Электрооборудования котельной

; время работ на стадии разработки технического обеспечения, дней; число сотрудников, разрабатывавших техническое обеспечение, чел.; время работ на стадии разработки программного обеспечения, дней;количество сотрудников, участвовавших в разработке программного обеспечения, чел.;Праб.дн – продолжительность рабочего дня, ч.При этом себестоимость одного машино-часа,согласно [19]:руб., (3.11)где Зобор – суммарные затраты за год, которые связаны с содержанием и эксплуатацией оборудования, руб.;Fп – годовой фонд полезного времени, ч;Кгот – коэффициент готовности оборудования.Для определения годового фонда полезного рабочего времени применяется формула согласно [19]: (3.12)где РДгод – число рабочих дней в году.Таким образом, годовой фонд полезного рабочего времени [19]:Суммарные затраты, которые связаны с содержанием и эксплуатацией системы электроснабжения котельной, согласно [19], рассчитываютсятак: (3.13)где Змат – затраты на расходные материалы, руб.;Аоборуд– величина амортизационных отчислений, руб.;Зремонт – затраты на текущий ремонт, руб.;Зэ/э – затраты на электроэнергию, руб.;Зпрочие–прочие затраты, руб.Для определения указанных затрат потребуется балансовая стоимость оборудования. Из таблицы 3.1 значение Сбаланс= 214000 руб. Тогда затраты на эксплуатацию системы электроснабжения котельнойсоставят согласно [19]: (3.14) (3.15) (3.16) (3.17)где стоимость одного кВт∙ч электроэнергии, руб. (3.18)Годовые затраты, связанные с содержанием и ремонтом оборудования:Стоимость одного машино-часа по (3.11):Фонд машинного времени для разработки проекта:Затраты на эксплуатацию системы электроснабжения котельной:Затраты на разработку системы электроснабжения котельной:3.3 Расчет затрат на внедрение системыэлектроснабжения котельнойЗатраты на внедрение системы электроснабжения котельной определяются согласно [19]: (3.19)где ФОТвн – фонд оплаты труда за период внедрения ЭС котельной, руб.;Овнбф.вн – отчисления во внебюджетные фонды за период внедрения, руб.;Знакл.вн – накладные расходы при внедрении ЭС котельной, руб.; стоимость комплекта оборудования,которое необходим длявнедрения системы электроснабжения котельной, руб.(3.20)Заработная плата сотрудников на внедрениесистемы электроснабжения котельной, руб.:Отчисления во внебюджетные фонды за период внедрения системы электроснабжения котельной, руб.: (3.21)Накладные затраты на внедрение системы электроснабжения котельной, руб.:Стоимость базового комплекта оборудования приведена в таблице 3.1.После подстановки соответствующих значений затраты на внедрение системы электроснабжения котельной будут равны, руб.:3.4 Расчет ожидаемого годового экономического эффекта и срока окупаемостиУсловная годовая экономия за счет сокращения расходов на эксплуатацию системы электроснабжения котельной,согласно методике[19], руб.: (3.22)где С1 – расходы на эксплуатацию по базовому варианту;С2– расходы на эксплуатацию по внедряемому варианту.Необходимые значения приведены в таблице 3.3.Ожидаемая годовая экономия за счет сокращения потерь на брак[19]: (3.23)где стоимость продукции за год, руб.;коэффициент потерь на брак по базовому варианту; коэффициент потерь на брак по предложенному варианту.Таким образом, сложив экономию за счет сокращения расходов на эксплуатацию с экономией за счет сокращения брака продукции, получается значение суммарной годовой экономиисистемы электроснабжения котельной:Ожидаемый годовой экономический эффект рассчитывается [19]: (3.24)где Ен– нормативный коэффициент экономической эффективности:К – величина капитальных вложений (затраты на создание и внедрение), руб. (3.25)Коэффициент экономической эффективности Еркапитальных вложений на создание системы электроснабжения котельной согласно [19]рассчитывается так: (3.26)После подстановки значений коэффициент экономической эффективностиСрок окупаемости капитальных вложений Тсогласно [19], лет: (3.27)Срок окупаемости капитальных вложений:Таким образом, срок окупаемости капитальных вложений составляет 2,2 года.Результаты экономической эффективности приведены в таблице3.4.Таблица 3.4 - Результаты расчетов экономической эффективностиПоказатели расчетовЕдиница измеренияЗначениеЗатраты на создание системыРуб.358492Затраты на внедрение системыРуб.1786886,6Ожидаемый годовой экономический эффектРуб.483274,3Расчетный коэффициент экономической эффективностио.е.0,44Расчетный срок окупаемости капитальных вложенийгод2,2Расчетный показатель экономической эффективности [19]должен быть выше нормативного коэффициента эффективности капитальных вложенийТаким образом полученные результаты следующие:Ербольше Ен(0,44>0,2),Трменьше Тн (2,2<5).Сравнив расчетные и нормативные коэффициенты экономической эффективности и сроки окупаемости, можно сделать вывод, что внедрение модернизированного оборудования системы ЭС котельной является целесообразным.4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ4.1 Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельностиМероприятия, обеспечивающие безопасность работ, можно условно разделить на две группы [11-14].Организационные мероприятия включают в себя [11-14]:правильный подбор персонала, который обслуживает электроустановки. При этом строго запрещается использовать труд молодых людей моложе 18 лет, а также необученных людей и лиц, не прошедших медицинское освидетельствование;обучение правилам безопасности при проведении работ в действующих типах электроустановок (монтажные, ремонтные работы, а также работы по обслуживании электроустановок;назначение лиц, ответственных за электрохозяйство предприятия, служб, подразделений и т.д.;контроль над правильностью устройства электропроводок и установкой электрооборудования в соответствии с требованиями [1,11];проведение периодических осмотров, испытаний и измерений электрооборудования с утверждённой нормами периодичностью, в случае несоответствия данным предъявляемым требованиям – своевременного ремонта (текущего и капитального) оборудования;контроль над надежностью защитных приспособлений от поражения электрическим током.К техническим мероприятиям относят [11-14]:применение различных устройств защиты электроустановок и сетей от перегрузок и токов коротких замыканий в них;защиту людей и животных от прикосновения к токоведущим частям оборудования с помощью его ограждения и размещения в отдельных зданиях;применение защитного отключения, заземления и зануления; применение электрооборудования с малым значением напряжения (менее 42 В); применение изолирующих поверхностей (диэлектрических настилов, ковриков, изолирующих подставок и т.д.).Для высококвалифицированных рабочих организуется курсы повышения квалификации. Все виды работ в электрических устройствах должен производить специально обученный рабочий персонал, который имеет допуск к работе в цепях соответствующих устройств [11-14]. При выполнении работ на панелях и в цепях управления релейной защиты и автоматики принимают все меры предосторожности против ошибочного отключения (или включения) оборудования [11-14]. Выполнение всех видов работ без проверенных схем РЗиА, заданных объемов и последовательности работ (программа либо перечень работ), категорически запрещается [11-14].При эксплуатации оборудования вторичных цепей, в частности, устройств релейной защиты и автоматики, применяемой на подстанциях спроектированной районной электрической сети, необходимо неуклонно придерживаться требований электробезопасности [11-14], которые, в общем, состоят в выполнении следующих мероприятий:- постоянно следить за надежностью заземления шкафов, пультов и ящиков управления, а также клеммных коробок, шинок, труб, лотков электропроводки, металлических конструкций, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением;- двери и крышки шкафов управления, пультов, ящиков управления и клеммных коробок должны быть постоянно закрыты и заперты с помощью предусмотренных для этой цели механизмов;- обслуживание и эксплуатацию следует производить в соответствии с действующими нормами [1, 11-14];- персонал обязан иметь, знать и выполнять должностные инструкции по безопасным методам работы, а также пройти соответствующую подготовку и иметь допуск к работе с данным оборудованием;- обязательно использование улучшенной (двойной) изоляции проводов, находящихся под напряжением; - необходимо предусмотреть ограждение и создание условий недоступности к электрооборудованию и токоведущим частям; - обязательна установка защитной аппаратуры (автоматических выключателей, реле, УЗО, дифференциальных автоматов и т.д.);Также крайне важна и необходима полная автоматизация процесса производства, распределения и передачи электроэнергии потребителям электроэнергии. Для этой цели служат устройства автоматики, применяемые совместно с электрооборудованием, например, автоматическая частотная разгрузка (АЧР). Требования к технике безопасности, применяемые к данным устройствам автоматики, схожи с требованиями к устройствам релейной защиты. По этой причине их объединяют в устройства релейной защиты и автоматики (РЗиА) и рассматривают как единое целое [11-14]. При эксплуатации электрооборудования необходимо выполнять требования, относящиеся к любому оборудованию, а также некоторые специфические требования. К общим требованиям относятся [11-14]:- ежемесячные осмотры устройств, а также механизмов, на которые они воздействуют (например, приводы электрических аппаратов). При этом особо тщательно проверяют: затяжку всех основных болтовых соединений, целостность корпусов, крепление и работу исполнительных механизмов;- параллельно с проверкой устройств проверяют исправность механизмов выключателей (электромагниты включения, стопорные и блокирующие устройства и т.д.).Во время работы оборудования ни в коем случае нельзя производить работы во вторичных цепях, в частности, нельзя очищать оборудование от пыли и грязи, регулировать затяжку болтовых соединений, а также производить регулировочные операции. Категорически запрещается без указаний производить проверку срабатывания релейной защиты, касаться и регулировать тяги электрических аппаратов, что может привести к механическим травмам [11]. Допускается производить осмотр устройств без отключения питания, а также регулировку уставок срабатывания некоторых типов реле и механизмов. Однако все перечисленные работы следует неукоснительно выполнять согласно действующих инструкций и только по наряду либо распоряжению. В сетях в качестве дополнительной защитной меры также используются разделяющие трансформаторы [14]. Это позволяет изолировать питание устройств РЗиА от общей электрической сети. При этом вторичная обмотка данного разделяющего трансформатора не подлежит заземлению. Прикосновение к ней не создает персоналу опасности, так как токи утечки малы и не представляют опасности для человека. Разделяющие трансформаторы также применяются при работе с переносным инструментом и оборудованием, применяемыми для проверки и регулирования электрооборудования. Для тушения возможных пожаров помещение котельной должно быть оборудовано первичными средствами тушения пожаров [21,22]. К первичным средствам пожаротушения относятся: огнетушители, пожарный инвентарь (покрывала из негорючего теплоизоляционного полотна, ткани или войлока, ящики с песком, бочки с водой, пожарные ведра, совковые лопаты) и пожарный инструмент (крюки, ломы, топоры и тому подобное). Для определения видов и количества первичных средств пожаротушение следует учитывать физико-химические та пожароопасные свойства горючих веществ, их взаимодействие с огнетушащими веществами, а также размеры площадей производственных помещений, открытых площадок и установок. Если в одном помещении находятся несколько разных за пожарной опасностью производств, не отделенных друг от друга противопожарными стенами, все эти помещения обеспечивают огнетушителями, пожарным инвентарем и другими видами средств пожаротушение за нормами наиболее опасного производства. Здание котельной по пожарной опасности относится к категории В – в здании присутствуют твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом гореть [21, 22]. По степени огнестойкости здание котельной относится к I степени – все конструктивные элементы несгораемые с пределом огнестойкости 0,5...2 ч [21, 22]. Для помещений котельной возможны пожары класса А – пожары твердых веществ, в основном органического происхождения, горение которых сопровождается тлением (древесина, текстиль, бумага) и (Е) – пожары, связанные с горением электроустановок. При выборе предпочтение отдается более универсальным огнетушителям. Принимается для здания котельной 8 ручных порошковых вместимостью 5л [21, 22]. Расстояние от возможного очага пожара до места размещения огнетушителя для помещений категории В не должно превышать 30 м. Покрывала должны иметь размер более не менее как 1х1 м. Они предназначены для гашения небольших ячеек пожаров в случае занимания веществ, горение которых не может происходить без доступа воздуха [31, 32]. Неукоснительное соблюдение и выполнение перечисленных выше мероприятий приводит к обеспечению безопасности работ и жизнедеятельности.4.2 Расчет контура заземления питающей ТП – 10/0,4 кВПроизводится расчёт контура заземления ТП – 10/0,4 кВ согласно методике [14]. Стальные стержни с диаметром 16 мм и длиной 2 м принимаются в качестве вертикальных заземлителей. Верхние концы электродов погружаются на глубину, равную 0,7 м. Заземлители проектируемого контура заземления располагаются по периметру ТП – 10/0,4 кВ, при этом расстояние между вертикальными электродами принимается равным 4 м.Тип почвы в месте сооружения контура заземления – суглинок.Удельные сопротивления грунта горизонтальных и вертикальных заземлителей определяются по следующим выражениям согласно методике, приведённой в [14]:                                                   (4.1)                                                 (4.2)где ρуд – значение удельного сопротивления грунта [14];Кп.г и Кп.в – значение повышающих коэффициентов для горизонтальных и вертикальных электродов [14].По выражениям (4.1) и (4.2) для горизонтальных и вертикальных заземлителейЗначение сопротивления растеканию стержневого вертикального электрода [14]: (4.3)где l - длина электрода, м;d - внешний диаметр электрода, м;t – принимаемое расстояние от поверхности земли до середины электрода, м.Количество вертикальных заземлителей по формуле [14]: (4.4)где Ки.в. – коэффициент использования вертикальных заземлителей без учета влияния горизонтальных электродов при их расположении по контуру, [14], значение Ки.в.=0,66.Значение расчетного сопротивления растеканию горизонтальных электродов [14]: (4.5)где Ки.г. - коэффициент использования горизонтальных соединительных электродов в контуре из вертикальных электродов [14], принимается Ки.г.=0,32;l – суммарная длина горизонтальных электродов, м;t – расстояние до поверхности земли, м;b – ширина полосы, м.Уточненное сопротивление вертикальных электродов [14] (4.6)Уточненное количество вертикальных электродов при коэффициенте использования вертикального электрода [14]:(4.7)Окончательно принимается в проектируемом контуре заземления питающей ТП-10/0,4 кВ 25 вертикальных электродов, располагаемые по периметру указанной трансформаторной подстанции. Значение сопротивления вертикальных заземлителей проектируемого контура заземления:Общее сопротивление заземлителей проектируемого контура заземления определяется так: (4.8)Полученное сопротивление меньше предельно допустимого, равного 4 Ом, следовательно, спроектированный контур заземления питающей ТП-10/0,4 кВ удовлетворяет необходимым требованиям и положениям [1]. Спроектированный контур заземления отвечает положению основных нормативных документов и подходит для установки на ТП-10/0,4 кВ.Схема конструктивного выполнения спроектированного заземляющего контура ТП-10/0,4 кВ приведена на рисунке4.1.Рисунок 4.1 – Схема конструктивного выполнения спроектированного заземляющего контура ТП-10/0,4 кВ: 1 - ТП, 2 - вертикальный электрод, 3 - горизонтальный электрод, 4 - камеры ВН (КСО-366), 5 - трансформатор, 6 - шкафы 0,4 кВ, 7 – заземляющий проводникЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате выполнения работы осуществленамодернизация электрооборудования и реконструкция схемы электроснабжения котельной АО «Щелково – Агрохим» при соблюдении заданных требований к надежности схемы электроснабжения и качеству электроэнергии.В соответствии с поставленной целью в работе выполнены задачи исследования: - приведена краткая характеристика предприятия, а также характеристика помещений и оборудования котельной;- осуществлён выбор технологического оборудования котельной, аппаратуры защиты и управления, сечений проводников технологического оборудования;- произведён выбор схемы электрической сети котельной;- произведён расчёт силовых электрических нагрузок котельной;- осуществлён выбор аппаратов защиты и сечения кабелей питающей силовой сети котельной;- выполнен расчёт электрического освещения котельной;- проведено экономическое обоснование проведённой реконструкции;- описаны мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности;- осуществлён расчет контура заземления питающей ТП – 10/0,4 кВ.В результатевыполнения работы разработан комплекс мероприятий и технических решений, позволяющий осуществить реконструкцию системы электроснабжения и провести модернизацию оборудования при неукоснительном соблюдении современных требований надёжности, экономичности и безопасности.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫПравила устройства электроустановок. – 7-е изд., перераб. и доп.–М.: Главгосэнергонадзор России, 2013. – 692 с.Кабдин, Н. Е. Основы электропривода: учебное пособие для студентов высших сельскохозяйственных учебных заведений, обучающихся по направлению 110300 "Агроинженерия" / Н. Е. Кабдин; М-во сельского хоз-ва РФ, Московский гос. агроинженерный ун-т им. В. П. Горячкина. - Москва: МГАУ, 2007. - 218 с.: ил., табл.Будзко, И.А., Электроснабжение сельского хозяйства /И.А. Будзко, Н.М. Зуль. – М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с.Поярков, К.М. Практикум по проектированию комплексной электрификации /К.М. Поярков. – М.: Агропромиздат, 1987. – 192 с.Каганов, И.Л. Курсовое и дипломное проектирование /И.Л.Каганов. –3-е изд. перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1990. – 354 с.Колесник, А.Л. Курсовое и дипломное проектирование /А.Л. Колесник, В.Г. Шаманский. – М.: Колос, 1983. – 320 с.Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства/Учебное пособие. – М.: ФГНУ «Росинформагротех». – ч1. – 2003. – 340 с. ч2. – 2003. – 368 с.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г.Справочник по проектированию электроснабжения городов / В.А. Козлов, Н.И.Билик, Д.Л. Файбисович. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986. - 256 с.: ил.Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ЭНАС, 2012.Козлов В.А. «Электроснабжение городов».- 5- е издание. – Санкт-Петербург: Энергоатомиздат, 2002. – 264 с.Жежеленко И.В. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 261 с. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т. 1. - Электроснабжение / Под общ. ред. А.А. Федорова - М: Энергоатомиздат, 1986. - 568 с.: ил. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник / Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян, А.И. Яковлева; Под. ред. Н.И. Белоруссова. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 536 с.: ил Электротехнический справочник: В 3 т. Т.З. В 2 кн. Кн.1. Производство и распределение электрической энергии. - под общ. ред. И.Н. Орлова. - 7-е изд., испр. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1988. – 880 с.И. В. Жежеленко, Ю. Л. Саенко. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 261 с. Идельчик В. И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989 – 175 с.Электрические системы и сети: Учебник/Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин, П.В. Лычёв - Мн.: УП «Технопринт», 2004.Передача и распределение электрической энергии / Герасименко А.А., Федин В.Т. - Изд. 2-е, - Ростов Н/Д: Феникс, 2008.Электрические системы. Электрические сети / Под ред. В. А. Веникова и В. А. Строева. М.: Высш. шк., 1998.Газалов, В.С. Светотехника и электротехнология. Часть 1 «Светотехника». Учебное пособие. /В.С. Газалов. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2003. – 268 с.Баранов Л.А. Светотехника и электротехнология / Л. А. Баранов, В. А. Захаров -М.: Колос, 2008. - 343с.Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник /А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф и др. –М.: Энергоиздат, 1982. – 504с.Беляев, А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ /А.В. Беляев. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд. – 1988. – 176 с.Гусак–Катрич, Ю.А. Охрана труда в сельском хозяйстве. – М.: Издательство «Альфа–Пресс, 2007. – 176 с. Шабанов, И.И. Электробезопасность в сельскохозяйственном производстве. Учебное пособие. / И. И. Шабанов: ФГОУ ВПО АЧГАА. – 2008.Федеральный закон РФ «Об основах охраны труда в Российской Федерации» от 17 июля 1999 г. №181.Энергетическая стратегия России на период до 2030 года // РД РАО «ЕЭС России». – М.: Министерство энергетики, 2013.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоатомиздат, 2006. - 392 с. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоатомиздат, 2017. - 174 с.Курдюмов В.И., Зотов Б.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности. – М.: Колос, 2005 г. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. – 5-е изд., пере-раб. и. доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 800 с., ил.Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. - М., 2013.Петров, Д. В., Хорольский, В. Я, Таранов, М.А. Методика определения технико-экономических показателей в дипломных проектах. / Д. В. Петров и др. – М.: Агропромиздат, 1996.–252с.Водянников В.Т. Экономическая оценка проектных решений в энергетике. – М.: Колос, 2008 – 263 с.