Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Безопасность Труда и Инженерной Экологии» расчетно-графическая работа №2

По дисциплине: «Охрана Труда»

На тему: «Защита от производственного шума и расчет зануления в сети 380/220 В»

Специальность: 5B071700-Теплоэнергетика

Выполнил: Саитмуратов Э.У. Группа: ПТЭ-14-4

Номер зачетной книжки: 141069

Приняла: ст.преп. каф. БТиИЭ Мананбаева С.Е.

____________ _______________«___» _______________ 20__г.

(оценка) (подпись)

Алматы, 2017г.

Содержание

Введение.. ………………………………………………………..………......3

Защита от производственного шума….………...………..………….4

Расчет зануления в сети 380/220.………………....………...……….9 Ответы на контрольные вопросы………………………….……….17

Заключение.……………………………………...…………………………21

Список использованной литературы……………………………………...22

Введение

В данной работе я буду рассматривать защиту от производственного шума и рассчитывать зануление в сети 380/220 В.

Основными источниками шума на ТЭС являются турбины, котельные агрегаты, насосы и др. Это оборудование расположено внутри производственных помещений. К наиболее шумным относятся помещения турбинного, котельного цехов, газораспределительного пункта, компрессорных, насосных, дробилок угля и др. Однако на ТЭС имеются также источники шума, которые могут воздействовать на район, расположенный за пределами ТЭС. Это тягодутьевые машины, открытые распределительные устройства, сброс пара в атмосферу при срабатывании предохранительных клапанов и др.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности и нулевого рабочего проводника. Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания, то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками. Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.

 Область применения зануления:

- электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система TN – S: обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

-  электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;

- электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника;

-  во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению также электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока.

1. Защита от производственного шума

Вид оборудования – газовая турбина;

Количество источников – 3 шт;

Расстояние от ИШ до РТ – r₁ = 5 м; r₂ = 7 м; r₃ = 6,5;

B/S_огр = 1;

l_max = 1,6;

V_пом = 3000 м³;

Параметры кабины наблюдения: 14x9x5;

S₁ = 70 м²;

S₂ = 126 м²;

S₃ = 6 м²;

S₄ = 5 м².

Звуковое давление от всех источников определяется следующим образом:

(1)

Нарисую схему расчетной точки и источников шума:

Рисунок 1

1) n – количество источников 4;

2) m – все расстояния должны быть меньше чем 5*r_min, r_min = 55 = 25, все расстояния меньше чем 25, тогдаm=3;

3) ∆i=10^0,1Lp,

Рассчитаю для частоты f=250 Гц, воспользуюсь таблицей 3.3 из М.У., откуда нахожу для частоты 250 Гц, звуковое давление для турбины 72

Тогда, ∆i = 10^0,1*72 = 10^7,2= 1,610⁹,

4) Xi – коэффициент учитывающий влияние акустического поля, зависит от r.

r1,2/l_max = 5/1,6 = 3,125 > 1,5 тогда X1,2 = 1;

r3/l_max = 7/1,6 = 4,3 > 1,5 тогда X3 = 1;

r4/l_max = 6,5/1,6 = 4 > 1,5 тогда X4 = 1;

5) Φ_i – фактор направленности источника шума, определяется по опытным данным, в данной работе принимается равным единице, т.е. распределение равномерное, Φ_i = 1 ;

6) Si – воображаемая площадь распространения звука, звук распространяется окружностями, поэтому Si=2πr², тогда:

S₁ = 2π5² = 157 м²;

S₂ = 2π7² = 307,72 м²;

S₃ = 2π 6,5² = 265,33 м²;

7) B/Sогр=1 по исходным данным;

8) ψ – изменение диффузности звукового поля, по СНИП 2003:

Рисунок 2

Тогда, ψ = 0,5;

9) B – постоянная помещения

B = B₁₀₀₀μ;

B₁₀₀₀ = V_пом/20 = 3000/20 = 150;

μ – частотный множитель, определяем по таблице 3.9 М.У.;

Для частоты 250 Гц, V_пом 3000 м³ μ = 0,55;

Тогда, B = 1500,55 = 82,5

Теперь можем посчитать звуковое давление от всех источников для частоты 250 ГЦ:

L_доп – определяем по таблице 3.7 М.У., для частоты 250 Гц, оно равно 86 дБ.

Тогда,

Lтр = 62,5 – 86 = -23,5 дБ.

Аналогичным образом, проведу расчет проведу в программе «Microsoft office excel» для частот 63, 125, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

№	Величина	Ед.изм.	Среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц
			63,00	125,00	250,00	500,00	1000,00	2000,00	4000,00	8000,00
1	Lp	дБ	70,00	69,00	72,00	73,00	76,00	80,00	80,00	75,00
2	∆i	-	1,00E+07	7,94E+06	1,58E+07	2,00E+07	3,98E+07	1,00E+08	1,00E+08	3,16E+07
3	X1,2,3	-	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
4	φ	-	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
5	S1	м^(2)	157,00	157,00	157,00	157,00	157,00	157,00	157,00	157,00
6	S2	м^(2)	307,72	307,72	307,72	307,72	307,72	307,72	307,72	307,72
7	S3	м^(2)	265,33	265,33	265,33	265,33	265,33	265,33	265,33	265,33
8	B/Sогр	-	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
9	ψ	-	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50	0,50
10	μ	-	0,55	0,50	0,55	0,70	1,00	1,60	3,00	6,00
11	B	м^(2)	82,50	75,00	82,50	105,00	150,00	240,00	450,00	900,00
12	Lсум	дБ	60,57	59,93	62,57	62,70	64,48	67,03	65,43	59,16
13	Lдоп	дБ	99,00	92,00	86,00	83,00	80,00	78,00	76,00	74,00
14	Lтр	дБ	-38,43	-32,07	-23,43	-20,30	-15,52	-10,97	-10,57	-14,84

Таблица 1

Необходимы мероприятия для снижения шума, поскольку расчетные значения уровня звукового давления превышают допустимые значения.

Мера защиты от воздействия шума

Необходимо спроектировать стену и перекрытие кабины наблюдения со следующими параметрами:

Параметры кабины наблюдения – 14x9x5

Площадь глухой стены S₁=70м²

Площадь глухой стены S₂=126 м²

Площадь двери S₃= 6 м²

Площадь окна S₄=5м²

Частоты, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Lсум, дБ	99	92	86	83	80	78	76	74

Таблица 2

Требуемую звукоизолирующую способность каждого элемента наблюдательной кабины рассчитаем по формуле:

R_трi = L_ш – 10 ∙ lgB + 10 ∙ lgS_i - L_доп + 10 ∙ lgn (2)

Пример расчета, для частоты 63 Гц, для площади S₁=70 м².

1) B = В₁₀₀₀∙μ

Для наблюдательной кабины с объемом V=14x9x5=630 м³, имеем:

В₁₀₀₀ = 630/10 = 63

μ – частотный множитель, определяем по таблице 3.9 М.У.

Для частоты 63 Гц, V_пом 630 м³, μ = 0,65

Тогда B = 630,65 = 40,95

2) L_ш = L_сум = 60,57 дБ

3) L_доп = 83 дБ

4) n – общее количество ограждающих конструкций, n=3

Тогда, для частоты 63 Гц, площади глухой стены S₁=70 м², получаем:

R_тр1 = 60,57 - 10lg40,95+ 10lg70 – 83 + 10lg3= 19,34 дБ.

Все расчеты сведем в таблицу 4.

Помещение и рабочие место	Среднегеометрические частоты, Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Кабины дистанц. упр. с речевой связью	Lдоп	83	74	68	63	60	57	55	54

Таблица 3 - Допустимые уровни звукового давления

№	Величина	Ед.изм.	Среднегеометрическая частота, Гц
			63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1	B1000	кв.м	63,00	63,00	63,00	63,00	63,00	63,00	63,00	63,00
2	m	-	0,65	0,62	0,64	0,75	1,00	1,50	2,40	4,20
3	B=m*B1000		40,95	39,06	40,32	47,25	63,00	94,50	151,20	264,60
4	Lсум	дБ	60,57	59,93	82,00	78,00	75,00	73,00	71,00	70,00
5	Lдоп	дБ	94,00	87,00	68,00	63,00	60,00	57,00	55,00	54,00
6	10lgn		4,77	4,77	4,77	4,77	4,77	4,77	4,77	4,77
7	10lgB		16,12	15,92	16,06	16,74	17,99	19,75	21,80	24,23
8	10lgS1		18,45	19,54	19,54	19,54	19,54	19,54	19,54	19,54
9	10lgS2		21,00	23,34	23,34	23,34	23,34	23,34	23,34	23,34
10	10lgS3		7,78	7,78	7,78	7,78	7,78	7,78	7,78	7,78
11	10lgS4		6,99	6,99	6,99	6,99	6,99	6,99	6,99	6,99
12	Rтр1	дБ	-26,33	-18,68	22,26	22,57	21,32	20,56	18,52	16,09
13	Rтр2	дБ	-23,77	-14,87	26,06	26,37	25,12	24,36	22,32	19,89
14	Rтр3	дБ	-37,00	-30,44	10,50	10,81	9,56	8,80	6,76	4,33
15	Rтр4	дБ	-37,79	-31,23	9,71	10,02	8,77	8,01	5,97	3,54

Таблица 4. Результаты акустического расчета

По сделанным расчетам, при помощи таблиц 3.16 ,3.17и 3.18 [1], выберем конструкции, обеспечивающие необходимую звукоизоляцию. Для уменьшения шума, производимого промышленным оборудованием, предусматриваются следующие мероприятия:

Для стен и перекрытий (S₁ и S₂) используем сталь (панели с ребрами жесткости, размер ячеек между ребрами не более 1*1 м), толщиной в 10 мм, средняя поверхностная плотность ограждения, которого 78 кг/м². Выбираю щитовую дверь (S₃) обыкновенную, филенчатую без уплотняющих прокладок, а также окно с силикатным стеклом толщиной 3 мм без уплотняющих прокладок.

В результате стены, перекрытия, окно и дверь обеспечат полную звукоизоляцию кабины наблюдения.

2. Расчет зануления в сети 380/220 В

Силовая нагрузка, кВт:

ЭД – 1= nP = 418,5;

ЭД – 2 = nP = 490;

К_з = 0,89;

Осветительная установка:

P_осв=45 кВт;

Cosφ=0,90;

Кабели, м:

L₁ = 130;

L₂ = 120.

1. Определение мощности трансформатора

Определить мощность трансформатора можно по формуле:

(1)

где P_эд-1 , P_эд-2 – номинальные мощности электродвигателей ЭД-1 и ЭД-2, кВт ;

Р_осв – осветительная нагрузка, кВт;

cos  – коэффициент мощности соответствующей электроустановки (для ЭД-1, ЭД-2);

К_с – коэффициент спроса, определяемый по формуле:

, (2)

где К_з – коэффициент загрузки электродвигателя (таблица 1);

_д – к.п.д. электродвигателей, взятые из таблицы 1.

Таблица 1 - Технические данные асинхронных электродвигателей на напряжение 380 В

Тип двигателя	РНОМ, кВт	При номинальной нагрузке				kП =
		n, об/ мин	, %	cos 
4АМ160М2	18,5	3000	88,7	0,91	7,3
4АМ250М2	90	3000	92	0,9	7,5

Условные обозначения:

n – частота вращения, об/ мин;

 – КПД двигателя;

соs  – коэффициент мощности;

I_ПУСК – пусковой ток, А;

I_НОМ – номинальный ток, А;

K_П – кратность пускового тока.

Тогда,

Kс₁₅ = (0,750,89)/0,887 = 0,75;

Kc₁₃₂ = (0,750,89)/0,92 = 0,91;

Sтр = (40,7518,5)/0,887+(40,9790)/0,92 + 45/0,90 = 492 кВт

2. Определение полного сопротивления трансформатора Z_T

Рассчитанное значение мощности трансформатора S_тр округляем до ближайшего большего стандартного и выбираем расчетное сопротивление трансформатора Z_Т, исходя из индивидуального задания (таблицы 1). Выбор расчетного сопротивления трансформатора осуществляется из таблицы В.3 приложения В и указан в таблице 3

Таблица 2 - Приближенное расчетное полное сопротивления обмоток масляного трансформатора

Мощность трансформатора, кВт	Номинальное напряжение обмоток высшего напряжения, кВ	ZТ, Ом, при схеме соединения Y/ Zн
400	20…35	0,191

3. Выбор аппарата защиты в цепи электродвигателя

Номинальный ток защитного аппарата (плавкой вставки предохранителя, как указано в индивидуальном задании) I_вст. определяется из условия:

I_вст. I_max (3)

где I_max – максимальный рабочий ток в цепи, А;

Максимальный рабочий ток цепи определяется по формуле;

(4)

где P_ном.– номинальная мощность нагрузки, присоединенной к линии, кВт (мощность ЭД-1 или ЭД-2 на участке линии l₂ (таблица 2);

U_ном. – номинальное напряжение, В, (380В);

cos – коэффициент мощности нагрузки ЭД1 или ЭД2 (таблица 2);

Рассчитаем необходимые значения I_max(Эд-1), I_max (Эд-2), I_max (магистрали) по формуле (4).

Для расчета I_max (магистрали) Р_ном = S _тр, вычисленное по формуле 1, cos = 0,9.

А;

А; А;

При выборе плавких вставок в цепях электродвигателей учитывают их пусковые токи I_пуск.:

, (5)

, (6)

где I_ном. = I_max – рабочий ток в цепи, А;

K_П – коэффициент пуска, приведенный в характеристике электродвигателя (таблица 2).

Авто выключатель выбирают по наибольшему из токов I_вст, рассчитанных по формулам (3), (5) и (6).

Из формулы (6) следует:

.

Рассчитаем значения (Эд-1),(Эд-2):

А;

А;

По формуле (5) рассчитаем ограничения на I_вст, подставляя полученные значения:

А;

А;

Полученные значения применим при выборе авто выключателя, пользуясь таблицей В.16 приложения В.

Таблица 3 - Технические параметры авто выключателя

Тип	Число полюсов	IНОМ, А	Пределы регул. ном. тока, А	Тип расцепителя	Установка эл/м расцепителя, А
АЕ2063	3	160	40; 50; 63; 80; 100; 125; 160	Электромагнитный	180
ВА 52-37	3	400	200,300,400,600;800	Электромагнитный и тепловой	1000

Выбор производился согласно [2]

В результате расчетов были выбраны авто выключатели АЕ2063 для ЭД-1 линии и ВА 52-37для ЭД-2 линии со значениями: