Схема электроснабжения участка или цеха. Электроснабжение механического цеха серийного производства. где R0 - удельное активное сопротивление высоковольтной кабельной линии

ВВЕДЕНИЕ

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющие высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведётся в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема трансформаторной подстанции описание ее работы. Так же будет произведен расчет выбора наиболее оптимального трансформатора.

Целью курсового проекта является: выбор и обоснование схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта.

Объект исследования: ремонтно-механический цех

Предмет исследования: этапы расчета и выбор системы электроснабжения ремонтно-механического цеха.

Гипотеза: при разработке электрической схемы ремонтно-механического цеха найден оптимальный вариант, обеспечивающий надежную бесперебойную работу электрооборудования с учетом безопасности ее обслуживания.

Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:

Произвести выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции;

Спроектировать однолинейную схему электроснабжения производственного цеха.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Характеристика объекта

Производственный цех занимается изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха входят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 367м 2

Характеристика электрооборудования в табл. 1.1

Таблица 1. 1

№ по плану	Наименование электроприёмников	Р ном, кВт

	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок токарный
	Станок карусельный с ЧПУ
	Станок фрезерный
	Станок фрезерный
	Станок фрезерный
	Станок фрезерный
	Вентилятор
	Вентилятор
	Кран - балка ПВ = 40%
	Кран - балка ПВ = 40%
	Вентилятор
	Вентилятор

На рис.1.1 представлен план проектируемого цеха

Рис.1.1 План проектируемого цеха

1.2 Описание схемы электроснабжения

Электроснабжение производственного цеха осуществляется от однотрансформаторной подстанции 6/0,4кВ с мощностью трансформатора 160 кВА. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается по кабельной линии ААБ 3х10, проложенной в земле, от вышестоящей двух трансформаторной подстанции 110/6кВ с трансформаторами мощностью 2500кВА каждый, которая запитывается от энергосистемы по одноцепной воздушной линии А-70.

На стороне 6кВ ТП 6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители.

На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены предохранители

3 Конструкция силовой и осветительной сети

Для приема и распределения электроэнергии в производственном цехе установлены распределительные щиты.

Электроприёмники запитываются от ШР проводом, проложенным в трубах

В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители

Освещение цеха выполнено 28-ю светильниками РКУ с ртутными лампами высокого давления мощностью 400Вт

Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5мм² проложенным в трубе

Питание рабочего освещения производится от осветительного щитка ОЩВ-12, в котором в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегруза установлены автоматические выключатели

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

1 Расчёт освещения

Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. Расчет покажем на примере участка I. В качестве источника света примем к установке лампы ДРЛ мощностью 400 Вт

Число источников света определяется по формуле:

где Е норм - нормированная освещённость, Е норм = 300лк - коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1,1

К з - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового потока на освещаемой поверхности, К з = 1,5 - площадь помещения, м²

Ф л - световой поток одной лампы, Ф л = 22000 лм, - коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, лампы, коэффициентов отражения и показателя помещения i

Показатель помещения находим по формуле:

где i - показатель помещения

А - длина помещения, м

В - ширина помещения, м

Н р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м

Для светильника РКУ при ρ n = 50%; ρ c = 30%; ρ p = 10% и i = 1,34 u =0,48

где ρ n - коэффициент отражения от потолка, %

ρ c - коэффициент отражения от стен, %

ρ p - коэффициент отражения от рабочей поверхности, %

определяем по формуле (1) число ламп:=

Находим число светильников аварийного освещения (25% от рабочего):

Устанавливаем 8 светильников в 2 ряда по 4шт в ряду

Для остальных участков расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Наимен. участка	Тип лампы	Площадь участка, м²

2 Расчёт электрических нагрузок

Расчёт ведётся по узлу нагрузки методом упорядоченных диаграмм по следующему алгоритму

а) Все приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы

б) Для каждой группы по находят коэффициент использования Ки, коэффициент активной мощности cosφ и реактивной по формуле:

(2.3)

в) Находим установленную мощность для каждой группы электроприёмников по формуле:

Р уст = N · (2.4)

где N - число приёмников ном - номинальная мощность приёмников, кВт

г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Р см и среднесменную реактивную Q см мощности по формулам:

Р см = К и · Р уст (2.5) см = P см · tgφ(2.6)

д) По данному узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную реактивную мощность: ΣР уст; ΣР см; ΣQ см

е) Определяют групповой коэффициент использования по формуле:

К и.гр = ΣР см / ΣQ см (2.7)

где ΣР см - суммарная среднесменная активная мощность, кВт;

ΣQ см - суммарная среднесменная реактивная мощность, кВар

ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:

где Р ном.max - активная номинальная мощность наибольшего приёмника в группе, кВт

Р ном.min - активная номинальная мощность наименьшего приёмника в группе, кВт

з) Определяют эффективное число приёмников по условию:

если m ≤ 3, n ≥ 4, то n э = n; при m> 3, К и.гр < 0,2, эффективное число приёмников определяют в следующем порядке:

) выбирается наибольший по мощности электроприёмник рассматриваемого узла

) выбираются электроприёмники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприёмника

) подсчитывают их число n′ и их суммарную номинальную мощность Р′ ном

) определяют суммарную номинальную мощность всех рабочих электроприёмников рассматриваемого узла Р ном∑ и их число n

) находят n′ * и Р′ ном* :

′ * = n′ / n(2.9)

Р′ ном* = Р′ ном / Р ном∑ (2.10)

) по n′ * и Р′ ном* определяют n′ э* по графику

) находят n э:

n э = n′ э* · n (2.11)

и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников, коэффициент максимума К м по графическим зависимостям или

к) Определяют расчётную активную мощность по формуле:

Р м = К м · ΣР см (2.12)

л) Определяют расчётную реактивную мощность по формуле:

если n э ≤ 10, то Q м = L м · ΣQ см (2.13)

если n э > 10, то Q м = ΣQ см (2.14)

где L м - коэффициент максимума реактивной мощности, L м = 1,1

м) Определяют полную расчётную нагрузку S м по формуле:

н) Определяем расчетный ток I по формуле:

где U - номинальное напряжение электроприёмников, кВ

Активная расчётная нагрузка освещения определяется по формуле:

Р р.о = К с · Р уст (2.17)

где К с - коэффициент спроса, К с = 0,8

по формуле (2.4):

Р уст = 28 · 0,4 = 11,2 кВт

Р р.о = 0,8 · 11,2 = 8,96 кВт

По формуле (2.3) находим: tgφ = 0,62

по формуле (2.6) находим расчётную реактивную осветительную нагрузку:

Q р.о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр

Полная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП определяется по формуле:

р = √ (P м∑ + Р р.о)² + (Q м∑ + Q р.о)² (2.18)

где P м∑ - суммарная силовая нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВт м∑ - суммарная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП, кВАр

Результаты расчёта для всех узлов нагрузки сведены в табл. 2.2

Таблица 2.2

Наим. узла гр. ЭП

Р уст кВт

Р ном кВт

C osφ tgφ

1) станки фрезерные

2) станок токарный

3) станок карус. с ЧПУ

0,5 1,73

4) кран-балка ПВ=40%

0,5 1,73

На шинах ШР-1

1) станки фрезерные

0,4 2,35

2) Вентиляторы

0,8 1,73

На шинах ШР-2

1) станки токарные

0,4 2,35

2) Вентиляторы

0,8 1,73

3) кран-балка ПВ=40%

0,5 1,73

На шинах ШР-3

Освещение

На шинах 0,38 ТП

2.3 Компенсация реактивной мощности

Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:

ку = α · ΣР расч (tgφ ср.взв -tgφ с) (2.19)

где α - коэффициент, учитывающий возможность компенсации реактивной мощности естественными способами, α = 0,9

ΣР расч - суммарная расчётная активная нагрузка, кВт

tgφ с - коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после компенсации реактивной мощности, по заданию: tgφ с = 0,45.

tgφ ср.взв - средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности, вычисляется по формуле:

(2.20)

где ΣQ расч - суммарная расчётная реактивная нагрузка

Полная расчётная нагрузка на шинах 0,38 кВ трансформаторной подстанции с учётом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:

4 Выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции

Так как электроприёмники производственного цеха относятся к потребителям 3 категории по требуемой степени надёжности электроснабжения, то на подстанции можно установить 1 трансформатор

В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:

вар - 1 X 160 кВА

вар - 2 X 63 кВА

Покажем расчёт на примере 2 варианта

Проверяем трансформаторы по нормальному режиму. Находим

коэффициент загрузки трансформаторов:

(2.22)

где S нагр - полная мощность нагрузки, кВА- число устанавливаемых трансформаторов ном.тр - номинальная мощность одного трансформатора, кВ·А

Проверяем работу трансформаторов в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% 6 часов в сутки в течении 5-ти суток

При отключении одного трансформатора, второй с учётом допустит перегрузки:

4 · 63 = 88,2 кВА

Дефицит мощности составит:

1 - 88,2 = 26,9 кВА

но т.к. электроприёмники являются потребителями 3-ей категории по надёжности электроснабжения, то часть их можно на время аварии отключить

Проверяем работу трансформаторов по экономически целесообразному режиму

Определяем стоимость потерь энергии по формуле:

С n =С о ·N·T м [(ΔР х.х +К и.п ·I х.х ·)+К з 2 ·(ΔР к.з +К ип ·U к ·] (2.23)

где С о - стоимость одного кВт·ч, на текущий 2013г, С о = 0,81 тн/кВт·ч

Т м - число использования максимума нагрузки, ч

К и.п - Коэффициент изменения потерь, К и.п = 0,03 кВт/кВАр

ΔР х.х - потери мощности холостого хода, ΔР х.х = 0,24кВт х.х - ток холостого хода, I х.х = 2,8%

ΔР к.з - потери мощности короткого замыкания, ΔР к.з = 1,28кВт к - напряжение короткого замыкания, U к = 4,5%

Определяем капитальные затраты по формуле:

К = N · С тр (2.24)

где С тр - стоимость трансформатора, С тр = 31 тн

Находим амортизационные затраты С а:

С а = К а · К(2.25)

где К а - коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов К а = 0,12

Находим суммарные ежегодные затраты:

С ∑ = С n + С а (2.26)

Для первого варианта результаты сведены в табл. 2.3

Таблица 2.3

Наименование параметров	Вариант 1 - 1 x 160 кВ·А	Вариант 2 - 2 x 63 кВ·А


ΔР х.х кВт
ΔР к.з кВт



С о, тн/кВт∙ч

Так как С ∑II > С ∑I и К II > К I , то выбираем I вариант - 1 X 160 кВА, как более экономичный

5 Выбор места расположения питающей подстанции

Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:

Х цэн = (2.27)

Y цэн =(2.28)

где Хi - координата i - го электроприёмника по оси абсцисс, м;- координата i - го электроприёмника по оси ординат, м;

Р ном.i - номинальная мощность i - го электроприёмника, кВт.

Расчёт покажем на примере ШР - 1:

Х цэн = = 26,1м цэн == 8,1м

Для остальных расчет аналогичный результаты сведены в таблице 2.4

Таблица 2.4

	Расчётные координаты		Координаты установки

2.6 Расчёт сети 0,38 кВ

цех электроснабжение освещение трансформатор

Выбор аппаратов защиты

Выбор сечения проводника для отдельного электроприёмника покажем на примере токарного станка №13. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

доп ≥ I р (2.29)

где I доп - допустимый ток проводника, определяется сечением

токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А

Расчётный ток определим по формуле:

р =(2.30) р =

данному току соответствует провод АПВ - 2,5 мм² с I доп = 19А

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

∆U доп ≥∆U р (2.31)

где ∆U доп - допустимые потери напряжения, ∆U доп = 5%

∆U р - расчётные потери напряжения, %

∆U р % = (2.32)

где L - длина проводника, км o - активное сопротивление 1км проводника, r o = 3,12Ом/км,

x o - реактивное сопротивление 1км проводника, x o = 3,12Ом/км,

т.к. ∆U р < ∆U доп, то сечение 2,5 мм² соответствует допустимым потерям напряжения. В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:

U ном.пр > U ном (2.33) ном.пр > I р (2.34) пл.вс > I пик / α(2.35)

где U ном.пр - номинальное напряжение предохранителя, В ном.пр - номинальный ток предохранителя, А пл.вс - номинальный ток плавкой вставки, А пик - пиковый ток, А

α - коэффициент, учитывающий условия пуска, α = 2,5

пик = К п ∙ I р (2.36)

где К п - кратность пускового тока по отношению к току нормального режима

К п = 5 пик = 19∙5 = 95А ном.пр > 380В ном.пр > 19А пл.вс > 95/2,5 = 38А

Выбираем предохранитель ПН - 2, I ном = 100А I пл.вс = 40А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:

доп ≥ К з ∙ I з (2.37)

где К з - кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, К з = 1

I з - ток срабатывания защиты, А

т.к. 19 < 1 ∙ 40, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ - 10мм 2 , I доп = 47А

Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1

В соответствии с формулой (2.30) I р = 67,82А. По условию (2.29) выбираем провод АПВ - 25мм 2 ;I доп = 80А

По формуле (2.32) находим:

∆U р % = 0,2%

Провод АПВ-25мм 2 соответствует допустимым потерям напряжения,

т.к. ∆U р =0,2% ≤ ∆U доп =5%

В качестве аппарата защиты устанавливаем предохранитель.

Находим пиковый ток:

пик = I р - К и ∙ I нб + I пуск. нб (2.38)

где I нб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1 пуск.нб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1

По формуле (2.30) находим I нб = 91А, по формуле (2.36) I пуск.нб = 455А пик = 67,82 - 0,13 · 91 + 455 = 511А

По условиям (2.33), (2.34), (2.35) выбираем предохранитель ПН-2 ном.пр =250А, I пл.вс = 250А

Проверяем предохранитель по селективности

Однолинейная схема ШР-1 дана на рис. 2.1

Рис.2.1 Однолинейная схема ШР-1

Предохранитель на вводе не селективен, поэтому выбираем предохранитель ПН-2 I ном.пр = 400А, I пл.вс = 350А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (2.37), т.к.67,82 ≤ 1 ∙ 350, то провод не соответствует аппарату защиты, поэтому выбираем кабель СБ 3·185 + 1·95 с I доп = 340А

С учётом допустимой перегрузки кабель соответствует выбранному предохранителю.

Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.5

Таблица 2.5

проводник		предохранитель
	Кол-во жил

2.7 Расчет сети напряжением выше 1 кВ

Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:

F эк = (2.39)

где j эк - экономическая плотность тока, j эк = 1,7 А/мм 2

В соответствии с формулой (2.30): р = А эк = 9м

Выбираем ближайшее стандартное сечение - 10 мм²

Выбираем кабель ААБ-3х10 мм 2

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к.з

Термически устойчивое сечение к токам к.з определяется по формуле

m.y. = (2.40)

где I ∞ - установившееся значение периодической составляющей тока к.з ∞ = 2850А (см. разд. 2.8)

С - коэффициент, учитывающий разницу теплоты выделенной проводником дои после короткого замыкания, С = 95

t пр - фиктивное время, при котором установившийся ток к.з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное время

при tg = 0,15с, t пр = 0,2с, при β ’’ =2 т.y = 2850 · = 13

Кабель ААБ 3 х 10 термически устойчив к токам короткого замыкания

Окончательно выбираем кабель ААБ 3 х 10

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Расчёт проводим в относительных единицах при базисных условиях. В соответствии с заданием и результатами проектирования составляем расчётную схему и схему замещения. Расчётная схема дана на рис.2.2, схема замещения на рис.2.3

Рис. 2.2 Расчетная схема Рис.2.3 Схема замещения

Примем, что базисная мощность Sб = 100МВА, базисное напряжение Uб = 6,3кВ

Сопротивление воздушной линии находится по формуле:

Х вл*б =(2.41)

где U ном.ср - среднее номинальное напряжение ступени, кВ

Х вл*б = 0,4 · 35 · 100/115² = 0,11Ом

Сопротивление трансформатора находится по формуле:

тр.б =* (2.42) тр.б =* = 4,2Ом

Определяем реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (2.41):

Х кл*б = = 0,28 Ом

Находим активное сопротивление кабельной линии по формуле

(2.43) кл*б = = 7,97

Используя признаки параллельного и последовательного соединения сопротивлений, находим активное и индуктивное результирующие сопротивления:

Х рез*б = 0,11+2,1+0,28 =2,49 рез*б = 7,97

т.к= рез*б = 8,35

Определяем ток короткого замыкания по формуле:

где I б - базисный ток, кА

По формуле (2.14) находим базисный ток:

I б = = 9,16кА

I к.з. = = 1,1кА

Определяем ударный ток:

у = (2.45) у = 2,55 ∙ 1,1 = 2,81кА

Находим мощность короткого замыкания:

к.з. = (2.46) к.з. = = 11,98 МВА

9 Выбор оборудования подстанции

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

ном.р > U ном. (2.47) ном.р > I расч. (2.48) а. ≥ i y. (2.49)

I t ² ∙ t> I к 2 ∙ t пр (2.50)

где U ном.р - номинальное напряжение разъединителя

I ном.р - номинальный ток разъединителя а - амплитудное значение предварительного сквозного тока к.з t - предельный ток термической стойкости- время, в течении которого разъединитель выдерживает предельный ток термической стойкости

Номинальные данные разъединителя находим по

Выбор выключателя производим по следующим условиям:

ном.в = U ном (2.51) ном.в > I р (2.52) а. ≥ i y (2.53) t ² ∙ t > I к 2 ∙ t пр (2.54) отк > I к (2.55) отк ≥ S к (2.56)

где U ном.в - номинальное напряжение выключателя, кВ ном.в - номинальный ток выключателя, А отк - номинальный ток отключения выключателя, кА отк - мощность отключения выключателя, МВА

отк = ∙ I отк ∙ U ном.в (2.57)

Номинальные данные масляного выключателя находим . Результаты выбора представлены в табл. 2.6

Таблица 2.6

3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА

1 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

Для безопасного проведения работ должны выполняться следующие организационные мероприятия:

назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ;

выдача наряда и распоряжения;

выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск;

подготовка рабочего места и допуск;

надзор при выполнении работы;

перевод на другое рабочее место;

оформление перерывов в работе и её окончание.

Все работы, как со снятием напряжения, так и без него вблизи или на токоведущих частях должны выполняться по наряду-допуску или по распоряжению, поскольку обеспечение их безопасного выполнения требует специальной подготовки рабочего места и выполнения определённых мер. Исключение составляют кратковременные и небольшие по объёму работы, выполняемые дежурным или оперативно-ремонтным персоналом в порядке текущей эксплуатации. Их продолжительность не должна превышать 1 ч.

Подготавливающим рабочее место и допускающим может быть один работник.

Нарядом является составленное на специальном бланке задание на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время её начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы. Наряд может быть выдан на срок до 15 суток.

Распоряжение является заданием на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время, меры безопасности лиц, которым поручено её выполнение. Распоряжение может быть устным и письменным, оно имеет разовый характер. Работы продолжительностью до 1 ч разрешается выполнять по распоряжению ремонтному персоналу под надзором дежурного или лица из числа оперативно-ремонтного персонала, а также самому дежурному или оперативно-ремонтному персоналу. При этом старшее лицо, выполняющее работу или ведущее надзор, должно иметь квалификационную группу IV в электроустановках напряжением выше 1000 В. Если продолжительность этих работ свыше 1 ч или они требуют участия более трёх человек, то они оформляются нарядом.

Выдающий наряд, распоряжение устанавливает возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных лиц, а также за соответствие выполняемой работе групп по электробезопасности перечисленных в наряде работников. Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из административно-технического персонала предприятия и его структурных подразделений, имеющим группу V.

Руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, полноту и качество инструктажа бригады, проводимого допускающим и производителем работ, а также организацию безопасного ведения работы. Руководителями работ должны назначаться инженерно-технические работники с группой V.

Лицо, дающее разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск, несёт ответственность за достаточность предусмотренных для работы мер по отключению и заземлению оборудования и возможность их осуществления, а также за координацию времени и места работы допускаемых бригад. Давать разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск имеют право работники из дежурного персонала с группой IV в соответствии с должностными инструкциями, а также работники из административно-технического персонала, уполномоченные на это указанием по предприятию.

Лицо, подготавливающее рабочее место, отвечает за правильное и точное выполнение мер по подготовке рабочего места, указанных в наряде, а также требуемых по условиям работы (установка замков, плакатов, ограждений).

Подготавливать рабочие места имеют право дежурный или работники из оперативно-ремонтного персонала, допущенные к оперативным переключениям в данной электроустановке.

Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа. Допускающий должен назначаться из дежурного или оперативно-ремонтного персонала. В электроустановках выше 1000В допускающий должен иметь группу IV. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках выше 1000В, должен иметь группу IV. Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами работников, не имеющих права самостоятельно работать в электроустановках. Наблюдающими могут назначаться работники с группой III.

Каждый член бригады обязан выполнять правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования местных инструкций по охране труда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проектировании ремонтно-механического цеха получены следующие результаты:

1. Выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения

2. В соответствии с силовой и осветительной нагрузками с учетом экономических показателей для электроснабжения производственного цеха необходимо установить на питающей подстанции 6/0,4кВ один трансформатор мощностью 160кВА

Силовые сети 0,38кВ целесообразно выполнить кабелем марки ААБ, проложенным по кабельным конструкциям, и проводом АПВ, проложенным в трубах в полу

В качестве аппарата защиты необходимо выбрать предохранители

5.Приведены организационно технические мероприятия по охране труда при проведении работ в электроустановках до 1 кВ

Результаты проектирования даны в таблице:

Наименование электрооборудования

Марка Тип

Единица измерения

Количество

Разъединитель трёхполюсной

Выключатель масляный

ВММ-10-320-10тз

Трансформатор масляный мощностью 160Кв*А

Предохранитель

тоже I ном =600А I пл.вс =500А

тоже I ном =250А I пл.вс =200А

тоже I ном =250А I пл.вс =120А

тоже I ном =100А I пл.вс =80А

тоже I ном =100А I пл.вс =50А

тоже I ном =100А I пл.вс =40А

тоже I ном =100А I пл.вс =30А

Кабель на напряжение 6Кв Сечением 3/10мАПВ

Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л.: Стройиздат, 1980.

Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981.

Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций.- М.: Энергия, 1978.

6. Справочник по электроснабжению и оборудованию /Под ред. Федорова А.А., Барсукова А.Н. М., Электрооборудование, 1978.

7. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- М.: Энергия, 1980.

Хромченко Г. Е. Проектирование кабельных сетей и проводок - М.: Высшая школа, 1973.

9. Е.Ф. Цапенко. Устройства для защиты от однофазного замыкания на землю. - М.: Энергоатомиздат 1985 г. - 296 с.

10. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. - Киев: Наукова думка, 1985 г. - 354 с.

Железко Ю.С.. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г. - 176 с.

Существуют следующие схемы электроснабжения: радиальные, магистральные и смешанные.

Радиальная схема проста, надёжна и в большинстве случаев позволяет использовать упрощенные схемы первичных коммутаций подстанций нижнего уровня. При аварийном отключении радиальной схемы на потребителях это не отразится. Недостатками радиальной схемы является высокая стоимость по сравнению с магистральной схемой и большой расход коммутационной аппаратуры.

Преимуществами магистральной схемы (рисунок 2.1) являются лучшая загрузка магистральной линии по току, меньшее число коммутационных аппаратов, уменьшенный расход цветных металлов и затрат на выполнение электрической схемы. Недостатком такой схемы является сложная схема первичной коммутации подстанций нижнего уровня и низкая надёжность.

Смешанная схема сочетает в себе элементы радиальной и магистральной схемы.

Наиболее приемлемой схемой электроснабжения в данном случае является смешанная схема (рисунок 2.2), так как она сочетает в себе преимущества радиальной и магистральной схемы и соответствует требованиям, предъявляемым к надёжности электроснабжения и условиям окружающей среды.

Рисунок 2.1 Магистральная схема питания электроприёмников

Рисунок 2.2 Схема смешанного питания потребителей в системе внутреннего электроснабжения цеха

Описание выбранной схемы электроснабжения

Электроснабжение цеха осуществляется от цеховой трансформаторной подстанции, расположенной на территории цеха, которая получает питание от главной понизительной подстанции. От цеховой трансформаторной подстанции электроэнергия поступает на распределительные шкафы. Распределительные шкафы, в свою очередь, питают силовое оборудование цеха: от ШР1 получает питание закалочная установка 1-100/3 общей мощностью 86 кВт; от ШР2- трубоотрезной станок и станок точильный двухсторонний общей мощностью 26,3 кВт; от ШР3 - токарно-винторезный станок 1М63М и балансировочный станок общей мощностью 59,96 кВт; от ШР4 - шлифмашинка пневматическая, пресс гидравлический, поперечно- строгальный станок общей мощностью 57,76кВт.

Данная схема содержит: масляные выключатели, шинопроводы, разъединители, разрядники, силовые трансформаторы, предохранители.

Масляные выключатели предназначены, для замыкания и размыкания цепи под нагрузкой и для гашения электрической дуги.

Выключатели предназначены для замыкания и размыкания цепи.

Разъединителями называют электрические аппараты, предназначенные для создания видимых разрывов электрических цепей с целью обеспечения безопасности людей, осматривающих и ремонтирующих оборудование электрических установок высокого напряжения или линии электропередачи.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1 Общая характеристика механического цеха, виды установленного оборудования

2 Расчет электрического освещения, выбор источников света и светильников

3 Расчёт мощности и выбор вентиляционной установки

4 Выбор и расчёт грузоподъёмного механизма

5 Разработка схемы управления электропривода грузоподъемного механизма

6 Расчет мощности и выбор электродвигателя главного привода компрессорной установки

7 Расчет и построение естественной механической характеристики АД

8 Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

9 Разработка электрической принципиальной схемы управления компрессорной установки

10 Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для схемы и управления

11 Охрана труда и защита окружающей среды.

12 Заключение

13 Список литературы

Введение

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности труда, улучшить качества продукции и производительности труда. На базе, используемой электрической энергии, ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управления ими. Поэтому, в современной технологии и оборудовании промышленности предприятий велика роль электрооборудования, то есть совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии, и обеспечивать автоматизацию технологических процессов. Первостепенное значение для автоматизации производства имеет многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателя к рабочим органам машины и механизмов, а также возрастающего применения электрической регулировки скорости приводов. Широко внедряются тиристорные преобразовательные устройства. Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичное регулирование электропривода постоянного тока, но и открыло большие возможности для использования частотного регулирования двигателя переменного тока, в первую очередь наиболее простых и надежных синхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенным для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество и качество металлорежущих станков, их техническая оснащенность в значительной степени характеризует производительную мощь страны.

1. Общая характеристика проектируемого объекта, виды установленного оборудования

Основной чертой технологического процесса, проходящего в механическом цехе, является для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования. Данный цех полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым как к производству изделий, так и требованиям электроснабжения потребителей, расположенных в данном цехе.

В механическом цехе находятся следующие станки и агрегаты:

· Сварочные автоматы 4 шт.

· Вентиляторы 4 шт.

· Компрессоры 2 шт.

· Алмазно-расточные станки 4 шт.

· Горизонтально расточные 4 шт.

· Продольно строгальные станки 2 шт.

· Расточные станки 6 шт.

· Радиально - сверлийные станки 4 шт.

· Вертикально сверлийные станки 3 шт.

· Токарно-револьверные станки 8 шт.

· Кран-балка 1 шт.

· Заточные станки 2 шт.

· Поперечно - строгальные станки 3 шт.

В механическом цехе предусматриваются наличие производственных, служебных и бытовых помещений:

· Трансформаторная подстанция.

· Кладовая.

· Щитовая

Цех получает ЭСН от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,5 км от ГПП завода. Производимое напряжение 10кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 39 км.

Размеры цеха A x B x H = 48 x 30 x 7 м.

2. Расчет электрического освещения, выбор источников света и светильников

Расчет мощности осветительной установки производится методом коэффициента использования светового потока.

В проекте производится расчет общего освещения, которое должно обеспечить равную освещенность всей площади помещения.

Выполняем расчет электрического освещения для цеха механической обработки деталей.

Длина данного помещения составляет А=48м, ширина В=30м, высота Н=7м.

Коэффициенты отражения:

от потолка - ?п = 30%

от стен - ?с = 10%

от рабочей поверхности - ?р = 10%

Расчет производится для общего освещения, которое обеспечивает равномерную освещенность площади.

В качестве источников свет выбираем лампы типа ДРИ-250.

Р = 250 (Вт) ФН = 18700 (лм)

Тип светильников РСП-05.

Согласно СНиП, для рассчитываемого цеха определяем нормированную освещенность ЕН и коэффициент запаса КЗ.

ЕН = 300 (лк) КЗ = 1,5 z= 1,15

Приняв высоту свеса светильника hС = 1м, высоту рабочей поверхности hР = 0,8м, определяем расчетную высоту подвеса светильников.

Определяем индекс помещения

Согласно выбранного типа светильников и рассчитанного индекса помещения, из таблицы справочной книги определяем коэффициент использования светового потока:

В соответствии с определенными условиями рассчитываем требуемое количество источников света - n

Где

Принимаем количество светильников = 55шт. Светильники располагаются в 5 рядов по 11 шт. в каждом ряду. Общая мощность осветительной установки:

Производим расчет погрешности освещения:

Погрешность в допустимых нормах, значит, расчет произведен правильно.

План размещения светильников.

3. Расчет мощности и выбор вентиляционной установки

Вентиляционные установки предприятий выполняются обычно вентиляторами центробежного типа. Мощность приводного электродвигателя находится по формуле:

Где

КЗ = 1,1 ? 1,5 - коэффициент запаса.

Q (м3/с) - производительность вентиляционной установки.

НВ (Па) - напор (давление) газа

В - КПД вентилятора, м.б. принято?в = (700 ? 1000)

П - КПД механической передачи (?в = 0,9 ? 0,95)

Производительность вентиляционной установки определяется в зависимости от объема помещения V и требуемой кратности обмена воздуха в час?:

Вентиляторы создают перепад давления:

Нв=(0,01 - 0,1) · 105 Па

В качестве приводных электродвигателей выбирают обычно асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, т.к. регулирования скорости в большинстве случаев не требуется.

Выбираем электродвигатель вентиляционной установки для помещения 48307м, которые должны обеспечить двукратный обмен воздуха в час и создать напор Нв = 1200Па.

Принимаем КЗ = 1,3; ?п = 0,95; ?в = 0,6

Выбираем для вентиляционной установки 3 приводных электродвигателя мощностью по 4кВт каждый. Технические данные двигателей занесём в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Технические данные электродвигателя.

4. Выбор и расчет грузоподъемного механизма

Для подъема и перемещения грузов внутри цеха служит кран-балка грузоподъемностью 2,5 тонны.

Статическая мощность Рс,п кВт на валу двигателя в установившемся режиме при подъеме затрачивается на перемещение груза по вертикали и на преодоление потерь на трение

В данном цеху используется кран - балка грузоподъемностью G = 2,5 т. 1 шт.

Где

G - сила тяжести поднимаемого груза, Н

G0 - сила тяжести грузозахватывающего устройства, Н

при расчете принимают G0 = (2?5)% G

КПД подъемного механизма. При подъеме полного груза? = 0,8

Vп - скорость подъема груза, м/с

(Vп = 0,15 ?0,2 м/с) Vп = 0,17

Произведем выбор электродвигателя для кран - балки грузоподъемностью 2,5 тонн.

Выбираем электродвигатель, технические характеристики которого заносим в таблицу 4.1

Таблица 2 Технические данные электродвигателя.

6. Расчет мощности и выбор электродвигателя главного привода компрессорной установки

Производим расчет и выбор главного приводного электродвигателя.

электрический освещение электропривод компрессорный

Pдвк = Кз где

Q - производительность 20 м/с

А - работа Дж = 130

КПД индикаторный (0,6: 0,8) = 0,7

КПД механической передачи (0,9: 0,95) = 0,93

Кз - коэффициент запаса (1,05: 1,15) = 1,1

Pдвк = 1,1 кВт

Выбираем по каталогу двигатель ближайшей большой стандартной мощности и его технические характеристики записываем в таблицу.

7. Расчет и построение естественной механической характеристики АД

Привод компрессорной установки осуществляется с помощью асинхронного электродвигателя. Данные, которые приведены в таблице 4.

Таблица 4. Технические данные электродвигателя

Понятие о механической характеристики двигателя.

Основное назначение электродвигателя - преобразование электрической энергии в механическую. Эта энергия передается через вал электродвигателя производственной машины или механизма.

При установившейся скорости двигателя момент на двигателе и статической нагрузки равны. Статический момент, создаваемый механизмом, зависит от его механических свойств и может быть построенным независимым от условий скорости так и переменным в той или иной степени определения его зависимостью, изображается прямой или кривой линией в прямолинейной системе координат - называется механической характеристикой производственного процесса и представляется функцией.

Расчет естественной механической характеристики асинхронного двигателя, ведется по его паспортным данным. Естественной называется механическая характеристика, полученная при выполнении следующих условий:

Параметры питающей сети для данного двигателя должны быть номинальными;

Ни в одной из цепей двигателя не должно быть включено добавочное сопротивление;

Схема включения двигателя - стандартная;

Механическая характеристика АД рассчитывается по формуле Клосса и определяет зависимость между электромагнитным моментом и скольжением.

1. Определяем синхронную угловую скорость вращения.

рад/сек, где

Р - число пар полюсов =2

f - частота = 50Гц

2. Определяем номинальную угловую скорость вращения ротора.

nн - номинальная частота вращения двигателя.

3. Определяем номинальное скольжение.

4. Определяем номинальный момент электродвигателя.

5. Рассчитываем максимальный и пусковой момент

6. Определяем отношение

7. Рассчитываем критическое скольжение

8. Рассчитываем вспомогательный коэффициент

9. Производим расчет величин М и?, задаваясь различными значениями величины скольжения S

При S = Sн = 0

8.Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

При эксплуатации электроприводов двигатели подключают к сети, изменяют режим его работы с двигательного режима на тормозной и наоборот. Переход электропривода из одного установившегося режима к другому называют переходным режимом. Этот процесс обусловлен инерционными массами электропривода и электромагнитной инерцией обмоток электрических машин.

Цель расчета переходного процесса - определение времени переходного процесса и зависимостей? = f(t) и M = f(t).

Для расчета переходного процесса при нелинейных характеристиках применяют графоаналитический метод. Для выполнения расчета используется естественная механическая характеристика электродвигателя, рассчитанная и построенная в предыдущем разделе.

При пуске электродвигателя происходит увеличение его угловой скорости, следовательно в системе электропривода возникает динамический момент Мд

Мдин = М - Мст

где Мст - момент статического сопротивления приводного механизма.

Момент Мст создаваемый производственным механизмом, зависит от его механических свойств и может быть как постоянным, не зависящим от угловой скорости, так и переменным. Эта зависимость изображается линией в системе координат и называется механической характеристикой производственного механизма? = f(Mст)

Для построения механической характеристики приводного механизма необходимо определить статическую частоту вращения:

где Рст - статическая мощность на валу приводного электродвигателя

Статический момент на валу электродвигателя:

Начальный статический момент (при учебном проектировании)

Для расчета переходного процесса в системе координат в одном масштабе строятся две механические характеристики: электродвигателя и приводного механизма.

График f(?) = Мд - динамическая механическая характеристика строится путем графического вычитания графиков приводного электродвигателя и производственного механизма.

Производим разбиение построенных механических характеристик на не менее чем на 10 сечений с приращением скорости

Затем производится линеаризация динамической механической характеристики, т.е. замена ее ступенчатой. Для этого проводятся вертикальные линии на каждом из сечений скорости на динамической характеристике так, чтобы площади получившихся криволинейных треугольников были примерно одинаковы.

Для каждого из приращений скорости рассчитываем соответствующее приращение времени по формуле:

где i- порядковый номер сечения скорости

Jприв - приведенный момент инерции электропривода

где Jрот - момент инерции приводного электродвигателя, определяется из его паспортных данных.

Jмех - момент инерции приведенного в движение механизма =(1,5 - 2) Jрот

Текущее время переходного процесса рассчитывается нарастающим итогом по соответствующей сумме приращений времени:

t3 = ?t1+ ?t2+ ?t3

Текущее значение скорости находится через сумму приращений скорости:

Величины моментов на валу электродвигателя при построении графиков переходного процесса М1 М2… берутся из графика механической характеристики электродвигателя?=f(M) в конце каждого сечения.

Таблица 6 Результаты расчета переходного процесса.

М дин, Н м

9. Разработка схемы управления электроприводами компрессорной установки

Компрессоры относятся к группе механизмов, получивших широкое распространение на всех промышленных предприятиях. Компрессоры применяют для получения сжатого воздуха или газа, с целью использования его энергии в приводах пневматических молотов и прессов, По принципу действия компрессоры делятся на центробежные и поршневые.

Электрическая схема управления компрессорной установкой, состоящей из двух агрегатов К1 и К2. Двигатели компрессоров Д1и Д2 питаются от трёхфазной сети 380 В через автоматические выключатели ВА1 и ВА2 с комбинированными расцепителями. Включение и отключение двигателей производятся магнитными пускателями ПМ1и ПМ2. Цепи управления и сигнализации питаются фазным напряжением 220 В через однополюсный автоматический выключатель ВА3 с максимальным электромагнитным расцепителем.

Управление компрессорами может быть автоматическим или ручным. Выбор способа управления производится с помощью ключей управления КУ1 и КУ2. При ручном управлении включение и отключение пускателей ПМ1 и ПМ2 осущевстляется поворотом рукояток ключей КУ1 и КУ2 из положения 0. Автоматическое управление компрессорами производится при установке ключей КУ1 и КУ2 в положение А, а включение и отключение пускателей осущевстляется с помощью реле РУ1 и РУ2. Контроль давления воздуха в ресиверах производится двумя электрконтактными манометрами, контакты которых включены в цепи катушек реле РУ1 и РУ4. Очерёдность включения компрессоров при падении давления устанавливается с помощью переключателя режимов ПР. если ПР установлен в положении К1 то первым включается компрессор К1, предположим что ресиверы наполнены сжатым воздухом, давление соответствует верхнему пределу (контакты манометров М1-Н и М2-н разомкнуты) и компрессоры не работают. Если в результате потребления воздуха давление ресивера падает, то при достижении ими минимального значения, установленного для пуска первого компрессора, замкнётся контакты М1-н первого манометра (Н - нижний придел), сработает реле РУ1 и своим контактом включит пускатель ПМ1 двигателя первого компрессора. В результате компрессора К1 давление в ресиверах будет повышаться и контакт М1-н разомкнётся и это не приведёт к отключению компрессора, так как катушка реле продолжает получать питание через свой контакт и замкнутый контакт РУ4.

При повышении давления в ресиверах до максимального предела замкнётч контакт манометра М1-в (В-верхний предел), сработает реле РУ4 и своим контактом отключит реле РУ1, потеряет питание пускатель ПМ1 и компрессор К1 остановится. е.В случае не достаточной производительности первого компрессора или его неисправности давление в ресиверах будет продолжать падать. Если оно достигает предела установленного для замыкания контакта М2-н второго манометра (манометры М1 и М2 регулируются так, чтобы контакт М2-н замыкался по сравнению с контактом М1-н при несколько низким давлением), то сработают реле РУ3 и РУ2. Последнее своим контактом включит пускатель ПМ2, то есть вступит в работу компрессор К2. Реле РУ2 после замыкания контакта М2-н остаётся включенным через свой контакт и замкнутый контакт реле РУ4. когда давление в ресиверах результате совместной работе обоих компрессоров (или только К2 при неисправном К1) поднимается до верхнего придела, замкнётся контакты манометра М2-в и включится реле РУ4 в результате выключается реле РУ1 и РУ2 и пускатели ПМ1 и ПМ2.Оба компрессора остановятся. В схеме предусмотренный контроль исправности компрессорной установки. Если несмотря на работу обоих компрессоров давление в ресиверах продолжает падать или не изменяется то контакт М2-н нижнего предела остается замкнутым, и реле РУ3 будет включено. Оно своим контактом приведёт в действие реле времени РВ, которое с некоторой выдержкой времени, необходимой для обеспечения нормального подъема давления компрессором К2, замкнёт свой контакт РВ в цепи аварийно - предупредительной сигнализации, и персоналу будет подан сигнал о необходимости устранения неисправности. Сигнальная лампа ЛЖ служит для световой сигнализации и режиме работы компрессорной установки при ручном управлении. Она загорается при падении давления в ресиверах, получая питания через контакт реле РУ3. сигнальная лампа ЛБ и реле напряжения РКН служит для контроля наличия напряжения в цепях управления. Контроль температуры воздуха в компрессорах охлаждающей воды и масла осуществляется специальными реле, которые вместе с реле РКН воздействуют на цепи оварийно-предупредительной сигнализации извещая персонал о нормальном режиме установки.

10. Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты для схемы и управления

Номинальный ток электродвигателя.

Выбираем аппарат защиты:

серии ВА 51 - 35

Iном выкл = 250 А; Iном расц = 200 А

Iтр = 1,1 Iном = 1,1 136,3 = 149,93 А

Iп = Iном Kп = 136,3 7 = 954,1 А

Iэрм = Кэрм Iтрн = 7 160 = 1120 А > 1,25 ·Iпуск

1120 ? 1112,6 Условие выполнено, значит аппарат защиты выбран правильно.

Выбираем магнитный пускатель:

Iном = 160 А

серии ПМЛ - 721002

IР 54; нереверсивный без кнопок « пуск « и «стоп «.

Выбираем питающий кабель:

АВВГ (4 ? 95) Iдоп = 170 А

11. Охрана труда и защита окружающей среды

Для очистки выбросов в атмосферу применяется их нейтрализация раствором щелочи, а так же могут быть твердые поглотители: различные марки активированных углей. Источниками вредных выбросов в атмосферу являются промышленные предприятия, поэтому в настоящее время распространены безотходные и малоотходные производства. На тепловых электростанциях устанавливают комплексные золоулавливающие установки. Очистка сточных вод мероприятия в системе охраны водоемов от загрязнения может быть естественной (бактериальной) и искусственной (химической). Прекращено строительство ГЭС на равнинных реках, так как происходит затопление больших площадей плодородных земель и лесных массивов.

Опасность электроустановки зависит от следующих факторов: класса напряжения, сопротивления изоляции, переходного сопротивления в месте замыкания на землю, удельное сопротивление грунта. Поражение человека возможно так же при прикосновении к нетоковедущим частям, которые могут оказаться под рабочим напряжением в аварийных случаях (пробой изоляции и т.д.). В этом случае безопасность обеспечивается выполнением заземления. Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических нетоковедущих частей электрооборудования (корпус электромашины и т.д). Заземление бывает естественное(металлоконструкции находящиеся в земле), искусственное (в виде труб, стержней, уголков длиной 2-2,5м вбитых в грунт) Для выполнения контура заземления роют траншеи- в земле глубиной 0,7, в которые вбивают электроды, а концы их сваривают. От контура проводят минимум две полосы в цех, которые соединяют с внутренним контуром заземления, к которому параллельно присоединяют корпуса электромашины, электрооборудования. Норма сопротивления заземлений на стороне 0,4 кв. должна быть не более 40м

Электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные позволяют долгое время прикасаться к токоведущим частям, т.е. длительно выдерживают рабочее напряжение: изолирующие штанги и клещи, указатели напряжения, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками. Дополнительные дополняют основную защиту от поражения электрическим током: диэлектрические перчатки, боты, колпаки, накладки, коврики, изолирующие подставки, экранирующие костюмы (свыше 500кВ), переносное заземление, знаки и плакаты безопасности.

К производственным помещениям предусматривают следующие противопожарные требования: применение конструкций зданий с регламентирующим пределом огнеупорности. Огнезащитные материалы, водяное автоматическое пожаротушение, установка автоматической пожарной сигнализации. Для предотвращения огня применяют противопожарные стены, перегородки, (стены) двери, ворота, тамбуры.

12. Заключение

В данной курсовой работе приводится характеристика компрессорной установки, её работа и параметры. Производится выбор главного двигателя. Тип двигателя 4A132S4У3, его мощность 75 кВт.

Приведено описание электрической принципиальной схемы компрессорной установки и краткое описание его работы.

Выбрана аппаратура управления и защиты для двигателей. Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ - 721002 Iн=200А.

Рассчитано электрическое освещение цеха для обеспечения качества работы и удобства обслуживания оборудования цеха. Выбраны светильники типа ДРИ, количество ламп составляет 55 шт. Так как цех большой, то рассчитанная для него вентиляция, состоит из 4 вентиляторов мощностью по 4 кВт, для обеспечения качественного проветривания помещения при ведении различных видов работ.

Для транспортировки по цеху тяжелых грузов, загрузки и разгрузки материалов используют кран-балка мощностью 75 кВт грузоподъёмностью 2,5 тонны. Их расчет производится для максимального веса груза. В завершении курсового проекта произведен перечень мероприятий по электробезопасности, пожаробезопасности, охране труда и окружающей среды. В них перечисляются правила работы с промышленным оборудованием, при котором должны соблюдаться все требования для безопасной работы и устранение электрического и механического травмирования рабочего персонала.

13. Список литературы

1. Зимин Е.К. «Электрическое оборудование промышленных предприятий и установок». Энергоиздат 1981

2. Шеховцов В.П. «Электрическое и электромеханическое оборудование». М.: Форум-Инфа-М. 2004

3. Дьяков В.И. «Типовые расчеты по электрооборудованию». М.: Энергоиздат 1985

4. Электротехнический справочник. том II, III под ред. В.Г. Герасимов. М.: Энергоатомиздат 1986

5. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. «Электробезопасность при эксплуатации электроустановок промышленных предприятий». М.: ПрофОбрИздат 2002

6. Айзенберг Б.Ю. «Справочная книга по светотехнике». М.: Энергоатмиздат. 1995

7. Соколова Е.М. «Электрическое и электромеханическое оборудование». М.: Мастерство 2001

8. Кноринг Г.М. .Справочная книга для проектирования электрического освещения.. Л.: Энергия 1976.

9. Кнорринг Г.М. «Осветительные установки». М.: Энергоиздат 1981

10. Усатенко С.Г. «Выполнение электрических схем по ЕСКД». М.: Издательство стандартов. 1989

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор источников света для системы равномерного освещения цеха. Светотехнический расчет системы освещения и определение единичной установленной мощности источников света в помещениях. Разработка схемы питания осветительной установки. Выбор проводов.

курсовая работа , добавлен 10.11.2016

Выбор видов и систем освещения, размещение осветительных приборов. Расчет освещения методом удельной мощности. Выбор напряжения электрической сети, источников и схемы питания установки. Вид проводки и проводниковых материалов. Расчет сечения проводов.

курсовая работа , добавлен 25.08.2012

Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и административно-бытовых помещений. Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса. Определение расчетной мощности источников света. Схема питания осветительной установки.

курсовая работа , добавлен 17.02.2016

Светотехнический расчет механического, заточного и инструментального отделений. Выбор источников света, системы освещения. Размещение светильников в помещении. Мощность источников света. Рекомендации по монтажу и мероприятия по технике безопасности.

курсовая работа , добавлен 06.03.2014

Светотехнический расчет склада готовой продукции. Определение мощности источников света. Размещение светильников в помещении. Светотехнический расчет склада тарных химикатов. Выбор типа групповых щитков, место их установки. Электрический расчет освещения.

курсовая работа , добавлен 12.02.2015

Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и вспомогательных помещений. Определение единичной установленной мощности источников света. Разработка схемы питания осветительной установки. Выбор сечения проводов и кабелей сети.

курсовая работа , добавлен 15.01.2013

Определение мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости слесарного цеха. Выбор системы освещения, источников света, светильников и их размещения. Применение метода коэффициента использования светового потока.

курсовая работа , добавлен 05.10.2014

Выбор систем освещения помещений цеха и источников света. Расчет электрического освещения. Выбор напряжения и источника питания. Расчет нагрузки электрического освещения, сечения проводников по нагреву и потере напряжения, потерь напряжения в проводниках.

курсовая работа , добавлен 22.10.2015

Светотехнический расчет освещения с целью выбора напряжения и источников питания осветительной сети кузнечного цеха, механического отделения и бытовки. Схема питания осветительной установки. Размещение светильников в помещении, определение их мощности.

курсовая работа , добавлен 11.03.2013

Краткое описание центробежного вентилятора, его функции и сферы практического применения. Выбор системы электропривода, расчет мощности и выбор двигателя, питающих кабелей и проводов. Описание работы схемы управления, выбор ее составных элементов.

Схема цеховой силовой сети до 1000 В определяется технологическим процессом производства, взаимным расположением цеховых ТП или ввода питания и электроприемников, их единичной установленной мощностью и размещением по площади цеха. Схема должна быть проста, безопасна и удобна в эксплуатации, экономична, удовлетворять характеристике окружающей среды, обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.

Линии цеховой сети, отходящие от цеховой ТП или вводного устройства, образуют питающую сеть, а подводящие энергию от шинопроводов или РП непосредственно к электроприемникам - распределительную.

Схемы сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными - с односторонним или двусторонним питанием.

Радиальная схема питания цеховой сети

При радиальной схеме энергия от отдельного узла питания (ТП, РП) поступает к одному достаточно мощному потребителю или к группе электроприемников. Радиальные схемы выполняют одноступенчатыми, когда приемники питаются непосредственно от ТП, и двухступенчатыми, когда они подключаются к промежуточному РП.

Рис. 1. Радиальная схема питания: 1 - распределительный щит ТП, 2 - силовой РП, 3 - электроприемник, 4 - щит освещения

Радиальные схемы применяют для питания сосредоточенных нагрузок большой мощности, при неравномерном размещении приемников в цехе или группами на отдельных его участках, а также для питания приемников во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях. В последнем случае аппаратура управления и защиты электроприемников, устанавливаемая на РП, выносится за пределы неблагоприятной окружающей среды.

Выполняются радиальные схемы кабелями или проводами в трубах или коробах (лотках). Достоинства радиальных схем заключаются в высокой надежности (авария на одной линии не влияет на работу приемников, получающих питание по другой линии) и удобстве автоматизации. Повышение надежности радиальных схем достигается соединением шин отдельных ТП или РП резервирующими перемычками, на коммутационных аппаратах которых (автоматах или контакторах) может выполняться схема АВР - автоматического ввода резервного питания.

Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность из-за значительного расхода проводникового материала, необходимость в дополнительных площадях для размещения силовых РП. Ограниченная гибкость сети при перемещениях технологических механизмов, связанных с изменением технологического процесса.

Магистральная схема питания цеховой сети

При магистральных схемах приемники подключаются к любой точке линии (магистрали). Магистрали могут присоединяться к распределительным щитам подстанции или к силовым РП либо непосредственно к трансформатору по схеме блока трансформатор - линия.

Магистральные схемы с применяются при питании приемников одной технологической линии или при равномерно распределенных по площади цеха приемниках. Такие схемы выполняются с применением шинопроводов, кабелей и проводов.

Рис. 2. Магистральные схемы с односторонним питанием: а - с распределительными шинопроводами, б - блок трансформатор-магистраль, в - цепочка, 1 - распределительный щит ТП, 2 - силовой РП, 3 - электроприемник, 4 - магистральный шинопровод, 5 - распределительный шинопровод

При установке на рабочих местах технологической линии электроприемников малой мощности целесообразно распределительные магистрали выполнять модульными проводками. Для магистрали модульной сети используются изолированные провода, проложенные в трубах скрыто в полу, с установкой на определенном расстоянии друг от друга (модуле) разветвительных коробок, на которых крепятся напольные распределительные колонки о штепсельными разъемами. Электроприемники подключаются к колонкам проводами в металлорукавах. Модульные проводки применяются при нагрузках на магистраль до 150 А,

Достоинствами магистральных схем являются: упрощение щитов подстанции, высокая гибкость сети, дающая возможность перемещать технологическое оборудование без переделки сети, использование унифицированных элементов, позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Магистральная схема менее надежна, чем радиальная, так как при исчезновении напряжения на магистрали все подключенные к ней потребители теряют питание. Применение шинопроводов и модульной проводки неизменного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

Смешанная схема питания

В зависимости от характера производства, размещения электроприемников и условий окружающей среды силовые сети могут выполняться по смешанной схеме. Часть электроприемников получает питание от магистралей, часть - oт силовых РП, которые, в свою очередь, питаются либо от щита ТП, либо от магистральных или распределительных шинопроводов.

Модульные проводки могут получать питание от распределительных шинопроводов или от силовых РП, включенных по радиальной схеме. Такое сочетание позволяет более полно использовать достоинства радиальных и магистральных схем.

Рис. 3. Схемы двустороннего питания: а - магистральная с распределительным шинопроводом, б - радиальная о резервирующей перемычкой, в - с взаимным резервированием магистралей

Для повышения надежности питания электроприемников по магистральным схемам применяется двустороннее питание магистральной линии. При прокладке в крупных цехах нескольких магистралей целесообразно питать их от отдельных ТП, выполнив перемычки между магистралями. Такие схемы магистрального питания с взаимным резервированием повышают надежность питания, создают удобства для проведения ремонтных работ на подстанциях, обеспечивают возможность отключения незагруженных трансформаторов, в результате чего снижаются потери электроэнергии.

Введение

1. Характеристика потребителей электрической энергии

1.1 Характеристика по режиму работы приёмников

1.2 Характеристика потребителей по степени бесперебойности электроснабжения

2. Характеристика среды отделений цеха

3. Требование к схемам электроснабжения в соответствии со средой и категорией

4. Определение расчётной мощности и нагрузок методом упорядоченных диаграмм

5. Определение месторасположения цеховой подстанции, её типа, типа трансформаторов, их количества и мощность на основе технико-экономического расчёта

5.1 Выбор типа и числа трансформаторов

5.2 Технико-экономический расчёт и выбор трансформатора

6. Выбор схемы электроснабжения цеха

7. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии

8. Расчёт и выбор параметров схемы

8.1 Определение расчётной нагрузки на питающую линию ТП-ШРА 1

8.2 Выбор типа шинопровода и питающего его кабеля

8.3 Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии

8.4 Технико-экономический расчёт проводов, кабельных линий шинопроводов

8.5 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

а) Выбор предохранителей

б) Выбор автоматических выключателей

в) Выбор рубильников ввода и магнитных пускателей

9. Конструктивное исполнение цеховой сети

10. Описание принятой схемы

Список литературы

Аннотация

В курсовой работе произведен расчет электроснабжения цеха. По исходным данным составлен план сети 0,4 кВ для участка цеха, выбрана схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок участка цеха выполнен методом упорядоченных диаграмм с применением коэффициента расчетной нагрузки. Выбор сечения проводов и кабелей осуществлен по условию нагрева, выбранное сечение проверено по допустимой потере напряжения и на соответствие току защитного аппарата.

Выбрана коммутационная и защитная аппаратура. При выборе мощности трансформаторов цеховой подстанции определена мощность компенсирующих устройств, обеспечивающая выбор оптимальной мощности цеховых трансформаторов.

ВВЕДЕНИЕ

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии – городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.

В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных
процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.

В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.

1. Характеристика потребителей электрической энергии

1.1 Характеристика по режиму работы приёмников

Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии

потребляется промышленными предприятиями.

Приёмники данного металлообрабатывающего предприятия можно

разделить на группы:

Приёмники трёхфазного тока напряжением до 1000 В.частотой 50 Гц.

Приёмники однофазного тока напряжением до 1000 В.частотой 50 Гц.

Приёмники постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и подстанций.

Приёмники цехов могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки.

1. Приёмники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой.

2.Приёмники, работающие в режиме повторно – кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно – кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения и длительностью цикла.

1.2 Характеристика потребителей по степени бесперебойности электроснабжения

С точки зрения обеспечения надёжного и бесперебойного питания, преемники электрической энергии делятся на три категории.

К 1 категории относят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприёмники должны обеспечиваться электропитанием от 2 и более источников, причём перерыв в электроснабжении допускается на время АВР 1 – 2 сек.

Во 2 категорию входят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Для приёмников перерыв питания допускается на время необходимое для включения резерва, но не более 1 – 2ч.

К 3 категории относят все остальные электроприёмники, не подходящие под определение к 1 и 2 категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха несерийного производства. Перерыв на всё время ремонта, но не более чем на 1 сутки.

2. Характеристика среды цеха

В помещениях механического цеха отсутствует химически активная или органическая среда, т.е. не содержаться агрессивные пары, газы, жидкости не образуются отложения или плесень.

В помещениях по технологическим условиям производства не выделяется технологическая пыль в таком количестве, чтобы она оседала на проводах или проникала бы внутрь машин или аппаратов.

Помещения в цеху не относятся к взрывоопасным, поскольку объём взрывоопасной смеси не превышает 5 % от свободного объема помещения.

Помещения в цеху относятся к сухим помещениям, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 %. А при отсутствии различных вышеперечисленных агрессивных сред можно отнести помещения в цеху с нормальной средой.

Среда цеха характеризуется как нормальная на основании следующих параметров:

1) относительная влажность воздуха не выше 60 % . ПУЭ 1.1.6.

2) температура воздуха не выше 35 0 С ПУЭ 1.1.10.

3) технологическая пыль отсутствует ПУЭ 1.1.11.

4) агрессивные пары,жидкости и газы не применяются ПУЭ 1.1.11

3. Требование к схемам электроснабжения в соответствии со средой и категорией

При проектировании систем электроснабжения должны рассматриваться вопросы: Перспектива развития электрических систем электроснабжения, обеспечение комплексного и централизованного электроснабжения потребителей, снижение потерь электрической энергии. Вопрос о надёжности электроснабжения потребителей связан с числом источников питания, схемой электроснабжения и категорией потребителей. В механическом цехе преобладают приёмники третьей категории, они имеют один источник питания.

Экономичность – минимальные затраты на схему электроснабжения, но при этом схема должна обеспечивать надёжное электроснабжение в соответствии с категорией потребителей

Гибкость – схема должна допускать переделки и изменения в схеме связанные с вводом новых мощностей, увеличением нагрузки без существенных переделов схемы.

Удобство в эксплуатации – оборудование должно быть доступно для осмотра и ремонта и быстрого устранения неисправностей.

Принципы построения схем электроснабжения:

1. Отказ от холодного резерва – т.е. все линии и трансформаторы должны находиться под напряжением или под нагрузкой

2. Раздельная работа линий и трансформаторов – все линии и трансформатор работают раздельно.

3. Глубокое секционирование – все секции шин секционированы

4. Приближение ВН к потребителям.

4. Определение расчётной мощности и нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Электрические нагрузки являются исходными данными для решения комплекса вопросов при проектировании системы электроснабжения цеха и в целом промышленного предприятия.

Научно-исследо... Сч окр расшифровка. Стадии и этапы окр. Состав комплекта ркм по военным ниокр

Следующая статья Как правильно составить техническое задание