Расчет системы электроснабжения ремонтно-механического цеха (ПЗ+3 чертежа А1)

В данном дипломном проекте была спроектирована система электроснабжения ремонтно-механического цеха (РМЦ).
РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП- 0,9 км, а от энергосистемы (ЭС) до ГПП- 14 км. Напряжение на ГПП- 6 и 10 кВ.
Вся электроэнергия распределяется на напряжения 0,4 кВ по кабельным линиям, от четырех распределительных пунктов, которые непосредственно подключены к секциям шин КТП.
В результате проделанной работы были определены расчетные нагрузки цеха методом коэффициента расчетной активной мощности. Произведен расчет освещения цеха, расчет токов КЗ, были рассчитаны и выбраны питающие и распределительные сети, а также пуско-регулирующая аппаратура. Вопрос с компенсацию реактивной мощности решили с помощью установки компенсирующи ...

Введение 3
1 Описание технологического процесса 5
2 Классификация и основные характеристики потребителей электроэнергии 5
3 Описание схемы электроснабжения 7
4 Расчетная часть 10
4.1 Расчет электрических нагрузок 10
4.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 16
4.3 Компенсация реактивной мощности 18
4.4 Расчет питающей и распределительной сети 20
4.5 Расчет токов КЗ 23
4.6 Расчет и выбор пуско-регулирующей аппаратуры 32
4.7 Расчет электрического освещения 36
4.8 Конструктивное исполнение сети заземления, расчет заземления 46
5 Экономическая часть 49
5.1 Характеристика основных фондов 49
5.2 Сметно-финансовый расчет основных фондов 49
5.3 Расчет амортизационных отчислений 51
5.4 Калькуляция себестоимости 56
5.5 Система планово – предупредительного ремонта электрооборудования и составление графика ППР 58
5.6 Организация труда, оплата и мотивация труда 62
5.7 Расчет технико-экономических показателей 65
Приложение 1 66
Выводы, рекомендации 81
Список использованной литературы 85

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывших из строя.
Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет три участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.

Номинальные токи расцепителей соседних автоматических выключателей, последовательно включенных в сеть должны различаться не менее чем на одну ступень. Номинальные токи расцепителей автоматического выключателя, ближайшего к источнику питания (вводного в ТП), должны быть не менее чем в 1,5 раза больше, чем у наиболее удаленного. Выполнение этих условий обеспечивает селективность срабатывания тепловых расцепителей [9]. При коротких замыканиях селективность защиты обеспечиваться не будет, так как электромагнитные расцепители, при токах равных или больших их токов уставки, срабатывают практически мгновенно.Выбор АВ приведу на примере распределительной линии РП4-М20:Выбираю автомат ВА57-31.;;;;; Проверка на отключающую способность:;;;.Проверка на чувствительность действия защит:Тепловой расцепитель:Электромагнитный расцепитель:Все условия выполняются. Данный АВ для защиты данной линии подходит.Выбор остальных АВ аналогичен и сведен в табл. 6 прил.1.4.7 Расчет электрического освещения4.7.1 Выбор источников светаОдним из наиболее эффективных способов уменьшения установленной мощности и снижения затрат на освещение, является использование экономичных источников света с наибольшей световой отдачей.При выборе источников света учитываются требования к цветоразличению и высота помещений, в которых проектируется ОУ.Так как в производственных помещениях невысокие требования к цветоразличению, и высота их составляет 9 м, принимаю к установке газоразрядные лампы типа ДРЛ. Для вспомогательных помещений с высотой 3м по тем же критериям выбираю люминесцентные лампы.4.7.2 Выбор системы освещенияИскусственное освещение производственных помещений может быть выполнено системами общего равномерного, общего локализованного или комбинированного освещения.Общее освещение – освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). Комбинированное освещение – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное.При выборе системы освещения руководствуются разрядами и подразрядами зрительной работы, совершаемой в помещениях.Для производственных помещений с разрядами зрительной работы IIIа, IVб и IVг выбираю комбинированную систему освещения. Для вспомогательных помещений выбираю систему общего освещения.Таблица 4.6 – Системы освещения№№ п/пНаименование помещенияРазряд и подразряд зрительной работыСистема освещения11Участок № 1III аКомбинированная22Участок № 2IV бКомбинированная33Участок № 3IV гОбщаяВ дальнейшем расчет будем производить только для общего освещения.4.7.3 Выбор светильников1) Выбор светильников по конструктивному исполнению (степени защиты).Конструкция светильников должна обеспечивать надежную защиту всех его частей и ИС от вредных воздействий окружающей среды, электро-, пожаро- и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик во время эксплуатации.Для производственных помещений с учетом их пожароопасности и наличия пыли выбираю светильники со степенью защиты IP53. Для вспомогательных помещений, кроме душевой комнаты, – светильники со степенью защиты IP20. Для душевой комнаты – светильники со степенью защиты IP65.2) Выбор светильников по светораспределениюСветильники предназначены для рационального перераспределения в пространстве светового потока источников света. Характер распределения светового потока в пространстве (светораспределение) определяется кривой силы света (КСС) светильника. ГОСТом 17677 установлено семь типов КСС: концентрированная (К), глубокая (Г), косинусная или диффузная (Д), полуширокая (Л), широкая (Ш), синусная (С) и равномерная (М). Часть светового потока, вышедшего из светильника, непосредственно попадает на рабочую поверхность (прямой световой поток), а другая часть – после частичного отражения от поверхности интерьера (отраженный световой поток). КСС светильника показывает соотношение между прямыми и отраженными световыми потоками. Для освещения производственных помещений рекомендуется использовать светильники с КСС типов К, Г, Д; для вспомогательных и общественных помещений – Д, М, С; для наружного освещения – Л и Ш.В любом помещении на выбор типа КСС влияют высота помещения и отражающие свойства поверхностей. Чем выше помещение, тем более концентрированные КСС должны иметь светильники. Чем больше коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности, тем менее концентрированным может быть светораспределение светильника.Для производственных помещений выбираю светильники типа РСП08 с КСС типа К. Для основных проездов цеха - светильники типа РСП 08 с КСС типа Д. Для вспомогательных помещений – светильники типа ЛПО02, ЛПО09У и ЛПО25М с КСС типа Д.4.7.4 Выбор уровня освещенности и коэффициента запасаНорма освещенности при проектировании устанавливается по отраслевым нормативным документам или по СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственное освещение”.Для компенсации спада освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки следует при ее расчете вводить коэффициент запаса. В табл. 4.7 представлены данные по норме освещенности (Ен) и коэффициенту запаса (Кз).Таблица 4.7 - Данные Ен, Кз по помещениям цехаНаименование помещенияРазряд иподразрядзрительнойработыНормируемаяосвещенность Ен,лкКоэффициентзапаса Кз1 – участок № 1IIIа2001,82 – участок № 2IVб2001,83 – участок № 3IVг2001,64 – основные проезды цехаЗ2501,65 – КТПД2001,46 – щитоваяД2001,47 – туалетЖ2501,48 – комната отдыхаЕ1501,49 – складыЖ2501,410 - гардеробЖ2501,411 – преддушеваяЖ2501,612 – душеваяЖ2501,613 – кабинетыГ3001,414 – коридорыЗ2501,415 – лестничные площадкиЗ2501,44.7.5 Расчет освещенияЦелью расчета освещения является определение числа и мощности источников света, необходимых для обеспечения нормы освещенности в ОУ.Существует несколько методов расчета освещения, но наиболее целесообразным при расчете освещения на горизонтальных рабочих поверхностях от системы общего равномерного освещения (одного или в составе комбинированного) является метод коэффициента использования ОУ (метод светового потока).Привожу пример расчета освещения участка № 1.Габариты участка: длина – 25м, ширина – 17м, высота – 9м.На участке приняты к установке светильники РСП 08 с лампами ДРЛ.Расчетная высота подвеса светильника:,где - строительная высота помещения, м; - высота свеса светильника, м; - высота от пола до условной рабочей поверхности (УРП), м.Расстояние между рядами светильников исходя из рекомендованных значений для КСС типа К:; (3.1)Расстояние от стен до крайних рядов светильников:.Для определения числа светильников «n» изображаю эскиз участка №1рис 4.4.По эскизу определяю число светильников .Соотношение размеров освещаемого помещения и высоты подвеса светильников характеризуется индексом помещения:,где - длина помещения, м; - ширина помещения, м.Для значений , , и для КСС светильника типа К находим коэффициент использования ОУ участка № 1:.Световой поток лампы:,где - норма освещенности, лк; - коэффициент запаса; - площадь помещения, м2; - коэффициент минимальной освещенности.152403810Рисунок 4.4 Эскиз участка № 1Исходя из полученного значения светового потока выбираю лампу ДРЛ-250. Для нее .Погрешность расчетов:.Т.к. погрешность удовлетворяет допустимым значениям , то выбранные лампы в данном количестве удовлетворяют требованиям по норме освещенности.Установленная мощность ОУ:,где - мощность одной лампы, м.Расчетная мощность ОУ:,где - потери в ПРА, Вт. Для ГЛВД потери в ПРА составляют 10% от мощности ламп.Расчет освещения в остальных помещениях свожу в табл. 1 прил.1.Во вспомогательных помещениях предусматриваю розетки (одна розетка на 6м2). При расчете осветительной нагрузки расчетная мощность одной розетки принимается равной 100Вт.Осветительная нагрузка цеха с учетом освещения:,где - коэффициент спроса; - количество розеток; - расчетная мощность одной розетки, кВт.Результаты светотехнического расчета представлены в табл. 1 прил. 1.4.7.6 Проектирование аварийного освещенияАварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение предназначено для безопасной эвакуации людей.Предусматриваю освещение безопасности, т.к. отключение рабочего освещения может повлечь за собой угрозу пожара и опасность травматизма людей. Эвакуационное освещение не предусматриваю, т.к. в цехе имеется естественное освещение, и по основным проходам будут эвакуироваться менее 50 человек.Расчет аварийного освещения приведу на примере участка № 1 цеха.Осветительные приборы аварийного освещения предусматриваю горящими, включаемыми одновременно со светильниками рабочего освещения.Светильники аварийного освещения предусматриваю из числа светильников рабочего освещения. Марка светильников – РСП08, лампы – ДРЛ250.Норма освещенности аварийного освещения: (4.36),(4.37)где - норма освещенности рабочего освещения.Число светильников аварийного освещения:.Принимаю .План расположения светильников аварийного освещения приведен на рис. 4.4.Установленная мощность ламп:.Расчетная мощность ламп:.Расчет аварийного освещения в остальных помещениях свожу в табл. 4.8.Рисунок 4.4 – План расположения светильниковаварийного освещения участка № 1 цехаТаблица 4.8 – Результаты расчета аварийного освещенияНаименование помещения, участка цехаВид аварийного освещенияEНА,лкТип ИСТип светильникаnА, шт.РЛ,кВтРУ,кВтРР,кВтУчасток № 1Освещение безопасности10ДРЛРСП08-25010.250.250.275Участок № 2Освещение безопасности10ДРЛРСП08-25010.250.250.275Участок № 3Освещение безопасности10ДРЛРСП08-25020.250.50.55КТПОсвещение безопасности10ЛБЛПО02-2Х3610.0360.0720.0864ЩитоваяОсвещение безопасности10ЛЕЦЛПО02-2Х3610.0360.0720.0864Итого1.1441.27284.8 Конструктивное исполнение сети заземления, расчет заземленияОдной из наиболее радикальных мер по защите людей от повреждения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, не находящимися под напряжением, но могущим оказаться под ним, является их надёжное заземление.Район сооружения цеха находится в II климатической зоне. Грунт в месте сооружения – глина ( = 0,4 104 Омм). Длина кабельных линий напряжением 6 кВ ℓк. = 30 км.Принимаем к установке заземление по контуру цеха, на расстоянии 1,5 м от стен. Длина контура заземления L = 240 м. Принимаем заземление из прутков ℓ = 2,5 м и диаметром d = 12 мм, расстояние между заземлителями а = 5 м, в качестве соединительной полосы принимаем стальную полосу (40 4) мм. 50800057150Рисунок 4.5 схема расположения заземленияСогласно ПУЭ должны удовлетворяться следующие условия:1) rз. 4 Ом – для сети 0,4 кВ;2) rз. – при условии заземления для сетей 0,4 кВ и 6…10 кВ,где I1кз – ток однофазного КЗ на землю, АI1кз = , (4.38)где ℓк. – длина электрически связанных кабельных линий завода напряжением 10 кВ. ℓк. = 30 км.I1кз = = 30 Аrз. = = 4,16 ОмОкончательно принимаем rз. 4 ОмСопротивление заземления стержневого заземлителя rо.пр., Ом.rо.пр= 0,0027 расч.гр., (4.39)где расч.гр. – расчётное значение удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления, Омсмрасч.гр. = kmax, (4.40)где kmax – коэффициент сезонности. kмакс = 1,4 для II климатической зоны; – сопротивление грунта, Омсм. = 0,4 104 – глина (по заданию).расч.гр. = 1,4 0,4 104 = 5,6 103 Омсмrо.пр. = 0,0027 5,6 103 = 15,12 ОмЧисло прутков в контуре заземления n, шт.:n = (4.41)n = = 15 шт.Сопротивление заземления всех стержневых заземлителей, Ом:rст. = , (4.42)где ст. – коэффициент экранирования (использования) заземлителейст. = ( = = 2: n = 15 шт.) = 0,63rст. = = 1,6 ОмСопротивление заземления соединительной полосы rпол., Ом:rпол. = , (4.43)где b – ширина полосы, м. b = 0,04 м;t – глубина заложения полосы, м. t = 0,7 м;L – длинна контура заземления, м. L = 75 м.rпол. = = 1,53 ОмС учётом взаимного экранирования стержневых и полосового заземлителей:rпол.* = (4.44)rпол.* = = 5,1 Ом.Полное сопротивление заземления:rзаз. = , (4.45)rзаз. = = 1,22 Ом.Сопротивление заземления удовлетворяет условию:rзаз. = 1,22 Ом rзаз.доп. = 4 Ом.5 Экономическая часть5.1 Характеристика основных фондовЦелью данного раздела дипломного проекта является расчет затрат на проект по электроснабжению ремонтно-механического цеха. В данном разделе дипломного проекта производится расчет капитальных вложений в электрооборудование предприятия.Капитальные вложения в электрооборудование – это в первую очередь, стоимость самого оборудования и строительно-монтажных работ. Стоимость строительства определяется его сметой. Смета является основным экономическим документом, характеризующим предел допустимых затрат на сооружение объекта. В сметах определяются денежные, трудовые и материальные затраты, необходимые для выполнения заданного объёма работ. В них отражается окончательная и предельная стоимость реализации проекта. 5.2 Сметно-финансовый расчет основных фондовВ проектировании электроснабжения цеха принимали участие три инженерных работника: научный руководитель, ведущий инженер и помощник инженера. Произведем распределение занятости исполнителей проекта по этапам проектирования. Результаты представим в табл. 5.1.Таблица 5.1 – Распределение занятости исполнителей проектаЭтапы проектированияПеречень работИсполнителиПродолжительностьднейКол-воДолжность1Получение задания на разработкуПроекта3Научный руководитель1Ведущий инженер1Инженер1Продолжение табл. 5.1Этапы проектированияПеречень работИсполнителиПродолжительностьднейКол-воДолжность2Сбор исходных данных:параметров трансформаторов, двигателей, нагрузок и др., построение электрические схем.2Ведущий инженер5Инженер53Подготовка данных; Ввод нагрузок в спец программу ЭВМ.2Ведущий инженер4Инженер44Расчет на ЭВМ нагрузок предприятия в целом, расчет высоковольтной сети, токов к, з. в сети выше 1000 В.2Ведущий инженер3Инженер35Выбор высоковольтного оборудования, сечений проводов и кабелей по данным расчетов.2Ведущий инженер2Инженер26Расчет на ЭВМ нагрузок 0.4 кВ, цеховых сетей, токов кз в сетиниже 1000 В, построение картыселективности, построение эпюротклонений напряжения2Ведущий инженер4Инженер27Выбор и проверка низковольтного оборудования и аппаратов защиты.1Ведущий инженер38Оформление пояснительной записки3Научный руководитель2Ведущий инженер8Инженер5Итого; чел/дней56Длительность работы; дней32Рисунок. 5.1 График занятости исполнителей проекта.5.3 Расчет амортизационных отчисленийСоставим смету затрат на подготовку проектаВ данной работе в смете затрат суммированы следующие элементы расходов:1. Материальные затраты;2. Услуги сторонних организаций; 3. Амортизация основных фондов;4. Затраты на оплату труда;5. Отчисления на социальные нужды;6. Прочие затраты;7. Накладные расходы;8. Плановые накопления.1 Материальные затраты На подготовку проекта были приобретены и израсходованы следующие материалы:бумага формата А4 – 1 пачка (500 листов) = 150 руб.авторучки – 1 шт. = 9 руб.карандаш – 3 шт.· 3 руб.= 9 руб.линейки – 3 шт.·10 руб.=30 руб.резинка - 3 шт.·2 руб.=6 руб.диск CD-RW – 1 шт.= 20 руб.Итого материальные затраты составили Uмат = 275 руб.2 Услуги сторонних организацийКопировально-множительные работы – 250 листов·1,50 руб.Uст = 375 руб.3 Амортизация основных фондовОсновной объем работ по разработке проекта был выполнен на персональном компьютере первоначальной стоимостью 40 т. рублей.Произведём расчёт амортизации стоимости ПКUа = Tи / Tкал · Фкт · На (5.1)где: Tи – отработанных дней на ПК;Tкал – календарных дней в году;Фкт – первоначальная стоимость ПК;На - срок полной амортизации.Uа = 25/365·40000·1/5 = 547,95руб.4 Затраты на оплату труда В подготовке и выпуски проекта были задействованы 3 сотрудника. За фактически выполненную работу в соответствии с тарифными ставками (таблица 33) и принятыми на предприятии надбавками произведём расчёт ежемесячной заработной платы (ЗП).ЗПм =(ЗПmin·k·k1+0,5+kд)·kр (5.2)где ЗПmin – минимальный размер тарифной согласно Единой тарифной сетки (ЕТС).k - тарифный коэффициент ЕТС.K1 – коэффициент учитывающий отпуск.kд – доплата за должность (для 15-16 разряда)Расчёт размера ЗП за фактически отработанное времяЗП= (ЗПм/Др)· До (5.3)где Др – количество рабочих дней в отчётном месяце. До - количество фактически отработанных дней.а) ЗП Научного руководителя ЗПнрм = (1300·3,62·1,16+0,5+1046)·1,3 = 8621,55 руб. ЗПнр= (8621,55/21)·3 = 1231,65 руб.б) ЗП Ведущего инженераЗПвим = (1300·2,44·1,16+0,5)·1,3 = 5380,96 руб. ЗПнр = (5380,96/21)·32 = 8199,56 руб.в) ЗП Инженера ЗПи = (1300·2,22·1,16+0,5)·1,3 = 4135,43 руб. Фонд ЗП коллектива сотрудников детально представлен в таблице 33 и составляетUфзп = ЗПнр+ЗПнр+ ЗПи = 1231,65 + 8199,56 + 4135,43 = 13566,64 руб.5 Отчисления на социальные нуждыВ статью расходов «отчисления на социальные нужды» закладывается обязательные отчисления по установленным законодательством нормам. Органам государственного социального страхования, пенсионного фонда, государственного фонда занятости и медицинского страхования, от элемента «затраты на оплату труда» (СО = 26 %)Uсо = Uфзп · СО = 13566,64·26% = 3554,46 руб. Прочие затратыВключают в себя все расходы связанные с налоговыми сборами (не предусмотренными в предыдущих статях), отчисления в небюджетные фонды, платежи по страхованию, оплата услуг связи, представительские расходы, затраты на ремонт и прочее. Принимаем размер прочих затрат как 10% от суммы расходов на материальные затраты, услуги сторонних организаций, амортизации оборудования, затрат на оплату труда, отчисления на социальные нужды. Uпр = (Uмат + Uст + Uа + Uфзп+ Uсо)·10% (5.4) Uпр = (275+375+547,95+13566,64 +3554,46)·10% = 1767,56 руб.7 Накладные расходыВключает в себя затраты на хозяйственное обслуживание помещения, обеспечение нормальных условий труда, оплату за энергоносители и другие косвенные затраты. Принимаем размер накладных расходов как 200% от ФЗП.Uнак = Uфзп· 200% = 13566,64 · 200% = 27133,28 руб.Себестоимость проекта Складывается из суммы всех рассчитанных ранее расходов.Uс = Uмат + Uст + Uа + Uфзп+ Uсо +Uпр +Uнак Uс = 275+375+547,95+13566,64 +3554,46+1767,56+27133,28 = 46576,39 руб.8 Плановые накопленияВключает прибыль в размере 20% от себестоимости проекта.Р = Uс ·20% = 46576,39·20% = 9315,28 руб.Итого затраты на разработку проекта электроснабжения цеха составили СП = Uс + Р = 46576,39 + 9315,28 = 55891,67 руб.Таблица 5.2 – Фонд заработной платыДолжностьРазрядсогласно ЕТСТарифный коэффициентБазовая ставкаруб.Коэффициент за неотработанное времяДоплата за должность руб.Районный коэффициентКоличество отработанных днейЗаработная платаруб.Научный руководитель153,6213001,6104613%31231,65Ведущий инженер102,441,10328199,56Инженер 92,221,10214135,43Таблица 5.2 – Смета затрат на выполнение проекта№Элементы текущих затратСоставляющиеСтоимостьРуб.1Материальные затратыUмат2752Услуги сторонних организацийUст3753Амортизация основных фондовUа = Tи / Tкал · Фкт · На547,954Затраты на оплату трудаЗПм =(ЗПmin·k·k1+0,5+kд)·kр13566,645Отчисления на социальные нуждыUсо = Uфзп · 26%3554,466Прочие затратыUпр = (Uмат + Uст + Uа + Uфзп+ Uсо)·10%1767,567Накладные расходыUнак = Uфзп·200%27133,288Себестоимость проектаUс = Uмат + Uст + Uа + Uфзп+ Uсо +Uпр +Uнак46576,399Плановые накопленияР = Uс ·20%9315,2810Полная стоимость проектаСП = Uс + Р55891,675.4 Калькуляция себестоимостиСмета является основным документом определяющим окончательную и предельную стоимость реализации проекта. Смета служит исходным материалом для планирования затрат на капитальное строительство, в котором определяются денежные, трудовые и материальные затраты необходимые для полного выполнения заданного объема работ.При выполнении данного расчета использованы следующие материалы:Прейскурант №15-05. 4.