9. Энергетическая часть.

Проектируемый хлебозавод производительностью 45 тонн хлебобулочных изделий в сутки в городе Чебоксары является вновь строящимся предприятием. Хлебозавод относится к предприятиям средней мощности, рассчитан на выработку 45 тонн хлебобулочных изделий в сутки при трехсменном режиме работы, 320 дней в году. Продолжительность одной смены 7 часов 40 минут.

Ассортимент вырабатываемых изделий включает: хлеб дарницкий, хлеб орловский, батон нарезной, батон красносельский, батон подмосковный, пряник северный и пряник комсомольский.

Основное электрооборудование работает при выпечке пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба 23 часа в сутки.

В соответствии с ПЭУ по обеспечению надежности электроснабжения, хлебозавод относится ко 2-ой категории.

Для понижения напряжения до 660/380В предусматривается понизительная трансформаторная подстанция (ТП). Место расположения ТП на предприятии выбрано на отметке 0.000 производственного корпуса вблизи наиболее электроемкого цеха - тесторазделочного отделения и пекарного зала. Система электроснабжения состоит из системы сетей, идущих от источника питания до понижающей трансформаторной подстанции предприятия.

Внутреннее электроснабжение состоит из распределительных линий внутри цехов, прокладываемых от ТП до распределительных пунктов цеха. Внутреннее электроснабжение осуществляется четырехпроводной системой с глухозаземленной нейтралью. Способ выполнения электропроводки зависит от условий окружающей среды и степени возгораемости конструкций. Проводка по несгораемым основаниям, по поверхностям потолков, выполняется из проводов марок АПВ и АПВФ (в пожароопасных помещениях).

Электросиловое оборудование

Часть электродвигателей поступают комплектно с технологическим оборудованием.

Основные технические показатели силового оборудования по цехам приведены в таблице 1.

Данные годового расхода электроэнергии приведены в таблице 2.

Данные электрических нагрузок рассчитываются в соответствии с указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках.

Выбор типов электродвигателей пусковой аппаратуры в дипломном проекте производится исходя из наличия соответствующего напряжения, режима работы приводных механизмов и характеристики среды, в которой они находятся.

На хлебозаводе имеются разные отделения с наличием различных атмосферных условий.

В помещениях с нормальной атмосферной средой и влажностью работают двигатели серии 4А со степенью защиты IP-23, силовые сборки типов ПР-24, ПР-11 с автоматами, магнитные пускатели типов ПМП, посты управления ПКУ-15, ПKE, магнитные станции типов ЯУ5100.

В помещениях склада БХМ происходит выделение мучной пыли, что может привести к возникновению взрывов даже при нормальных недлительных режимах работы. Такие помещения относятся к классу В-Па. В этих помещениях установлены асинхронные двигатели серии 4А со степенью защиты корпуса электродвигателя IP-44, линией вала IP-44, коробкой выводов IP-54.

Классификация и подсчет установленной мощности токоприемников.

По соответствующим каталогам подбираются типы и номинальные мощности электродвигателей Р_н, исходя из условия: Р_н ≥ Р_м,

где Р_м - потребная мощность электродвигателя, кВт

Общую установленную (присоединенную) мощность силового оборудования одинакового типа определяем по номинальной мощности отдельных силовых токоприёмников (двигателей):

Р_пp= P_пpi ∙ N_i,

где P_пpi=Р_н/η_н - присоединённая (номинальная) мощность отдельного токоприёмника (двигателя), кВт;

η_н - КПД силового токоприёмника, %

N_i - число однотипных силовых токоприёмников, шт;

1. Рпр1=1,1/0,75=1,4 кВт 26. Рпр26=1,1/0,75=1,39 кВт

2. Рпр2=0,37/0,68=0,5 кВт 27. Рпр27=1,5/0,77=1,82 кВт

3. Рпр3=6,5/0,93=6,5 кВт 28. Рпр28=1,5/0,77=1,82 кВт

4. Рпр4=5,5/0,855=6,4кВт 29. Рпр29=1,1/0,75=1,39 кВт

5. Рпр5=1, 5/0,77=1,9 кВт 30. Рпр30=1,5/0,77=1,82 кВт

6. Рпр6=0,37/0,68=0,54кВт 31. Рпр31=2,2/0,8=2,5 кВт

7. Рпр7=0,37/0,68=0,54кВт 32. Рпр32=1,5/0,77=1,95 кВт

8. Рпр8=0,37/0,68=0,54кВт 33. Рпр33=22/0,885=24,8 кВт

9. Рпр9=0,75/0,72=0,83 кВт 34. Рпр34=22/0,885=24,8 кВт

10. Рпр10=1,1/0, 75=1,47 кВт 35. Рпр35=22/0,885=24,8 кВт

11. Рпр11=11/0,875=12,5 кВт 36. Рпр36=1,5/0,77=1,55 кВт

12. Рпр12=4,0/0,865=4,6 кВт 37. Рпр37=11/0,875=12,5 кВт

13. Рпр13=0,75/0,72=0,83 кВт 38. Рпр38=15/0,885=16,9 кВт

14. Рпр14=15/0,885=16,9 кВт 39. Рпр39=4,0/0,865=4,6 кВт

15. Рпр15=0,37/0,68=0,54 кВт 40. Рпр40=3,0/0,82=3,6 кВт

16. Рпр16=55/0,925=59,4 кВт 41. Рпр41=1,1/0,77=1,35 кВт

17. Рпр17=0,55/0,73=0,72 кВт 42. Рпр42=22/0,9=23,6 кВт

18. Рпр18=0,37/0,68=0,54 кВт 43. Рпр43=4,0/0,865=4,62 кВт

19. Рпр19=0,18/0,64=0,28 кВт 44. Рпр44=18,5/0,895=19,66 кВт

20. Рпр20=37,0/0,91=43,27 кВт 45. Рпр44=45/0,92=48,9 кВт

21. Рпр21=5,5/0,855=6,4 кВт 46. Рпр44=11/0,875=11,8 кВт

22. Рпр22=2,2/0,8=2,5 кВт 47. Рпр44=55/0,895=19,3 кВт

23. Рпр23=3,0/0,82=3,65 кВт

24. Рпр24=3,0/0,82=3,29 кВт

25. Рпр25=3,0/0,82=3,65 кВт

Общая производственная мощность силового оборудования – 678,6 кВт.

Таблица 56

Перечень силовых токоприемников с их технологическими характеристиками

№ п/п	Производственные механизмы и машины			Паспортные данные электродвигателей							Общая производ-ственная мощность, Рпр, кВт
	Наименование оборудования	Необходимая мощность Рм, кВт	Число одно-типных двига-телей, Ni	Тип двигателя	Номинальная мощ-ность, Рн, кВт	Час-тота вра-щения, nн, мин-1	КПД, ηн, %	cos φ	Рпрi
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11
I	Оборудование складов хранения и подготовки сырья
1	Силос ХЕ-160	0,8	12	4А80А4У3	1,1	1420	75	0,81	1,4		16,6
2	Фильтр встряхивающий ХЕ-161	0,27	12	4А63134У3	0,37	1365	68	0,69	0,5		6
3	Аэрозольтранспорт	6,0	1	4А250544УЗ	6,5	1450	93	0,90	6,5		6,5
4	Приемный щиток	5,5	2	4А1214УЗ	5,5	1445	85,5	0,85	6,4		12,8
5	Просеиватель Ш2-ХМБ-2В	1,45	4	4А80134У3	1,5	1415	77	0,83	1,9		7,6
6	Переключатель двухпозиционный Ш2-ХМБ-50	0,37	12	4А71АУЗ	0,37	1380	68	0,65	0,54		6,48
7	Производственный силос ХЕ-63	0,37	10	4А71А4УЗ	0,37	1380	68	0,65	0,54		5,4
8	Весы автоматические АВ-50-НК	0,37	4	4А71А4УЗ	0,37	1380	68	0,65	0,54		2,16
9	Питатель роторный М-122	0,6	12	4А71В4У3	0,75	1390	72	0,73	0,83		9,96
10	Питатель шне-ковый ПШМ-1	1,1	4	4А80А4У3	1,1	1420	75	0,81	1,47		5,88
11	Приемник муки с мешковыколачи-вателем ХМП-М	8,57	1	4А132М4У3	11,0	1460	87,5	0,87	12,5		12,5
12	Установка для приготовления солевого раствора Т1-ХСБ-10	4,0	1	4А1002У3	4,0	2880	86,5	0,89	4,6		4,6
13	Сахарожирорас-творитель СЖР	0,6	2	4А71В4УЗ	0,75	1390	72	0,73	0,83		1,66
14	Установка для приготовления сахарного раствора Т1-ХСП	12,6	1	4А1604У3	15,0	1465	88,5	0,88	16,9		16,9
15	Станция дозировочная	0,37	2	4А71А4УЗ	0,37	1380	68	0,65	0,54		1,08
16	Установка компрессорная передвижная	55,0	1	4А225М4УЗ	55,0	1480	92,5	0,90	59,4		59,4
	ИТОГО:									175,52
II	Оборудование тестоприготовительного отделения
17	Дозатор Ш2-ХДА	0,53	3	4А63В2У3	0,55	2740	73	0,86	0,72		2,16
18	Дозатор Ш2-ХДБ	0,37	3	4А71А4УЗ	0,37	1380	68	0,65	0,54		1,62
19	Дозатор смеситель воды	0,18	3	4АА634У3	0,18	1365	64	0,64	0,28		0,84
20	Агрегат тестоприготовительный И8-ХТА-6	30,0	1	4А200М4У3	37,0	1475	91	0,90	43,2		43,2
21	Машина тестомесильная А2-ХТ3Б	4,8	1	4А904УЗ	5,5	1445	85,5	0,85	6,4		6,4
22	Машина тестомесильная Пририма-300	2,0	2	4А904УЗ	2,2	1425	80	0,83	2,5		5,0
23	Машина формовочная ФПЛ-1	3,0	1	4А1004УЗ	3,0	1435	82	0,83	3,65		3,65
	ИТОГО:									62,87
III	Оборудование тесторазделочного отделения
24	Тестоделитель А2-ХТН	2,7	1	4А1004У3	3,0	1435	82	0,83	3,29		3,24
25	Делитель-укладчик Ш33-ХДЗ-У	3,0	1	4А1004У3	3,0	1435	82	0,83	3,65		3,65
26	Шкаф расстойный Р1-57	1,04	1	4А80А4УЗ	1,1	1420	75	0,81	1,39		1,39
27	Тестоокруглитель Т1-ХТН	1,4	1	4А80В4У3	1,5	1415	77	0,83	1,82		1,82
28	Машина тестозакаточная Т1-ХТ2-3-1	1,4	1	4А80В4У3	1,5	1415	77	0,83	1,82		1,82
29	Механизм надрезочный	1,04	1	4А80А4УЗ	1,1	1420	75	0,81	1,39		1,39
30	Шкаф окончательной расстойки РШВ	1,4	1	4А80В4У3	1,5	1415	77	0,83	1,82		1,82
31	Шкаф предварительной расстойки	2,0	1	4А904УЗ	2,2	1425	80	0,83	2,5		2,5
32	Дежеопрокидыватель	1,5	2	4А80В4У3	1,5	1415	77	0,83	1,95		3,9
	Итого:									21,53
IV	Оборудование пекарного отделения
33	Печь хлебопекарная Г4-ПХЗС-25М	20,9	1	4А1802УЗ	22,0	2945	88,5	0,91	24,8		24,8
34	Печь хлебопекарная ФПЛ-2	21,9	1	4А1802УЗ	22,0	2945	88,5	0,91	24,8		24,8
35	Печь с сетчатым поддоном А2-ШБГ	20,9	1	4А1802УЗ	22,0	2945	88,5	0,91	24,8		24,8
	ИТОГО:									74,4
V	Оборудование остывочного отделения и экспедиции
36	Стол циркуляционный Х-ХГ	1,2	1	4А80В4У3	1,5	1415	77	0,83	1,55		1,55
37	Машина для переработки хлебных отходов А2-ХПХ	7,6	1	4А132М4У3	11,0	1460	87,5	0,87	12,5		12,5
38	Машина для мойки и сушки лотков	12,6	1	4А1604УЗ	15,0	1465	88,5	0,88	16,9		16,9
39	Упаковочный аппарат ТПП100В	4,0	1	4А1002У3	4,0	2880	86,5	0,89	4,6		4,6
	ИТОГО:									35,5
VI	Санитарно-техническое оборудование
40	Насос для моющего раствора 1,5 КБ	3,0	2	4А1004У3	3,0	1435	82	0,83	3,6		7,2
41	Вентилятор	1,04	1	4А80В4У3	1,5	1415	77	0,83	1,35		1,35
42	Холодильник	21,3	4	4А180L4У3	22,0	1470	90	0,90	23,6		94,4
43	Шкаф сушильный ТХ-20.НО	4,0	1	4А1002У3	4,0	2880	86,5	0,89	4,62		4,62
	ИТОГО:									107,57
VII	Оборудование вспомогательных помещений
44	Столовая	17,6	1	4А160М4У3	18,5	1465	89,5	0,88	19,66		19,66
45	Ремонтно-механическая мастерская	43,5	1	4А200L4У3	45,0	1475	92	0,90	48,9		48,9
46	Котельная	10,4	1	4А132М4У3	11,0	1460	87,5	0,87	11,8		11,8
47	Лифты	46,5	2	4А225М2У3	55,0	2945	91	0,92	60,4		120,8
	ИТОГО:									201,16
	ВСЕГО:									678,6

Аппараты зашиты, ограничения токов и аппараты управления

К основным аппаратам зашиты электродвигателей при аварийных режимах относят предохранители с плавкой вставкой, предназначенные для отключения электрических сетей при коротких замыканиях; электромагнитные и тепловые реле, отключающие двигатели в случае их перегрузки по току; реле минимального напряжения, отключающие электродвигатели при значительном (на 20 %) понижении напряжения сети от номинального 660 В или 380 В.

Наиболее простыми, доступными и надежными устройствами защиты сетей от токов короткого замыкания являются плавкие предохранители (вставки). Они являются специальным ослабленным звеном электрической цепи. Под действием повышенного тока плавкая вставка предохранителя нагревается и через определенное время расплавляется, разрывая электрическую цепь.

Выбор плавких вставок предохранителей производится исходя из условия

Iв≥ Ip, где Ip - сумма рабочих токов всех электродвигателей группы, А.

Ток плавкой вставки для группы, питающей несколько электроприемников (двигателей), определяется из соотношения:

Iр =Р_н∙1000/√3 ∙ U ∙ cos_φ ∙ ƞ , А

Для склада хранения и подготовки сырья:

Iр₁ = 1,1 · 1000 / (√3 · 380 · 0,81 · 0,75) = 2,7 А

Iр₂ = 0,37 · 1000 / (√3 · 380 · 0,69 · 0,68) = 1,19 А

Iр₃ = 6,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,9 · 0,93) = 11,79 А

Iр₄ = 5,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,85 · 0,855) = 11,4 А

Iр₅ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77)= 3,5 А

Iр₆ = 0,37· 1000 / (√3 · 380 · 0,65 · 0,68) = 1,19 А

Iр₇ = 0,37· 1000 / (√3 · 380 · 0,65 · 0,68) = 1,19 А

Iр₈ = 0,37· 1000 / (√3 · 380 · 0,65 · 0,68) = 1,19 А

Iр₉ = 0,75 · 1000 / (√3 · 380 · 0,73· 0,83) = 1,8 А

Iр₁₀ = 1,1 · 1000 / (√3 · 380 · 0,81 · 0,75)= 2,7 А

Iр₁₁ = 11,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,87 · 0,875) = 22,2А

Iр₁₂ = 4,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,89 · 0,865) = 7,8 А

Iр₁₃ = 0,75 · 1000 / (√3 · 380 · 0,73 · 0,72)= 1,8 А

Iр₁₄ = 15,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,88 · 0,885) = 29,3 А

Iр₁₅ = 0,37 · 1000 / (√3 · 380 · 0,65 · 0,68) = 1,19 А

Iр₁₆ = 55,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,9 · 0,925)= 100,3 А

Для тестоприготовительного отделения:

Iр₁₇ = 0,55 · 1000 / (√3 · 380 · 0,86 · 0,73) = 1,33 А

Iр₁₈ = 0,37 · 1000 / (√3 · 380 · 0,65 · 0,68) = 1,19 А

Iр₁₉ = 0,18 · 1000 / (√3 · 380 · 0,64 · 0,64) = 0,66 А

Iр₂₀ = 37,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,9 · 0,91) = 68,6 А

Iр₂₁ = 5,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,85 · 0,855) = 11,4 А

Iр₂₂ = 2,2 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,8) = 5,0 А

Iр₂₃ = 3,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,82) = 6,7 А

Для тесторазделочного отделения:

Iр₂₄ = 3,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,82) = 6,7 А

Iр₂₅ = 3,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,82) = 6,7 А

Iр₂₆ = 1,1 · 1000 / (√3 · 380 · 0,81 · 0,75) = 2,7 А

Iр₂₇ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77) = 3,5 А

Iр₂₈ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77) = 3,5 А

Iр₂₉ = 1,1 · 1000 / (√3 · 380 · 0,81 · 0,75) = 2,7 А

Iр₃₀ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77) = 3,5 А

Iр₃₁ = 2,2 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,8) = 5,0 А

Iр₃₂ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77)= 3,5 А

Для пекарного отделения:

Iр₃₃ = 22,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,91 · 0,885) = 41,5 А

Iр₃₄ = 22,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,91 · 0,885) = 41,5 А

Iр₃₅ = 22,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,91 · 0,885) = 41,5 А

Для остывочного отделения и экспедиции:

Iр₃₆ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77)= 3,5 А

Iр₃₇ = 11,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,87 · 0,875) = 22,2 А

Iр₃₈ = 15,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,88 · 0,885) = 29,6 А

Iр₃₉ = 4,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,89 · 0,865) = 7,8 А

Для санитарно-технического оборудования:

Iр₄₀ = 3,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,82) = 6,7 А

Iр₄₁ = 1,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,83 · 0,77) = 3,5 А

Iр₄₂ = 22,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,9 · 0,9) = 41,2 А

Iр₄₃ = 4,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,89 · 0,865) = 7,8 А

Для оборудования вспомогательных помещений:

Iр₄₄ = 18,5 · 1000 / (√3 · 380 · 0,88 · 0,895) = 35,6 А

Iр₄₅ = 45,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,9 · 0,92) = 82,6 А

Iр₄₆ = 11,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,87 · 0,875) = 22,2 А

Iр₄₇ = 55,0 · 1000 / (√3 · 380 · 0,92 · 0,91) = 99,8 А

Σ Iр = 824,42 А

Исходя из условий Iв ≥ Ip выбираем плавкую вставку ПН17-39 со значением Iв = 1000 А.

Управление электроприводов осуществляется посредством электротехнических аппаратов: рубильников и переключателей; пакетных выключателей (HB) и переключателей (пакетные ПП, универсальные УП); магнитных пускателей с дистанционным управлением - ПМ.

Для дистанционного пуска и остановки электропривода применяют командоаппараты: кнопки "пуск" и "стоп", путевые и конечные выключатели и др. Для целей управления используют различные датчики, преобразующие технологические параметры в электрические сигнал-команды.

Используя вышеуказанную аппаратуру, создают из отдельно работающих машин и механизмов комплексные автоматизированные системы.

Электрическое освещение

Общее положение выбора освещения

К освещаемым объектам на хлебозаводе относятся закрытые помещения с длительным пребыванием в них работающих. Проект освещения выполнен на основании СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Принятые значения освещенности для отдельных групп указаны в таблице основных технических показателей. Типы осветительных приборов выбраны в зависимости от условий среды помещения, высоты и освещенности. Выбор произведен из расчета требуемого светораспределения. Проектом предусмотрено 3 вида освещенности: рабочее, аварийное и эвакуационное. На данном предприятии приняты люминесцентные лампы, так как они более экономичны, чем лампы накаливания и имеют более высокий КПД. Температура нагрева нитей накаливания, выполненных из наиболее тугоплавкого материала – вольфрама, не должна превышать 3660С (температура плавления вольфрама). Этой температуре соответствует световая эффективность 4%. Во всех взрывоопасных помещениях применяются лампы Н4Т5-Л. Для осветительных установок применяется напряжение переменного тока. Напряжение 12 В и 36 В применяют при авариях. Преимущественно для местного и переносного освещения лампами накаливания. Для освещения наружных установок приняты светильники прожекторного типа ПЗС, СПЗЛ, СКЗД. Их устанавливают на железобетонных мачтах высотой 15 м. Питание светильных установок осуществляется от ТП, общей для электросилового оборудования и электроосвещения. Проектом предусмотрено дистанционное управление световыми установками. Для экономичного расходования электроэнергии в электроосветительных установках предусмотрена рациональная схема централизации управления освещением, когда выбирается наиболее рациональное время включения и выключения освещения, сочетание его с уровнем естественной освещенности, с началом, перерывом и окончанием работы.

В основе проекта освещения на предприятии лежит выполнение рационального устройства естественного освещения и создание достаточной освещенности рабочих поверхностей, требуемой рабочим процессом.

Наружное освещение подразделяется на освещение проездов и проходов, а также на охранное освещение. Для общего и охранного освещения предусмотрена установка светильников СПО – 200 с лампами накаливания на расстоянии 50 м друг от друга.

Подсчет установленной мощности освещения

Установленная мощность освещения всего предприятия определяется по формуле:

P_y.o.= ΣP_yд ∙ S ∙ 10^-3 кBт,

где S-площадь помещения, м²;

Р_уд - удельная мощность по нормам, Вт/м².

Производственный корпус

Ру.о.=144,0*8/1000=1,15 кВт– для склада бестарного хранения муки.

Ру.о.=86 *8/1000=0,7 кВт – для склада муки в мешках.

Ру.о.=108*10/1000=1,08 кВт – для весового и просеивательного отделения.

Ру.о.=20,91*9/1000=0,19 кВт – для холодильной камеры.

Ру.о.=14,0*9/1000=0,13 кВт – для машинного отделения холодильных установок.

Ру.о.=72,0*8/1000=0,58 кВт–для склада мокрого хранения соли.

Ру.о.=36,0*8/1000=0,29 кВт – для склада дополнительного сырья.

Ру.о.=36,0*11/1000=0,39 кВт – для помещения подготовки сырья.

Ру.о.=288*16/1000=3,2 кВт – для тестоприготовительного отделения.

Ру.о.=480*11/1000=5,3 кВт – для тесторазделочного отделения.

Ру.о.=324 *8/1000=2,6 кВт – для пекарного отделения.

Ру.о.=432 *8/1000=3,5 кВт – для хлебохранилища, экспедиция.

Ру.о.=72,0*4/1000=0,3 кВт–для воздушно-компрессорной станции.

Ру.о.=72,0*4/1000=0,3 кВт – для венткамеры.

Ру.о.=57,0*11/1000=0,63 кВт – для помещения мойки лотков и контейнеров.

Ру.о.=57,0*9/1000=0,51кВт – для санитарных узлов.

Ру.о.=18,0*16/1000=0,29 кВт – для помещения сменного технолога.

Ру.о.=30,0*11/1000=0,33 кВт – для помещения приготовления мочки.

Ру.о.=48,0*16/1000=0,76 кВт – для отделения панировочных сухарей.

Ру.о.=16,0*8/1000=0,13 кВт – для кладовой горюче-смазочных материалов.

Ру.о.=13,0*8/1000=0,1 кВт – для кладовой производственного инвентаря.

Ру.о.=10,0 *16/1000=0,2 кВт – для экспедиторской.

Ру.о.=6,0 *16/1000=0,09 кВт – для помещения кладовщика.

Ру.о.=340*14/1000=4,8 кВт – для остывочного отделения.

Ру.о.=35*8/1000=0,3 кВт – для кладовой упаковочных материалов.

Ру.о.=32*8/1000=0,25 кВт – для кладовой отходов.

Ру.о.=19*8/1000=0,15 кВт–для газораспределительного узла.

Ру.о.=72*16/1000=1,15 кВт – для производственной лаборатории.

Ру.о.=134*8/1000=1,07 кВт–для котельной.

Ру.о.=72*8/1000=0,57 кВт –для трансформаторной.

Ру.о.=54 *14/1000=0,75 кВт – для столярной мастерской.

Ру.о.=72 *16/1000=0,15 кВт – для ремонтно-механической мастерской.

Ру.о.=24*7/1000=0,17 кВт – для лифтов.

Итого: 33,11 кВт

Административно-бытовой корпус

Ру.о.=36*9/1000=0,32 кВт – для гардеробной.

Ру.о.=204*12/1000=2,4 кВт – для раздевалки.

Ру.о.=18*9/1000=0,16 кВт–для отдела кадров.

Ру.о.=108*8/1000=0,86 кВт – для директора, главного инженера и секретаря.

Ру.о.=18*12/1000=0,2 кВт–для бухгалтерии.

Ру.о.=18*9/1000=0,16 кВт –для отдела снабжения и сбыта.

Ру.о.=12*12/1000=0,14 кВт – для помещения охраны.

Ру.о.=6,0 *8/1000=0,048 кВт – для камеры хранения.

Ру.о.=14*25/1000=0,35кВт – для зала заседаний.

Ру.о.=51*12/1000=0,61 кВт – для мужского гардероба.

Ру.о.=36*9/1000=0,32 кВт – для душевой.

Ру.о.=54*9/1000=0,49 кВт–для санитарного узла.

Ру.о.=90*8/1000=0,72 кВт – для столовой.

Ру.о.=215*5/1000=1,07 кВт–для коридора и тамбуров.

Ру.о.=6*12/1000=0,72 кВт –для комнаты отдыха.

Ру.о.=12 *29/1000=0,34 кВт – для профкома.

Ру.о.=21 *25/1000=0,5 кВт – для медпункта.

Итого: 9,4 кВт

Итого: внутреннее освещение – 42,51 Вт.

Наружное освещение: Ру.о.=7449*1,6/1000=11,91 кВт

Всего по заводу: Ру.о.зав=42,51+11,91=54,42 кВт

Таблица 57. Перечень светильников и их технические характеристики.

№	Наименование помещений	Площадь, м2	Освещение по нормам	Тип светиль-ников	Руд., Вт/м2	Рус, кВт
Производственный корпус
1	Склад БХМ, пыльный	144,0	75	Н4Т5Л	8	1,15
2	Склад муки в мешках, пыльный	86,0	75	Н4Т5Л	8	0,7
3	Весовое и просеивательное отделение	108,0	150	Н4Т5Л	10	1,08
4	Холодильная камера	20,91	75	ЛДОР	9	0,19
5	Машинное отделение холодильных установок	14,0	75	ЛДОР	9	0,13
6	Склад мокрого хранения соли	72,0	50	ЛДОР	8	0,58
7	Слад дополнительного сырья	36	75	ЛДОР	8	0,29
8	Помещение подготовки сырья.	36	150	Н4Т5Л	11	0,39
9	Тестоприготовительное отделение	288	200	ЛДОР	16	3,2
10	Тесторазделочное отделение	480	150	ЛДОР	11	5,3
11	Пекарное отделение	324	150	ПВЛМ	8	2,6
12	Хлебохранилище, экспедиция	432	100	Н4Т5Л	8	3,5
13	Воздушно-компрессорная станция	72	50	ЛДОР	4	0,3
14	Венткамера	72	150	ПВЛМ	4	0,3
15	Помещение для мойки лотков и контейнеров	57	50	ЛДОР	11	0,63
16	Санитарные узлы	57	75	ЛДОР	9	0,51
17	Помещение сменного технолога	18,0	200	ЛДОР	16	0,29
18	Помещение приготовления мочки	30,0	150	ЛДОР	11	0,33
19	Отделение панировочных сухарей	48,0	150	ЛДОР	16	0,76
20	Кладовая горюче-смазочных материалов	16,0	50	ЛДОР	8	0,13
21	Кладовая производственного инвентаря	13,0	50	ЛДОР	8	0,1
22	Экспедиторская	10,0	200	ЛДОР	16	0,2
23	Помещение кладовщика	6,0	200	ЛДОР	16	0,09
24	Остывочное отделение	340,0	100	ЛДОР	14	4,8
25	Кладовая упаковочных материалов	35,0	50	ЛДОР	8	0,3
26	Кладовая отходов	32,0	50	ЛДОР	8	0,25
27	Газораспределительный узел	19,0	150	Н4Т5Л	8	0,15
28	Производственная лаборатория	72,0	50	ЛДОР	16	1,15
29	Котельная	134,0	150	Н4Т5Л	8	1,07
30	Трансформаторная	72,0	75	Н4Т5Л	8	0,57
31	Столярная мастерская	54,0	200	ЛДОР	14	0,75
32	Ремонтно-механическая мастерская	72,0	200	ЛДОР	16	1,15
33	Лифты	24,0	75	ЛДОР	7	0,17
Итого						33,11
Административно-бытовой корпус
	Гардероб	36,0	150	ЛДОР	9	0,32
	Раздевалки	204,0	150	ЛДОР	12	2,4
	Отдел кадров	18,0	150	ЛДОР	9	0,16
	Директор, главный инженер, секретарь	108	200	ЛДОР	8	0,86
	Бухгалтерия	18,0	400	ЛДОР	12	0,2
	Отдел снабжения и сбыта	18,0	300	ЛДОР	9	0,16
	Помещение охраны	12,0	150	ЛДОР	12	0,14
	Камера хранения	6,0	75	ЛДОР	8	0,048
	Зал заседаний	14,0	200	ЛДОР	25	0,35
	Мужской гардероб	51,0	150	ЛДОР	12	0,61
	Душевая	36,0	75	ЛДОР	9	0,32
	Санитарный узел	54,0	75	ЛДОР	9	0,49
	Столовая	90,0	200	ЛДОР	8	0,72
	Коридоры и тамбуры	215	10	ЛДОР	5	1,07
	Комната отдыха	6,0	150	ЛДОР	12	0,72
	Профком	12,0	200	ЛДОР	20	0,34
	Медпункт	21,0	300	ЛДОР	25	0,5
Итого						9,4
Итого внутреннее освещение						42,51
37	Наружное и охранное освещение	7449,0	2	СПО-200	1,6	11,91
Всего по заводу						54,42

Расчет потребляемой мощности осветительными установками

В основу метода положен коэффициент использования освещения К_ио, показывающий, какая часть общего светового потока всех источников света данного помещения попадает на рабочую поверхность.

Потребляемая мощность рассчитывается по формуле: Р_п.о =ΣР_уо ∙ К_ио, кВТ,

где К_ис - коэффициент использования освещения (для внутреннего освещения К_ис=0,6; для внешнего К_ис=0,7)

Р_уо.=Р_уов+Р_уон - установленная активная мощность ламп освещения, кВт

где Р_уов - внутреннего освещения, кВт

Р_уон - наружного освещения, кВт

Р_п.о.=42,51 ∙ 0,6 + 11,91 ∙ 0,7 = 33,84 кВт

При использовании люминесцентных ламп cosφ₀=0,95 и tgφ₀=0,33

Отсюда реактивная мощность потребляемая люминесцентной лампой равна:

Q_п.o.=Р_п.о ∙ tgφ₀=33,84 ∙ 0,33 = 11,16 квар

Компенсация реактивной мощности и выбор конденсаторных установок

Первостепенное значение сегодня приобретает комплекс мероприятий, направленных на обеспечение всемерной экономии топлива и электроэнергии, уменьшения их потерь.

Значительные потери электроэнергии имеют место при передаче по электрическим сетям больших потоков реактивной мощности, величина которой в режиме максимальных нагрузок достигает огромных значений. Генерирование и передача реактивных мощностей к потребителю ухудшает технико-экономические показатели энергетических систем, приводят к росту мощностей трансформаторных подстанций, росту сечения кабелей и проводов, что в свою очередь требует дополнительного расхода материалов, обслуживания и денежных средств.

Кроме того, в связи с передачей реактивной мощности возникают дополнительные потери напряжения, которые особенно существенны в сетях районного значения. Поэтому, одним из основных вопросов, решаемых на стадии проектирования промышленного электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающей расчет и выбор компенсирующих устройств, их регулирование и размещение на территории предприятия.

В дипломном проекте хлебозавода предусматривается компенсация реактивной мощности, которая является одним из основных пунктов организационно-технических мероприятий по экономии электроэнергии.

Расчет компенсирующего устройства производят исходя из условия получения cosφ=0,95, поэтому при расчете принимают tgφ=0,329.

Σ Р_пр = 678,6 кВт - по данным таблицы l. Для хлебозавода коэффициент использования К_и = 0,6; коэффициент мощности соsφ = 0,8, tgφ = 0,75.

Суммарная средняя активная мощность предприятия за наиболее загруженную смену:

Σ Р_см = Σ Р_см.с. + Σ Р_см.о. , кВт

где Σ Р_см.с. – суммарная средняя активная мощность силовой сети предприятия, кВт;

Σ Р_см.о. – суммарная средняя активная мощность осветительной нагрузки предприятия, кВт.

Σ Р_см.с. = Σ Р_пр · К_и = 678,6 · 0,6 = 407,16 кВт

Σ Р_см.о. = 37,04 кВт

Σ Р_см = 407,16 + 37,04 = 444,2 кВт

Суммарная средняя реактивная мощность предприятия за наиболее загруженную смену:

Σ Q_см = Σ Q_см.с. + Σ Q_см.о. , квар

где Σ Q_см.с. – суммарная средняя реактивная мощность силовой сети предприятия, квар;

Σ Q_см.о. – суммарная средняя реактивная мощность осветительной нагрузки предприятия, квар.

Σ Q_см.с. = Σ Р_см.с. · tg_φ = 407,16 · 0,75 = 305,37 квар

Σ Q_см.о. = 12,22 квар

Σ Q_см = 305,37 + 12,22 = 317,59 квар

При расчете принимают tg_φcp=0,329= tg_φэ.

tg_φcp = tg_φэ = Q_э / Σ Р_см ; Q_э = 181,18 квар

Суммарная мощность компенсирующих устройств, которые должны быть ycтaновлены на предприятии, определяется по формуле:

Q_к.у.= ΣQ_см - Q_э, квар,

где Q_см - реактивная нагрузка предприятия в период наибольших активных нагрузок энергосистемы, квар;

Q_э - величина, которая задается энергосистемой с приближенным учетом потерь электроэнергии в трансформаторах и двигателях, а также в сетях предприятия, квар.

Q_к.у. = 317,59 – 181,18 = 136,41 квар

Полная мощность, потребляемая предприятием:

, кВА

кВА

- тангенс после включения компенсирующего устройства;

- естественный тангенс (до компенсации).

;

Полная расчетная мощность, потребляемая предприятием при использовании компенсирующего устройства:

S'_см = S_р = кВА

S'_см = S_р = кВА

По данной мощности компенсирующих устройств определяем расчетное число банок статических конденсаторов:

n'=Q_к.у. / Q_банки, банок

n'=170,74 / 13=13,2

Q_банки = 13 квар - тип конденсатора КМ1-0.38-13-3УЗ

Фактическая установленная мощность конденсаторных батарей:

Q_к.б.=Q_банки · n ,

где n - действительное число банок, принимают ближайшее большее к n', если n' не целое число.

Q_к.б.= 13 · 14 = 182 квар

1.6. Подсчет нагрузок на подстанции и выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Подсчет нагрузок на трансформаторной подстанции

Значение активной мощности за наиболее загруженную смену определяется по формуле: Рсм=ΣРпр·Ки

- для технологического оборудования - для вспомогательного - для санитарно-технического - для внутреннего освещения - для наружного освещения

Рсм=369,87 · 0,6=221,9 кВт Рсм=201,16 · 0,5=100,58 кВт Рсм=107,57 · 0,69=74,2 кВт Рсм=42,51 · 0,6=25,5 кВт Рсм=11,91 · 0,7=8,3 кВт

Средняя реактивная мощность определяется по формуле:

Qсм = Рсм · tgφ, квар,

где tgφ находим по данным cosφ tgφ = √(1- cos²φ) / соs²φ

- для технологического оборудования - для вспомогательного - для санитарно-технического - для внутреннего освещения - для наружного освещения

tgφ = √(1- 0,782) / 0,782 = 0,82 tgφ = √(1- 0,762) / 0,762 = 0,85 tgφ = √(1- 0,822) / 0,822 = 0,69 tgφ = √(1- 0,852) / 0,852 = 0,62 tgφ = √(1- 0,982) / 0,982 = 0,2

Средняя реактивная мощность:

- для технологического оборудования - для вспомогательного - для санитарно-технического - для внутреннего освещения - для наружного освещения

Qсм=221,9 · 0,82 = 181,9 квар Qсм=100,58 · 0,85 = 85,4 квар Qсм=74,2 · 0,69 = 51,5 квар Qсм=25,2 · 0,61 = 15,4 квар Qсм=8,3 · 0,2 = 1,66 квар

Число часов использования максимальной нагрузки является удобным показателем, при помощи которого определяется максимальная нагрузка предприятия. Число часов использования максимальной нагрузки - это расчетное число, которое показывает сколько часов работало бы предприятие с постоянной нагрузкой, равной годовой максимальной, и израсходовало бы всю годовую потребность в энергии.

Ти = Т · γ , ч,

где Т - фактическое число часов работы объекта в год, ч

γ - коэффициент использования максимальной нагрузки.

Т = (365 – n) · t · N

n – число нерабочих дней в году;

t – продолжительность смены, ч;

N – число смен.

Т = (365 – 45) · 7,67 · 3 = 7363,2 ч

- для технологического оборудования - для вспомогательного оборудования - для санитарно-технического - для внутреннего освещения - для наружного освещения

Ти = 7363,2 · 0,65 = 4786,08 ч Ти = 7363,2 · 0,58 = 4270,6 ч Ти = 7363,2 · 0,67 = 4933,3 ч Ти = 4150 · 0,6 = 2490 ч Ти = 3500 · 0,7 = 2450 ч

Годовой расход активной энергии определяется по формуле:

Wa = Рсм · Ти · 10^-3 , т·кВт·ч

- для технологического оборудования - для вспомогательного - для санитарно-технического - для внутреннего освещения - для наружного освещения

Wa = 4786,08 · 221,9 · 10-3 = 1062 т·кВт·ч Wa = 4270,6 · 100,58 · 10-3 = 429,5 т·кВт·ч Wa = 4933,3 · 74,2 · 10-3 = 366 т·кВт·ч Wa = 2490 · 22,5 · 10-3 = 56 т·кВт·ч Wa = 2450 · 8,3 · 10-3 = 20,3 т·кВт·ч

Расход реактивной энергии:

Wр = Qсм · Ти · 10^-3 , т·кВт·ч

- для технологического оборудования - для вспомогательного - для санитарно-технического - для внутреннею освещения - для наружного освещения

Wр = 4786 · 181,9 · 10-3= 870,5 т·кВт·ч Wр = 4270,6 · 85,4 · 10-3 = 364,7 т·кВт·ч Wр = 4933,3 · 51,5 · 10-3 = 252 т·кВт·ч Wр = 2490 · 15,4 · 10-3 = 38,4 т·кВт·ч Wр = 2450 · 1,66 · 10-3 = 4,1 т·кВт·ч

Определим суммарное значение параметров:

tgφ = Σ Qсм / Σ Рсм = 335,46 / 430,48 = 0,78, cosφ = 0,8

Ти = Σ Wa / Σ Рсм = 1933,8 / 430,48 = 4492 ч

Потери в трансформаторе:

- активные потери — 2,5% от Σ Рсм (10,8)

- реактивные потери — 10 % от Σ Qсм (33,5)

Итого с учетом потерь:

tgφ = Σ Qсм / Σ Рсм = 368,96/ 441,28 = 0,84, cosφ = 0,77

Ти = 4492 ч

Итоговый подсчет нагрузок потребителей на подстанции с учетом компенсации реактивной мощности:

Задаем tgφэ = 0,33

Qк.у. — суммарная мощность компенсирующих устройств, квар

Qк.у.= ΣQсм - Qэ, квар

tgφэ = Σ Qэ / Σ Рсм

Σ Qэ = 441,28 · 0,33 = 145,6 квар

Qк.у.= 368,96 – 145,6 = 223,36 квар

Реактивная мощность с учетом компенсации составляет — 174,6 квар

Wа=Qсм·Ти=145,6 · 4492 = 654,04 т ·квар · ч

соsφэ = 0,9

Данные расчета нагрузок на трансформаторной подстанции сводим в таблицу 58.

Таблица 58. Подсчет нагрузок на стороне 660 В трансформаторной подстанции.

№	Наименование оборудования	ΣPn, кВт	Кn	соs φ	tgφ	Средняя потребная мощность		Число часов использования максимальной нагрузки Tи,ч	Годовой расход эл.энергии
						Активная Рсм, кВт	Реактивная Qсм, квар		Активная Wa,тыс.кВт/ч	Реактив-ая Wp, квар.ч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Технологическое оборудование	369,87	0,6	0,78	0,82	221,9	181,9	4786,08	1062	870,5
2	Санитарно-технологическое оборудование	107,57	0,69	0,82	0,69	74,2	51,1	4933,3	366	252
3	Вспомогательное оборудование	201,16	0,5	0,76	0,85	100,58	85,4	4270,6	429,5	364,7
4	Освещение: а)внутреннее б)наружное	42,51 11,91	0,6 0,7	0,85 0,98	0,62 0,2	22,5 8,3	15,4 1,66	2490 2450	56 20,3	38,4 4,1
	Итого	733,02	0,68	0,8	0,77	427,48	335,46	4492	1933,8	1529,7
5	Потери в трансформаторе:
	а) активные (2,5% от ΣРсм)					10,8
	б) реактивные (10% от ΣQсм)						33,5
Итого с учетом потерь в трансформаторе:		733,02	0,68	0,77	0,84	437,48	368,96	4492	1944,6	1563,2
Итого с учетом компенсации:		733,02	0,68	0,9	0,33	437,48	368,69	4492	1944,6	1563,2

Подсчет числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции

По данным подсчета нагрузок определится полная расчетная мощность, потребляемая предприятием.

Sp = а · , кВА,

где а - коэффициент несовпадения максимума нагрузки отдельных цехов предприятия.

Sp = 1 · = 451,59 кВА

На основании расчета потребной мощности выбираем комплектную трансформаторную подстанцию типа КТПх2х250. В случае, если один из трансформаторов выйдет из строя в результате аварии, то оставшийся примет всю нагрузку подстанции, при этом перегрузка составит 1,2%, что допускается правилами ПУЭ (не более 1,4).

Технико-экономический расчет

В объем технико–экономического расчета – обоснования входит разработка электроснабжения, электросилового оборудования и освещения. Стоимость строительства определялась на основании действующих укрупненных показателей стоимости (УПС) и пересчета стоимости на удельные показатели, которые включены в экономическую часть проекта.

Стоимость электроэнергии определяем по одноставочному тарифу ввиду того, что присоединенная мощность трансформаторов меньше 750 кВА.

Годовая оплата за электроэнергию:

D= W_а ∙ Ц_э∙10²  К ∙ Ц_э∙ W_а∙10², руб, где

Wа – годовой расход активной энергии, тыс. кВт/ч,

Ц_э – дневная ставка 1 кВт/ч, = 3,7 руб.

К – коэффициент скидки или надбавки к тарифу за электроэнергию, который определяется по формуле, к данному проекту скидка равна 5%.

Тогда годовая оплата за электроэнергию равна:

D= 1944,6 ∙ 370 - 0,05 ∙ 1944,6 ∙ 370=683526 руб.

Фактическая стоимость за 1 кВт:

D_ф=6835,26/1944,6=3,5 руб.

Удельный расход электроэнергии на 1 тонну продукции:

W_уд=W_а/G, кВт, где

G – производительность в год, тонн/год.

W_уд=1944,6 ∙ 1000/16561,5=117,4 кВт/час.

Удельные затраты на электроэнергию:

D_уд= W_уд∙ D_ф=117,4∙3,5=410,9 руб.