Электроснабжение промышленных предприятий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ 

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский  государственный университет им. М. Козыбаева

 

Факультет энергетики и  машиностроения

Кафедра энергетики и  приборостроения

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

“ЭСН и ЭО участка механосборочного цеха”

 

Дисциплина: "Электроснабжение промышленных предприятий"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Салтнова Е.Н

Проверил ст. преподаватель: Кашевкин А.А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Петропавловск 2012

 

Содержание

 

1 Введение……………………………………………………...…………...............3

2 Общие сведения о предприятии ……………………………….………………..5

2.1 Краткая характеристика  предприятия и электроприемников………...5

3 Расчетно-конструкторская часть …………………………………………….....8

3.1 Категория надежности  электроснабжения и выбор 

схемы электроснабжения …………………………………………………..8

3.2 Расчет электрических  нагрузок и выбор трансформатора ….………..9

3.3 Компенсация реактивной  мощности.....………………………………20

3.4 Расчет осветительной  сети ……………………………………………21

3.5 Расчет и выбор  аппаратов защиты и линий электроснабжения  ……24

3.6 Расчет токов короткого замыкания.…………………………………..34

3.7 Проверка элементов  цеховой сети...………………..………………...42

4 Вопросы электробезопасности…………………………………………………46

4.1 Основные понятия  и определения……………………………….........46

4.2 Основные технические  и организационные мероприятия по

безопасному проведению работ в действующих электроустановках….47

4.3 Защитные средства…………………………………………………….48

Заключение………………………………………………………………………..49

Список литературы…………………………………………….............................50

 

Тема 14. ЭСН и ЭО участка механосборочного цеха

 

Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

 

Участок механосборочного цеха (УМЦ) предназначен для выпуска  передней оси и заднего моста грузовых автомобилей.

Цех является составной  частью производства машиностроительного завода.

УМЦ предусматривает  производственные, вспомогательные, служебные  и бытовые помещения.

УМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,5 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Подводимое напряжение — 6, 10 или 35 кВ.

ПГВ подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 8 км.

Потребители ЭЭ относятся  к 2 и 3 категории надежности ЭСН.

Количество рабочих  смен — 2.

Грунт в районе цеха —  глина с температурой +5 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 8 м каждый.

Размеры участка A*В*Н= 50*30*9 м.

Все помещения, кроме  станочного отделения, двухэтажные  высотой 4,2 м.

Перечень ЭО участка  механосборочного цеха дан в таблице 3.14.

Мощность  электропотребления (Р_1П) указана для одного электроприемника.

Расположение основного  ЭО показано на плане (рис. 3.14).

 

Таблица 1. Перечень ЭО участка механического цеха.

№на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
1	2	3	4
1...3	Наждачные станки	1.8	1 -фазные
4...6	Карусельно-фрезерные  станки	12.5
7,8	Вертикально-протяжные  станки	15
9...11	Токарные полуавтоматы	18
12...14	Продольно-фрезерные  станки	34
15,23	Горизонтально-расточные  станки	12.8
16, 17	Вертикально-сверлильные  станки	5.5
18, 19	Агрегатные горизонтально-сверлные станки	11
20,21	Агрегатные вертикально-сверлильные  станки	9
22,29	Шлифовально-обдирочные станки	4.5
24,25	Вентиляторы	5
26,27	Кругл ошлифовальные  станки	3.5
28	Закалочная установка	25
30,31	Клепальная машина	6.2

 

 

2 Расчетно-конструкторская часть

 

 

2.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения

Категории надежности электроснабжения 1,2,3. Требования к источникам электроснабжения.

 

По надежности электроснабжения приемники  электроэнергии разделяют на три категории. Электроприемниками первой категории являются  электроприемники, перерыв в работе которых может привести к тяжелым последствиям: угрозе жизни людей,  крупному материальному ущербу, порче технологического оборудования, массовому браку в производимой продукции, сбою  в сложном технологическом процессе, срывам в работе коммунального хозяйства. К особой группе внутри первой категории электроснабжения относятся электроприемники, постоянная работа которых нужна для штатной остановки производства при спасении людей, предотвращении взрывов, возгораний и порчи дорого оборудования.  Электроприемниками второй категории являются  электроприемники, перерыв в работе которых ведет к сбоям в отгрузке продукции, простоям персонала, машин и механизмов, сбою нормальной жизнедеятельности населения. К электроприемникам третьей категории относятся все прочие электроприемники.

Электроприемники 2 категории электроснабжения также рекомендуется запитывать от двух независимых источников питания. При отсутствии напряжения на первом вводе второй ввод включается вручную дежурным или членом аварийной бригады. Для воздушной линии допустимо использовать одну линию с возможностью ремонта в течении 24 часов. Для второй категории электроснабжения возможно  питание по одной кабельной линии из нескольких кабелей от одного аппарата. При возможности замены трансформатора за 24 часа допустима запитка от одного трансформатора.

 

 

2.2 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора

 

Порядок расчета.

Расчет электрических нагрузок проводится для определения величин затрат в системах электроснабжения промышленных предприятий. Расчетная величина электрических нагрузок Р_р определяет технические решения и указывает затраты на изготовление электротехнических изделий, на создание и развитие субъектов электроэнергетики, на построение и функционирование объектов электрики.

Расчет нагрузки будет произведен по методу упорядоченных диаграмм. При наличии данных о числе  электроприемников, их мощности, режимах  работы его рекомендуют применять  для расчетов элементов системы электроснабжения 2УР, 3УР (завод нестандартного оборудования является 3УР), питающих силовую нагрузку до 1 кВ.

Порядок расчета:

1. Составляется перечень силовых  электроприемников с указанием  их номинальной (установленной)  мощности.

2. Определяется рабочая смена  с наибольшим потреблением электроэнергии  и выделяются характерные сутки.

3. Описываются особенности технологического  процесса, влияющие на электропотребление, выделяются электроприемники с  высокой неравномерностью нагрузки (которые рассчитывают по максимуму эффективной нагрузки).

4. Исключаются из расчета: а)  электроприемники малой мощности; б) резервные по условиям расчета  электрических нагрузок; в) Включаемые  эпизодически.

5. Определяются группы электроприемников,  имеющих одинаковый тип (режим) работы, и выделяются из них подгруппы, имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования.

6. Выделяются электроприемники  одинакового режима работы, и  определяется их средняя мощность:

 

,                                 (1)

 

где - номинальная мощность отдельного электроприемника.

 

7. Вычисляется средняя  реактивная нагрузка:

 

,                             (2)

 

где tgφ_i – коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cosφ, характерному для i-го электроприемника.

 

8. Находится групповой  коэффициент использования К_и активной мощности:

 

,                            (3)

 

где - установленная мощность подгруппы.

 

9. Рассчитывается эффективное число  электроприемников в группе из n электроприемников:

,                          (4)

 

где n_э – число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума P_max , что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы. При числе электроприемников в группе четыре и более допускается принимать n_э равным n (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника к номинальной мощности меньшего меньше трех. При этом при определении значения n допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.

10. По справочным данным в  зависимости от (3) и (4) и постоянной  времени нагрева Т_о принимается величина расчетного коэффициента К_р.

11. Определяется расчетный максимум  нагрузки:

 

.                                (5)

 

Значение расчетного коэффициента активной мощности К_р для Т_о=2,5ч – сетей напряжением до 1 кВ, питающих 3УР.

Результаты расчетов нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности сводят в таблицу.

 

 

Расчет электрических  нагрузок.

Исходные данные: категория электроснабжения – 2;

Суммарная площадь S = 1500 м²;

Электроприемники приведены в  таблице 1, а их технические характеристики в таблице 2.

Так как некоторое оборудование (прессы, гильотинные ножницы) используются редко, следовательно, коэффициент использования очень мал, то при расчете нагрузок они учитываться не будут.

Электроснабжение участка механического цеха (рисунок 1) осуществляется от одного трансформатора, выбраны распределительные устройства видов ШМА, РП и ЩО.

 

 

Таблица 2 – Сводная ведомость нагрузок по предприятию

Наименование РУ и ЭП	Нагрузка  установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	РН, кВт	n	РНΣ, кВт	КН	cosφ	tgφ	m	Рсм, кВт	Qсм, кВар	Sсм, кВА	nэ	Км	К1м	Рм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП 1 Наждачные станки	1,8	3	5,4	0,14	0,5	1,73	-	0,76	1,3	1,5	-	-	-	0,76	1,3	1,5	2,3
РП 2 Вентиляторы	5	2	10	0,6	0,8	0,75	-	6	4,5	7,5	-	-	-	19,3	4,95	20	30
ШМА 1 Карусельно- фрезерные станки	12,5	3	37,5	0,14	0,5	1,73		5,25	9,1	10,5			1,1	17	10	19,7	29,8
Вертикально-протяжные станки	15	2	30	0,14	0,5	1,73		4,2	7,3	8			1,1	14	8	16	24
Токарные полуавтоматы	18	3	54	0,14	0,5	1,73		7,56	13,1	15			1,1	24,5	14,3	28	42
Продольно- фрезерные станки	34	3	102	0,14	0,5	1,73		14,28	24,7	28,5			1,1	46	27,2	52	79
Горизонтально-расточные	12,8	2	25,6	0,17	0,65	1,17		4,4	5,1	6,7			1,1	14,2	5,6	15	23
Клепальная машина	6,2	2	12,4	0,2	0,6	1,33		2,5	3,3	4			1,1	8,1	3,6	8,8	13
Всего по ШМА 1		15	261,5		0,54	1,6	>3	38,2	62,6	72,7	15	3,22	1,1	124	68,7	140	211
ШМА 2 Вертикально- сверлильные станки	5,5	2	11	0,14	0,5	1,73		1,54	2,7	3			1,1	5	2,97	5,8	8,7
Агрегатные  горизонтально-сверлные станки	11	2	22	0,14	0,5	1,73		3,1	5,3	5,5			1,1	9,9	5,83	12	18
Агрегатные вертикально- сверлильные станки	9	2	18	0,14	0,5	1,73		2,5	4,3	4,9			1,1	8,1	4,7	9,4	14
Шлифовально-обдирочные станки	4,5	2	9	0,17	0,65	1,17		1,5	1,8	2,3			1,1	4,8	2	5,2	7,8
Круглошлифо-вальные  станки	3,5	2	7	0,14	0,5	1,73		0,98	1,7	1,96			1,1	3,2	1,9	3,7	5,6
Закалочная установка	25	1	25	0,75	0,95	0,33		18,8	6,2	19,8			1,1	61	6,9	61	92
Всего по ШМА 2		11	92		0,6	1,4	>3	28,42	22	37,5	11	3,22	1,1	92	24,3	97	146
ЩО ОУ с лампами накаливания ГРЛ	-	-	15	0,85	0,95	0,33	--	12,8	4,2	13,5	-	-	-	12,8	4,2	13,5	20
Всего на ШНН								76,02	90,8	121,7	-	-	-	248,5	102,7	272,2	-
ПОТЕРИ														5,44	27,2	27,7	-
Всего на ВН														253,9	129,9	315,3	-