Дипломная работа "Разработка оптимального варианта системы электроснабжения промышленного предприятия"
Автор: student | Категория: Технические науки / Электроэнергетика | Просмотров: 749 | Комментирии: 0 | 23-09-2020 13:48

Скачать: 1365528092_diplom_politekh.zip [236,65 Kb] (cкачиваний: 14)

 

 

Введение.

 

   Актуальность и цель проекта .

Разработка оптимального варианта системы электроснабжения промышленного предприятия (СЭПП) имеет большое значение в условиях спада производства , роста тарифов на электроэнергию и повышение ее доли в себестоимости продукции.

Построение оптимальной СЭПП предусматривает задачи анализа (анализ технологической системы производства , анализ показателей действующих аналогов) и синтеза (выбор оптимальной структуры СЭПП и ее параметров с учетом ограничений , накладываемых источником питания).

Найденные структура и параметры СЭПП , должны обеспечивать заданное значение критерия эффективности  -  минимум годовых удельных приведенных затрат , минимум удельного потребления электроэнергии на единицу продукции .

При проектировании электроснабжения завода торгового машиностроения и при расчете нагрузок надо учитывать, что электроэнергия должна быть высокого качества, электроснабжение - надежным в монтаже и эксплуатации, бесперебойным, экономичным и безопасным. Также  электроснабжение должно удовлетворять требованиям экологии.

Основными показателями качества электроэнергии является  стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока.

От качества электроэнергии зависит количество, качество выпускаемой продукции, при этом удельный расход электроэнергии должен быть минимальным.

Исходя из выше изложенного целью расчета является разработка схемы данного завода так, чтобы она соответствовала всем этим требованиям, была надежной, безопасной и экономичной.

Для этого в проекте решаются следующие задачи:

 

-  расчет электрических нагрузок;

- расчет цеховых трансформаторных подстанций и кабельной распределительной сети;

- технико-экономический выбор варианта внешнего электроснабжения;

- расчет токов короткого замыкания и выбор электрооборудования и уставок релейной защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Состояние вопроса

 

 

1.1 Характеристика технологического процесса

 

 

Завод по изготовлению холодильников относится к предприятиям торгового машиностроения. Основным цехом данного предприятия является механический (8), в нем происходит основная сборка и наладка холодильников.

 В механический корпус со складов (11) и (12) поступают комплектующие изделия и листовой металл, так как здесь наряду со сборкой происходит штамповка корпусов и изготовление решеток. Из механического цеха (8) холодильники поступают в малярный цех (2), где происходит их окраска и сушка. Затем холодильники поступают в испытательный цех (4), где они проходят испытания и технический контроль.

После этого они поступают в цех заготовки пакетов (5), где осуществляется их упаковка, далее на центральный склад(6), где хранится готовая продукция.

Компрессорная (10) служит для подачи сжатого воздуха к пневмооборудованию.

Ремонтно-механический цех (3) занимается ремонтом и восстановлением изношенного оборудования.

Котельная (15) служит для подачи горячей воды и распределения пара. Готовая продукция поступает на центральный склад (6), откуда и вывозится с территории предприятия.

В заводоуправлении (13) размещается администрация завода, в столовой (14) питаются  работники и обслуживающий персонал.

 

 

 

1.2 Характеристика цеховых электроприемников

 

 

Номинальная мощность электроприемников завода меняется в пределах от 1 до 630 кВт.

Питание электроприемников осуществляется в основном трехфазным током промышленной частотой 50 Гц и напряжением 0,4 кВ и 10 кВ для питания синхронных двигателей компрессорной. Наряду с этим используется однофазный ток для осветительной и малой нагрузки. Все оборудование располагается стационарно.

Оборудование компрессорной работает в длительном режиме.

Нагрузка 0,4 кВ составляет 70 %.

Нагрузка 10 кВ составляет 20 %.

Осветительная нагрузка составляет 10 %.

 

 

 

1.3 Анализ электроснабжения  аналогичных предприятий

     

 

      В зависимости от нагрузки в соответствии с СН 174-75 предприятия делятся на мелкие, средние и большие . Данное предприятие относится к большой группе (установленная мощность от 75 МВт и выше) . Для электроснабжения аналогичных предприятий используются , как правило , сети 110 кВ . Используются основные схемы распределения электроэнергии : -- главная понижающая подстанция предприятия 220-500/110 кВ для распределения электроэнергии между подстанциями 110/10 кВ глубоких вводов ; ГПП целесообразно совмещать с подстанцией энергосистемы ;

  • ряд подстанций 110/10 (6) кВ ,присоединяемых к сети 110 кВ системы ;
  • комбинированная схема питания от ТЭЦ и энергосистемы на напряжениях 6-10 и 110 кВ .

 

    Питание осуществляется не менее , чем по двум линиям . Применение дву одноцепных линий вместо одной двухцепной требует специального обоснования .

 

       Задачи решаемые в проекте.

 

   Для достижения поставленной цели проектирования СЭПП , отвечающей требованиям надежности , экономичности , гибкости , необходимо решить следующие задачи :

 

  1. Расчет нагрузрк цеха и предприятия в целом .
  2. Разработка схемы электроснабжения цеха и внутреннего электроснабжения завода .
  3. Выбор оптимального напряжения и разработка схемы внешнего электроснабжения .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчет нагрузок предприятия

 

 

2.1 Расчет силовой нагрузки

 

 

Метод расчета силовой нагрузки по РТМ - 92.  / 8 /

Основой проектирования является СЭС промышленных предприятий является правильное определение нагрузок. Нагрузка для отдельного электроприемника является величиной случайной. Реальная нагрузка составляет 15ё20 % от минимальной, это объясняется технологическим процессом, выбором завышенной мощности, ремонтными работами и перерывами.

Расчет производится для каждого цеха завода. Расчёт ведётся полностью на ЭВМ. Исходными данными компьютерной программы являются :

  • Количество цехов предприятия и их наименования ;
  • Установленная мощность по цехам ;
  • Коэффициент использования по цехам, [2, стр. 26 ] ;
  • Коэффициент нагрузки по цехам, [2, стр. 26] ;
  • Количество электроприемников по цехам ;
  • Единичная максимальная мощность по цехам ;
  • Координаты цехов ;
  • Площадь цехов ;
  • Коэффициент нагрузки осветительный cosjосв по цехам, [2, стр. 26] ;
  • Коэффициент спроса осветительный Кс по цехам, [2, стр. 26];
  • Удельная осветительная мощность по цехам Pуд. осв ; [2, стр. 26].

 

В результате получили активную суммарную нагрузку, реактивную суммарную нагрузку, координаты центра электрических нагрузок, угол осветительной нагрузки.

Полученный центр электрических нагрузок располагается близко к деревообрабатывающему и малярному цехам, что не допускается с точки зрения электробезопасности. По этому РП перемещается в другое место, наиболее близкое к источнику внешнего электроснабжения.

Результаты расчёта сведены в таблицы : 2.1 - 2.4.

 

 

3 Внутреннее электроснабжение

 

 

3.1 Выбор цеховых комплектных трансформаторных

подстанций и батарей конденсаторов

 

 

Число и мощность цеховых трансформаторных подстанций определяется по удельной плотности нагрузки. Для выбора минимального числа трансформаторов, уменьшения потребления реактивной мощности из сети, обеспечения допустимых режимов напряжения и допустимых токовых нагрузок, статической и динамической устойчивости работы электроприёмников осуществляется компенсация реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов.

Выбор цеховых трансформаторов и батарей конденсаторов [4.стр.  572 ]   показан в таблице 3.1.

 

 

 

3.2 Баланс реактивной мощности.

 

 

Баланс реактивной мощности и расчёт коэффициента оснащённости компенсирующими устройствами согласно формулы :

 

0,9ЧQре - Qэ - Qкн = 0                                        (3.1)

 

Pре=(Pр0,4 + Pр10) Ч ко , кВт ;

Qэ= Pре Ч tg jэ , где tg jэ=0,25 , ко=0,9 ;

Pре= (4679,5 + 1764) Ч 0,9 = 5799,15 кВт ;

Qэ = 5799,15 Ч 0,25 = 1450 кВАр ;

 DQ = 0,9 Ч 4185,8 - 1450 - 2632 = - 310,8 кВАр.

 

Получили перекомпенсацию. Для СД, чтобы не отдавали в сеть реактивную мощность, принимаем cosjсд = 1 ;

10 %  от Qкн (263 кВАр) оставим в резерве, на случай тяжелой работы энергосистемы или выхода из строя БНК.

 

Коэффициент оснащенности КУ

 

Y = Qку / Pре =2632 /5799,15 = 0,45

3.3 Разработка и выбор элементов распределительной сети.

         Технико-экономическое обоснование выбора оптимального варианта внутреннего электроснабжения.

 

 

Распределение электроэнергии между РП и КТП может быть выполнено по радиальной, магистральной или смешанной схеме.

Для сравнения выбраны радиальная и магистральная схемы

(рис. 3.1, 3.2). В качестве критерия оптимальности варианта берутся приведенные затраты, которые должны быть минимальными.

В целях селективности принимаем сечение кабеля 3х50 мм2 для обеих схем.

 

З = Eн Ч К + И ам + И т.р. и об. + Ипот,  тыс. руб./год                    (3.2)

 

где:  З - приведенные затраты ; 

Eн - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений 1/год, Eн = 0.3 [3, стр. 6] ;

К - капиталовложение, тыс. руб. ;

Иам - амортизационные отчисления на капремонт и реновацию, тыс. руб./год ;

Ит.р. и об. - отчисления на текущий ремонт и обслуживание,       тыс. руб./год ;

Ипот - затраты на возмещение потерь, тыс. руб./год.

 

Определяем капитальные вложения в кабельные линии между

РП и КТП.

 

Ккл = Кудкл Ч LЧ Куд,  тыс. руб.                                (3.3)

 

где:  Кудкл  - удельные капиталовложения в кабельные линии заданного сечения, руб./км :

 Куд50=3,7 руб./км ;

L - длина кабельных линий данного сечения, км;

Куд- коэффициент удорожания (Куд=10).

 

Для радиальной схемы :

 

Куд50 = 3,7Ч 10 =37  руб. [ 3, стр. 25 ]

 

Длина кабельных линий:

 

Lкл50 = 4Ч0,04 + 2Ч0,14 + 2Ч0,215 + 0,33 + 2Ч0,51 = 3,65 км ;

Ккл50 = Куд50 Ч Lкл50 = 37 Ч 3,65 = 124,5 тыс. руб. ;

Uам50 = Pамкл / 100 Ч Ккл = 5/100 Ч 124,5  = 6,23 тыс. руб./год [ 2, стр.. 15].

 

Текущий ремонт и обслуживание:

 

Uэ50 = Pэ / 100 Ч Ккл = 2 / 100 Ч 124,5 =2,49 тыс. руб. / год, [2, стр.. 15] ;

 

Затраты на потери:

 

U = DP t maxЧ Ц э ,     

где:     DP - максимальная потеря, кВт ;

t max - время пользования максимум потерь, ч / год ;

Ц э - стоимость электроэнергии, руб. / кВтЧч;

 

t max =( 0,124 +Tm/10000 )2 Ч 8760 , час/год ;

t max =(0,124 + 5000 / 10000)2 Ч 8760 = 3410,93 час/год ;

 

Ц э = a Ч kу /Tm + b, руб/кВтЧчас.                               (3.4)            

 

где : a и b ставки двухставочного тарифа руб. / кВт Ч год,

a = 695 руб. / кВтЧгод, b = 0,27 руб. / кВтЧч ;

Ку = 0,9 - коэффициент участия в максимуме энергосистемы.

 

 

Ц э= (695 Ч 0,9 / 5000 ) + 0,27 = 0,395 руб. / кВтЧч.

 

Максимальная потеря активной мощности :

 

DP = 3 Ч r0 Ч L Ч Iм2 10-3, кВт                                 (3.5)

где :  r0 активное сопротивление 1 км линии, Ом / км,

r050= 0,62 ом / км  [ 4, стр.. 421] ;

L - длина линии, км ;

Iм - максимальный расчётный ток, А.

 

DPл1,4 = 2 Ч 3 Ч 0,62 Ч 0,215  Ч (32,7)2 Ч10 -3 = 0,855 кВт ;

DPл2,3  = 2 Ч 3 Ч 0,62 Ч 0,140 Ч (32,7)2 Ч 10 -3 = 0,557 кВт ;

DPл5,6,7,8 = 4 Ч 3 Ч 0,62 Ч 0,040 Ч (36,4)2 Ч10 -3 = 0,394 кВт ;

DPл9,12 = 2 Ч 3 Ч 0,62 Ч 0,510 Ч (20,8)2 Ч10 -3 = 0,821 кВт ;

DPл10,11 = 2 Ч 3 Ч 0,62 Ч 0,390 Ч (20,8)2 Ч10 -3 = 0,628 кВт ;

DPл13 = 3 Ч 0,62 Ч 0,330 Ч (20,8)2 Ч10 -3 = 0,266 кВт ;

DPл14 = 3 Ч 0,62 Ч 0,365 Ч (20,8)2 Ч10 -3 = 0,294 кВт ;

DPе = 3,815 кВт ;

Uпот = 3,815 Ч 3410,93 Ч 0,395 Ч 10 -3 = 5,14 тыс. руб. / год ;

З = 0,3 Ч 124,7 + 6,23 + 2,49 + 5,14 = 51,21 тыс. руб. /год.

 

Для смешанной схемы :

 

Куд50 = 37 тыс. руб. ;

Lкл50 = 0,14 + 0,09 + 0,215 + 0,51 + 0,05 + 0,39 +0,33 +0,365 + 4 Ч 0,04 = = 2,25  км ;

Ккл = 37 Ч 2,25 = 83,25 тыс. руб. ;

Uам50 = 5 / 100 Ч 83,25 = 4,16 тыс. руб./год;

Uэ50=0,02 Ч 83,25 = 1,67 тыс. руб. / год.

 

текущий ремонт и обслуживание :

 

DPл1,4 = 3 Ч 0,62 Ч 0,140 Ч (65,4)2 Ч 10-3 = 1,12 кВт ;

DPл2,5 = 3 Ч 0,62 Ч 0,090 Ч (65,4)2 Ч10-3 = 0,72 кВт ;

DPл3,6 = 3 Ч 0,06 Ч 0,215 Ч (65,4)2 Ч10-3 = 1,71 кВт ;

DPл15-18 = 4 Ч 3 Ч 0,62 Ч 0,04 Ч ( 36,4)2 Ч 10-3 = 0,394 кВт ;

DPл7,10 = 3 Ч 0,62 Ч 0,510 Ч ( 50,6)2 Ч 10-3 = 2,43 кВт ;

DPл8,11 = 3 Ч 0,62 Ч 0,050 Ч (50,6)2 Ч 10-3 = 0,24 кВт ;

DPл9,12 = 3 Ч 0,39 Ч (50,6)2 Ч 10-3 = 1,86 кВт ;

DPл13 =3 Ч 0,62 Ч 0,330 Ч ( 20,8)2 Ч 10-3 = 0,266 кВт ;

DPл14 =3 Ч 0,62 Ч 0,365 Ч ( 20,8)2 Ч 10-3 = 0,294 кВт ;

DPе = 9,03 кВт ;

Uпот = 9,03 Ч 3410,93 Ч 0,395 Ч 10-3 = 12,2 тыс. руб./год ;

З = 0,3 Ч 83,25 + 4,16 + 1,67 + 12,2 = 43 тыс. руб. / год.

 

Результаты сравнения сведены в (таблице 3.2)

 

Поскольку радиальная схема более надежна и не намного дороже смешанной (на 8 тыс. руб.), применяем радиальную схему питания КТП. Двух трансформаторные КТП питаются от разных секций, синхронные двигатели подключены напрямую. Поскольку вся высоковольтная нагрузка выполнена на напряжении 10 кВ, то выбираем кабели для питания КТП и высоковольтной нагрузки. Результаты выбора сведены в (таблице 3.3.)

 

 

 

3.4 Безопасность при эксплуатации кабельных линии

 

 

Кабельные линии маркой ААШвУ напряжением 10 кВ, расположенные на предприятии, обслуживаемые электротехническим персоналом предприятия представляют опасность как для электротехнического персонала, так и для других людей, находящихся в их зоне действия.

Значительную опасность для обслуживающего персонала, производящего осмотр и ремонт КЛ, представляет прикосновение к поврежденному проводу.

При эксплуатации КЛ проводятся осмотры, проверки, профилактические измерения, текущие ремонты, капитальные ремонты.

Осмотры КЛ проводятся по графику, утвержденному лицом, ответственным за электрохозяйство. Периодичность осмотров должна быть следующей:

электромонтерами - не реже 1 раза в 6 месяцев ;

инженерно-техническим персоналом не реже 1 раза в год [ 8 ].

 

Распределительные сети на предприятии от РП до цеховых КТП выполнены кабельными линиями маркой ААШвУ сечением 3х50 мм2. Кабельные линии 10 кВ на предприятии проложены в траншеях и обеспечивают достаточную надежность электроснабжения и безопасность людей. Кабельные линии в траншеях проложены вдоль дорог и параллельно корпусам цехов, при необходимости могут быть проложены по стенам в соответствии с требованиями ПТБ.

При пересечении кабельной трассы с дорогой силовой кабель прокладывается под дорогой в асбесто - цементной трубе.

Опасность электропоражения от кабельной линии возникает :

- в случае замыкания токопроводящей жилы на металлическую оболочку ;

- кабельная линия отключена но, не разряжена ;

- для производства работ ошибочно отключена другая КЛ ;

- при земельных работах землеройной машиной или ручными

- инструментами поврежден проложенный в земле кабель.

 

Кабели на всем протяжении должны быть защищены от механических повреждений. При прокладке на глубине 0,8 м мы защищаем кабельные линии кирпичом или плитами.

Охранная зона электрической сети устанавливается : вдоль наземных кабельных линий в виде земельного участка, ограниченного вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних кабелей на расстояние 1м. На расстоянии 50 м друг от друга и на повороте, по всей длине кабельной линии устанавливаются плакаты с обозначением кабелей.

Все земельные работы в зоне расположения КЛ следует выполнять с большой осторожностью при разрешении и допуске к работе. Раскопка земли экскаватором допускается не ближе 1 м от кабеля.

При эксплуатации КЛ или после ремонтов производятся электрические испытания. Производят их периодически по утвержденному графику по наряду бригадой в составе не менее двух человек с группой IV и III. Результаты испытаний КЛ, причины их повреждения и выполнение мероприятий по ремонту заносят в паспорт КЛ.

 

 

 

4 Электроснабжение ремонтно-механического цеха

 

 

4.1 Характеристика технологического

процесса

 

 

В ремонтно-механическом цехе производится ремонт изношенного оборудования, изготовление и механическая обработка деталей машин и механизмов. Так как основную часть деталей составляют тела вращения (цилиндры, конусы, шаровые поверхности), то основная часть станков представлена различными токарными станками. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружной и внутренней резьбы, подрезку и обточку торцов, сверление, развертывание отверстий, накатку, притирку и т.д.

      Для получения неразъемного соединения деталей машин применяется сварка. Для этого на термическом участке размещены несколько сварочных аппаратов различных типов (дуговой, точечной, импульсной).

Используется напряжение 220/380 В, переменный ток, частотой 50 Гц. Для шлифовальных станков где применяются высокоскоростные двигатели, которые питаются постоянным током повышенной частоты 180-400 Гц.

 

 

 

4.2 Характеристика электроприемников

 

 

Основную долю потребляемой электроэнергии несут различные станки с номинальной мощностью от 1.1 до 22 кВт, также имеются сварочные установки с номинальной мощностью от 20 до 33 кВЧА. Для всех электроприемников характерен трехфазный переменный ток, напряжение сети 380 В, продолжительный режим работы. Все электроприемники монтируются стационарно.

Ремонтно-механический цех относится к третьей категории надежности, следовательно его можно запитать от одного источника питания. В цехе односменный режим работы. Цех взрыво-пожаробезопасен. Степень защиты оборудования 1R23.

Проводим расчёт нагрузок, выбор и проверку электрооборудования механического цеха. Исходные данные - в таблице 4.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.2.                 Установленная мощность ЭП.

 

№ по плану

наименование электрооборудования

установ

ленная мощность

Ки

cosj

1,2,3,19,20,24,26,27

токарно -шести шпиндельный горизонтальный полуавтомат

19,1

0,2

0.65

4,5,7,8

токарно-револьверный полуавтомат

11.9

0,15

0,55

6

токарно-винторезный станок

18,1

0,15

0,55

11

вертикальный сверлильный станок

5,65

0.15

0,55

9,10,12

вертикальный сверлильный станок

4,1

0,15

0,55

13

центровальный станок

2,2

0,15

0,55

14 -17

токарный полуавтомат

9.4

0,2

0,65

18

заточной станок

1.5

0,15

0,55

21-23,

28-31

токарно - винторезный станок

10,7

0,15

0,55

25,32,33

алмазно - расточной станок

3

0,2

0,65

34

преобразователь дуговой

 электро сварки

28

0,3

,035

35

сварочный трансформатор

 ПВ=40 %, кВА

34

0,3

0,35

36

токарно-винторезный станок

11,7

0,15

0,55

37

автомат импульсно - дуговой

наплавки, кВА

22

0,15

0,55

38,39

выпрямитель сварочный, кВА

24

0,3

0,7

 

 

 

  • Расчет нагрузок

 

 

4.3.1 Расчет нагрузок для первого узла

 

 

Согласно намеченной схеме ( см. Лист 2) для первого узла ШР-1 выбираем прилегающие к нему электроприемники, определим их количество.

От ШР-1 запитываются восемь электроприемников (№1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10).

На основании  таблиц - заданий, полученных от технологов (табл. 4.2.), заполняются данные для расчета и по справочным данным выписываются kи и tgj. Построчно для каждого электроприемника определяется  kиЧеPн и для всей группы е(kиЧеPн).

Для ШР-1:

ЭП №1, 2, 3              kиЧеPн = 9.741 кВт;

ЭП №6                      kиЧеPн = 3.08 кВт;

ЭП №7, 8                  kиЧеPн = 4.046 кВт;

ЭП №9, 10                kиЧеPн = 0.984 кВт;

                                  е(kиЧеPн) = 17.85 кВт;

 

Находим групповой коеффициент использования kи :

           е kиЧ Рн            17.85

   kи  =     =                 = 0.166

             е Рн                 107.4

 

Определяем эффективное число ЭП:

                      (еРн)2               107.42            

        nэ=                                                 6

                      еnЧРн2             1738.85       

 

        По таблице РТМ находим kр:

kр=¦(nэ; kи );  Для ШР-1 kр=2.17.

Находим расчетную нагрузку Рр:

Pp=kpЧеkнЧPн;

 

Для ШР-1:

Pp=2,17 Ч 17,85 = 31.2 кВт.

 

Находим реактивную мощность Qp:

Qp=1.1ЧkнЧPнЧtgj;

Qp-=1,1 Ч 15,984=16,5 кВар.

 

Полная расчетная мощнсть:

  Sp= ЦPp2+Qp2   ;            

Sp= Ц38.732+24.182 = 35,3 кВЧА.

 

Расчетный ток:

Ip = Sp/ЧUн

Ip = 51 А.

 

   Расчеты для остальных шкафов аналогичны. Все расчеты сводим в единую таблицу 4.3.1 Однолинейная принципиальная схема 0.4 кВ.

 

 

 

4.3.2 Расчет распределительной сети

 

 

Распределительные шкафы ШР - 1— ШР - 5 (см. Лист 3) запитываются от КТП силовыми кабелями по смешанной схеме. ЭП запитываются проводами так же по радиальной схеме от своих ШР и защищаются предохранителями. Выполним расчет для ШР-3. Электроприемники входящие в ШР-3:

 

Преобразователь дуговой электросварки:

P=28 кВт;  cosj=0.5

 

Сварочный трансформатор:

P=34 кВт;  cosj=0.5

 

Токарный винто-резный станок:

P=211.7кВт;  cosj=0.65

 

Автомат импульсно-дуговой наплавки:

P=22 кВт;  cosj=0.5

 

Выпрямитель сварочный:

P=24 кВт;  cosj=0.75

Выбор предохранителя

 

Рассчитаем для всех ЭП расчетный и пусковой токи:

Преобразователь дуговой электросварки:

                Iр=P/ЧU;

                Iр=28/Ч0.38=42.54 А;

                Iпуск=5ЧIр;

                Iпуск=5Ч42.54=212.7 А.

 

Сварочный трансформатор:

                Iр=P/ЧU;

                Iр=34/Ч0.38=51.66 А;

                Iпуск=5ЧIр;

                Iпуск=5Ч51.66=258.3 А.

 

Токарный винторезный станок:

                Iр=P/ЧU;

                Iр=11/Ч0.38=17.8 А;

                Iпуск=6ЧIр;

                Iпуск=6Ч17.8=106.7 А.

 

Автомат импульсно-дуговой наплавки:

                Iр=P/ЧU;

                Iр=22/Ч0.38=33.43 А;

                Iпуск=5ЧIр;

                Iпуск=5Ч33.43=167.2 А.

 

Выпрямитель сварочный:

                Iр=P/ЧU;

                Iр=28/Ч0.38=42.54 А;

                Iпуск=5ЧIр;

                Iпуск=5Ч42.54=212.7 А.

По расчетному току плавкой вставки выбираем предохранители:

Преобразователь дуговой электросварки:

Iпв= 42.54Ч5/2.5=85.08 А;

 

Выбираем ПН-2:         

Iпв=100 А;

Iном= 100 А;

 

Сварочный трансформатор:

 

Iпв=51.66Ч5/2.5=103.3 А;

 

Выбираем ПН-2:

Iпв=125 А;

Iном= 100 А;

 

Токарный винторезный станок:

 

Iпв=106.7/2=53.35 А;

 

Выбираем ПНП-2:

Iпв=63 А;

Iном=63 А;

 

Автомат импульсно-дуговой наплавки:

 

Iпв=33.43Ч5/2.5=66.88 А;

 

Выбираем ПН-2:

Iпв=80 А;

Iном=100 А;

 

Выпрямитель сварочный:

 

Iпв=36.46Ч5/2.5=72.92 А;

 

Выбираем ПН-2:

Iпв=80 А;

Iном=100 А;

 

Выбор сечения проводов от ШР-3 до ЭП

 

Выбор сечения проводов от ШР-3 до ЭП производим из условий:

Iдоп і Iр;

Iдоп і КзЧIпв.

В сетях до 1000 В не применяется защита от перегрузок, поэтому принимаем Кз=0.33.

 

Для ЭП №34:

                        Iр=42.54 А;

                        Iдоп=33 А.

Выбираем провод четырех одножильный с Iдоп 55 А, F=16 мм2

55 А>  42.54 А;

55 А > 33 А, сечение подходит.

 

Проверяем провод на потерю напряжения в нем:

       =

 

   ,

что удовлетворяет условию.

 

Для ЭП №35:

                               Iр=51.66 А;

                               Iдоп=33 А.

 

Выбираем тот же провод, что и для ЭП №34.

что удовлетворяет условию.

 

Для ЭП № 36:

                                Iр=17.8 А;

                                Iдоп=33 А.

 

Выбираем двух одножильный провод с Iдоп =36 А, F=6 мм2.

36 А > 33 А;

36 А > 17.8 А, сечение подходит.

Проверяем сечение на потерю напряжения:

,

что удовлетворяет условию.

 

 

Для ЭП №37:

                               Iр=33.43 А;

                               Iдоп=33 А.

 

Выбираем тот же провод, что и для ЭП №36.

,

что удовлетворяет условию.

 

Для ЭП №38, 39:

                              Iр=36.46 А;

                              Iдоп=33 А.

 

Выбираем один двухжильный провод Iдоп=38 А, F=8 мм2.

38 А  >36.46 А;

38 А > 33 А, сечение подходит.

 

;

 

,

что удовлетворяет условию.

 

По выше произведенным расчетам, по количеству присоединенных ЭП, выбираем шкаф ШР-11 на шесть отходящих линий с номинальным током предохранителей 100 А, степень защиты 1R23.

Для остальных ЭП расчет параметров, выбор сечений проводов, предохранителей, плавких вставок, ШР проводится аналогично, результаты расчетов приведены на  листе 3.

 

 

 

4.3.3   Выбор силовых кабелей для ШР

 

ШР питаются по смешанной схеме двумя кабелями от КТП-3.

Один кабель питает ШР-1, ШР-2, ШР-5 суммарный ток которых 157,3 А.

Второй кабель питает ШР-4, ШР-3. суммарный ток которых 221,3 А.

В целях селективности выбираем кабель для самой загруженной линии с расчетным током Iр=221,3 А.

Выбор кабеля ввода от КТП

Расчетный ток:

Iр=221,3 А;

Iдоп.=k1Чk2Чk3ЧIдоп0;

Iдоп.=270;

Коэффициенты:

k1=0,95, k2=1, k3=0.94;

Iдоп.=0,95Ч1Ч0,94Ч270=241 A.

 

Сравним с расчетным током:

Ip < Iдоп.

Выбираем сечение токопроводящей жилы четырехжильного кабеля АВВГ 120 мм2, с Iдоп.=270 А.

 

 

 

4.3.4 Выбор головного автомата

 

 

Выбор головного автомата проводим на основе  Iпик.пуск.:

Для первой линии:

Iр=221,3 А;

Imax.расц.і 221,3 А;

kзап.=1,25;

Iмгн.=1,25ЧIпуск. А;

Iном.мах.=51,66 А (для ЭП № 35)

Iпик.пуск.=Iпик.наиб .+ Ip - kиЧIном.мах.;

Iпик.наиб.=51,66 Ч 5 = 258.3 А;

Iпик.пуск.=258,3 + 221,3 - 0,4 Ч 51,66 = 459  А,

выбираем автомат ВА-53, его данные:

Iном.=630А;

Imax.=630А;

Iмгн.=6300А;

Iпкс.=20 кА.

 

Для второй линии:

Iр=157,3 А;

Imax.расц.і 157,3 А;

kзап.=1,25;

Iмгн.=1,25ЧIпуск. А;

Iном.мах.=27,5 А (для ЭП № 6)

Iпик.пуск.=Iпик.наиб .+ Ip - kиЧIном.мах.;

Iпик.наиб.=27,5 Ч 5 = 137,5 А;

Iпик.пуск.=137,6 + 157,3 - 0,4 Ч 27,5 = 284  А,

 

выбираем автомат ВА-53, его данные:

Iном.=400 А;

Imax.=400А;

Iмгн.=4000А;

Iпкс.=20 кА.

 

 

 

4.3.6 Безопасная эксплуатация оборудования и сетей

 ремонтно-механического цеха

 

 

Разработка вопросов безопасности и экологичности электроустановок является неотъемлемой частью дипломного проекта. Выбор оборудования и испытания сетей зависят от характера окружающей среды.

Цех относится к категории Г - непожароопасный, невзрывоопасный. Характеристика окружающей среды - пыльная. Категория помещения по степени поражения электро током по  ПУЭ - особо опасное, пол токопроводящий. 

Помещение механического цеха относится к нормальным помещениям по типу атмосферы, окружающей электро машины.

Для защиты электрических машин и аппаратов от оседания технологической пыли используется оборудование со степенью защиты 1Р54 от попадания пыли и воды.

Монтаж электрических сетей в цехе производим кабелем ААВГ, проложенным в полу в поливинилхлоридных трубах, что предохраняет провод от механических повреждений и предотвращает распространение пожара по проводу.

Для обслуживающего персонала от поражения электрическим током станины оборудования, корпуса электродвигателей, пульты и приборы управления заземляются.

В цехе оборудование оснащается кожухами и защитными экранами, закрывающими все его наружные движущиеся или вращающиеся части, надежным управлением ( стоп, пуск ), не допускающим случайного или самопроизвольного включения его во время его осмотра и ремонта.

В механическом цехе шум и вибрация связаны с технологическим процессом. При проектировании применяются меры для снижения уровня шумов в рабочих зонах до допустимых пределов и предотвращение на рабочих местах вибрации, превышающих нормы.

Для предотвращения на рабочих местах вибрации устанавливаются вибрационные механизмы на специальные фундаменты, оснащенные амортизаторами, поглощающими сотрясения.

Характеристика шума электродвигателей, установленных в цехе приведена в таблице 4.3.5

 

Таблица 4.3.5 Характеристика шума электродвигателей.

 

Номер по плану

Номинальная мощность, кВт

Уровень шума,

дБ

Средний расчетный уровень шума, дБ

1,2,3,19,20,24,26,27

19,1

77

 

4,5,6,7,8,36

11,9

76

 

14,15,16,17,21,22,23,28,29,30,31

9,4

76

94,5

11,9,10,12

5,65

75

 

34,35,37,38,39

24

78

 

4.4 Освещение цеха

 

 

4.4.1  Характеристика освещения механического цеха

 

 

Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.

Так как в цехе имеются вращающиеся части оборудования, то в нём применяется комбинированное освещение ; приняты по СНиП II - 4 - 79. Так как высота помещения 14,4 м, освещение выполнено светильниками РСП с газоразрядной лампой типа ДРЛ. У этих ламп высокая светоотдача,  большой срок службы.

Для удобства обслуживания лампы располагаем на высоте 13,1 м. Лампы подвешиваем на стальных тросах, концы которых закрепляются на противоположных стенах.

 Искусственное освещение механического цеха выполняется в соответствии с отраслевыми нормами искусственного освещения основных цехов предприятий станкостроительной и инструментальной промышленности.

Работы на станках связаны с контролем правильности установки и обработки детали, настройкой станка, контролем качества обработки детали и относятся к работам очень высокой точности, что требует устройства комбинированного освещения с преимущественным использованием для общего освещения ДРЛ.

Для местного освещения работ следует применять ЛЛ типов ЛД и ЛХБ. Используется также напряжение 36 В, получаемое с помощью трансформаторов, установленных на технологическом оборудовании.

Для повышения равномерности освещения и уменьшения возможности затемнения рабочей поверхности корпусом работающего, конструктивными частями оборудования и т.п. ОП рекомендуется устанавливать в линии, а ОП с ЛП - в непрерывные линии или с небольшим разрывом, размещая их по необходимости локализовано по отношению к оборудованию и рабочим местам. Исходя из этого при устройстве освещения механических и инструментальных цехов небольшой высоты могут оказаться наиболее целесообразными ЛЛ меньшей мощности.

Для создания требуемых уровней освещенности на рабочих местах и лучшего освещения механизмов управления станков рекомендуются линии ОП размещать непосредственно над рядами оборудования, но не над суппортами станков, а сдвигать их в сторону механизмов управления на 0.5 - 1 м, что наиболее важно при небольшой высоте установки ОП, когда возможно затемнение пульта управления выступающими частями станка.

 

 

 

4.4.2 Расчет освещения цеха

 

 

Расчет цеха проводим методом коэффициента использования.

В зависимости от высоты цеха H=14.4 м, выбираем осветительные лампы ДРЛ, тип светильника РСП 05х1000/Г03.

 

Расчетная высота:

h=H-hр-hс,

где: H=14.4 м;

       hр=0.8 м;

          hс=0.5 м;

 

h=14.4-0.8-0.5=13.1 м.

 

Расстояние между светильниками:

 

L=lЧh, где l=0.9  - для кривой типа Г (глубокая);

L=0.9Ч13.1=11.8 м.

 

Расчет ведем для одного модуля (см. Лист 3). Число ламп в модуле:

24/11.8=2 лампы.

 

Расстояние от светильника до стены:

а==6.1 м,   число рядов - 2.

 

Всего светильников в цехе:

6Ч2=12 светильников.

 

Расчет методом коэффициента использования kи.

Рассчитаем индекс помещения (для модуля):

     ;

коэффициент использования h=0.73;

коэффициент отражения kотр:

                                                   kпола=30%,

                                                   kпотолка=70%,

                                                   kстен=50%,

принимаем для ремонтно-механического цеха E н=300 лк, z=1.15,  kз=1.5;

Рассчитаем поток одной лампы:

 

Выбираем лампу с номинальным потоком Фн=50000 лк, мощностью Рн=1000 Вт.

Фн должен находиться в пределах   -10%  +20% от Фл, для нашего случая:

, что в пределах нормы.

 

 

Расчет освещения для комнаты мастеров :

 

Расчетная высота:

h=H-hр-hс,

где: H=4 м;

       hр=0.8 м;

          hс=0.2 м;

 

h=4-0.8-0.2=3 м.

 Выбираем l=0.8 (для Г-кривой);

Длина между лампами L=3 м, лампы люминесцентные. Так как в комнате имеются окна, то располагаем светильники таким образом, чтобы можно было отдельно отключить ряд у окна, то есть две у окна, две у двери.

      

 

    1.5 м      1.5 м   1.5 м         1.5 м

     

                                                         

 
   

 

 


                  3 м                                         9 м

 

 

 

 

 

 

 

 

       
       

 

 


                            6 м

       
     
 
   

 

 

 

 

 

Рисунок 4.4.2  Освещение комнаты мастеров.

 

Рассчитаем поток одной лампы:

где: Eн=75 лк, kз=1.5, Z=1.1, N=4, h=0.65;

 

 

Из предварительного расчета выбираем тип лампы

ЛДЦ 30-4, Фн=1450 лм, Рн=30 Вт.

В светильнике 2 лампы, всего 8 ламп:

РS=30Ч8=240 Вт.

 

Расчет освещения для кладовой запчастей :

 

Расчетная высота:

h=H-hр-hс,

где: H=4 м;

       hр=0.8 м;

          hс=0.2 м;

 

h=4-0.8-0.2=3 м.

 Выбираем l=0.8 (для Г-кривой);

Длина между лампами L=3 м, лампы люминесцентные. Так как в комнате имеются окна, то располагаем светильники у окна и у двери.

 

 

 

       
       

 

 

 

 

 

 

                        3 м

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.4.3  Освещение кладовой запчастей.

 

Рассчитаем поток одной лампы:

 

где: Eн=75 лк, kз=1.5, Z=1.1, N=2, h=0.65;

 

Из предварительного расчета выбираем тип лампы

ЛДЦ 30-4, Фн=1450 лм, Рн=30 Вт.

В светильнике 2 лампы, всего 4 лампы:

РS=30Ч4=120 Вт.

 

 

 

4.4.3 Проверка освещения точечным методом

 

 

Точечным методом делаем проверку для цеха:

 

   1                                                    3

                          6 м

 

 

                     8.41 м

 

                                        6.62 м

    

   B                     A

                                                           11.8 м 

   

                                                         

 

                                                      

     5.9 м                                              

  

                                            

                              

                                                       

 

   2                                                      4

 

Рисунок 4.4.3 Точечный метод расчета.

 

 

Таблица 4.4.3 Точечный метод расчета.

 

Точка

Номер светильника

расстояние, м

                      е, лк

 

 

 

от одного

от всех

е е, лк

      А

1-2

6.62

       1.9

     3.8

7.6

 

3-4

6.62

       1.9

     3.8

 

      В

1-2

5.9

       2.1

     4.2 

6.8

 

3-4

8.41

       2.6

     2.6

 

 

 

Номинальное освещение в точке В:

,   где :

  m=1.1, kз=1.5.

 

 

 

4.4.4 Электротехнический расчет методом

 коэффициента спроса

                        КТП                             

 

 

                   Т

 

 

 

                   Q1