изоляции электрических машин, аппаратов, приборов и сетей.

Правила устройства электроустановок дают следующие основные определения в отношении заземлений.

Защитным заземлением, выполняемым для обеспечения электробезопасности, называется преднамеренное металлическое соединение с заземляющим устройством элементов электроустановок, нормально не находящихся под напряжением.

Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки электроустановки, находящейся под напряжением, необходимое для обеспечения надлежащей работы установки в нормальных или аварийных условиях. Она может быть осуществляется непосредственно или через специальные аппараты (сопротивления, разрядники, пробивные предохранители и др.).

Занулением в электроустановках и сетях напряжением до 1000 вольт называется преднамеренное электрическое соединение металлических элементов установки, нормально изолированных от частей, находящихся под напряжением (корпуса электрооборудования, кабельные конструкции, стальные трубы электропроводок и др.) с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях переменного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трёх проводных сетях постоянного тока или с нулевым проводом.

Нулевым защитным проводом в электроустановках напряжением до тысячи вольт называется проводник, соединяющий корпуса электрооборудования с глухозаземленной нейтралью генератора и трансформатора в сетях переменного тока или с глухозаземленной средней точкой в трёхпроводных сетях постоянного тока.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Землёй (как точкой отсчёта) называется область земли на земной поверхности, которая настолько отдалена от заземлителя, что между двумя любыми её точками нет заметной разности потенциалов.

Напряжением на заземлителе называется напряжение, возникающее при протекании тока через заземлитель или заземляющее устройство между ними и землёй.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус называется напряжение между этим корпусом и точками земли, находящимися вне зоны растекания токов в земле, но ближе двадцати метров от заземлителя.

Сопротивлением растекания заземлителя называется сопротивление, оказываемое току, растекающемуся с заземлителя в землю. Оно определяется как отношение напряжения на заземлителе относительно земли к току, проходящему через заземлитель в землю.

Сопротивлением заземляющего устройства называется суммарное сопротивление, слагающееся из сопротивления растеканию зазамлителя и сопротивления заземляющих проводников.

Согласно ПУЭ заземлением в электроустановках называется преднамеренное соединение какой-либо части её с заземляющим устройством, которое представляет собой систему заземлителей и заземляющих проводников.

При сооружении заземляющего устройства рекомендуется пользоваться так называемыми естественными заземлителями, т.е. проложенными в земле стальными трубами водопроводов, артезианских скважин, погруженными в землю стальными каркасами зданий и сооружений, свинцовыми оболочками кабелей, проложенных непосредственно в земле (при количестве их не менее двух). Однако запрещается использовать в качестве естественных заземлителей металлические трубопроводы горючих жидкостей или газов. Для надёжности заземляющего устройства необходимо заземляемую часть соединить с естественными заземлителями не менее чем двумя проводниками, присоединёнными в различных местах. Присоединение проводников к естественным заземлителям можно выполнить сваркой (для труб с помощью хомутов).

В качестве заземляющих проводников и электродов заземлителей рекомендуется использовать стальную проволоку (катанку) или полосы, а для заземлителей угловую сталь.

По условиям механической прочности наименьшее сечение заземляющих стальных проводников должно быть не менее величин, указанных в ПУЭ.

Во взрывоопасных установках напряжением до тысячи вольт с глухозаземлённой нейтралью зануление должно осуществляться.

а) В однофазных осветительных цепях (кроме помещений класса В-1) с использованием нулевого провода.

б) В двух – и трёхфазных цепях и во всех однофазных цепях в помещениях класса В-1 с применением специальной третьей или четвёртой жилы провода или кабеля. [8].



4.2 Расчёт защитного заземления



Трансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 киловольта. Общая протяженность воздушных линий напряжением десять киловольт составляет lвозд.лин.=5 км; кабельных линий напряжением 0,4 киловольта – lкаб.=400 метров; расчётных коэффициент – (суглинок).

Измерения грунта показали его удельное сопротивление



Сначала следует рассчитаем ток Iз, А, однофазного замыкания на землю в сети десять киловольт, по формуле



U (4.1)



где U – напряжение сети, 10 кВ;

 – длина кабельных линий, 400 метров;

 – длина воздушных линий, 5 км.



Сопротивление заземляющего устройства для сети 0,4 кВ должно быть не более 40 м.

Сопротивление заземляющего устройства для сети 10 кВ при общем заземлении определим по формуле



 (4.2)



где  = 125 В, если заземляющее устройство одновременно используется и для установок до 1000В;

 = расчётный ток замыкания на землю;



Принимаем наименьшее сопротивление заземляющего устройства при общем ρ, Ом м, заземлении 4 Ом.

Расчётное удельное сопротивление грунта ρ Ом м определим по формуле


 (4.3)



где  – удельное сопротивление грунта, 

 – расчётный коэффициент, 1,5;



Следует выбрать в качестве заземлителей прутковые электроды длиной l=5 м.

Сопротивление одиночного пруткового электрода, R0пр, Ом, диаметром 12 мм определим по формуле



 (4.4)



где  – расчётное удельное сопротивление грунта;



Следует принять размещение заземлителей в ряд с расстоянием между ними .

Следует определить число n, заземлителей по формуле



 (4.5)

где  – коэффициент экранирования, n = 0.47 при 

 – сопротивление заземляющего устройства, 4 Ом (по нормам).



18 прутковых электродов. [5]



4.3 ТБ при эксплуатации электрооборудования насосной



Первым необходимым условием безопасного обслуживания электроустановок является наличие на рабочем месте защитных средств.

Защитными средствами называются такие приборы, аппараты и приспособления, которые обслуживающий персонал может быть защищён от поражения электрически током, от действия электрической дуги и др.

К таким защитным средствам относятся: изолирующие средства, предназначенные для защиты персонала от поражения током путём изоляции человека от частей, находящихся под напряжением, например штанги, клещи, инструмент с изолированными ручками, резиновые перчатки, резиновые коврики и дорожки; переносные указатели величины напряжения и силы тока, например клещи Динща, предназначенные для определения наличия и величины тока в устройствах, находящихся под напряжением; переносные временные защитные заземления, переносные ограждения и предупредительные плакаты. Защитные средства должны быть изготовлены из доброкачественных материалов и испытаны, а испытание оформлено соответствующим протоколом.

Перед каждым применением защитного средства работник должен проверить исправность его (отсутствие внешних повреждений и чистоту), в случае необходимости очистить от пыли.

Штанги, клещи и другие средства защиты, покрытые пылью, со следами карандаша, угля к употреблению не допускаются. На наружной и внутренней поверхностях перчаток, рукавиц, бот, галош не должно быть трещин, заусенец, пузырей и других дефектов. Перед тем, как пользоваться штангами, клещами, резиновыми перчатками, галошами, указателями, по клейму на них проверить, в установках какого напряжения допустимо их применение. Не истёк ли срок их испытания.

Оголённые токоведущие части или места с повреждённой изоляцией представляют опасность и ни в коем случае недопустимы. Поврежденные места изоляции не всегда могут быть своевременно обнаружены. Поэтому металлические оболочки аппаратов и эл. Машин должны быть надёжно заземлены, а сопротивление заземления должно быть не ниже установленных норм. Сопротивление заземления и сопротивление изоляции эл. Аппаратов, машин и кабелей должно систематически проверяться. [8]



4.4 Пожарная опасность технологических процессов



На предприятиях пожарную опасность представляют хранение, обработка и транспортировка различных горючих материалов (топливо, смазочные масла, битумы, лаки, растворители, органические плёнки, пряжа, бумага и др.). Особую опасность в отношении взрыва и пожара представляют многие химические производства, электролизные установки, газосварочные и электросварочные установки и котельные работающие на природном газе.

Причинами электрического характера являются:

а) искрение в электрических аппаратах и машинах, а также искрение в результате электростатических разрядов и ударов молнии;

б) токи коротких замыканий и перегрузок проводников, вызывающие их перегрев до высоких температур, что может привести к воспламенению их изоляции;

в) плохие контакты в местах соединения проводов, когда вследствие большого переходного сопротивления выделяется значительное количество тепла и резко повышается температура;

г) электрическая дуга, возникающая между контактами коммутационных аппаратов, особенно при неправильных операциях с ними (например, отключение нагрузки разъединителем), а также при дуговой электросварке;

д) аварии с маслонаполненными аппаратами (выключатели, трансформаторы и др.), когда происходит выброс в атмосферу продуктов разложения масла и смеси их с воздухом;

е) перегрузка и неисправность обмоток электрических машин и трансформаторов при отсутствии надлежащей защиты и др.

Директор предприятия, являясь ответственным за все виды деятельности предприятия, несёт ответственность за обеспечение пожарной безопасности, для чего организует работу по предупреждению и тушению пожаров.

На предприятиях имеются профессиональные пожарные команды, располагающие необходимыми средствами огнетушения. Работники пожарной охраны предприятия проводят среди рабочих и технического персонала необходимый инструктаж по противопожарной технике, осуществляют профилактические мероприятия по предупреждению пожаров. По вызову в случае возникновения пожара пожарная команда проводит его тушение.

Для лучшей подготовки дела пожарной безопасности на предприятиях организуются пожарно-технические комиссии в составе главного инженера (председатель), начальника пожарной охраны предприятия, главного энергетика (главного механика), главного технолога, инженера по технике безопасности и представителей общественных организаций. Пожарно-техническая комиссия разрабатывает мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на производстве, приводит рационализаторскую работу по снижению пожарной опасности, привлекая к этой работе рабочих, служащих и инженерно-технических работников предприятия. [8]



4.5 Мероприятия по защите окружающей среды



Для площадки очистных сооружений зона санитарной охраны состоит из первого пояса. Расстояние от стен водопроводных сооружений до ограждения принимается тридцать метров. Вся территория ограждается глухим забором высотой два с половиной метра в соответствии со СНиПом П-31–74 п. 30.4.

Вдоль внутренней стороны ограждения запретная зона шириной восемь метров, ограждается забором из колючей проволоки полтора метра и охранное освещение.

Для охраны водоёмов от загрязнений воды предусматривается проектом сооружение по обороту промывных вод и площадки для обезвоживания и хранения осадка.

Все условно чистые воды на площадке объединяются в одну систему и одним трубопроводом отводятся в ручей, что предохраняет территорию, прилегающую к площадке очистных сооружений от размыва. [1]



4.6 Молниезащита зданий и сооружений



В различных районах нашей страны вследствие разных климатических условий число грозовых дней и число часов в году различно. Наибольшее среднее число грозовых часов, превышающее сто часов в год, наблюдается в южных приморских районах. В средней полосе европейской части России оно бывает от шестидесяти до восьмидесяти часов, а в районах Крайнего Севера – менее десяти часов.

Ток молнии может достигать значений сто, двести килоампер, производя тепловое, электромагнитное и механическое воздействие на предметы, по которым проходит, в результате чего возможны разрушения зданий и сооружений, пожары и взрывы, поражения людей током.

Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загораний и разрушений, возникающих при воздействии молний.

Для приёма электрического разряда молнии (тока молнии) служат устройства – молниеотводы, состоящие из несущей части (например, опоры), молниеприёмника (металлический стержень, трос или сетка), токоотвода и заземлителя. Каждый молниеотвод в зависимости от его конструкции и высоты имеет определённую зону защиты, внутри которой объекты не повреждены прямым ударом молнии.

Согласно СН 305–69 производственные, общественные и жилые здания в зависимости от их назначения и района расположения должны иметь молниезащиту по одной из трёх категорий.

Все объекты первой категории должны иметь молниезащиту как от прямых ударов молнии, так и вторичных её воздействий и заноса опасных потенциалов через коммуникации.

Объекты второй категории (должны) защищают в районах со средней грозовой деятельностью десяти грозовых часов в год и более от прямых ударов молнии, от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких электрических потенциалов через надземные и подземные металлические коммуникации.

Объекты третьей категории должны иметь молниезащиту в местностях со средней грозовой деятельностью двадцать часов в год и более от прямых ударов молнии и от заноса электрических потенциалов через надземные металлические коммуникации, а для наружных установок, имеющих металлические ёмкости для горючих жидкостей, ещё и защиту от электрической индукции.

Рекомендуется использовать совмещённое заземляющее устройство для защиты от прямых ударов молнии, защитного заземления электроустановок и защиты от электростатической индукции. К заземлителю необходимо присоединить все вводимые в здание металлические трубопроводы и оболочки кабелей. [8]






5. Экономическая часть



5.1 Сетевой график монтажа электрооборудования



Нарисуем график монтажа электрооборудования, показанный на рисунке 5.1

Данные построения сведем в таблицу 5.1



Таблица 5.1 – таблица сетевого графика

Работа

Продолж.

в часах

tpн ранее начало

tpн ранее окончание

tpн позднее начало

tpн позднее окончание

Резерв

1 – 2

4

0

4

0

4

0

2 – 3

8

4

12

4

12

0

3 – 4

4

12

16

16

20

4

3 – 7

8

12

20

12

20

0

4 – 5

4

16

20

20

24

4

5 – 6

6

20

26

24

30

4

7 -8

10

20

30

20

30

0

8 – 9

4

30

34

30

34

0

9 – 10

8

38

42

38

42

0

10 – 11

4

46

46

42

46

0



5.2 Смета капитальных затрат



Смету капитальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудования сведем в таблицу 5.2 Таблица 5.2 – Смета капитальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудования



Наименование оборудования

един. изм.

кол-во

Стоимость единицы

Общая стоимость







эл. обор.

монтаж

в том числе з/п

эл. обор.

монтаж

в том числе з/п

эл. двигатели:







15%

50%







АИР 315S4

шт.

3

120000

18000

9000

360000

34000

27000

АИР 112M4

шт.

2

5000

750

875

10000

1500

750

АИР 112MA6

шт.

3

3000

450

225

9000

1350

675

Автоматы:







40%

50%







А 373

шт.

3

2000

800

400

6000

2400

1200

Наименование оборудования

един. изм.

кол-во

Стоимость единицы

Общая стоимость







эл. обор.

монтаж

в том числе з/п

эл. обор.

монтаж

в том числе з/п

АЕ 2030

шт.

2

800

320

160

1600

640

320

ВА 51–25

шт.

3

600

240

120

1800

720

360

Пускатели:







40%

50%







КТ 6043 а

шт.

3

3400

1360

680

10200

4080

2040

ПМЛ 21000Ч

шт.

2

1000

400

200

2000

800

400

ПМЛ 1100Ч

шт.

3

600

240

120

1800

720

360

Провода:







40%

50%







СРГ 3

м.

50

1200

480

240

60000

24000

12000

НРГ 3

м.

50

300

120

60

15000

6000

3000

НРГ 3

м.

50

250

100

50

12500

5000

2500

Тр-р тока







40%

50%







ТЛМ -10–2

шт.

3

8000

3200

1600

24000

9600

4800

Реле теплов.

















ТРН – 8

шт.

3

400

100

50

1200

300

150



а) Транспортные расходы 15% от стоимости электрооборудования



б) Плановые накопления 6% от стоимости монтажных работ



в) Накладные расходы по смете 75%



г) Отчисления на социальные нужды 26%



Всего по смете: 814360,55 р.


5.3 Расчёт трудоёмкости и численности электромонтажников



Таблица 5.3 – Расчёт трудоёмкости и численности электромонтажников

Наименование оборудования

единицы измерения

количество

трудоёмкость

сумма трудоёмкости

Эл. двигатели:









АИР 315S4

шт.

3

20

60

АИР 112M4

шт.

2

4

8

АИР 112MA6

шт.

3

1

3

Автоматы:









А 3730

шт.

3

4

12

АЕ 2030

шт.

2

2

4

ВА 51–25

шт.

3

2

6

Пускатели:









КТ 6043 а

шт.

3

10

30

ПМЛ 21000Ч

шт.

2

4

8

ПМЛ 1100Ч

шт.

3

3

9

Провода:









СРГ 3

м

9

4

4,5

АНРГ 3

м

7

2

3,5

АНРГ 3

м

7

2

3,5

Тр-р тока









ТЛМ -10–2

шт.

3

5

15

Реле теплов.









ТРН – 8

шт.

3

5

15

Итого:

181,5



Численность монтажников:







где  – критический путь по графику (час), 181,5;




5.4 Расчёт фонда оплаты труда электромонтажников



Таблица 5.4 – Расчёт фонда оплаты труда электромонтажников

Наименование профессии

Разряд

Кол-во человек

Тарифная ставка

Эффект. Фонд рабочего времени

Премия з/п

Доплата

Основная з/п

Дополнит. з/п

Итого

Районный коэффициент

Всего з/п

Электрик

V

2

24,3

46

2150

1065

3215

960

4115

1234,5

5349,5



IV

2

20,35

46

1870

1235

3105

1115

4220

1266

5486

Итого:

805

2300

1265

2071,5

8335

2500,5

10835,5



5.5 Расчёт эксплутационных затрат. Расчёт амортизационных отчислений на 	электрооборудование



Таблица 5.5 – Расчёт эксплутационных затрат. Расчёт амортизационных отчислений на 	электрооборудование

Наименование оборудования

Сметная стоимость

Норма аморт. отчислений

Сумма амортизац. отчислений

Эл. двигатели:







АИР 315S4

36000

4%

14400

АИР 112M4

10000

4%

400

АИР 112MA6

9000

4%

360

Автоматы:







А 3730

6000

10%

600

АЕ 2030

800

10%

80

ВА 51–25

600

10%

60

Пускатели:







КТ 6043 а

10200

25%

2550

ПМЛ 21000Ч

2000

25%

500

ПМЛ 1100Ч

1800

25%

450

Провода:







СРГ 3

60000

4%

2400

Продолжение таблицы 5.5

АНРГ 3

15000

4%

600

АНРГ 3

15000

4%

600

Тр-р тока







ТЛМ -10–2

24000

4%

960

Реле теплов.







ТРН – 8

1200

10%

120



Расход на текущий ремонт электрооборудования 40%





5.6 Баланс рабочего времени



Таблица 5.6 – Баланс рабочего времени

Показатели

Длительность

а) Календарных дней

365 дней

б) Выходных

98

в) Праздничных

8

г) Нормальный фонд

259

д) Неявки на работу:

разрешённые законом:

Отпуск

Болезни

Прочие неявки





30

4

3

е) Эффективный фонд рабочего времени коэффициент списочн. состава





5.7 Расчёт фонда оплаты труда дежурных электриков



Отчисления на социальные нужды 26%

164100,8 / 100 = 42666,2 р.



5.8 Калькуляция себестоимости и электроэнергии



Таблица 5.8 – Калькуляция себестоимости и электроэнергии

Показатели

Ед. измерения

Количество кВт

Цена (руб.)

Сумма т.р.

1. Стоимость эл. энергии

кВтч



кВтч

1569600



230400

2



2

3139200



460800

а) расчёт









б) Допол. эл. Энергии









2. Амортиз. эл. обор-я

т.р.





24680

3. Расход на текущий ремонт 40%







206040

4. Фонд опл. труда электр.







164100,8

5. Отчисления на соц. Нужды от з/п эксплутационщиков







42606,2

6. общие хоз. расходы







4037487



Расчётная мощность – 436 кВт

Номинальная мощность – 500 кВт





Таким образом, монтаж электрооборудования насосной станции осуществляется за сорок шесть часов комплексной бригадой из четырёх человек. Фонд оплаты труда монтажников составил 10835,5 рублей. Исходя из производственной необходимости и расчёта резерва времени по графику ход выполнения монтажных работ можно приостановить на следующих участках: 4–5; 3–4; 5–6.

Эксплуатационные затраты по проекту составили 4037487 р.

Проектируемая себестоимость 1 кВтч электроэнергии по расчёту = .






Список использованной литературы



		Приморгражданпроект Проект «Водоочистные сооружения». – Владивосток: 1971.-400 с.

		Удалова И.П. Экономика – М: Высшая школа 1991 – 462 с.

		Гурин Н.А., электрооборудования промышленных предприятий./ Н.А. Гурин, Г.И. Янукович «Электрооборудование промышленных предприятий». Дипломное проектирование. – Минск: Высшая школа, 1990. – 231 с.

		В.И. Дъяков. Типовые расчёты. – М: Энергия, 1991. – 137 с.

		Б.Ю. Липкин «Электрооборудование промышленных предприятий» – М.

	1990–365 с.

		Кноринг Г.М. справочная книга для проектирования электрического освещения: Ленинград., Энергия 1976–384 с.

		Межотраслевые правила по охране труда – МНЦ ЭНАС, 2001–135 с.

		Фёдоров справочник по электроснабжению и электрооборудованию» – М: Энергоатомиздат. 1986–568 с.

		Б.Ю. Липкин «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». – М.: Энергоатомиздат, 1990–365 с.