Проектування захисного заземлення електроустановок. Завдання: Розрахувати поєднане ЗП для цехової
трансформаторної підстанції 6 / 0, 4 кВ, приєднаної до електромережі з ізольованою нейтраллю. При цьому прийняти: розімкнутий контур ЗУ, як вертикального електрода -
b в =
12 мм ;
В =
40 м , Горизонтальний електрод -
S р = 51 мм
2; d г =
10 мм .
Вихідні дані:
Грунт суглинок,
H 0 =
0,9 м ,
L віз =
70 км ,
L каб =
40 км ,
N в = 6 шт,
l в =
3 м ,
А в =
12 м ,
R е = 30 Ом.
Розрахунок: Розрахунковий струм замикання на землю:
де U
л - лінійна напруга
мережі, кВ; l
каб - загальна довжина підключених до мережі кабельних ліній, км; l
віз - загальна довжина підключених до мережі ЛЕП, км.
Визначення розрахункового питомого опору грунту:
де r
табл. = 100 Ом × м - виміряне питомий опір грунту (з табл. 6.3 [2] для суглинного грунту); y = 1,5 - кліматичний коефіцієнт, прийнятий за табл. 6.4 [2] для суглинного грунту.
Визначення необхідності штучного заземлювача і обчислення його необхідного опору.
Опір ЗУ R
із зв вибирається з табл. 6.7 [2] в залежності від U ЕУ і r
розр в місці спорудження ЗУ, а також режиму нейтралі даної електромережі:
R е> R із зв, Þ штучний заземлювач необхідний. Його потрібне заземлення:
Визначення довжини горизонтальних електродів для розімкнутого контуру ЗУ:
де а
в - відстань між вертикальними електродами n
в. Розрахункове значення опору вертикального електрода:
Розрахункове значення опору горизонтального електрода по (формулою г):
Коефіцієнти використання для вертикальних і горизонтальних електродів за даними табл. 6.9 [2] рівні: h
в = 0,73, h
р = 0,48.
Розрахунковий опір групового заземлювача:
R > R і, значить збільшуємо кількість електродів
Приймаються
n = 10.
l р =
120 м R р = 0,16
Ом За табл. 6.9
h в = 0,68,
h р = 0,4
R = 0,4
Ом R к = R е × R / (R е + R) R м з R л = 30 × 0,4 / (30 +0,4) = 0,395 Ом
1,49 Ом
R е - природний опір, Ом;
R і - опір штучного заземлювача, Ом;
R в - опір вертикального електрода, Ом;
R г - опір горизонтального електрода, Ом;
R - опір групового заземлювача, Ом;
R к - загальний опір комбінованого ЗУ, Ом;
h в, h г - коефіцієнт використання вертикального і горизонтального електродів;
а в - відстань між електродами, м;
l в - довжина електродів, м;
n в - кількість вертикальних електродів.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рис. 3.1. Вертикальний електрод
Рис. 3.2. План комбінованого ЗУ R
і l в = 3 м, d в = 12 мм, n в = 6 шт,
|
Рис. 3.3. Схема використання
освітленого ЗУ в системі захисного ЕУ напругою до і понад 1 кВ
1 - заземлювальний провідник;
2 - горизонтальний заземлювач;
3 - вертикальний заземлювач;
4 - природний заземлювач з R
е = 30 Ом;
ЕУ1 - високовольтна ЕУ;
ЕУ2 - низьковольтна ЕУ.
Конструктивні рішення: 1. приєднання корпусів електромашин,
трансформаторів, апаратів, світильників тощо, металевих корпусів пересувних та переносних ЕУ та ЗУ за допомогою заземлювального провідника перерізом не менше 10 мм
2. 2. розташування ЗУ, як правило, в безпосередній близькості від ЕУ. Воно повинне із природних і штучних заземлювачів. При цьому в якості природних заземлювачів слід використовувати прокладені в землі водогінні та інші металеві трубопроводи (за винятком трубопроводів горючих рідин, горючих чи вибухових газів і сумішей), обсадні труби свердловин, металеві та залізобетонні конструкції будівель і споруд, що знаходяться в зіткненні з землею, і інші елементи. Для штучних заземлювачів слід застосовувати тільки сталеві заземлювачі.
Проектування припливної і витяжної механічної вентиляції Завдання: Розрахувати механічну витяжну вентиляцію для приміщення, в якому виділяється пил або газ і спостерігається надлишковий явне тепло.
Вихідні дані: Кількість виділяються шкідливостей:
m вр. = 0,4 кг / год газу,
Q я хат. = 20 кВт. Параметри приміщення: 9'15'9 м. Температура повітря:
t п. = 10 ° С, t
у. = 23 ° С. Допустима концентрація газу
С д. = 5,0 мг / м
2. Число працюючих: 46 людини в зміну. Схема розміщення воздуховода наведена на рис.3.3. Підібрати необхідний вентилятор, тип і потужність електродвигуна і вказати основні конструктивні рішення.
Рис 3.3. Схема повітроводів
витяжної вентиляції.
Розрахунок: L П - потрібне кількість повітря для приміщення, м
3 / год;
L СГ - Потрібне кількість повітря виходячи із забезпечення в даному приміщення санітарно-гігієнічних норм, м
3 / год;
L П - теж виходячи з норм вибухопожежної безпеки, м
3 / ч.
Розрахунок значення
L СГ ведуть по надлишку явною або повної теплоті, масі виділяються шкідливих речовин, надлишку вологи (водяної пари), яка нормується кратності повітрообміну і нормованому питомій витраті припливного повітря. При цьому значення
L СГ визначають окремо для теплого і холодного періоду року при щільності припливного і повітря, що видаляється
r = 1,2 кг / м
3 (температура 20 ° С).
При наявності в приміщенні явною теплоти
в приміщенні реквізит витрата визначають за формулою:
де
t y і
t п - температури віддаленого і поступає в приміщення повітря
При наявності виділяються шкідливих речовин (пар, газ, пил
т вр мг / год) у приміщенні реквізит витрата визначають за формулою:
де С
д - концентрація конкретного шкідливої речовини, що видаляється з приміщення, приймаємо рівним ГДК, мг / м
3 З п-концентрація шкідливої речовини в
припливно повітрі, мг / м
3 в робочій зоні
Витрата повітря для забезпечення норм вибухопожежної безпеки ведуть за масою виділяються шкідливих речовин в даному приміщенні, здатних до вибуху
де
С нк = 60 г / м
3 - нижня концентраційна межа поширення полум'я по газоповітряної суміші.
Знайдене значення уточнюють у мінімальній витраті зовнішнього повітря:
L min = n × m × z = 46 × 25 × 1,3 = 1495 м 3 / год де
m = 25 м
3 / ч-норма повітря на одного працівника,
z = 1,3-коефіцієнт запасу.
n = 46 - число працівників
Остаточно
L П = 114000 м 3 / год Аеродинамічний розрахунок ведуть при заданих для кожної ділянки вентсеті значень їх довжин
L, м, та витрат повітря
L, м
3 / ч. Для цього визначають:
1.Кількість витяжного повітря по магістральних і іншим воздуховодам;
2.Суммарное значення коефіцієнтів місцевих опорів по
i-ділянкам за формулою:
x пов - коефіцієнт місцевого опору повороту (табл. 6 [2]);
S x ЗТ = x ВТ × n - сумарний коефіцієнт місцевого опору витяжних трійників;
x СП - коефіцієнт місцевого опору при сполученні потоків під гострим кутом,
x СП = 0,4.
У відповідності з побудованою схемою повітроводів визначаємо коефіцієнт місцевих опорів. Усмоктувальна частина воздуховода об'єднує чотири відсмоктування і після вентилятора повітря нагнітається за двома напрямками.
На ділянках а, 1, 2 і 3 тиск губиться на вході у двох (чотирьох) відводи і в трійнику. Коефіцієнт місцевого опору на вході залежить від вибраної конструкції конічного колектора. Останній встановлюється під кутом a = 30 ° і при співвідношенні
l / d 0 = 0,05, тоді за довідковими даними коефіцієнт дорівнює 0,8. Два однакових круглих відведення запроектовані під кутом a = 90 ° і з радіусом закруглення
R 0 / d е. = 2.
Для них за табл. 14.11 [3] коефіцієнт місцевого опору x
0 = 0,15.
Втрату тиску у штанообразном трійнику з кутом ответленія в 15 ° зважаючи малості (крім ділянки 2) не враховуємо. Таким чином, сумарний коефіцієнт місцевих опорів на ділянках
а, 1,2,3 S x = 0,8 + 2 × 0,15 = 1,1 На ділянках
б і
в місцеві втрати опору тільки в трійнику, які через дрібниці (0,01 ... 0,003) не враховуємо. На ділянці
г втрати тиску в перехідному патрубку від вентилятора орієнтовно оцінюють коефіцієнтом місцевого опору
x г = 0,1. На ділянці
д розташоване випускна шахта, коефіцієнт місцевого опору залежить від обраної її конструкції. Тому вибираємо тип шахти з плоским екраном і його відносним подовженням 0,33 (табл. 1-28 [2]), а коефіцієнт місцевого опору становить 2,4. Так як втратою тиску в трійнику нехтуємо, то на ділянці
д (включаючи і ПУ) отримаємо x
д = 2,4. На ділянці
4 тиск губиться на вільний
вихід (x = 1,1 за табл. 14-11 [3]) і у відведенні (x = 0,15 за табл. 14-11 [3]). Крім
того, слід орієнтовно передбачити втрату тиску на відгалуження в трійнику (x = 0,15), так як тут може бути суттєвий перепад швидкостей. Тоді сумарний коефіцієнт місцевих опорів на ділянці
4 S x 4 = 1,1 + 0,15 + 0,15 = 1,4 Визначення діаметрів повітроводів з рівняння
витрати повітря:
Обчислені діаметри округляються до найближчих
стандартних діаметрів за додатком 1
книги [3]. За отриманими значеннями діаметрів перераховується швидкість.
За допоміжної
таблиці з додатку 1 книги [3] визначаються динамічний тиск і приведений коефіцієнт опору тертя. Підраховуються втрати тиску:
Для спрощення обчислень складена таблиця з результатами:
N ділянки
| l, м
| S x
| L, м 3 / год
| d, мм
| V, м / с
| Па
|
|
|
| Р, Па
| Р I, Па
| Р, Па
|
а
| 7
| 1.1
| 8572
| 400
| 19
| 216
| 0.04
| 0.28
| 1.38
| 298
| 298
| -
|
б
| 8
| -
| 17143
| 560
| 19.4
| 226
| 0.025
| 0.2
| 0.2
| 45.2
| 343
| -
|
в
| 3,5
| -
| 34286
| 800
| 19
| 216
| 0.015
| 0.053
| 0.053
| 11.4
| 354.4
| -
|
г
| 3,5
| 0.1
| 34286
| 800
| 19
| 216
| 0.015
| 0.053
| 0.153
| 33
| 387
| -
|
д
| 6
| 2.4
| 25715
| 675
| 23
| 317
| 0.02
| 0.12
| 2.52
| 799
| 1186
| -
|
1
| 7
| 1.1
| 8572
| 400
| 19
| 216
| 0.04
| 0.28
| 1.38
| 298
| 298
| -
|
2
| 7
| 1.1
| 8572
| 400
| 19
| 216
| 0.04
| 0.28
| 1.38
| 298
| 343
| 45
|
3
| 7
| 1.1
| 8572
| 400
| 19
| 216
| 0.04
| 0.28
| 1.38
| 298
| 343
| 45
|
4
| 4
| 1.4
| 8572
| 400
| 19
| 216
| 0.04
| 0.16
| 1.56
| 337
| 799
| 462
|
Як видно з таблиці, на ділянці
4 вийшла неприпустима нев'язка у 462 Па (57%).
Як видно з таблиці, на ділянці
2, 3 вийшла неприпустима нев'язка в 45 Па (13%).
Для ділянки
4: зменшуємо
d з
400 мм до
250 мм , Тоді
м / с,
при цьому
= 418 Па і
= 0.08, Р = 780 Па,
Ñ Р = 80 Па, Þ
.
Для ділянки
2 і
3: зменшуємо d з
400 мм до
250 мм , Тоді V = 10 м / с, при цьому
= 226 Па і
= 0.25, Р = 305 Па,
Ñ Р = 80 Па, Þ
.
Вибір вентилятора.
З додатку 1 книги [3] за значеннями L
потр = 34286 м
3 / год і Р
I = 1186 Па обраний вентилятор Ц-4-76 № 12.5 Q
в - 35000 м
3 / год, М
в - 1400 Па, h
в = 0,84, h
п = 1. Звідси встановлена потужність електродвигуна становить:
де Q
в - прийнята
продуктивність вентилятора, N
в - прийнятий напір вентилятора, h
в = h - ККД вентилятора, h
п - ККД передачі.
З додатку 5 книги [3] за значеннями N = 75 кВт і w = 1000 об / хв обраний електродвигун АО2-92-6 (АТ »- захисне виконання, 92 - розмір зовнішнього діаметра, 6 - число полюсів). Схема електродвигуна показана на рис.3.2.
Рис. 3.2. Схема електродвигуна А02-92-6
При цьому необхідно передбачити установку реверсивних магнітних пускачів для реверсування повітря при
відповідних аварійних
ситуаціях в даному приміщенні.
Вентилятор і електродвигун встановлюються на залізниці рамі при їх одноосьовому розташуванні. Для віброізоляції рама встановлюється на виброизолирующие матеріал. На воздухоотвода встановлюють діафрагму, а між ними і вентилятором перехідник.
Список використаної літератури: 1. Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель і споруд РД 34.21.122 - 871 Міненерго СРСР. - М.: Вища
школа, 1989.
2. Практикум з безпеки життєдіяльності під ред. Бережного С.А. - К.: ТДТУ, 1997.
3. Калінушкін М.П. Вентиляторні установки, Вища школа, 1979.