Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности.

Предусматриваемые при проектировании зданий и установок противопожарные мероприятия зависят прежде всего от пожарной или взрывной опасности размещенных в них производств и отдельных помещений. Помещения и здания в целом делятся по степени пожаро- или взрывоопасности на пять категорий в соответствии с ОНТП-24.

Категория А - это помещения, в которых применяются легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров 28^oС и ниже или горючие газы в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасную смесь с воздухом, при взрыве которой создастся давление более 5 кПа (например, склады бензина).

Категория Б - это помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль, а также легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров более 28^oС в таком количестве, что образуемая ими с воздухом смесь при взрыве может создать давление более 5 кПа (цеха приготовления сенной муки, выбойные и размольные отделения мельниц и крупорушек, мазутное хозяйство электростанций и котельных).

Категория В - это помещения, в которых обрабатывают или хранят твердые горючие вещества, в том числе выделяющие пыль или волокна, неспособные создавать взрывоопасные смеси с воздухом, а также горючие жидкости (лесопильные, столярные и комбикормовые цехи; цехи первичной сухой обработки льна, хлопка; кормокухни, зерноочистительные отделения мельниц; закрытые склады угля, склады топливно-смазочных материалов без бензина; электрические РУ или подстанции с трансформаторами).

Категория Г - это помещения, в которых сжигают топливо, в том числе газ, или обрабатывают несгораемые вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии (котельные, кузницы, машинные залы дизельных электростанций).

Категория Д - это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии (насосные оросительные станции; теплицы, кроме отапливаемых газом, цехи по переработке овощей, молока, рыбы, мяса).

Категории производств по пожарной опасности в большой степени определяют требования к конструктивным и планировочным решениям зданий и сооружений, а также другим вопросам обеспечения пожаро- и взрывобезопасности. Они отвечают нормам технологического проектирования или специальным перечням, утверждаемым министерствами (ведомствами). Руководством при этом могут служить "Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности" (СН 463-74) и "Методика категорирования производств химической промышленности по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности".

Условия возникновения пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются степенью их огнестойкости (способность здания или сооружения в целом сопротивляться разрушению при пожаре). Здания и сооружения по степени огнестойкости подразделяются на пять степеней (I, II, III, IV и V). Степень огнестойкости здания (сооружения) зависит от возгораемости и огнестойкости основных строительных конструкций и от распространения огня по этим конструкциям.

По возгораемости строительные конструкции подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые конструкции выполнены из несгораемых материалов, трудносгораемые - из трудносгораемых или из сгораемых, защищенных от огня и высоких температур несгораемыми материалами (например, противопожарная дверь, выполненная из дерева и покрытая листовым асбестом и кровельной сталью).

Огнестойкость строительных конструкций характеризуется их пределом огнестойкости, под которым понимают время в часах, по истечении которого они теряют несущую или ограждающую способность, т. е. не могут выполнять свои обычные эксплуатационные функции.

Потеря несущей способности означает обрушение конструкции.

Потеря ограждающей способности - прогрев конструкции при пожаре до температур, превышение которых может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежных помещениях, или образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые могут проникать продукты горения в соседние помещения.

Пределы огнестойкости конструкций устанавливают опытным путем.

Для этого образец конструкции, выполненный в натуральную величину, помещают в специальную печь и одновременно воздействуют на нее с необходимой нагрузкой.

Время от начала испытания до появления одного из признаков потери несущей или ограждающей способности и считается пределом огнестойкости. Предельным прогревом конструкции является повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем больше чем на 140^oС или в какой-либо точке поверхности выше чем на 180^oС по сравнению с температурой конструкции до испытания, или больше чем на 220^oС независимо от температуры конструкции до испытания.

Наименьшим пределом огнестойкости обладают незащищенные металлические конструкции, а наибольшим - железобетонные.

Требуемая степень огнестойкости производственных зданий промышленных предприятий зависит от пожарной опасности размещаемых в них производств, площади этажа между противопожарными стенами и этажности здания. Требуемая степень огнестойкости должна соответствовать фактической степени огнестойкости, которая определяется по таблицам СНиП П-2-80, содержащим сведения о пределах огнестойкости строительных конструкций и пределах распространения по ним огня.

Например, основные части зданий I и II степени огнестойкости являются несгораемыми и различаются только пределами огнестойкости строительных конструкций. В зданиях I степени распространение огня по основным строительным конструкциям не допускается совсем, а в зданиях II степени максимальный предел распространения огня, составляющий 40 см, допускается только для внутренних несущих стен (перегородок). Основные части зданий V степени являются сгораемыми.

Пределы огнестойкости и распространения огня для них не нормируются.

Ремонтно-механический цех по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества.

По электробезопасности ремонтно-механический цех относится к классу пониженной опасности, так как в цеху очень мало токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.

7) Расчет параметров электрической сети:

Категория надежности (Пример)

7. Расчет параметров электрической сети

7.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжении.

Надежность электропитания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных элементов системы электроснабжения (линий, трансформаторов, электрических аппаратов). Для выбора схемы и системы построения электрической сети необходимо учитывать мощность и число потребителей, уровень надежности электроснабжения не потребителей в целом, а входящих в их состав отдельных электроприемников.

Так как электроприемники ремонтно-механического цеха имеют вторую и третью категории надежности электроснабжения, то питание цеха осуществляется от одного трансформатора, расположенного в помещении ТП.

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники. Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного щита ТП, отходят линии, питающие крупные электроприемники или групповые распределительные пункты, от которых, в свою очередь, отходят самостоятельные линии, питающие прочие мелкие электроприемники. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, в них легко могут быть применены элементы автоматики.

С учетом количества и мощностей станков и установок применяем для цеха радиальную схему электроснабжения.

Все электроприемники разбиваем на шесть распределительных пунктов, расположенных у стен. Питание двух мостовых кранов осуществляется прямо с шин низкого напряжения силового трансформатора.

Кроме шести РП имеется один щит освещения ЩО.

7.2 Расчет электрических нагрузок (Пример)

Так как потребитель 1-й категории, то ТП – двухтрансформаторная, между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).

Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1 (для 3-фазного ПКР), РП5 (для 1 -фазного ПКР), ЩО, ШМА1 и ШМА2 (для 3-фазного ДР).

Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН (рис. 1).

Еслипотребитель 2-й категории, то ТП – однотрансформаторная.

Еслипотребитель 3-й категории, то ТП – однотрансформаторная.

7.3Нагрузки 3-фазных электроприемников с ПКР необходимо привести к длительному режиму:

где Рн – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

Рп – паспортная активная мощность, кВт;

ПВ – продолжительность включения, отн.ед.

Пример

РП-5 содержат однофазные электроприемники, для них необходимо привести 1-фазные нагрузки к длительному режиму и к условной 3-фазной мощности:

Рн = Рп – для электроприемников с ДР;

Рн = Рп√ПВ – для электроприемников ПКР;

Рн = Sп∙cosφ √ПВ – для сварочных трансформаторов ПКР;

Рн = Sп∙cosφ – для сварочных трансформаторов ДР;

где Рн – приведенная мощность, кВт;

Рп – паспортная мощность, кВт;

Sп – полная паспортная мощность, кВ∙А;

ПВ – продолжительность включения, отн.ед.

Пример

Рн = Sп∙cosφ √ПВ = 28∙0,4∙√0,4 =7,1 кВт;

7.4Приведение к условной 3-фазной мощности:

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется величина неравномерности:

где Рф.нб, Рф.нм – мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15% и включении на фазноенапряжение:

где Р_у⁽³⁾ – условная 3-фазная мощность (приведенная), кВт;

Р_м.ф.⁽¹⁾ – мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15% и включении на линейноенапряжение:

- для одного электроприемника

- для нескольких электроприемников

При Н ≤ 15% - расчет ведется как для 3-фазных нагрузок (сумма всех 1-фазных нагрузок)

7.5 Рассчитываем наиболее и наименее нагруженные фазы

Пример 1

Распределение 1-фазной нагрузки по фазам

Величина неравномерности:

Тогда

Пример 2

РП-4 содержит однофазные электроприемники, для него необходимо привести 1-фазные нагрузки к условно 3-фазной мощности:

РП-4: = 2,3 кВт, = 2,3 кВт, =3 кВт.

кВт;

Р_В=Р_А=3,2 кВт;

=3*3,2=9,6 кВт,

где - мощность наиболее загруженной фазы, которая определяется, как

половина суммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (см.Рис. 3):

Рис. 3- Схема включения 1-фахных нагрузок на линейное напряжение

Расчеты для РП-* производятся аналогично вышеприведенным.

Произведем расчет электрических нагрузокпо методу коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм).

1) По справочным данным (Приложение 1,2) определяем для каждого электроприемника коэффициент использования К_и и коэффициент мощности cos φ, tg φ.

Для токарных станков:

К_и = 0,14; cos φ = 0,5; tg φ = 1,73

Для остальных станков расчеты аналогичны.

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость» (таблица 1, вынести в приложение).

* Резервные ЭП, а также ЭП, работающие кратковременно, в расчете не учитываются.

** При расчете электрических нагрузок для магистральных шинопроводов, на шинах цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию:

допускается определять n_э по выражению

n_э = 2SР_н/р_н.макс

расчетная реактивная мощность принимается равной

Q_р = К_рК_иР_нtgj=Р_рtgj

Определяем групповую номинальную (установленную) активную мощность - сумму номинальных активных мощностей группы ЭП

где n - число электроприемников

Для группы, состоящей из ЭП различных категорий (т. е. с разными k_u), средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле

где n - число характерных категорий ЭП, входящих в данную группу.

7.6Эффективное число электроприемниковn_э - это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обусловливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности электроприемников. Величину n_э рекомендуется определять по следующему выражению:

Величина n_э может определяться также по упрощенному выражению:

Если найденное по упрощенному выражению число n_э окажется больше n, то следует принимать n_э = n. Если р_н.макс / р_н.мин£ 3, где р_н.мин - номинальная мощность наименее мощного ЭП группы, также принимается n_э = n.

7.7Коэффициент расчетной мощностиК_р - отношение расчетной активной мощности Р_р к значению К_иР_н группы ЭП

К_р = Р_р / К_иР_н

Коэффициент расчетной мощности зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.

7.8Коэффициент расчетной мощности Кр зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.

Настоящими Указаниями приняты следующие постоянные времени нагрева:

Т_о = 10 мин - для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 1(Приложение 3,4) или номограмме (см. рисунок);

Т_о = 2,5 ч - для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 2;

Т_о³ 30 мин - для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при К_р = 1.

7.9Расчетная активная мощностьподключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ (графа 12) определяется по выражению

Р_р = К_рSК_иР_н

В случаях, когда расчетная мощность Р_р окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Р_р = р_н.макс.

7.10Расчетная реактивная мощность(графа 13) определяется следующим образом:

Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n_э:

при n_э£ 10 Q_р = 1,1 SК_иР_нtgj

при n_э> 10 Q_р = SК_иР_нtgj

Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию

Q_р = К_рSК_иР_нtgj = Р_рtgj

Зная реактивную и активную мощности находим полную мощность, среднюю за смену

Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается сечение линии по допустимому нагреву для РП:

7.11 Рассчитаем нагрузку на ЩОпо формуле:

Р_м(що) = S * P% = 1344*0.01 = 13,4 кВт,

где S – площадь цеха, м²;

Р%=0,01% - норма освещения для заводского помещения, %.

Расчеты для пяти других РП производятся аналогично вышеприведенным.

Отдельно рассчитываются мостовые краны, питающиеся от ТП. Результаты расчетов заносятся в сводную ведомость электрических нагрузок

7.12 Произведем расчет потерь мощности в трансформаторе.

1) Потери активной мощности:

ΔР = 0,02*S_нн = 0,02*322,68 = 6,45 кВт,

где S_нн – мощность на шинах низкого напряжения, S_нн = S_м.

2) Потери реактивной мощности:

ΔQ = 0,01*S_нн = 0,01*328,79 = 3,28 квар;

3) Потери полной мощности:

7.13Активная и реактивная мощности на шинах высокого напряжения:

Р_вн = Р_м + ΔР = 295,56 + 6,45 = 302,01 кВт;

Q_вн = Q_м + ΔQ = 129,49 + 3,28 = 132,77 квар;

7.14 Полная мощность на шинах ВН:

Так как для данного предприятия графики нагрузок не заданы, то выбираем мощность трансформатораиз условия:

S_т ≥ S_м;

S_т ≥ 322,68 кВА;

Принимаем ближайшую стандартную мощность

S_т = 400 кВА.

Вычислим коэффициент загрузки трансформатора:

К_з = S_нн /S_т = 322,68 / 400 = 0,8