Материал: Электроснабжение деревообрабатывающего предприятия

Электроснабжение деревообрабатывающего предприятия

ВВЕДЕНИЕ

Деревообрабатывающее предприятие предназначено для выработки пиломатериалов. Современное лесопиление является постоянным производством. В нем механизированы технологические и вспомогательные операции. Важнейшим оборудованием в пиловочном цехе являются пилорамы, имеющиеся у себя достаточно не простые механические узлы, гидросистему и дистанционное электроуправление; в их механизмах подачи осуществляется беззвучное регулирование скорости подачи с применением для этого постоянного тока или электромагнитных муфт скольжения, специальных гидродвигателей или тиристого привода.

К лесопильному электрооборудованию относятся также станки, на которых распиливается сырье на пиломатериалы и все другое электрооборудование, которое вместе с пиловочными станками входит в комплекты для оснащения станочного дерево пильного производства. В лесопильном цехе применяются также окорочные станки для удаления коры с бревен перед их распиловкой, рубительные машины для переработки кусковых отходов лесопиления на технологическую щепу и оборудования для сортировки, контроля качества, торцовки после сушки, маркирования и формирования пакетов пиломатериалов.

К технологическому процессу лесопильного цеха относятся следующие операции: окорка бревен, распиловка бревен и брусьев на пиломатериалы, обрезка и торцовка материалов, дробление отходов, кроме этого дерево пильный цех выполняет многочисленные операции по перемещению лесоматериалов и их ориентированию, подаче в станки, а также по сортировке и пакетированию получаемых пиломатериалов.

Станки, устанавливаемые в начале технологического потока, на которых производят продольную распиловку бревен, принято называть головными. Ими могут быть лесопильные рамы, ленточно-пильные или ленточно-круглые станки. Соответственно существуют комплекты оборудования на базе этих головных пильных станков.

Для технологического процесса производства обрезных пиломатериалов в рамных лесопильных потоках характерна дробная сортировка перед пиловочного сырья по диаметрам, обязательная его окорка перед распиловкой, распиловка с брусовкой на лесопильных рамах первого и второго ряда, обрезка необрезных пиломатериалов, переработка горбылей, реек и других кусковых отходов на технологическую щепу, вынос окончательной торцовки лесоматериала за пределы лесоцеха и выполнение ее после сушки.

В настоящее время наиболее распространенными технологическими операциями являются: раскрой хвойного пиловочного сырья с брусовкой на обрезные пиломатериалы, раскрой тонкомерного хвойного пиловочного сырья врозвал на обрезные пиломатериалы, раскрой сырья хвойных и лиственных пород развальным способом на не обрезные пиломатериалы. В технологических процессах раскроя сырья на пиломатериалы независимо от их различия выделяют такие операции: продольный раскрой и обрезка досок по ширине, поперечный раскрой досок по длине (торцовка досок).

Выбор станков для выполнения отдельных операций обуславливается размерами и качеством сырья, способом распиловки и экономической выгодой применения тех или других станков в различных условиях.

Для повышения эффективности использования оборудования целесообразно специализировать его по сырью. Выбор оборудования для распиловки бревен предопределяется размерами распиливаемого сырья. Наиболее рациональным считается применение оборудования для распиловки сырья: тонкомерного, средних размеров и крупномерного сырья.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Лесопильный цех предназначен для выработки пиломатериалов. Современное лесопиление является поточным производством. В нем механизированы технологические и вспомогательные операции. При модернизации производства в цехе установлена финская линия по распиловке леса HEW SAW R200SE.

В начале сырье подается в окорочный цех, где проходит через металлоискатель, окорочный станок и сортируется по диаметру и длине. Затем автопогрузчиком подается в лесопильный цех. Там сырье распиливается на многопильном станке на брус или доски. Далее они поступают на линию по сортировке, где с помощью датчиков сортируются по сечению и длине, торцуются на триммере и скребковым транспортером складываются в нужный карман. Затем транспортером подаются на штабеле-формировочную машину, складываются в пакеты и отправляются в сушильный цех. Далее в цех столярно-слесарных изделии или на склад готовой продукции.

В лесопильном цехе потребителями электрической энергии является электрооборудование для обработки сырья. Электрооборудование относится ко II и III категориям надежности электроснабжения.

кабельный нагрузка цех выключатель

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ ЦЕХА

Определение силовых и осветительных нагрузок 0,4 кВ показано на примере расчёта нагрузок по РП1.

2.1 Методика определения силовых расчётных нагрузок

Определение нагрузок производится по методике, изложенной в [1]. По этому методу расчётная нагрузка определяется по средней мощности и коэффициенту максимума из выражения:

, кВт                                                                            (2.1)

где Кp - «расчётный коэффициент, который определяется в зависимости от коэффициента использования и эффективного числа приемников»[1];

Рсм - «средняя за смену активная мощность группы электроприемников, кВт» [1].

Средняя за смену активная мощность группы электроприемников определяется по формуле:

, кВт                                                                      (2.2)

где РН.i - «номинальная мощность i-го потребителя, кВт» [1];

КИ.А.i - «коэффициент использования активной мощности для i-го потребителя» [1].

Групповой коэффициент использования активной мощности определяется по формуле:

                                                                                     (2.3)

«Эффективное число приемников определяется по формуле» [1]:

, шт.                                                                           (2.4)

где РН.МАХ - «номинальная мощность наиболее мощного приёмника группы, кВт» [1].

«Расчётная реактивная нагрузка на шинах РП, питающих отдельные участки производства QР, определяется в зависимости от эффективного числа приёмников по формуле» [1]:

 при                                                                            (2.5)

 при                                                                       (2.6)

где Qсм - «средняя за смену реактивная мощность группы электро приемников» [1];

, кВар                                                            (2.7)

«где tgj соответствует cosj, принятому для данного потребителя из справочных материалов» [2 ].

Расчётная реактивная нагрузка на шинах ТП и на шинах магистральных шино проводов напряжением до 1 кВ определяется по формуле:

, кВар                                                         (2.8)

«где КР принимает то же значение, что и при определении расчётной активной мощности» [2].

Полная нагрузка определяется по формуле:

, кВ·А.                                                                       (2.9)

Расчётный ток для группы электро-приемников определяется по формуле:

, А                                                                                 (2.10)

где Uн - номинальное напряжение сети, В.

Расчёт силовой нагрузки РП1:

По [2] определяется КИ для каждого приёмника. Исходные данные для определения расчётной нагрузки по РП1 представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Данные по электроприёмникам РП1

По (2.2) средняя за смену активная мощность группы электроприемников Рсм равна:

Рсм =4∙2∙0,5+4∙2∙0,5+4∙0,6+7,5∙0,6+4∙5∙0,5+5,5∙5∙0,5=38,65 (кВт).

По (2.3) групповой коэффициент использования нагрузки КИ равен:

Ки = 38,65/4∙2+4∙2+4+7,5+4∙5+5,5∙5 = 38,65/75 = 0,5.

По (2.4) эффективное число приемников nэф равно nэф= n- деиствительному т.к. Рн,max/Pн,min < 3.

По [1] при КИ = 0,5 и nэф = 5 коэффициент расчётной нагрузки КР равен:

Кр=1,01.

Тогда по (2.1) расчётная активная нагрузка РР равна:

РР = 1,01 × 38,65 = 39,2 (кВт).

По (2.7) средняя за смену реактивная мощность группы электроприемников QСМ равна:СМ =4∙2∙0,5∙0,75+4∙2∙0,5∙0,75+4∙0,6∙0,757,5∙0,6∙0,67+4∙5∙0,5∙0,75+5,5∙5∙0,5∙0,81=

= 29,5 (кВар).

По (2.5) расчётная реактивная нагрузка QР равна:Р = 36,55 (кВар).

По (2.9) полная расчётная нагрузка SР равна:

 =822,9 (кВ·А).

По (2.10) расчётный ток IР равен:

Так же рассчитываются остальные группы электро-приемников. Результаты расчёта силовых нагрузок представлены в приложении 1.

2.2 Методика определения осветительных расчётных нагрузок

Определение осветительной нагрузки производится по методике, изложенной в [1]. По этому методу расчётная мощность осветительной нагрузки определяется по формулам:

, кВт                                                               (2.11)

где: W - «удельная мощность на единицу площади, Вт/м2» [1];- «площадь освещаемого помещения, м2» [1];

КС - «коэффициент спроса» [1];

КПРА - «коэффициент потерь пускорегулирующей аппаратуры» [1].

, кВар                                                                   (2.12)

где tg j соответствует сos j осветительной установки.

2.3 Расчёт осветительных нагрузок

Расчёт осветительной нагрузки для участка распиловки.

Используются светильники ASTZ ДСП44-65-002. Высота подвеса светильников 9 м. Коэффициент отражения потолка, стен и рабочей поверхности: rп = 0,7, rс = 0,5, rр = 0,3. Для производственных зданий:  . Для светодиодных ламп: . Разряд зрительных работ 4В . Общая освещенность Ен = 200 Лк. Площадь машинного зала составляет F = 1500 м2, согласно [2] W = 10 Вт/м2. По (2.11) и (2.12) расчётная активная и реактивная мощности осветительной нагрузки составят:

Рр.о.м.з. = 10 × 1500 × 0,95 × 1,2 = 54,4 (кВт);р.о.м.з. = 17,1 × 0,43 = 22,9 (кВар).

Расчёт осветительных нагрузок остальных помещений производится аналогично. Результаты расчёта осветительных нагрузок в приложении 2.

2.4 Определение результирующей расчётной нагрузки на шинах ТП

Расчётная нагрузка на шинах ТП с учётом осветительной нагрузки определяется по формуле:

 , кВ·А                                                        (2.13)

Тогда по (2.13) расчётная нагрузка на шинах ТП равна:

Sр=√ (717,9+54,4)2+(402,4+22,9)2 = 881 (кВ·А).

3. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

3.1. Методика выбора числа и мощности трансформаторов КТП

Минимальное число трансформаторов определяется по формуле:

 , шт                                                                      (3.1)

где Рр -« расчётная активная нагрузка потребителей по данной КТП» ;

 - «коэффициент загрузки трансформаторов, принимаемый в зависимости от категории надёжности потребителей электроэнергии» [2];

SН.ТР - «номинальная мощность трансформатора, принимаемая в зависимости от удельной плотности нагрузки» [2].

Плотность цеховых нагрузок определяется по формуле:

 кВ·А/м2                                                                             (3.2)

где SР - «расчётная нагрузка цеха, кВ·А» [2];

F - «площадь цеха, м2» [2].

«Реактивная мощность, которую может передать в сеть трансформатор при заданном коэффициенте загрузки для масляных трансформаторов, определяется по формуле» [2]:

 , кВар.                                          (3.3)

«Реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать определяется (предварительно) по формуле» [2]:

 ,кВар                                                                         (3.4)

Может получиться, что QР < QТ. В этом случае компенсирующие устройства не требуются.

По справочникам выбираются тип компенсирующих устройств, их мощность QКУ и количество NКУ.

Фактическая мощность КУ:

, кВар.                                                                     (3.5)

«Уточнённая полная расчётная нагрузка на КТП» [2]:

, кВ·А.                                                         (3.6)

«Уточнённые коэффициенты загрузки в нормальном и аварийном режимах» [2] :

                                                                    (3.7)

3.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов КТП

При выборе цеховых трансформаторов учитываем категорию надёжности потребителя. Для 2-й категории коэффициент загрузки Кз=0,7-0,8; для 3-й категории Кз=0,9-0,95.

Количество и мощность трансформаторов определяется для нагрузки:р = 881,6 кВт; Qр = 425,3 кВар .

Рассматривается два варианта с трансформаторами:

) ТМГ 630 кВ·А;

) ТМГ 400 кВ·А.