Курсовая работа: Разработка электроснабжения механического цеха серийного производства

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области «Богдановичский политехникум»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Разработка электроснабжение механического цеха серийного производства

Студент гр. Э-11 Дубовкин К.А

2013

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

1.2 План расположения ЭО цеха

1.3 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

2.1.1 Выбор схемы электроснабжения цеха

2.1.2 Расчет электрических нагрузок и составление сводной ведомости нагрузок

2.1.3 Компенсация реактивной мощности

2.1.3 Выбор числа и мощности трансформаторов

2.2 Расчет и выбор элементов ЭСН

2.2.1 Расчет и выбор аппаратов защиты.

2.2.2 Расчет и выбор линий электроснабжения.

2.2.3 Составление сводной ведомости ЭСН цеха

2.3 Расчет токов короткого замыкания

2.3.1 Выбор точек и расчет токов короткого замыкания

2.3.2 Проверка элементов по токам КЗ

2.3.3 Определение потери напряжения в линии

3. Составление ведомости монтируемого оборудования

4. Основные технические и организационные мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 КВ

Заключение

Список литературы

Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Электроэнергетика относится к базовым отраслям индустрии. Поэтому развитию электроэнергетики уделяется особое внимание.

Нарастающими темпами осуществляется строительство новых мощных электростанций, строятся сверхдальние линии электропередачи, обеспечивающие энергетические связи между объединенными энергетическими системами и отдельными электростанциями, отстоящими друг от друга на многие сотни и даже тысячи километров. Так, линии переменного тока связывают крупные электростанции. Продолжаются работы по дальнейшему развитию Единой энергетической системы РФ и повышению надежности электроснабжения народного хозяйства. Наряду с этим происходит ускорение темпов комплексной механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства, что теснейшим образом связано с потреблением электроэнергии.

Основные потребители вырабатываемой электроэнергии -- промышленные предприятия, на которых электроэнергия - должна распределяться и потребляться различными электроприемниками с высокой экономичностью и надежностью с соблюдением техники безопасности обслуживания, а также Правил устройств и эксплуатации электроустановок.

Современное электрооборудование и электропривод отдельных установок оснащаются комплектными распределительными устройствами, подстанциями, шинопроводами, чтобы обеспечить экономичную и надежную работу и рациональный расход электроэнергии. Персонал предприятий и цехов, обслуживающий установки электроснабжения, электрооборудование и электропривод, должен быть достаточно высокой квалификации. Поэтому работа над курсовым проектом - один из этапов теоретической и практической подготовки к работе на производстве.

Цель курсового проекта - разработка схемы электроснабжения механического цеха серийного производства.

Задачи проекта:

- рассчитать электрические нагрузки;

- выбрать компенсирующие устройства;

- выбрать трансформаторы;

- выбрать аппаратуру защиты и распределительных устройств;

- проверить выбранные элементы по токам короткого замыкания

- определить потери напряжения в линии

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

Механический цех серийного производства(МЦСП) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов 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 различною назначения и подъемно-транспортные механизмы.

МЦСП получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение-- 6 или 10 кВ.

От энергосистемы (ЭНС) до ГПП -- 12 км.

Количество рабочих смен -- 2.

Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха -- супесь с температурой 0 °С, окружающая среда не агрессивная.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый

Размеры цеха А хВхН = 48х30х7м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2м

Перечень ЭО цеха дан в таблице 3.12.

Мощность электропотребления (Р_т) указана для одного электроприёмннка.

Таблица 1.1- Перечень ЭО механического цеха серийного производства

1.2 План расположения ЭО цеха

Рисунок 1.1 - План расположения ЭО механического цеха серийного производства

1.3 Классификация помещений по взрыво, пожаро и электробезопасности

На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения. Существенное значение имеет микроклимат производственных помещений.

В соответствии с ПУЭ производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на следующие классы: помещения с нормальной средой, жаркой, влажной, сырой, особо сырой, пыльной, химически активной, с пожароопасными и взрывоопасными зонами.

Таблица1.2 - Классификация помещений безопасности

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

2.1.1 Выбор схемы электроснабжения цеха

Рисунок 2.1- Схема электроснабжения механического цеха серийного производства

Производим выбор питающего напряжения с учётом нагрузки

U=4,34= 4.34=9.37 кВ

В качестве питающего выбираем напряжение = 10 кВ.

Нагрузка 1-фазного приводится к длительному режиму и к условию 3-фазной мощности.

Включаем однофазную нагрузку на линейное напряжение. При включении 1-фазных нагрузок на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз однофазных электроприёмников определяются как полусуммы двух плеч прилегающих к данной фазе.

Радиально-сверлильный станок Р_н1= 3,0кВт

Вертикально-сверлильный станок Р_н2= 4,0кВт,

Заточный станок Р_н3 =1,5 кВт

- для электроприёмников ПКР

- для сварочных автоматов с ПКР

Сварочный автомат

кВт

Кран-балка

кВт

кВт

кВт

кВт

Рисунок 2.2 - Распределение 1-фазной нагрузки по фазам

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью, определяем величину неравномерности (Н)

где Р_ф.нб, Р_ф.нм -- мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15 % и включении на фазное напряжение

Р⁽³⁾= кВт

Где Р_м.ф.⁽¹⁾ - мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

Таблица 2.1 Распределение нагрузки по секциям

2.1.2 Расчет электрических нагрузок и составление сводной ведомости нагрузок

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость нагрузок»

Расчеты производятся для каждого РП и ШМА.

Определяется показатель силовой сборки в группе (m) для РП 2

где m - показатель силовой сборки в группе;

Р_н.нб, Р_н.нм - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

результаты заносится в колонку 8.

Определяется

,

Где P_см - средняя активная мощность за смену, кВт;

К_и - коэффициент использования электроприемников;

Р_н? - сумма номинальной мощности в группе электроприемников, кВт.

,

где Q_см- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВ·Ар.

где S_см- максимальная полная нагрузка, кВ·А.

результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно для каждого электроприемника.

Определяются

,

где K_и.ср.- средний коэффициент использования группы электроприемников.

Результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Рассчитывается n_э на РП3 по формуле

n_э = F(n, m, K_иcр, Р_н)

Определяем коэффициент максимума активной нагрузки (К_м) и результат заносим в колонку 13

Определяем максимальную активную нагрузку (Р_м)_, кВт

Результат заносится з колонку 15.

Определяем максимальную реактивную мощность (Q_м), кВАр

,

Где К'_м - коэффициент максимума реактивной мощности.

Определяем максимальную полную мощность (S_м), кВА

Определяется ток на РП, результат заносится в колонку 18.

Аналогично производятся расчеты и по другим РП и ШМА. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.2

Определяем мощность трансформатора без компенсации реактивной мощности

кВА

По[5] , таблица 3.2.1 выбираем КТП 2х400-10/0.4 с двумя трансформаторами ТМ 400-10/0.4

R_r=5.6 мОм; ?Р_ХХ = 0.950 кВт;

X_r=14.9 мОм; ?Р_КЗ = 5.5 кВт;

Z_r =15.9 мОм; u_кз = 4.5 %;

; i_хх = 2.1%.

2.1.3 Компенсация реактивной мощности

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosц_к=0,92-0,95, tgц=0.33

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать реактивную мощность КУ.

,

где Q_к.р. - расчетная мощность КУ, кВАр;

- коэффициент, учитывающий повышение cosестественным способом, принимается = 0,9;

tg , tg_K - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.