Электроснабжение и электрооборудование механического цеха

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. А.Н.ТУПОЛЕВА ЕЛАБУЖСКИЙ ФИЛИАЛ

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Внутризаводское электроснабжение и  режимы»

Тема проекта: «Электроснабжение и электрооборудование  механического цеха»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Елабуга, 2010

 

Содержание

 Введение…………………………………………………………………….….4

1.  Характеристика  потребителей электрической энергии.………………………………………………………………………….7

1.1.  Характеристика  по режиму работы приёмников………………………………………………………………....7

1.2. Характеристика потребителей по степени бесперебойности электроснабжения……………………………………………………….....8

2.  Характеристика  среды цеха…………..……………..……………….…...10

3. Определение  расчетной мощности и нагрузок  методом упорядоченных диаграмм……………………………….……………..………………………...11

4.Оперделение места расположения цеховой подстанции, типа трансформаторов, их количества и мощность на основе технического расчета………………………………………………..………………………….16

4.1 Выбор типа и числа  трансформаторов………………………………..16

4.2 Технический расчёт и выбор  трансформатора……………………….18

5. Определение  центра электрических нагрузок …………………….……19

6. Выбор схемы электроснабжения  цеха………………………….….….…..23

7. Расчет токов короткого  замыкания…………………………….….……..28

8. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии…..................................................................................31

9. Расчет и выбор параметров схемы…………………………..………......31

9.1. Определение расчётной нагрузки на питающую

линию ТП-СП1………………………………………………………........31

9.2. Выбор типа  кабеля  питающего СП.…………………….………....35

9.3. Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии………………………………………………36

10. Выбор электрических аппаратов и согласования выбранного

 сечения  провода с электрическими аппаратами………………………...38

 

10.1. Выбор автоматических выключателей ……………………………38

10.2. Выбор выключателей для электроприемников……………………41

10.3 Выбор магнитных пускателей………………………………………43

11. Описание принятой схемы………………………………………………45

Список литературы……………………………………………………46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

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

Основными потребителями  электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют  более половины всей вырабатываемой энергии.

Ввод в действие новых  предприятий, расширение существующих, рост энерговооруженности, широкое  внедрение различных видов электротехнологий во всех отраслях производств выдвигают проблему их рационального электроснабжения.

Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования, надежных экономичных аппаратах, прогрессивных конструкциях схем питания, широком применении автоматизации.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

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 -1-5 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 8 м каждый.

Размеры участка  Л х В х Н— 50 х 30 х 9 м.

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

Перечень ЭО участка  механосборочного цеха дан в таблице 

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

 

 

 

 

 

 

 

               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.

 

 

 

 

 

Перечень ЭО участка механосборочного цеха.

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Характеристика  среды цеха.

В помещениях механосборочного 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 также нельзя отнести  к пожароопасным зонам. Поскольку  в пространстве внутри и вне помещений не обращаются или мало обращаются горючие (сгораемые) вещества в котором они могут находиться в нормальном технологическом процессе или при его нарушении.

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 35⁰ 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. Определение  расчетной 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.

Определение электрических  нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения и производится для выбора трансформаторов цеховых ТП, токоведущих элементов, компенсирующих установок, защитных устройств и т.д.

Исходными данными для  определения электрических нагрузок являются количество и мощность приемников электроэнергии, находящихся в цехе, категория по степени надежности, характеристика помещений по окружающей среде.

Для определения расчетных  нагрузок групп электроприемников  цеха наибольшее применение получил  метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки. Этот метод позволяет по номинальной мощности и характеристике приемников определить расчетный максимум нагрузки.

Расчет электрических  нагрузок ведется по длительному  режиму работы приемников. Установленная  мощность Р_у, кВт, должна быть приведена к длительному режиму:

• Для двигателей повторно-кратковременного режима:

где Р_у - номинальная мощность, приведённая к длительному режиму, кВт;

Р_н.п. – мощность электроприёмника, кВт;

ПВ – продолжительность  включения, относительные единицы;

• Для трансформаторов сварочных машин и сварочных трансформаторов ручной сварки:

где S_н – паспортная мощность трансформатора, кВА;

Алгоритм метода упорядоченных диаграмм:

1.Все электроприемники разбиваются на характерные группы с одинаковым режимом работы, например: металлорежущие станки, насосы и вентиляторы, подъемно-транспортные устройства, электропечи и т.д.