Реферат Электроснабжение электромеханического цеха 2
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего
от 25%

Подписываем
договор
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Основная часть
1.1 Характеристика технологического процесса и объекта
1.2 Классификация помещений по пожаро-, взрыво-, электробезопастности
2. Расчётно-конструктивная часть
2.1 Категория надёжности электроснабжения
2.2 Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформатора
2.3 Расчёт и выбор элементов электроснабжения
2.4 Расчёт короткого замыкания и проверка элементов линий электроснабжения
2.4.1 Расчёт К.З
2.5 Центр электрических нагрузок и картограмма нагрузок
2.6 Расчёт заземления цеха
3. Правила техники безопасности при эксплуатации электрических
нагрузок
Заключение
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами и др. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.
В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.
Энергетической программой предусмотрено создание мощных территориально-производственных комплексов (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Такие комплекс добывают, перерабатывают, транспортируют энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.
Энергетической программой Казахстана предусматривается дальнейшее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования; реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов; улучшения структуры производства, преобразования и использования энергетических ресурсов.
Электроснабжение любого предприятия должно быть надёжным, экономичным с возможностью загрузки на полную мощность. При расчёте электроснабжения электромеханического цеха тяжёлого машиностроения учтены категории токоприёмников цеха, учтены вопросы пожара и взрывобезопасности помещений, в которых расположено электрооборудование цеха.
В расчётно-конструкторской части курсового проекта произведены необходимые расчёты по определению мощности трансформатора, выбору его типа и количества трансформаторов установленных в помещении цеховой ТП. Выбрана оптимальная для данного цеха схема электроснабжения с расчётом токов нагрузки отходящих кабельных и проводных линий, выбраны провода воздушно-кабельной линии для запитки трансформаторов, рассчитаны токи коротких замыканий. Значение токов к.з использованы для проверки работоспособности эл.аппаратов, шин и кабелей на динамическую и термическую стойкость.
Важное значение отводится качеству электрической энергии, поэтому произведён расчёт электрических цепей на потерю напряжения. В проекте применена типовая аппаратура для комплектации силовых ящиков и щитов. Расчёт и выбор пусковой и защитной аппаратуры произведён по расчётным и пусковым токам питаемых электродвигателей.
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Характеристика технологического процесса и объекта
Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработкой различными способами.
Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ имеет станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные, токарные, фрезерные, строгальные, анодно-механические станки и др.
В цехе предусмотрены помещения для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. ЭМЦ получает ЭСН от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой ТП – 0,5 км, а от ЭНС до ПГВ – 10км. Напряжения на ПГВ – 10 кВ.
Количество рабочих смен – 2. Потребители ЭЭ цеха имеют 2 и 3 категорию надёжности ЭСН.
Грунт в районе ЭМЦ – песок с температурой +20оС. Каркас здания цеха смонтирован из блоков секций длиной 8 и 9 м каждый.
Размеры цеха А х В х Н = 48 х 30 х 9м.
Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.
Перечень ЭО ЭМЦ дан в таблице 1.1.1
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприёмника.
Расположение основного ЭО показано на плане.
Таблица 1.1.1- Перечень ЭО электромеханического цеха
№ на плане | Наименование ЭО | Pэп, кВт | Примечание |
1 | 2 | 3 | 4 |
1,11 | Краны мостовые | 2,5 кВА | ПВ=25% |
2,12,13 | Манипуляторы электрические | 3,5 | |
18 | Точильно-шлифовальные станки | 1,8 | 1 фазн. |
3,4,16,17 | Настольно-сверлильные станки | 2 | |
5,19,20 | Токарные полуавтоматы | 9,5 | |
6,7 | Токарные станки | 10,5 | |
8…10,23,24,27 | Слиткообдирочные станки | 1,5 | |
14,15 | Горизонтально-фрезерные станки | 7,5 | |
21,22 | Продольно-строгальные станки | 9,5 | |
25,28,29 | Анодно-механические станки | 65 | |
26 | Электротельфер | 5 | |
30,31 | Вентиляторы | 4 | |
Большинство электроприёмников цеха относится к приёмникам трёхфазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц (станки, вентиляторы, кран мостовой).
По режиму работы различают характерные группы приёмников:
1) электродвигатели вентиляторов работают в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме они работают продолжительное время без превышения температуры отдельных частей машины или аппарата выше допустимой.
2) станки работают длительно, но с переменной нагрузкой и кратковременными отклонениями, за время которых электродвигатель не успевает нагреться.
3) кран мостовой работает в повторно-кратковременном режиме, где так же исключается превышение температуры электродвигателя.
1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-,
электробезопасности
Взрывоопасные зоны. Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.
При определении взрывоопасных зон принимается, что:
а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения;
б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до
в) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами.
Примечания: 1. Объемы взрывоопасных газов и паровоздушной смесей, а также время образования паровоздушной смеси определяются в соответствии с «Указаниями по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности», утвержденными в установленном порядке.
2. В помещениях с производствами категорий А, Б и Е электрооборудование должно удовлетворять требованиям к электроустановкам во взрывоопасных зонах соответствующих классов. Зоны взрывоопасности: В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг, В-ІІ, В-ІІа.
Все помещения механического цеха тяжёлого машиностроения являются не взрывоопасными.
Пожароопасные зоны. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.
Зоны пожароопасности: П-I, П-II, П-IIа, П-IIІ.
В механическом цехе встречаются помещения следующих классов:
Зоны класса П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 0С.
Зоны класса П-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.
Классификация помещений по электробезопасности. В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:
помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.
1) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
сырость или токопроводящая пыль;
токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);
высокая температура;
возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой;
2) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
особая сырость;
химически активная или органическая среда;
одновременно два или более условий повышенной опасности.
Данные ВПЭБ по механическому цеху приведены в (таблица 1.1.2).
Таблица 1.1.2 - Классификация помещений ЭМЦ по ВПЭБ
Наименование помещений | Категории | ||
Взрывоопасность | пожароопасность | Электробезопасность | |
Станочное отделение | _ | П II а | ОО |
Помещение мастера | _ | _ | БПО |
Бытовка | _ | _ | БПО |
Трансформаторная | _ | П I | ОО |
Вентиляционная | _ | П II а | БПО |
Инструментальная | _ | П II а | БПО |
Склад | _ | П II а | БПО |
Комната отдыха | _ | _ | БПО |
2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ
2.1
Категория надёжности электроснабжения
Все электроприемники по надежности электроснабжения разделяются на три категории:
Электроприемники І категории – электроприемники, 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. Из состава электроприемников І категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.
Электроприемники ІІ категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.
При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников ІІ категории от одного трансформатора.
Для электроприемников ІІ категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
Согласно ПУЭ, электроприемники ІІ категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.
Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения І и ІІ категорий.
Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 1 суток. Электроприемники учебных мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию относятся к электроприемникам ІІ и III категорий.
Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные.
Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приёмников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитывают на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений.
Электромеханический цех тяжёлого машиностроения по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. Потребители механического цеха присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов ТМ-1000-10/0,4, называемых питающими трансформаторами.
2.2 Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства
и выбор трансформаторов
Основным методом расчёта электрических нагрузок является метод коэффициента максимума, который сводится к определению максимальных (Pм, Qм, Sм) расчётных нагрузок групп электроприёмников.
Значение Pм, Qм, Sм определяют по формулам:
где: Pм – максимальная активная нагрузка, кВт;
Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВар;
Sм – максимальная полная нагрузка, кВА;
Км – коэффициент максимума активной нагрузка;
Км′ - коэффициент максимума реактивной нагрузки;
Pсм – средняя активная мощность в наиболее загрузочную смену, кВт;
Qсм – средняя реактивная мощность в наиболее загруженную смену, кВар.
Значение Pсм, Qсм, определяют по формулам:
где: Ки–коэффициент использования электроприёмников, определяется на основании опыта эксплуатации и справочных данных,
Pн – номинальная активная групповая мощность, приведённая к
длительному режиму, без учёта резервных электроприёмников, кВт;
tgφ – коэффициент реактивной мощности;
Км = F(Ки, nэ) определяется по справочным данным;
nэ – эффективное число электроприёмников.
Ки.ср средний коэффициент использования группы электроприёмников,
где: ∑Pсм, ∑Pн - суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприёмников, кВт;
nэ = F(n, m, Ки.ср, Pн) может быть определено по упрощённым вариантам справочных данных,
где: n – фактическое число электроприёмников в группе;
m – показатель силовой сборки в группе,
где: Pн.нб, Pн.нм – номинальные приведённые к длительному режиму активные мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.
В соответствии с практикой проектирования принимается Км′ =1,1, при nэ ≤ 10;
Км′ = 1, при nэ > 10.
Распределение нагрузок по секциям.
Для надёжной и бесперебойной работы оборудования вся нагрузка должна равномерно распределяться, т.е. нагрузка на секциях должна быть приблизительно одинакова.
Нагрузка основного оборудования механического цеха приведена в таблице (1.1.1). В данной таблице имеется примечание по крану мостовому, поэтому :
Кран мостовой работает в повторно-кратковременном режиме, приведем мощность электроприёмника к длительному режиму:
Рэп = Рэп · √ПВ = 2,5 . √25 = 2,5 . 5 = 12,5 кВт.
Точильно-шлифовальный станок запитывается от однофазной сети, и создаёт неравномерность нагрузки:
Рнб=2 . Рэп=2 . 1,8=3,6
Рнм=1,5 . Рэп=1,5 . 1,8=2,7
Т.к., Н>15%, то
Рэп=
Распределим равномерно всю нагрузку основного оборудования механического цеха и занесем данные в таблицу (2.2.2).
Таблица 2.2.1 - Распределение нагрузки по секциям
Секция 1 | Секция 2 | ||
РП 1 | Нагрузка приведённая P, кВт | РП 2 | |
Кран мостовой | 12,5 | 12,5 | Кран мостовой |
РП 3 | | | ШМА 2 |
Точильно-шлифовальный станок | 6,2 | 2х4 | Вентиляторы |
ШМА 1 | | 6х1,5 | Слиткообдирочные станки |
Анодно-механические станки | 2х65 | 2х7,5 | Горизонтально-фрезерные станки |
Электротельфер | 5 | | ШМА 3 |
Токарные станки | 2х10,5 | 3х9,5 | Токарные полуавтоматы |
| | 4х2 | Настольно-сверлильные станки |
| | 65 | Анодно-механический станок |
| | 2х9,5 | Продольно-строгальные станки |
| | | ШМА 4 |
| | 3х3,5 | Манипуляторы электрические |
174,7 | Итого | 175,5 |