Материал: Проектирование схемы внутри цехового электроснабжения

Проектирование схемы внутри цехового электроснабжения

Введение

Современное промышленное предприятие характеризуется непрерывным ростом электропотребления за счет повышения производительных мощностей. Это объясняется особенностью развития современного производства - использованием новых технологий, модернизаций и заменой оборудования на более мощное.

Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и, надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровню напряжения, стабильности частоты. Должны также предусматриваться кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При построении схемы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность и категории надежности питания отдельных объектов, характер нагрузок, их размещение на генеральном плане, напряжение потребителей; число, расположение, мощность, напряжение источников питания; требование аварийного и послеаварийного режимов, требование ограничения токов короткого замыкания, условия выполнения простой и надежной релейной защиты.

При проектировании электроснабжения необходимо тщательно изучать особенности технологии данного вида производства и ее развитие.

Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта технологической и строительной части и общего генплана предприятия.

В строительной части учитываются возможности прокладки в производственных помещениях токопроводов: различных напряжений, размещения трансформаторов и электрических аппаратов на строительных конструкциях: колоннах, балках и т.п., а также на крышах производственных зданий.

Система электроснабжения в целом должна быть построена так, чтобы в условиях послеаварийного режима после соответствующих переключений она была способна обеспечить питанием нагрузку предприятия с частичным ограничением, с учетом использования всех дополнительных источников и возможностей резервирования.

Система электроснабжения должна быть гибкой и обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной ее реконструкции.

1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта и его оборудования

Механический цех выпускает широкий спектр высотехнологичных деревообрабатывающих станков. Ассортимент выпускаемой продукции включает в себя: оцилиндровочное оборудование, чашкорезы, торцовочные станки, кромкообрезные станки и околостаночное оборудование.

Станки производится на современном оборудовании. Из высококачественного сырья, отличающегося высокими прочностными характеристиками. В дальнейшем станки могут быть использованы для фрезерования чаши в оцилиндрованном бревне, для выполнения практически всех видов угловых и стеновых соединений при возведении стен деревянного дома не только из оцилиндрованного бревна, но и бруса самых разных сечении. Научно-технический прогресс в машиностроение в значительной степени определяет развитие и совершенствование всех остальных отраслей. Важнейшими условиями ускорения научно-технического процесса являются рост производительности труда, повышение конкурентоспособности и улучшению качества.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом - все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства, конкурентоспособности и качества продукции.

.2 Категория надежности электроснабжения, пожароопасности и взрывоопасности цеха

В отношении обеспечения надежности электроснабжения механический цех относится ко II категории, так как перерыв электроснабжения может привести к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта.

Электроприемники II категории надежности электроснабжения рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаиморезервирующих источников питания. Перерыв в электроснабжении которых не должен превышать время, достаточное для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора в течение одних суток допускается питание электроприемников II категории надежности от одного трансформатора.

Цех не является взрывоопасным, так как в нём отсутствуют взрывоопасные смеси: горючие газы, пары, волокна с концентрацией воспламенения не ниже 65 г/м, которые при переходе во взвешенное состояние могут вызвать взрыв.

Помещение механического цеха относится к пожароопасным зонам класса П-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.

высоковольтный кабель трансформатор силовой

. Основная часть

.1 Расчет силовых нагрузок

Определение расчетной мощности необходимо для выбора основных элементов в схеме электроснабжения, таких как силовые трансформаторы, оборудование РУ 0,4 кВ, высоковольтные кабели. Расчет нагрузок выполняется методом расчетного коэффициента. Этот метод используется, если известны наименование оборудования, количество, номинальные мощности и режимы работы электроприемников.

Суть метода состоит в следующем:

Все электроприемники делятся на группы однотипных, для каждой группы по справочнику находится коэффициент использования, cos φ, tg φ и рассчитываются установленная мощность, средние активные и реактивные мощности.

Для всего объекта определяются число эффективных электроприемников nэф и средний коэффициент использования Ки.ср.

Определяется расчетный коэффициент Кр для всего цеха.

Определяются расчетные мощности Рр, Qр, Sр для всего цеха.

Установленная мощность группы однотипных электроприемников Pу, кВт

                                                                                      (2.1)

где Pн - номинальная мощность одного электроприемника в группе однотипных, кВт;

n - количество электроприемников в группе однотипных, шт.

Средняя активная мощность группы однотипных электроприемников Рср, кВт

                                                                                   (2.2)

где Ки - коэффициент использования, берется по таблицам [1].

Средняя реактивная мощность для группы однотипных электроприемников Qср, кВАр

                                                                               (2.3)

где tg φ - соответствует коэффициенту мощности соs φ данной группы электроприемников.

Средний коэффициент использования для всего цеха Ки.ср

                                                                                     (2.4)

где ∑Рср - суммарная средняя мощность всех электроприемников цеха, кВт;

∑Ру - суммарная установленная мощность всех электроприемников цеха, кВт.

Эффективное число электроприемников nэф

                                                                                     (2.5)

где Pнmax - номинальная мощность наибольшего электроприемника, кВт

Расчетная активная мощность объекта Рр , кВт

                                                                               (2.6)

где Кр - расчетный коэффициент, выбираемый по таблице [2].

                                                                            (2.7)

Расчетная реактивная мощность объекта Qр., кВАр

                                                                                     (2.8)

где ∑Qср - суммарная средняя реактивная мощность всех электроприемников цеха, кВАр.

Полная расчетная мощность цеха Sр., кВА

                                                                               (2.9)

Расчёт силовой нагрузки группы вертикально сверлильных станков (Рн=3 кВ; Ки=0,3; n=7 шт.; cos φ=0,8)

Установленная мощность группы (2.1)

Средняя активная мощность группы (2.2)

Средняя реактивная мощность для группы (2.3)

Для остальных групп электроприемников расчет выполняется аналогично. Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.1.

Средний коэффициент использования для всего цеха (2.4)

Эффективное число электроприемников (2.5)

Расчетный коэффициент (2.7)

Расчетная активная мощность объекта (2.6)

Расчетная реактивная мощность объекта (2.8)

Таблица 2.1 Расчет силовых нагрузок

.2 Расчет нагрузки освещения

Целью расчета является определение мощности нагрузки освещения, так как при выборе мощности силовых трансформаторов необходимо учитывать мощность осветительной и силовой нагрузки. В зависимости от вида производства нагрузка освещения может составлять значительную долю от общей нагрузки объекта.

Правильно спроектированное, выполненное и эксплуатируемое освещение повышает производительности труда, способствует сохранению здоровья персонала предприятия, снижает уровень травматизма. Для выполнения расчета нагрузки освещения проектируемого объекта необходимо выбрать:

систему освещения;

источники света;

освещенность Е, Лк

Для освещения цехов применяется общая или комбинированная система освещения. Общее освещение выполняется светильниками с люминесцентными лампами, лампами ДРЛ или лампами накаливания.

В системе комбинированного освещения сочетаются общее и местное освещение. Местное освещение используется, если работа связана с напряжением зрения при рассмотрении мелких объектов и если это позволяют конструкции технологического оборудования.

Для освещения механического цеха принимается общая система освещения.

В качестве источника общего принимаются люминесцентные лампы - так как высота помещения 5 метров.

Освещенность механического цеха Е=200 Лк, так как он относится к V разряду зрительной работы, то есть в цехе объект различения размером более 10мм.

Площадь помещения S, м2

                                                                                      (2.10)

где a - длина помещения, м;

b - ширина помещения, м.

Индекс помещения i

                                                    (2.11)

где h - высота помещения, м;

h1 - высота подвеса светильника, м;

h2 - высота от пола до рабочей поверхности, м;

hp - расчетная высота, м.

Требуемое количество светильников N

                                                                           (2.12)

где E - требуемая освещенность горизонтальной плоскости, Лк;

k - коэффициент запаса, k = 1,3 - 1,7;

z - коэффициент неравномерности освещения, z = 1,1 - 1,15;

n - число ламп в одном светильнике;

Фл - световой поток одной лампы, Лм;

η - коэффициент использования осветительной установки.

Высота цеха H=5 м; высота рабочей поверхности hр=0,8 м ; длина цеха А=120 м; ширина цеха В=30 м, тип светильника ПВЛМ-265-22, люминесцентные лампы 65 Вт, в одном светильнике 2 лампы Фл = 4600 Лм («Лисма»), коэффициенты отражения потолка - 70, стен - 50, пола - 20.

Площадь помещения (2.10)

Индекс помещения (2.11)