Дипломная (вкр): Модернизация распределительной сети районной больницы микрорайона №8

- номинальный ток аппарата защиты (плавкой вставки или расцепителя)

Для защиты данной группы выбираем автоматический выключатель типа ВА69-29-1С25 с током теплового расцепителя 25А.

≥ 0,22·25

30,5 А

Выбранный кабель подходит по всем условиям. Расчёт сечений проводников для остальных групп светильников производим аналогично, и результаты приведены в графической части проекта.

.5 Расчет силовых электропроводок

Рассмотрим участок 4Н-1, момент нагрузок которого состоит из моментов нагрузок следующих участков: 5Н-2, 6Н-2, 7Н-2.

Рассчитаем момент нагрузок на участке 4Н-1:

М= 24·1,11= 26,64 кВт·м

Допустимая потеря напряжения для 4Н-1:

= 26,64/77·4 = 0,08 мм²

Длительно допустимый ток:

Выбираем кабель ВВГ - 1(5х1,5), для которого IД.ДОП,=14 А.

Проверим выбранный провод по потере напряжения:

 26,64/77·1,5=0,23<4%

Проверим выбранный кабель по току аппарата защиты:

>13,75А

Таким образом, окончательно принимаем кабель ВВГ-1(5х1,5).

Аналогично рассчитаем остальные участки сети, результаты приведены в графической части проекта.

4. Система автоматического регулирования микроклиматом

Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734-1267 гПа (550-950 мм рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.

Необходимость учета основных параметров микроклимата может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей средой помещений.

Величина тепловыделения Q организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет 85 Дж/с для человека находящегося в больнице.

Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду Qт, конвекции у тела Qк, излучения на окружающие поверхности Qи, испарения влаги с поверхности кожи Qисп. Часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха Qв.

Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия), соответствующее данному виду работы, обеспечивается при соблюдении теплового баланса:

Q=Qт+Qк+Qи+Qисп+Qв (4.1)

Поэтому температура внутренних органов человека остается постоянной (около 36,6°С). Эта способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру при изменении параметров микроклимата называется терморегуляцией.

При высокой температуре воздуха в помещении кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается. Однако при температурах окружающего воздуха и поверхностей оборудования и помещений 30-35°С отдача теплоты конвекцией и излучением в основном прекращается. При более высокой температуре воздуха большая часть теплоты отдается путем испарения с поверхности кожи. В этих условиях организм теряет определенное количество влаги, а вместе с ней и соли, играющие важную роль в жизнедеятельности организма.

При понижении температуры окружающего воздуха реакция человеческого организма иная: кровеносные сосуды кожи сужаются, приток крови к поверхности тела замедляется, и отдача теплоты конвекцией и излучением уменьшается. Таким образом, для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.

Влажность воздуха оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Повышенная влажность (φ>85%) затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения пота, а слишком низкая влажность (φ<20%) вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей. Оптимальные величины относительной влажности составляют 40-60%.

Движение воздуха в помещениях является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года.

Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0,2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0,2-0,5 м/с, а летом - 0,2-1,0 м/с.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 устанавливаются оптимальные и допустимые метеорологические условия.

В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы одно количество воздуха обязательно было больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества. Количество удаляемого воздуха из этого помещения должно быть больше количества приточного воздуха, в результате чего в помещении создается небольшое разрежение.

Возможны такие схемы воздухообмена, когда во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление.

Действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной Среды во всем объеме помещения.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой.

Местная вентиляция по сравнению с общеобменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.

В производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны больших количеств вредных паров и газов, наряду с рабочей предусматривается устройство аварийной вентиляции.

На производстве часто устраивают комбинированные системы вентиляции (общеобменную с местной, общеобменную с аварийной и т.п.).

Для эффективной работы системы вентиляции важно, чтобы еще на стадии проектирования были выполнены следующие технические и санитарно-гигиенические требования.

. Количество приточного воздуха должно соответствовать количеству удаляемого (вытяжки); разница между ними должна быть минимальной.

В ряде случаев необходимо так организовать воздухообмен, чтобы одно количество воздуха обязательно было больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений, в одном из которых выделяются вредные вещества. Количество удаляемого воздуха из этого помещения должно быть больше количества приточного воздуха, в результате чего в помещении создается небольшое разрежение.

Возможны такие схемы воздухообмена, когда во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли.

. Приточные и вытяжные системы в помещении должны быть правильно размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ минимально, а удалять, где выделения максимальны.

Приток воздуха должен производиться, как правило, в рабочую зону, а вытяжка - из верхней зоны помещения.

. Система вентиляции не должна вызывать переохлаждения или перегрева людей.

. Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно допустимые уровни.

. Система вентиляции должна быть электро-, пожаро- и взрывобезопасна, проста по устройству, надежна в эксплуатации и эффективна.

Регулятор температуры должен поддерживать температуру в соответствии с графиком на рисунке 4.1, точность соответствия температур по ГОСТ 12.1.005-76 должна быть не ниже 12%.

Фкнкциональная схема устройства представлена на рисунке 4.2.

Данное устройство состоит из задатчика интенсивности, системы управления импульсным ключом, импульсного ключа, нагревательного элемента, датчика температуры, регулятора.

Рис. 4.1 - График регулирования температуры

п = 140+/-30%

Рис. 4.2 - Функциональная схема регулятора.

Выбор силового ключа производится из расчета максимального напряжения Uкэ max и максимального тока Iк max

Un max = Uн + 30% (4.2)max = 182 B = U кэ max (4.3)

Номинальный ток через транзистор вычисляется по следующей формуле

н = P/Uн (4.4)

Максимальный ток через транзистор вычисляется по формуле

Imax = U кэ max Iн / Uн (4.5)

Транзистор выбираем с запасом по току и напряжению 30%.

кэ max = Uп max + 30% (4.6)

Для как можно большего уменьшения тока управления необходимо в предоконечный каскад поставить транзистор с большим коэффициентом усиления. Важным условием так же является широкая полоса рабочих частот.

По этим параметрам выбран составной высокочастотный транзистор КТ972Б со следующими параметрами:

к max = 4А ; U кэ max = 45 В ; b = 750 ; U бэо max = 5 В ; U кэ нас = 1.5 В

КIД = b / 3 = 250 - Динамический коэффициент передачи по току

Определим ток базы составного транзистора:

Iб max = Iк max / KIД (4.7)

Iб max = 0.005 А

Ток базы достаточно мал, значит можно уже использовать микросхему.

Для более быстрого отключения силового транзистора необходимо притянуть накопившиеся на его базе заряды к отрицательному полюсу источника питания.

Для этого необходимо использовать транзистор типа p - n - p.

Для регулирования температуры, удаления избытка влаги и освежения воздуха помещения больницы оборудуют приточно-вытяжной (общеобменной) вентиляцией, а при необходимости установками для подогрева и увлажнения приточного воздуха.

В зависимости от технологических требований и климатических условий применяются три разновидности систем регулирования микроклимата. Принудительная приточная вентиляция и подогрев воздуха в сочетании со свободным выходом его через каналы естественного воздухообмена - шахты, колодцы, щели; принудительная вытяжная вентиляция с естественным притоком; принудительная приточная и вытяжная вентиляция в сочетании с естественной.

В качестве вытяжной вентиляции используются комплексно поставляемые вентиляционные установки основу которых составляют регулируемые по подаче осевые вентиляторы, которые выпускаются трех типоразмеров: ВО-7 диаметром 700 мм, ВО-5,6 диаметром 560 мм и ВО-4 диаметром 400 мм.

Вентиляторы ВО комплектуются специальными трехфазными асинхронными электродвигателями с повышенным скольжением, которые при вентиляторной нагрузке способны в широких пределах изменять частоту вращения в зависимости от подаваемого на статор электрического напряжения от 70 В до номинала - 380 В.

Функциональная зависимость подачи вентиляторов от напряжения практически нелинейная и устанавливается опытным путем. Подача на максимальной частоте вращения известна по данным завода-изготовителя, но в системе вентиляции помещения она обычно существенно отличается от паспортной.

Оборудование комплектуется устройствами автоматического регулирования напряжения на зажимах электродвигателей вентиляторов: станцией управления ШАП-5701 в комплекте с автотрансформатором АТ-10, станцией управления бесконтактной на тиристорах МК-ВУЗ и другими, им аналогичными.

Бесконтактная станция управления типа МК-ВАУЗ плавно регулирует частоту вращения вентиляторов как в ручном, так и в автоматическом режимах (автоматический режим в функции температуры в помещении).

В графической части показана блок-схема станции управления МК-ВАУЗ. Сигнал от датчика температуры в помещении RK поступает на мост сравнения МС, в одном из плеч которого включен резистор - ручной задатчик температуры ЗДТ. Затем через усилитель-демодулятор УД сигнал подается на узел смещения УСГ который имеет резисторы-задатчик базового напряжения ЗБН, задатчик дифференциала на допустимое снижение температуры ЗД, а также задатчик минимального напряжения ЗМН, которое допустимо подавать на статор электродвигателя данного типа. Далее сигнал передается на систему импульсно-фазового управления тиристорами СИФУ (1...3) и корректирует прохождение другого сигнала, идущего от блока питания БП к блокам тиристоров каждой из фаз ВТ (1...3).

Принципиальная схема станции МК-ВАУЗ состоит из двух частей. На схеме силовая часть (плата А10) совместно с системой формирования управляющего сигнала - блока питания (платы A3 и А7) и импульсно-фазовых преобразователей на каждую фазу (платы А2, A3, А4).

На каждую фазовую плату А2, A3, А4 по линиям а и б поступает напряжение смещения от устройства управления, которое управляет блокинг-генераторами, воздействующими на тиристоры по принципу вертикально-фазового управления. При этом максимальному напряжению смещения соответствует минимальный угол проводимости тиристоров, равный 15°, а минимальному напряжению смещения - максимальный угол проводимости 165°. Блокинг-генераторы совместно с двумя усилителями на кремниевых триодах формируют импульсы напряжения соответственно' прямой и обратной последовательности, подаваемого с блока питания.

При поступлении сигнала по каналу управления (соответствующего повышению температуры воздуха) открывается транзистор блокинг-генератора, выходная цепь которого шунтирует задатчик базового напряжения. Выходное напряжение возрастает, и соответственно увеличивается скорость вращения электроприводов вентиляторов. При снижении температуры все происходит в обратной последовательности, частота вращения снижается до базовой. Но при дальнейшем снижении температуры (ниже нормы) происходит дальнейшее снижение скорости до предельно минимальной. При этом загорается лампа "Холодно", и в двухпозиционном режиме включается сигнал на подачу дополнительного источника теплоты (подогрев воздуха).

Система ручного и автоматического управления собрана на платах А1, А6, А8 и А9. Датчик температуры RK (термосопротивление) включен в одно из плеч четырехполосника- моста сравнения. Если сопротивление датчика не соответствует сопротивлению задатчика RP1, на выходе моста появляется напряжение той или другой полярности в зависимости от знака АЭ. Этот сигнал поступает на вход предварительного усилителя демодулятора VT1, далее через промежуточный VT2 и выходной VT3 транзисторы, усиленный по мощности, он подается на выпрямительные мосты (плата 9) и далее на устройство, формирующее управляющий сигнал (плата 6).

Ручное управление осуществляют потенциометром RP2, который шунтирует сигнал транзисторов VT3 и VT4 по цепи автоматического регулирования на выход аб.

Уровень минимального базового напряжения при балансе измерительного моста устанавливают потенциометром RP22 (плата А6). Появление сигнала "Холодно" (загорается лампа HL3 и осуществляется включение и отключение подогрева при помощи реле KV1) регулируют потенциометром RP3, установленным на лицевой стороне шкафа управления. Потенциометром RP21 на плате А6 корректируют уровень снижения максимального базового напряжения при снижении температуры, а потенциометром RP23 - уровень минимального напряжения на электроприводах. Через триоды VT1 и VT2 на плате А9 выполнено управление световой сигнализацией HL4 ("Норма").

5. Устройство защиты от токов коротких замыканий электроустановок