Материал: Электроснабжение электромеханического цеха

Электроснабжение электромеханического цеха

Введение

Электрификация, то есть производство, распределение и применение электроэнергии во всех отраслях народного хозяйство и быта населения,- один из важнейших факторов технического прогресса.

Начало формирования Белоруской энергосистемы было положено в 1930 году, когда было сдана в эксплуатацию Белорусская ГРЭС. К концу 50-х годов были сданы в эксплуатацию Василевичская и Березовская ГРЭС, которые были связаны по линии электропередачи 220 кВ с Гомелем, Бобруйском, Минском, Могилевом, Брестом и образовали достаточно мощную энергосистему Белоруссии.

Напряжение и мощности электропередач непрерывно растут. Электропередачи высоких напряжений играют важную роль в современной энергетике, обеспечивая выдачу мощности от крупных электростанций и являясь связующими звеньями в единой энергосистеме страны. Создание мощных электрических систем обусловлено их большими технико-экономическими преимуществами. С увеличением их мощности появляется возможность сооружения крупных электрических станций с более экономичными агрегатами, повышается надежность электроснабжения потребителей, более полно и рационально используется оборудование.

В настоящее время напряжение 330 кВ является основным в Белоруской энергосистеме.

Обеспечение требуемых качеств в электроэнергии, надежности и экономичности электроснабжения - основные задачи электроснабжения.

Задачей данного курсового проекта является проектирование сетей электроснабжения электромеханического цеха . Курсовой проект выполняется с целью закрепления, обобщения и систематизации знаний по отдельным разделам специализации и освоения технологии проектирования на основе данных отражающих действительные условия производства. В ходе курсового проектирования разрабатывается система электроснабжения отдельных цехов, корпусов или предприятия в целом.

При этом для одного из структурных подразделений проектируемого объекта выполняются расчёты по выбору силового и осветительного электрооборудования электрической сети.

1. Исходные данные к курсовому проекту

Механический цех является вспомогательным и выполняет основные заказы предприятия. Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования. Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.

Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы.

МЦ получает ЭСН от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП). ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение 6 или 10 кВ. От энергосистемы до ГПП 12 км.

Количество рабочих смен-2. Потребители ЭЭ относятся по надёжности и бесперебойности ЭСН ко второй и третьей категории. Грунт в районе цеха супесь с температурой 0ОС, окружающая среда не агрессивная.

Каркас здания сооружён из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый. Размеры цеха АхВхН =48х30х7 м. Все помещения кроме станочного отделения двухэтажные высотой 3,2м.

Перечень оборудования приведён в таблице 1

Таблица 1 Перечень электрооборудования электромеханического цеха

. Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

Все электроприемники согласно ПУЭ по надежности электроснабжения подразделяются на три категории.

К электроприемникам первой категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, вывести из строя дорогостоящее оборудование, привести к массовому браку продукции. Данные потребители должны быть обеспечены электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории допускается только на время автоматического ввода резервного питания.

К электроприемникам второй категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих и механизмов. Электроприемники и потребители второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых взаимно резервирующих источников питания так же, как и потребителей первой категории. Перерыв в электроснабжении допускается лишь на время, необходимое для включения резервного питания действиями оперативного персонала.

К электроприемникам третьей категории относятся все остальные потребители, которые не вошли в первую и вторую категории. Электроприемники и потребители третьей категории могут обеспечиваться от одного источника питания при условии, что перерыв в электроснабжении, вызванный ремонтом или заменой поврежденных элементов системы, электроснабжения, не превышает одних суток

Данный потребитель относится ко второй категории и третьей категориям по надёжности электроснабжения, поэтому электроснабжение осуществляем от двух источников питания при условии, что перерыв в электроснабжении на включение резервного источника питания не превысит двух часов.

При расчёте и выборе электрооборудования, внутренних силовых и осветительных сетей необходимо учитывать условия работы оборудования. Характеристика помещений цеха приведена в таблице 2

Таблица 2 Характеристика помещений цеха

Анализ электрических нагрузок.

В электромеханическом цехе находятся как трёхфазные, так и однофазные электроприёмники, причём некоторые из трёхфазных электроприёмников работают в кратковременном режиме. Приведём мощности трёхфазных электроприёмников к длительному режиму, а также мощности однофазных приёмников к трёхфазному режиму.

Произведём расчёт мощности электродвигателя сварочного автомата. Автомат работает в повторно-кратковременном режиме ПВ=60%

. Определим мощность электроприёмника при длительном режиме

РН=SЭО cosj                                                                        (1)

где SЭО-полная паспортная мощность,кВА

cosj -коэффициент мощности (т 1.5.1/1/)

РН= 50х0,6=30х0,77=23,1 кВт

Аналогичным образом определяем мощность электродвигателей кран-балки и мостового крана при длительном режиме.

Кран-балка РН=РЭО =15=15х0,77=11,6кВт

Мостовой кран РН=РЭО =55=55х0,63=34,7 кВт

. Распределяем однофазные электроприёмники по фазам:

на фазные напряжение UА, UВ подключаем по одному радиально-сверлильному, вертикально-сверлильному и заточному станку, на фазное напряжение UС подключаем два радиально-сверлильных и один вертикально-сверлильный станок.

.Определяем величину неравномерности

Н=                                                                          (2)

где РФ.НБ -мощность наиболее загруженной фазы, кВт

РФ,НМ -мощность наименее загруженной фазы, кВт

Н==17,6> 15%

. Так как Н>15%, то при включении электроприёмников на фазное напряжение приведённая трёхфазная мощность составит

РУ(3)=3РЭ.О(1)

РУ(3)=3х10=30 кВт

Составим схему электроснабжения электромеханического цеха

Рисунок 1 Схема электроснабжения электромеханического цеха

Обоснование выбора рода тока и напряжения.

Электрические сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. В Белорусской энергосистеме в основном применяется система трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц.

В качестве электроприёмников в электромеханическом цехе установлены однофазные и трёхфазные электроприёмники электрической энергии. Поэтому в качестве тока выбираем переменный трёхфазный ток.

При выборе напряжения принимаются во внимание существующие напряжения возможных источников питания энергосистем, расстояния от этих источников питания. В питающих и распределительных сетях небольших и средних предприятий применяются номинальное напряжение 10кВ с последующей трансформацией на напряжение 660 или 380 В. Напряжение 660 В как внутрицеховое целесообразно на тех предприятиях, на которых по условиям расположения цехового технологического оборудования или окружающей среды нельзя или затруднительно приблизить цеховые трансформаторные подстанции к питаемым ими электроприёмникам. Напряжение 660 В целесообразно также на предприятиях с большой удельной плотностью электрических нагрузок, концентрацией мощностей и большим числом двигателей мощностью 200…600 кВт.

Так как вышеуказанные условия в электромеханическом цехе отсутствуют выбираем напряжение 380/220 В.

. Расчёт электрических нагрузок

При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Неверный расчет нагрузки в сторону увеличения может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства, занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей.

Существует 3 метода расчета электрических нагрузок.

- метод коэффициента спроса;

метод упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума);

метод удельного потребления электрической энергии на единицу выпускаемой продукции.

Расчетные нагрузки на вводе мастерских, ремонтных цехов, котельных, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции и подобных им объектов могут определяться по методу упорядоченных диаграмм (эффективного числа электроприемников)

Данный метод используется для определения максимальных мощностей групп электроприёмников

РМ=КМ РСМ                                                                                (3)

QМ=КМ ‘ QСМ                                                                             (4)

SM=                                                                             (5)

где РМ- максимальная активная нагрузка, кВт

QМ- максимальная реактивная нагрузка, кВар

SM- максимальная полная нагрузка, кВА

КМ- коэффициент максимума активной нагрузки

КМ’- коэффициент максимума реактивной нагрузки

РСМ- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт

QСМ- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВар

РСМ= КИ РИ                                                                                 (6)

QСМ= РСМ tg φ                                                                            (7)

где КИ-коэффициент использования электроприёмников (определяется по таблице)

РИ- номинальная активная групповая мощность, кВт

tg φ- коэффициент реактивной мощности

Значение КМ= F(КИ, nЭ) -определяется по таблицам

где nЭ- эффективное число электроприёмников

nЭ=F(n,m,КИ.СР,РИ) -определяется по таблице

где КИ.СР- средний коэффициент использования группы электроприёмников

n- фактическое количество электроприёмников в группе

m- показатель силовой сборки в группе

КИ.СР=                                                                                 (8)

где РСМΣ иРНΣ -суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприёмников