Проектирование системы электроснабжения завода режущих инструментов

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Описание технологии предприятия режущих инструментов
2 Расчет электрических нагрузок предприятия
3 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов подстанций и трансформаторов ГПП
3.1 Выбор числа и мощности цеховых ТП
3.2 Расчет потерь в трансформаторах
3.3 Выбор трансформаторов ГПП
4 Расчет компенсации реактивной мощности и выбор КУ
5 Построение картограммы нагрузок завода и определение места расположения ГПП
6 Выбор схемы электроснабжения предприятия с технико-экономическим обоснованием
6.1 Выбор схемы электроснабжения предприятия
6.2 Технико-экономическое сравнение вариантов схемы электроснабжения
7 Расчет токов короткого замыкания для выбора электрооборудования
8 Выбор высоковольтного оборудования ГПП завода
8.1 Выбор схемы и оборудования ОРУ 110 кВ
8.2 Выбор электрооборудования 10 кВ
9 Выбор сечения проводов воздушной линии 110 кВ и кабелей 10 кВ
9.1 Выбор сечения ВЛ 110 кВ
10 Релейная защита трансформаторов ГПП
10.1 Выбор защиты трансформаторов ГПП
10.2 Выбор защиты отходящих линий 10 кВ
10.3 Выбор защиты синхронных двигателей напряжением выше 1000 В
10.4 Расчет релейной защиты трансформаторов ГПП
11 Измерение и учет электроэнергии
12 Защита ГПП от прямых ударов молнии
13 Расчёт защитного заземления ГПП
14 Технико-экономический расчет показателей системы электроснабжения завода
14.1 Определение капитальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудования
14.2 Определение амортизационных отчислений
14.3 Расчет структуры ремонтного цикла
14.4 Расчет годовой трудоемкости текущих и капитальных ремонтов
14.5 Определение общего годового фонда заработной платы ремонтного и обслуживающего персонала
14.6 Определение стоимости потерь электроэнергии
14.7 Технико-экономические показатели для оборудования и сетей 10 кВ
15 Безопасность и экологичность проекта
15.1 Анализ опасных и вредных факторов
15.2 Микроклимат
15.3 Производственное освещение
15.4 Мероприятия по борьбе с вредными воздействиями вибрации и шума
15.5 Защита персонала от электромагнитных излучений промышленной частоты
15.6 Меры защиты от поражения электрическим током
15.7 Пожарная безопасность
15.8 Мероприятия по охране окружающей среды
Заключение
Список использованных источников
?

Количество заземлителей определяется расчетом в зависимости от необходимого сопротивления ЗУ или допустимого напряжения прикосновения. Размещение искусственных заземлителей производится таким образом, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории ОРУ прокладываются заземляющие полосы на глубине 0,5 – 0,7 м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении, образуя заземляющую сетку, к которой присоединяется заземляемое оборудование.При пробое изоляции в каком-либо аппарате его корпус и заземляющий контур окажутся под некоторым потенциалом:(13.1) - ток однофазного замыкания на землю, А; - сопротивление заземлителя, ОмРастекание тока с электродов заземления приводит к постепенному уменьшению потенциала почвы вокруг них. Внутри контура заземления потенциалы выравниваются, поэтому, прикасаясь к поврежденному оборудованию, человек попадает под небольшую разность потенциалов (напряжение прикосновения), которое составляет некоторую долю потенциала на заземлителе: (13.2)где - коэффициент напряжения прикосновения, значение которого зависит от условий растекания тока с заземлителя и человека.Согласно ПУЭ заземляющие устройства выше 1 кВ с эффективно заземлённой нейтралью выполняются с учётом сопротивления или допустимого напряжения прикосновения.Расчёт по допустимому сопротивлению приводит к неоправданному расходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземляющих устройст подстанций небольшой площадью, не имеющих естественных заземлителей.Опыт эксплуатации распределительных устройств напряжением 110 кВ и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения, а не величины . Обоснованием этого служат следующие соображения. В момент прикосновения человека к заземленному оборудованию, находящемуся под потенциалом, часть сопротивления заземлителя шунтируется сопротивлением тела человека и сопротивлением растекания тока от ступней в землю: (13.3)где - удельное сопротивление верхнего слоя земли, Ом м;На тело человека фактически будет действовать напряжение:(13.4)где - падение напряжения в сопротивлении растеканию с двух ступней в землю, В.Ток, протекающий через человека:(13.5)где - сопротивление тела человека, Ом;В расчётах принимают ;Опасность поражения зависит от тока и его длительности протекания через тело человека. Зная допустимый ток, можно найти допустимое напряжение прикосновения:(13.6)Чем больше , тем большее напряжение прикосновения можно допустить.За расчетную длительность воздействия тока на человека принято:(13.7)где - время действия основной релейной защиты на стороне 110 кВ ГПП; - полное время включения короткозамыкателя; - полное время отключения на головном выключателе ВГТ-110II-40/2500 У1 линии 110 кВ подстанции энергосистемы.Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, должно обеспечить в любое время года ограничение до нормированного значения в пределах всей территории подстанции.Заземляющее устройство для установок 110 кВ и выше выполняется из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих заземляющую сетку с переменным шагом. Расстояние между полосами должно быть не более 30 м.Сложный заземлитель (рисунок 13.1) заменяется расчетной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения.Площадь используемая под заземлитель подстанции:Рисунок 13.1 - Замена расчётного заземлителя упрощённой модельюа) Заземляющее устройство подстанцииб) Расчётная модель, принимаем .На подстанции прокладываются горизонтальные проводники () длиной .Общая протяженность горизонтальных проводников сетки составляет:. - длина вертикальных заземлителей, м; .В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. Как правило, верхние слои имеют большее удельное сопротивление, а нижние, увлажненные слои – меньшее сопротивление. В расчетах многослойный грунт представляется двухслойным: верхний – толщиной , с удельным сопротивлением , нижний с удельным сопротивлением . Величины , , принимаются на основе замеров с учетом сезонного коэффициента .Удельное сопротивление нижнего слоя грунта :.Удельное сопротивление верхнего слоя грунта определим по выражению: (13.8)где - коэффициент сезонности, учитывающий увеличения удельного сопротивления верхнего слоя грунта в следствии сезонных изменений. Толщина верхнего слоя грунта: .Для находим допустимое напряжение прикосновения .Коэффициент прикосновения определяется по выражению:(13.9)где - длина вертикальных заземлителей, м; . - расстояние между вертикальными заземлителями, м; . - параметр, зависящий от ; - коэффициент, определяемый по и : - Общая протяженность горизонтальных проводников сетки, м .Определяем потенциал на заземлителе:(13.10)что в пределах допустимого (меньше 10 кВ).Допустимое сопротивление заземляющего устройства:(13.11)где - ток однофазного замыкания на землю в РУ 110 кВ, А; . - общая длина вертикальных заземлителей, м,,(13.12)где - число вертикальных заземлителей, шт. шт..Сопротивление заземлителя из сетки, уложенной на глубине t можно определить:(13.13)где - эквивалентное сопротивление грунта, Омм;По табличным данным для и , , тогда А - коэффициент, зависящий от отношения длины вертикальных электродов и ., при (13.14), при (13.15)где - длина вертикальных заземлителей. при , тогдаОбщее сопротивление сложного заземлителя:,что меньше допустимого .14Технико-экономический расчет показателей системыэлектроснабжения завода14.1 Определение капитальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудованияКапитальные затраты на электрооборудование приведены в таблице 14.1.Таблица 14.1 - Капитальные затраты на электрооборудование№ п/пНаименование и тип электрооборудованияЕд. изм.Кол-во еди-ницЦена единицы оборудования, рубСтоимость монтажа и транспортировки, рубКапитальные затраты на единицу оборудования, рубОбщие капитальные затраты, руб123456781Ячейка КРУ КМ-1 с трансформатором собственных нужд ТМ-40/10шт.279978,21626396241,2192482,42КТП с двумя трансформаторомТМЗ-400/10шт.4356439197652,2554091,222163653КТП с одним трансформаторамиТМЗ-1000/10шт.1619801343691,4963492,4963492,44КТП с двумя трансформаторамиТМЗ-1000/10шт.11968439,1537017,8150545716560025,95Ячейка КРУ К-104М с выключателями BB/TEL-10IНОМ = 630 - 1000 А.шт.4283844,816263100107,842045286Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 в траншеекм5,33105528,836613,29142142,1757617,37Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 в траншеекм0,59133299,546248,37179547,9105933,28Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 в траншеекм2,99205503,571299,56276803,1827641,29Ячейка КРУ КМ-1 со штепсельным разьединителемшт.331803,21626348066,2144198,610Ячейка КРУ КМ-1 трансформатором напряжения НТМИ-10 и ограничителем перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/11,5шт.644090,81626360353,8362122,8ИТОГО:2633440614.2 Определение амортизационных отчисленийАмортизационные отчисления определяются на основе существующих норм амортизации. Амортизационные отчисления определяются по формуле: (14.1)где - коэффициент (норма) амортизации, 1/год;Результаты расчёта суммарных годовых аммортизационных отчислений представлены в таблице 14.2.Таблица 14.2 - Суммарные годовые амортизационные отчисления№ п/пНаименование и тип электрооборудованияОбщие капитальные затраты К, рубКоэффициент амортизации , 1/годАмортизационные отчисления, руб/год123451Ячейка КРУ КМ-1 с трансформатором собственных нужд ТМ-40/10192482,40,06312126,392КТП с двумя трансформаторомТМЗ-400/1022163650,0631396313КТП с одним трансформаторамиТМЗ-1000/10963492,40,06360700,024КТП с двумя трансформаторамиТМЗ-1000/1016560025,90,06310432825Ячейка КРУ К-104М с выключателями BB/TEL-10IНОМ = 630 - 1000 А.42045280,063264885,36Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 в траншее757617,30,0322728,527Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 в траншее105933,20,033177,9968Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 в траншее827641,20,0324829,249Ячейка КРУ КМ-1 со штепсельным разьединителем144198,60,0639084,51210Ячейка КРУ КМ-1 трансформатором напряжения НТМИ-10 и ограничителем перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/11,5362122,80,06322813,74ИТОГО160325814.3 Расчет структуры ремонтного циклаДля определения годовой трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов определяется структура ремонтного цикла каждой единицы оборудования.Плановая продолжительность ремонтного цикла и межремонтного периода определяются по формулам: (14.2)(14.3)где - продолжительность ремонтного цикла, лет; - продолжительность межремонтного периода, мес; - коэффициент, определяется сменностью работы оборудования (равен 1, так как завод работает в две смены). - коэффициент, учитывает наличие коллектора (равен 1, так как коллекторных машин нет). - коэффициент использования оборудования, зависящий от отношения фактического коэффициента спроса к табличному (равен 1, так как для данноых цехов завода это отношение равно 1). - коэффициент, учитывает категорию оборудования (для основного при расчёте , при расчёте ). - коэффициент передвижных установок (равен 1, так как передвижных установок нет).Результаты расчёта продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода приведены в таблице 14.3.Таблица 14.3 - Таблица расчетных коэффициентов для определения структуры ремонтного цикла№ п/пНаименование и тип электрооборудования, лет, мес, лет, мес1234567891011121Ячейка КРУ КМ-1 с трансформатором собственных нужд ТМ-40/1012361110,850,7110242КТП с двумя трансформаторомТМЗ-400/1012361110,850,7110243КТП с одним трансформаторамиТМЗ-1000/1012361110,850,7110244КТП с двумя трансформаторамиТМЗ-1000/1012361110,850,7110245Ячейка КРУ К-104М с выключателями BB/TEL-10IНОМ = 630 - 1000 А.3121110,850,71396Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 в траншее20121110,850,711687Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 в траншее20121110,850,711688Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 в траншее20121110,850,711689Ячейка КРУ КМ-1 со штепсельным разьединителем3121110,850,713910Ячейка КРУ КМ-1 трансформатором напряжения НТМИ-10 и ограничителем перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/11,53121110,850,7139Количество плановых текущих ремонтов в структуре ремонтного цикла: (14.4)Результаты расчёта структуры ремонтного цикла оборудования приведены в таблице 14.4.Таблица 14.4 - Результаты расчётов структуры ремонтного цикла электрооборудования№ п/пНаименование и тип электрооборудованияСтруктура ремонтного цикла, лет, мес, шт1234561Ячейка КРУ КМ-1 с трансформатором собственных нужд ТМ-40/10К-Т1-Т2-Т3-Т4-К102442КТП с двумя трансформаторомТМЗ-400/10К-Т1-Т2-Т3-Т4-К102443КТП с одним трансформаторамиТМЗ-1000/10К-Т1-Т2-Т3-Т4-К102444КТП с двумя трансформаторамиТМЗ-1000/10К-Т1-Т2-Т3-К3935Ячейка КРУ К-104М с выключателями BB/TEL-10IНОМ = 630 - 1000 А.К-Т1-…-Т23-К168236Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 в траншееК-Т1-…-Т23-К168237Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 в траншееК-Т1-…-Т23-К168238Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 в траншееК-Т1-…-Т23-К168239Ячейка КРУ КМ-1 со штепсельным разьединителемК-Т1-Т2-Т3-К39310Ячейка КРУ КМ-1 трансформатором напряжения НТМИ-10 и ограничителем перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/11,5К-Т1-Т2-Т3-К39314.4 Расчет годовой трудоемкости текущих и капитальных ремонтов14.4.1 Расчет численности ремонтного и обслуживающего персоналаНа базе структур ремонтного цикла определяется годовая трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов каждой единицы оборудования:(14.5) (14.6)где m - количество позиций однотипного оборудования;ni - количество единиц однотипного оборудования; - трудоёмкость капитального ремонта единицы оборудования, чел.час; - трудоёмкость текущего ремонта единицы оборудования, чел.час; - продолжительность ремонтного цикла, лет. - продолжительность текущих ремонтов в году.Результаты расчёта годовой трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов электрооборудования приведены в таблице 14.5.Таблица 14.5 - Годовая трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов электрооборудования№ п/пНаименование и тип электрооборудования, шт, шт, чел.час, чел.час, чел.час, чел.час123456781Ячейка КРУ КМ-1 с трансформатором собственных нужд ТМ-40/1024632812,622,42КТП с двумя трансформаторомТМЗ-400/10144408844,035,23КТП с одним трансформаторамиТМЗ-1000/106444088264,0211,24КТП с двумя трансформаторамиТМЗ-1000/10946501321950,01584,05Ячейка КРУ К-104М с выключателями BB/TEL-10IНОМ = 630 - 1000 А.423301078,878,86Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 в траншее5,33231454548,3344,87Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 в траншее0,5923145455,338,28Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 в траншее2,99231454527,1193,49Ячейка КРУ КМ-1 со штепсельным разьединителем33251025,030,010Ячейка КРУ КМ-1 трансформатором напряжения НТМИ-10 и ограничителем перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/11,563281056,060,0ИТОГО1845,72908,0Численность ремонтного персонала определяется на базе годовой трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов электрооборудования.Численность ремонтного персонала для выполнения капитальных ремонтов: (14.7)Численность ремонтного персонала для выполнения текущих ремонтов: (14.8)где и - необходимое количество ремонтных рабочих для выполнения капитальных и текущих ремонтов электрооборудования, чел; и - суммарные годовые трудоёмкости капитальных и текущих ремонтов по всему электрооборудованию, чел.час; - годовой эффективный фонд рабочего времени одного рабочего, час; . - коэффициент выполнения норм; для ремонтного персонала ; для обслуживающего персонала .Суммарная численность ремонтного персонала: (14.9)где - суммарная трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов по всему электрооборудованию.Численность обслуживающего персонала определяется на базе годовой трудоёмкости технического обслуживания электрооборудования, которая исчисляется в процентах от годовой трудоёмкости текущих ремонтов. (14.10)где - количество смен работы оборудования, ;Численность обслуживающего персонала: (14.11)Результаты расчёта численности ремонтного и обслуживающего персонала приведены в таблице 14.6.Таблица 14.6 - Численность ремонтного и обслуживающего персонала№ п/пНазвание профессии рабочих, , чел.час, час, о.е.Количество рабочих, чел.1Ремонтный персонал4753,718001,132Обслуживающий персонал581,618001114.5 Определение общего годового фонда заработной платы ремонтного и обслуживающего персоналаЗаработную плату ремонтного и обслуживающего персонала определяем на основании степени сложности установленного оборудования и средних тарифных разрядов для ремонта и обслуживания электрооборудования.Фонд основной заработной платы определяем путём умножения плановой трудоёмкости соответствующих работ на часовую тарифную ставку среднего разряда.Основная заработная плата определяется по формуле:где - годовая трудоёмкость технического обслуживания, чел.час;– часовая тарифная ставка; МРОТ =5205 руб./мес.≈25,77руб./час – минимальный размер оплаты труда, если в месяце 21 восьмичасовой рабочий день; ТК – средний тарифный коэффициент по таблице 14.6.Часовые тарифные ставки рабочих подсчитываются исходя из ставок рабочих первых разрядов сдельщиков и повременщиков соответственно (таблица 14.7).Таблица 14.7 - Часовые тарифные ставки рабочихРазрядЧасовая тарифная ставка, рубТарифные коэффициенты ТкСдельщикиПовременщики1141,74128,8512154,49140,451,093171,50155,911,213,5180,00163,641,274188,51171,371,335212,60193,281,56242,37220,331,71Для обслуживающего персонала (повременщики) принимаем тарифный разряд - 4. Тогда тарифная часовая ставка данного разряда руб.Основная заработная плата обслуживающего персонала:(14.12)где - годовая трудоёмкость технического обслуживания, чел.час; - часовая тарифная ставка 4-го разряда повременщиков, руб.К основной заработной плате прибавляется дополнительная заработная плата в размере 15% от основной и социальные отчисления 34% от суммы основной и дополнительной зарплаты.Для ремонтного персонала (сдельщики) принимаем тарифный разряд - 5. Тогда тарифная часовая ставка данного разряда руб.Основная заработная плата ремонтного персонала:14.13)где - Годовая трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов, чел.час; - часовая тарифная ставка 5-го разряда повременщиков, руб.К основной заработной плате прибавляется дополнительная заработная плата в размере 15% от основной и социальные отчисления 34% от суммы основной и дополнительной зарплаты.Общий фонд заработной платы обслуживающего персонала:Общий фонд заработной платы ремонтного персонала:Затраты на материалы определяются пропорционально основной заработной плате на соответствующий вид ремонта или технического обслуживания по следующим формулам:1) на капитальный ремонт ;2) на текущий ремонт ;3) на техническое обслуживание ;где , , - соответственно заработная плата на капитальный, текущий ремонты, техническое обслуживание., , - коэффициенты пропорциональности равные ; ; .Результаты расчётов стоимости материалов заносим в таблицу 14.8.Таблица 14.8 - Суммарная стоимость материалов для капитального, текущего ремонтов и технического обслуживания№ п/пНаименование и тип электрооборудования, чел.час, чел.час, чел.часРазряд работыЧТСр, руб/ часЧТСо, руб/ час, руб, руб, рубРемОбс1234567891011121Ячейка КРУ КМ-1 с трансформатором собственных нужд ТМ-40/1012,622,44,4854212,6171,42678,84762,2767,92КТП с двумя трансформаторомТМЗ-400/1088,070,414,0854212,6171,418708,814967,02413,33КТП с одним трансформаторамиТМЗ-1000/1088,070,414,0854212,6171,418708,814967,02413,34КТП с двумя трансформаторамиТМЗ-1000/10845,0686,4137,2854212,6171,4179647,0145928,623529,85Ячейка КРУ К-104М с выключателями BB/TEL-10IНОМ = 630 - 1000 А.410,0410,082,0054212,6171,487166,087166,014054,86Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 в траншее31,8227,145,413,54188,5171,45994,342808,47783,37Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 в траншее16,3116,423,293,54188,5171,43072,621941,43991,98Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 в траншее25,4181,136,233,54188,5171,44787,934137,46209,89Ячейка КРУ КМ-1 со штепсельным разьединителем25,030,06,0054212,6171,45315,06378,01028,410Ячейка КРУ КМ-1 трансформатором напряжения НТМИ-10 и ограничителем перенапряжения ОПН-КР/TEL-10/11,556,060,012,0054212,6171,411905,612756,02056,8Итого:405293,9591672,697444,3Общие затраты на материалы определяются:14.14)Общие ежегодные затраты на ремонт и обслуживание:(14.15)14.6 Определение стоимости потерь электроэнергииа) Потери активной мощности в кабельных линиях определяются: (14.16)где - ток, протекающий в линии в нормальном режиме, А. - сопротивление кабельной линии, Ом:(14.17)где - длина кабельной линии, км; - удельное сопротивление кабеля, Ом/км; - число кабельных линий, питающих электроустановку, шт;Потери активной мощности в кабельных линиях представлены в таблице 14.9. Таблица 14.9 - Потери активной мощности в кабельных линиях№ п/пНаименование и тип электрооборудования, км, Ом, Ом, А, шт, кВт123456781Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 ГПП – КТП-30,480,1620,078221,703222,9322Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 КТП-3 - КТП-20,130,2450,032147,80224,1753Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 КТП-2 – КТП-10,200,3120,06273,90122,0454Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 ГПП – КТП-40,410,3120,12846,18821,6375Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 ГПП – КТП-50,390,3120,12046,18821,5586Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 ГПП – КТП-60,400,3120,12592,37626,3907Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 КТП 6 – КТП 70,160,3120,05046,18820,6398Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 ГПП – КТП-80,090,3120,02873,90120,9189Кабель силовой 10 кВААШв 3х120 ГПП – КТП-90,070,2450,016147,80222,09710Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 КТП-9 – КТП-100,060,3120,01973,90122,09711Кабель силовой 10 кВААШв 3х185 ГПП – КТП-110,290,1620,047221,70320,62312Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 АД 5.1 – АД 5.20,220,3120,06992,37650,43513Кабель силовой 10 кВААШв 3х95 СД 5.1 – 5.30,080,3120,02557,73558,83214Кабель силовой 10 кВ2хААШв 3х185 ГПП 0,090,0810,007461,88021,250ИТОГО55,628Стоимость потерь электроэнергии, годовые потери электроэнергии, средние потери активной мощности рассматриваемого элемента электрооборудования, стоимость 1 кВт ч электроэнергии, относительное время использования максимума потерь определяются по формулам (6.7) - (6.11), приведённым в разделе 6.б) Потери мощности в трансформаторах определяются:(14.18)где - потери мощности холостого хода трансформатора, кВт; - потери мощности короткого замыкания, кВт; - коэффициент загрузки трансформатора, о.е; - число трансформаторов, шт;в) Потери мощности в электродвигателях определяются:(14.19)где - число двигателей, шт; - коэффициент загрузки двигателя, о.е; - потери мощности холостого хода двигателя, кВт;Для двигателей выше 100 кВт:(14.20) - номинальные нагрузочеые потери двигателя, кВт;Для двигателей выше 100 кВт:(14.21)Номинальные потери для двигателей определяются по формуле:(14.22)где - номинальная мощность асинхронного двигателя, кВт; - номинальный КПД двигателя, %; - номинальные потери асинхронного двигателя от реактивной нагрузки, кВт;(14.23)где - удельные потери активной мощности на 1 квар реактивной нагрузки асинхронного двигателя, кВт/квар (лежат в диапазоне 0,01-0,04). - номинальная реактивная мощность асинхронного двигателя, квар.(14.24)Максимальные суммарные потери активной мощности: (14.25)Средние потери активной мощности:Годовые потери электроэнергии:Стоимость потерь электроэнергии:Годовые издержки эксплуатации:Годовые приведённые затраты14.7 Технико-экономические показатели для оборудования и сетей 10 кВРасчёт технико-экономических показателей для оборудования и сетей 10 кВ приведён в таблице 14.10. Таблица 14.10 - Расчёт технико-экономических показателей проекта№ п/пПоказателиУсловное обозначениеЕдиницы измеренияЧисленное значение% от З1Капитальные затратыруб26334406-2Годовые приведённые капитальные затратыруб/год5266881,245,303Амортизационные отчисленияруб/год160325813,794Зарплата ремонтного персоналаруб/год1464412,412,605Зарплата обслуживающего персоналаруб/год144420,11,246Стоимость материалов на обслуживание и ремонтСМруб/год1094410,89,417Затраты на обслуживание и ремонтруб/год2703243,323,258Стоимость годовых потерь электроэнергиируб/год1152533,79,919Годовые издержки эксплуатациируб/год6358938,354,7010Годовые приведённые затратыруб/год11625819,5100Рисунок 14.1 – Расчёт технико-экономических показателей проекта14.8Расчет критериев оценки эффективности проекта14.8.1 Чистый дисконтированный доходЧДД определяется по выражению:(14.26)гдеРt – ежегодная выручка;Зt – эксплуатационные затраты;Кt – капитальные вложения в проект (инвестиции);В = Pt–Зt – годовая экономия; r = 0,074=7,4% – реальная процентная ставка дисконтирования по выражению (14.4).Расчет ведем для времени Т = 23 лет.Рассчитаем срок окупаемости проекта, считая что экономия составляет 40% от годовых приведенных затрат, тогда:(14.27)(14.28)Дисконтируем полученную чистую прибыль, реальная ставка дисконтирования 7,4% в год по выражению (14.4).Дисконтирование ДисконтированиеДисконтирование Дисконтированную прибыль суммируем с нарастающим итогом. Результаты сводим в таблицу 14.11.Таблица 14.11 – Расчеты дисконтированной прибыли нарастающим итогом№ годаДисконтированная прибыль, млн.рубПрибыль с нарастающим итогом, млн.руб12364990,692364990,6922202039,754567030,4432050316,346617346,7841909046,878526393,6551777511,0510303904,7061655038,2211958942,9271541003,9313499946,8581434826,7514934773,6191335965,3216270738,93101243915,5717514654,49111158208,1618672862,66121078406,1119751268,77131004102,5220755371,2914934918,5521690289,8415870501,4422560791,2916810522,7623371314,0517754676,6924125990,7418702678,4824828669,2119654263,0225482932,2320609183,4426092115,6721567209,9126659325,5822528128,4127187453,9823491739,6727679193,65Критерий чистого дисконтированного дохода основан на сопоставлении величины исходного капитала с общей суммой дисконтированных чистых денежных поступлений, генерируемых ею в течении прогнозируемого срока. Критерий принятия проекта:В результате расчета получаем: (14.29)По данному критерию проект эффективен.14.6.2 Внутренняя норма доходностиПод внутренней нормой доходности понимается такая ставка дисконтирования, при которой ЧДД=0.ВНД = r при ЧДД = 0. (14.30)Внутренняя норма доходности – это внутренний параметр проекта, который характеризует устойчивость проекта к изменению внешней экономической среды.Для определения ВНД строим график зависимости ЧДД = f (r) (Рисунок 14.1).r = 7,4% в год ЧДД =руб; (14.31)(14.32)ВНД=8.05 %14.8.3 Индекс доходностиИндекс доходности определяется по выражению: (14.35)Так как ИД > 0 проект эффективен.14.8.4 Применение метода аннуитета для оценки эффективности инвестиционного проектаДанный метод основан на определении коэффициента аннуитета:(14.36)гдеn – срок окупаемости проекта.Откуда:(14.37)14.6.5 Построение графиков окупаемости проектаАнализ будем производить со дня начала выпуска продукции и для интервала времени в 30 лет в предположении, что экономия по годам постоянная.Определим дисконтированный и не дисконтированный графики окупаемости проекта.Расчет ведем по выражениям: (14.38) где=2,54- экономия по годам по выражению (14.40);r = 0,074=7,4% – реальная процентная ставка дисконтирования по выражению (14.4);n=1÷10 лет – периоды времени от начала выпуска продукции на которых рассчитывается ЧДД;К = 23,6 млн.руб - общие капитальные затраты по таблице 14.8;Окончательное сальдо с учетом дисконтирования определяется по выражению: (14.39)Окончательное сальдо с учетом дисконтирования для n=1 год определяется по выражению: (14.40)Расчеты чистого дисконтированного и не дисконтированный дохода представим в виде расчетной таблицы 14.12ВремяnИнвестицииКОБЩГодовые издержкиэксплуатации C Выгоды В Без учётадисконтированияС дисконтированиемОкончательноесальдоСальдонарастающим итогом (ЧД)ЭкономияОкончательноесальдоСальдонарастающим итогом (ЧДД)годмлн.руб/год123456789023,6   0  0106,32,542,54-21,062,362,36-21,24206,32,542,54-18,522,202,20-19,03306,32,542,54-15,982,052,05-16,98406,32,542,54-13,441,911,91-15,07506,32,542,54-10,91,781,78-13,3606,32,542,54-8,361,661,66-11,64706,32,542,54-5,821,541,54-10,1806,32,542,54-3,281,431,43-8,665906,32,542,54-0,741,341,34-7,3291006,32,542,541,81,241,24-6,0851106,32,542,544,341,161,16-4,9271206,32,542,546,881,081,08-3,8491306,32,542,549,421,001,00-2,8451406,32,542,5411,960,930,93-1,911506,32,542,5414,50,870,87-1,0391606,32,542,5417,040,810,81-0,2291706,32,542,5419,580,750,750,5261806,32,542,5422,120,700,701,22871906,32,542,5424,660,650,651,8829Рисунок 14.2 – График внутренней нормы доходностиНа рисунке 14.2 видно, что срок окупаемости без дисконтирования равен = 9,1 года, а с дисконтированием – = 15,7 года. 15 Безопасность и экологичность проектаВ данном разделе дипломного проекта разрабатываются мероприятия по экологичности и безопасности для проектируемого оборудования цеховых ТП 10/0.4 кВ завода режущих инструментов.15.1 Анализ опасных и вредных факторовПри эксплуатации электрооборудования ТП на обслуживающий персонал могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы согласно положения ССБТ ГОСТ 12.0.003-74 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»:- повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов;- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;- повышенный уровень шума на рабочем месте;- повышенный уровень вибрации;- повышенная или пониженная влажность воздуха;- повышенная или пониженная подвижность воздуха;- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;- повышенный уровень электромагнитных излучений;- повышенная напряженность электрического поля;- повышенная напряженность магнитного поля;- отсутствие или недостаток естественного света;- недостаточная освещенность рабочей зоны;- повышенная пульсация светового потока.- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;- расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли (пола).Источниками загрязнения в процессе эксплуатации оборудования и при аварийных ситуациях являются маслонаполненные аппараты, утечка масла из которых может привести к загрязнению окружающей среды (силовые трансформаторы, трансформаторы собственных нужд). Возможно загрязнение территории отходами, повышенный уровень электромагнитного излучения, повышенный уровень шума.15.2 МикроклиматОптимальные и допустимые параметры воздуха рабочей зоны в помещениях определяются по СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».Микроклимат в помещении определяется следующими параметрами:температура воздуха t (0C);температура поверхностей tп (0C).относительная влажность воздуха φ (%);скорость перемещения воздуха в рабочей зоне V (м/с);интенсивностью теплового излучения (Вт/м2).Эти параметры нормируются в зависимости от периода года и категории работ (легкая, средней тяжести, тяжелая). В производственных помещениях выполняемые работы относятся к работам средней тяжести (категория IIб).Допустимые параметры воздушной среды приведены в таблице 15.1.Таблица 15.1 – Допустимые температуры, относительные влажности и скорости движения воздуха для холодного и теплого периодов года.ПериодгодаКатегорияработыНа постоянных рабочих местахТемпературавоздуха, °СOтносительнаявлажность воздуха, %Скорость движения воздуха, м/схолодныйIIб15-2115-750,1-0,3теплыйIIб16-1715-75Не более 0,3Для обеспечения необходимого воздухообмена и поддержания параметров микроклимата применяется приточно-вытяжная система вентиляции. В цехах применяется водяная трубная система отопления. Система является закрытой с температурой сетевой воды 95 °С. Для обеспечения необходимого воздухообмена и поддержания параметров микроклимата применяется приточно-вытяжная система вентиляции. В цехах применяется водяная трубная система отопления. Система является закрытой с температурой сетевой воды 95 °С. Вид отопления и вентиляции был выбран в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 «Требования к отоплению, вентиляции и кондиционированию».15.3 Производственное освещениеВо всех производственных помещениях принимают соответствующий вид освещения (естественное или искусственное) и систему освещения (общее или комбинированное). Необходимую освещённость определяют по СНиП 23-05-2010 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от характеристики зрительной работы (наименьшего размера объекта различения), фона, контраста и системы освещения.В выбираем общее освещение с уровнем освещенности (согласно СниП 23-05-2010) по цехам 200 лк, а также естественное освещение (верхнее и боковое). В цехе производятся работы средней точности, наименьший размер объекта различения от 0,5 до 1 мм, разряд зрительной работы IV, подразряд б. Для освещения цеха применяются светильники РСП-05 с лампой ДРИ-400, степень защиты IP 20 для цехов с нормальной средой и IP 65 –для цехов со средой опасной по коррозии. Аварийное освещение выполняется лампами накаливания, при этом освещенность на рабочих местах составляет 5% освещенности, установленной для рабочего освещения при системе общего освещения, т.е. 10 лк.Таблица 15.2 – Нормативные значения освещённости при искусственном освещении. ХарактеристиказрительнойработыНаименьший размер объектаразличения, ммРазрядзрительныхработПодразрядзрительныхработОсвещен-ность,лкЕстественное освещениепри общемосвещенииКЕО, ен %ВерхнееБоковоеСредней точности0,5-1,0IVб20041,515.4 Мероприятия по борьбе с вредными воздействиями вибрации и шумаИсточником шума в производственных помещениях являются двигатели приводов станков, трансформаторы, а также прессы, работающие в режиме штамповки и ковки. В цехах шум по характеру спектра– широкополосный с непрерывным сектором шириной более одной октавы. По временной характеристике шум постоянный, уровень звука которого за восьми часовой рабочий день изменяется не более, чем на 5 дБА. Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука на рабочих местах нормируется согласно ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности».Нормирование шума производится по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» в зависимости от вида трудовой деятельности по предельному спектру уровней звукового давления, дБ, или эквивалентному уровню звукового давленияИсточниками вибрации и шума на подстанции являются: магнитная система трансформаторов, высоковольтные выключатели и электордвигатели вентиляции.Классификация шума:- по происхождению – электромагнитный, механический, аэродинамический;- по спектральному составу широкополосный;- по временным характеристикам постоянный.Допустимые уровни звукового давления представлены в таблице 15.3.Таблица 15.3 – Уровни звукового давления Рабочие местаУровни звукового давления, дБ, в октавных полосах сосреднегеометрическими частотами, ГцУровнизвука, дБА31,5631252505001000200040008000Постоянные рабочие места и рабочие зоны производственных помещениях107958782787573716980Защита от шума достигается согласно ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ «Средства и методы защиты от шума» уменьшением уровня шума в источнике, архитектурно-планировочными решениями, организационно-техническими мероприятиями.Вибрация нормируется по Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» величиной виброскорости (м/с), виброускорения (м/с2) и их логарифмическими уровнями (дБ) в зависимости от вида вибрации и частоты (Гц) (таблица 15.4).Вид вибрации – общая, технологическая «б».Таблица 15.4 – Предельно-допустимые значения виброскорости Среднегеометрические частоты полос, ГцПредельно допустимые значения виброскорости, дБтехнологическаятипа «б»1,0-2,01004,0918,08516,08431,58463,084Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни84Источниками вибрации в цехах являются прессы, транспортеры, испытательные стенды. Нормирование вибрации производится согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».Для уменьшения вибрации возможно использование следующих способов: уменьшение вибрации в источнике, виброизоляция, средства индивидуальной защиты.Нормируемые параметры шума для трансформатора определены по ГОСТ 12.2.024-76 ССБТ «Шум. Трансформаторы силовые масляные. Нормы и методы контроля».15.5 Защита персонала от электромагнитных излучений промышленной частотыИсточниками, создающими электромагнитные излучения промышленной частоты в цехах являются цеховые трансформаторы. В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 "Электромагнитные поля в производственных условиях" установлены допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей.Напряженность поля, которую создают цеховые трансформаторы, не превышает 5 кВ/м. Поэтому защитных мер от воздействия электромагнитных полей не требуется.Таблица 15.5 – Допустимые значения электрической напряженности для различных видов местностиВид местностиДопустимая напряженность электрического поля, кВ/м:Ненаселенная местность15Населенная местность5Жилая застройка1,515.6 Меры защиты от поражения электрическим токомНа внутрицеховых подстанциях установка КТП выполнена с соблюдением следующих требований: – в одном помещении внутрицеховой подстанции устанавливается одна КТП (допускается установка не более трех КТП) с масляными трансформаторами суммарной мощностью не более 6,5 МВА;– ограждающие конструкции помещения внутрицеховой подстанции, в которых устанавливаются КТП с масляными трансформаторами, выполнены из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч. При установке трансформаторов 10/0,4 кВ должно обеспечиваться удобство обслуживания, устройство путей перекатки, необходимость соблюдения расстояния между трансформаторами. Трансформаторы должны быть установлены так, чтобы были обеспечены удобные и безопасные условия для наблюдения за уровнем масла в маслоуказателях без снятия напряжения. В отношении опасности поражения электрическим током, согласно ПУЭ, ТП 10/0,4 кВ, относятся к особо опасным помещениям, так как здесь в наличии два условия, создающие повышенную опасность:а) возможность прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологических аппаратов, механизмов, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой;б) наличие железобетонных токопроводящих полов.Мероприятия по электробезопасности разрабатываются в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ «Электробезопасность». Общие требования».Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимо применять следующие способы и средства:а) применение двойной изоляции;б) защитные ограждения;в) безопасное расположение токоведущих частей;г) изоляция токоведущих частей;д) защитное отключение;е) предупредительная сигнализация и знаки безопасности;ж) блокировки.Рассмотрим данные средства подробнее.а) Для защиты от прикосновения к частям нормально или случайно находящихся под напряжением применяется двойная изоляция – электрическая изоляция состоящая из рабочей и дополнительной изоляции, которая служит для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.б) Неизолированные токоведущие части защищаются от случайного прикосновения путем помещения их в камеры, ограждённые сетками. Сетчатые ограждения шкафов КТП имеют ячейки размером не более 25х25 мм.в) Безопасное расположение токоведущих частей отвечает требованиям ПУЭ. Расстояния от токоведущих частей до элементов ЗРУ указаны в таблице 15.8.г) Изоляция вводов 10 кВ выбирается на напряжение 20 кВ.е) Предупредительная сигнализация и знаки безопасности применяются для распознавания и наглядности рабочих состояний ЭО; вывешиваются плакаты «Стой. Напряжение», «Работать здесь», а на приводах коммутационных аппаратов вывешиваются плакаты «Не включать – работают люди». Выключатель или его привод имеют хорошо видимый и надежно работающий указатель положения («включен