Завдання по БЖД (1)
Проектування захисного заземлення електроустановок.
Завдання: Розрахувати поєднане ЗУ для цехової трансформаторної підстанції 6 / 0,4 кВ, приєднаної до електромережі з ізольованою нейтраллю. При цьому прийняти: розімкнутий контур ЗУ, як вертикального електрода - BВ = 12 мм; в = 40 м, горизонтальний електрод - Sг = 51 мм 2; dг = 10 мм.
Розрахунковий струм замикання на землю:
де Uл - лінійна напруга мережі, кВ; lкаб - загальна довжина підключених до мережі кабельних ліній, км; lвоз - загальна довжина підключених до мережі ЛЕП, км.
Визначення розрахункового питомого опору грунту:
де табл. = 100 Ом м - виміряне питомий опір ґрунту (з табл. 6.3 [2] для суглинистого грунту); = 1,5 - кліматичний коефіцієнт, прийнятий за табл. 6.4 [2] для суглинистого грунту.
Визначення необхідності штучного заземлювача і обчислення його необхідного опору.
Опір ЗУ Rз н вибирається з табл. 6.7 [2] в залежності від U ЕУ і расч в місці спорудження ЗУ, а також режиму нейтралі даної електромережі:
Визначення довжини горизонтальних електродів для розімкнутого контуру ЗУ:
де ав - відстань між вертикальними електродами nв.
Розрахункове значення опору вертикального електрода:
Розрахункове значення опору горизонтального електрода по (формулі г):
Коефіцієнти використання для вертикальних і горизонтальних електродів за даними табл. 6.9 [2] рівні: в = 0,73, г = 0,48.
Розрахунковий опір групового заземлювача:
R> Rи. значить збільшуємо кількість електродів
Приймаємо n = 10.
Rе - природний опір, Ом;
Rи - опір штучного заземлювача, Ом;
Rв - опір вертикального електрода, Ом;
Rг - опір горизонтального електрода, Ом;
R - опір групового заземлювача, Ом;
Rк - загальний опір комбінованого ЗУ, Ом;
в, г - коефіцієнт використання вертикального і горизонтального електродів;
ав - відстань між електродами, м;
nв - кількість вертикальних електродів.
Мал. 3.1. вертикальний електрод
Мал. 3.2. План комбінованого ЗУ Rи
Мал. 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 Rе = 30 Ом;
ЕУ1 - високовольтна ЕУ;
ЕУ2 - низьковольтна ЕУ.
приєднання корпусів електромашин, трансформаторів, апаратів, світильників тощо металевих корпусів пересувних і переносних ЕУ і ЗУ за допомогою заземлюючого провідника перерізом не менше 10 мм 2.
розташування ЗУ, як правило, в безпосередній близькості від ЕУ. Воно повинно з природних і штучних заземлювачів. При цьому в якості природних заземлювачів слід використовувати прокладені в землі водопровідні та інші металеві трубопроводи (за винятком трубопроводів горючих рідин, горючих або 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 та 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: mвр. = 0,4 кг / год газу, Qяізб. = 20 кВт. Параметри приміщення: 9159 м. Температура повітря: tп. = 10 ° С, tу. = 23 ° С. Допустима концентрація газу Сд. = 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.
ис 3.3. схема повітроводів
LП - потрібну кількість повітря для приміщення, м 3 / год;
LСГ - потрібну кількість повітря виходячи із забезпечення в даному приміщення санітарно-гігієнічних норм, м 3 / год;
LП - теж виходячи з норм вибухопожежної безпеки, м 3 / год.
Розрахунок значення LСГ 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 LСГ визначають окремо для теплого і холодного періоду року при щільності припливного і повітря, що видаляється = 1,2 кг / м 3 (температура 20 ° С).
При наявності в приміщенні явної теплоти в приміщенні потреби витрачається визначають за формулою:
де ty і tп - температури віддаленого і що надходить в приміщення повітря
При наявності виділяються шкідливих речовин (пар, газ, пил ТВР мг / год) в приміщенні потреби витрачається визначають за формулою:
де СД концентрація конкретного шкідливої речовини, що видаляється з приміщення, приймаємо рівним ГДК, мг / м 3
Сп-концентрація шкідливої речовини в припливно повітрі, мг / м 3
Витрата повітря для забезпечення норм вибухопожежної безпеки ведуть за масою виділяються шкідливих речовин в даному приміщенні, здатних до вибуху
де РНК = 60 г / м 3 - нижня концентраційна межа поширення полум'я по газоповітряним сумішей.
Знайдене значення уточнюють у мінімальній витраті зовнішнього повітря:
де m = 25 м 3 / год-норма повітря на одного працівника,
z = 1,3-коефіцієнт запасу.
n = 46 - число працівників
Аеродинамічний розрахунок ведуть при заданих для кожної ділянки вентсеті значень їх довжин L. м, і витрат повітря L. м 3 / ч. Для цього визначають:
Кількість витяжного повітря по магістральних і іншим воздуховодам;
Сумарне значення коефіцієнтів місцевих опорів по i -участкам за формулою:
пов - коефіцієнт місцевого опору повороту (табл. 6 [2]);
СП - коефіцієнт місцевого опору при сполученні потоків під гострим кутом, СП = 0,4.
Відповідно до побудованої 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 втрачається на вході в двох (чотирьох) відводи і в трійнику. Коефіцієнт місцевого опору на вході залежить від вибраної конструкції конічного колектора. Останній встановлюється під кутом = 30 і при співвідношенні l / d0 = 0,05, тоді за довідковими даними коефіцієнт дорівнює 0,8. Два однакових круглих відведення запроектовані під кутом = 90 і з радіусом заокруглення R0 / d е = 2.
Для них по табл. 14.11 [3] коефіцієнт місцевого опору 0 = 0,15.
Втрату тиску в штанообразном трійнику з кутом ответленія в 15 через малість (крім ділянки 2) не враховуємо. Таким чином, сумарний коефіцієнт місцевих опорів на ділянках а, 1,2,3
На ділянках б і в місцеві втрати опору тільки в трійнику, які через малість (0,01 ... 0,003) не враховуємо. На ділянці г втрати тиску в перехідному патрубку від вентилятора орієнтовно оцінюють коефіцієнтом місцевого опору 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 д = 2,4. На ділянці 4 тиск губиться на вільний вихід ( = 1,1 за табл. 14-11 [3]) і у відведенні ( = 0,15 по табл. 14-11 [3]). Крім того, слід орієнтовно передбачити втрату тиску на відгалуження в трійнику ( = 0,15), так як тут може бути суттєвий перепад швидкостей. Тоді сумарний коефіцієнт місцевих опорів на ділянці 4
Визначення діаметрів повітроводів з рівняння витрати повітря:
Обчислені діаметри округлюються до найближчих стандартних діаметрів по додатком 1 книги [3]. За отриманими значеннями діаметрів перераховується швидкість.
За допоміжної таблиці з додатку 1 книги [3] визначаються динамічний тиск і наведений коефіцієнт опору тертя. Підраховуються втрати тиску:
Для спрощення обчислень складена таблиця з результатами:
Як видно з таблиці, на ділянці 4 вийшла неприпустима нев'язка в 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
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, Р = 80 Па, .
З додатку 1 книги [3] за значеннями Lпотр = 34286 м 3 / год і Р I = одна тисяча сто вісімдесят шість Па обраний вентилятор Ц-4-76 №12.5 Qв - 35000 м 3 / год, Мв - 1400 Па, в = 0,84 , п = 1. звідси встановлена потужність електродвигуна становить:
де Qв - прийнята продуктивність вентилятора, N в - прийнятий напір вентилятора, в = - ККД вентилятора, п - ккд передачі.
З додатку 5 книги [3] за значеннями N = 75 кВт і = 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.
Мал. 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 повітропроводи встановлюють діафрагму, а між ними і вентилятором перехідник.
Список використаної літератури:
Інструкція по влаштуванню блискавкозахисту будівель і споруд РД 34.21.122 - 871 Міненерго СРСР. - М. Вища школа, 1989.
3. Калінушкін М.П. Вентиляційні установки, Вища школа, 1979.