Курсовой проект по мдк 01.02 Электроснабжение ремонтно механического цеха. Курсовой проект МДК01.02. 1. 1 Характеристика предприятия
 Скачать 1.12 Mb.
|
 Содержание
Введение Электротехническая промышленность играет важную роль в деятельности любого экономического субъекта. Рост производительности труда, развитие энергоемких электротехнологических процессов, реализация мероприятий по охране окружающей среды, внедрение прогрессивных технологий приведут к дальнейшему повышению электровооруженности предприятий. Основными задачами эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий являются правильное определение энергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, обеспечение необходимого качества электроэнергии на зажимах электроприемников, обеспечение электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов. В условиях производства, где задействована основная часть технологических агрегатов, надёжность системы электроснабжения играет важную роль. В представленной курсовом проекте объектом исследования выступает техническое обслуживание электрического и электромеханического оборудования ремонтно-механического цеха ООО Металлургический завод "Индустрия Металла", имеет механическое отделение, где размещен станочный парк, заготовительное, кузнечное и термическое отделения, а также вспомогательные (склады, инструментальная, мастерская и др.) и бытовые (раздевалка, комната отдыха) помещения. Целью данного курсового проекта является разработка алгоритма техническое обслуживание электрического и электромеханического оборудования ремонтно-механического цеха ООО Металлургический завод "Индустрия Металла". Также в цехе предусматриваются вспомогательные, служебные и бытовые помещения различного назначения. Задачами курсовой работой являются расчет и выбор схемы электрического и электромеханического оборудования, расчет электрических нагрузок, компенсации реактивной мощности, защитного заземления, выбор оборудования трансформаторной подстанции и кабельных линий и др. а также монтаж силовых провод, ремонт и обслуживание осветительных установок; техническое обслуживание кабельных линий и их ремонт. Практическая значимость заключается в выборе новейшего оборудования с целью повышения энергоэффективности и энергосбережения. В процессе выполнения курсового проекта использовались следующие методы: сбор первичной информации, расчет, графические изображения, аналитический и метод систематизации. 1. Общая часть. 1.1 Характеристика предприятия. Завод металлических конструкций был создан, как предприятие, выполнявшее поначалу заказы для фронта, а затем — для восстановления, разрушенного войной хозяйства страны, в том числе промышленных предприятий. Емкими строками в историю завода вписаны выполненные заказы для строительства и развития таких промышленных гигантов СССР, как Горьковский, Московский, Ярославский и Ульяновский автозаводы; Липецкий и Владимирский тракторные заводы; Горьковский, Ново тульский, Северский, НижнеТагильский и другие металлургические заводы. В 1979 году введен в эксплуатацию цех проката металла. Данное производство осуществляется на привозном сырье, и производственный цикл не зависит от основного производства. В 1980 году введен в эксплуатацию цех производства цинковых ведер. Данное производство так же не зависит от основного производства. В 1983 году введен в эксплуатацию первый поток цинкового проката. Предприятие начало производить собственную гвоздей, служащую сырьем для производства гвоздей. Второй поток по производству цинковых гвоздей на данный момент построен на 70% и продолжает строиться. Таким образом, с пуском производства металлоконструкций начал осуществлять полный цикл производства основной продукции – арматуры. В 1993 году комбинат преобразован в акционерное общество открытого типа ООО "Индустрия металла". ООО "Индустрия металла" входит в концерн "БЭСМ" на партнерских началах, являясь самостоятельным хозяйственным субъектом, обладающим правами юридического лица, имеет обособленное имущество и самостоятельный баланс. ООО "Индустрия металла" является предприятием с коллективной формой собственности. Акционерами предприятия являются как юридические, так и физические лица. Предприятия металлоконструкций промышленности отличаются большими капитальными вложениями, применением специального оборудования, различными сложными технологиями и специализируются на выпуске небольшого ассортимента выпускаемой продукции. Обычно предприятия обеспечивают своей продукцией большие регионы, а некоторые являются единственными производителями для всех стран СНГ. ООО "Индустрия металла" ориентировано, в основном, на выпуск арматурных связок и арматуры, оцинкованных гвоздей для строительства, как полуфабрикатов, а также металлических ведер т.д. Завод расположен в Уфе, и рынок сбыта ориентирован на западные регионы стран СНГ. 1.2Характеристика потребителей цеха Электродвигатели применяются в приводах различных производственных механизмов на всех промышленных предприятиях. Нерегулируемые электродвигатели переменного тока – основной вид электроприемников в промышленности, на долю которого приходится около 2/3 суммарной мощности. Электротермия, электросварка, электролиз и прочие потребители составляют около 1/3 суммарной промышленной нагрузки. Универсальные станки, иначе называемые станками общего назначения, предназначены для изготовления широкой номенклатуры деталей, обрабатываемых небольшими партиями в условиях мелкосерийного и серийного производства. Специализированные станки предназначены для обработки заготовок сравнительно узкой номенклатуры. Примером могут служить токарные станки для обработки коленчатых валов или шлифовальные станки для обработки колец шарикоподшипников. Электротермические приемники в соответствии с методами нагрева делятся на следующие группы: дуговые электропечи для плавки черных и цветных металлов, установки индукционного нагрева для плавки и термообработки металлов и сплавов, электрические печи сопротивления, электросварочные установки. Наибольшее распространение в цеховых электрических сетях напряжением 0,38 кВ имеют печи сопротивления и установки индукционного нагрева. Индукционные плавильные печи промышленной и повышенной частоты представляют собой трехфазную электрическую нагрузку «спокойного» режима работы. Печи повышенной частоты питаются от вентильных преобразователей частоты, к которым подводится переменный ток напряжением 0,4 кВ. Индукционные печи имеют низкий коэффициент мощности: от 0,1 до 0,5. Электросварочные установки переменного тока дуговой и контактной сварки представляют собой однофазную неравномерную и несинусоидальную нагрузку с низким коэффициентом мощности: 0,3 для дуговой сварки и 0,7 - для контактной. Двигатели вентиляторов работают в продолжительном режиме. Питание двигателей производится трехфазным током промышленной частоты (50 Гц), напряжением 0,38 кВ. Нагрузка, создаваемая вентиляторами, равномерная и симметричная. Установки электрического освещения с люминесцентными лампами, дуговыми, ртутными, натриевыми, ксеноновыми лампами применяются на всех предприятиях для внутреннего и наружного освещения. Коэффициент мощности светильников с индивидуальными конденсаторами 0,9...0,95, а без них - 0,6. 2 Выбор источника питания и величины применяемых напряжений Питание производится от подстанции энергосистемы по двум кабельным линиям, проложенным в земле, находящейся на расстоянии 6 км от завода, где установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 16000 кВА каждый, с первичным напряжением 110 кВ и вторичным – 35 или 10 кВ. Каждый трансформатор подключен к отдельной линии, это связано с тем, что при аварии на первой линии работа будет продолжаться, так как вторая возьмет на себя всю нагрузку. Для питающих и распределительных сетей необходимо применять напряжение 10 кВ, так как оно является наиболее экономичным по сравнению с напряжением 6 кВ. Напряжение 6 кВ допускается применять лишь в тех случаях, если на предприятиях преобладают электроприёмники с номинальным напряжением 6 кВ. Для питания высоковольтных электродвигателей применяется напряжение 6 кВ от понижающего трансформатора 10/6 кВ. Согласно ГОСТ питающее напряжение для электроприёмников может быть 380/220 В, 660/380 В. Для проектируемого завода применяем напряжение 380/220 В с промышленной частотой 50 Гц и с глухозаземлённой нейтралью. Напряжение 660/380 В позволяет применить более мощные двигатели и уменьшить потери мощности в 3 раза по сравнению с напряжением 380/220 В. Однако, тогда для питания осветительной сети требуется понизительный трансформатор, т.е. отсутствует возможность питания от одной ТП силовой и осветительной нагрузки. Использование же напряжения 380/220 В позволяет обойтись без дополнительного трансформатора. Кроме того, на проектируемом заводе используются электродвигатели небольшой мощности, питающее напряжение которых 380/220 В. Напряжение 380/220 В является более выгодным с точки зрения приемлемого уровня потерь электроэнергии, расхода цветного металла, а так же электробезопасности, т.к. напряжение между фазой и землёй относительно низкое. Учитывая вышеперечисленные причины, ограничивающие применение напряжения 660/380 В, применяем напряжение силовой и осветительной сети 380/220 В. 3. Расчетная часть 3.1 Расчет трехфазных электрических нагрузок Расчет ведется по по форме Ф636-92. Определяем нагрузку силового щита ШРА 1 заготовительного отделения, от которого питаются следующие электроприемники, характеристики которых сведены в таблицу 1: Таблица 3.1 - Характеристики электроприемников
Определим суммарную мощность электроприемников:
где ni – количество соответствующих электроприемников; Pнi – номинальная мощность соответствующих электроприемников. ∑Рн =1,7·1+7·1+14·1+15,7·2+10·1+0,6·6+2,8·3+2,5·2+7·1+4,5·2+ 7·2+1,7·1+7·2=110,6 кВт Определяем нагрузки за наиболее загруженную смену:
Для отрезного станкас ножовочной пилой : Рсм1=0.17*1*1.7=0,238кВт; Qсм1=0,238∙0,7=0,2кВАр; Для остальных потребителей активная и реактивная мощность находятся аналогично Определим групповой коэффициент использования:
∑Рсм=0,238+1,12+2,38+2,669+3,2+0,252+1,904+0,5+2,8+0,9+0,78+0,544+4,2=21,49 – суммарная сменная нагрузка. КИ =  = 0,194Определяем: ∑n*Р2н = 1,72*1+72*1+142*1+15,72*2+102*1+0,62*6+2,82*3+2,52*2+72*1 +4,52*2+72*2+1,72*1+72*2= 966.94кВт Находим эффективное число электроприемников:
Принимаем целое меньшее число nэ=30. Коэффициент расчетной нагрузки (Кр) в зависимости от Ки=0,2 и nэ=21 составляет Кр=1,5, данные взяты в РТМ 36.18.32.4-92: Находим расчетную активную нагрузку:
Находим расчетную реактивную нагрузку:
Определяем полную расчетную мощность:
Расчетный ток:
3. 2 Расчет однофазных электрических нагрузок Рассчитаем однофазные нагрузки для термического отделения. Определим нагрузки СЩ-1, на фазное напряжение включены электроприемники показанные в таблице 3. 2: Таблица 3.2 - Однофазные электроприемники СЩ-1
Произведем распределение по фазам потребителей: Фаза ab: Машина электросварочная шовная (39) ; Фаза ac: Машина электросварочная точечная (40) По данным cos, находим коэффициенты приведения к фазам, на пример для Электропечи сопротивления со щитом управления, при cos=0,55, коэффициенты приведения активной и реактивной мощности к фазам b и c, при подключении его к фазам ab, будут равны соответственно a: p=0,36, q=0,64, b: p=0,64, q=0,36. Так же приведем к ПВ=0,4. Т.е. распределение мощностей будет выглядеть следующим образом:  кВт кВт кВАр кВАрНеравномерность загрузки фаз определяется:
Т.к. присутствует несинхронность в фазах, для расчета трехфазных нагрузок принимаем утроенную величину максимально загруженной фазы.
  Вычисляем групповой коэффициент использования для наиболее загруженной фазы .
где Рсм.макс.ф – средняя мощность максимально загруженной фазы для рассматриваемой группы однофазных электроприемников; Рн.л1, Pн.л2 – суммарные номинальные мощности однофазных электроприемников, включенных на линейное напряжение между наиболее нагруженной фазой и смежными с ней в трехфазной системе; Рн.1ф.макс.ф – суммарная номинальная мощность однофазных электроприемников, включенных на фазное напряжение наиболее загруженной фазы.  Определим эффективное число электроприемников
где Pн макс - номинальная мощность мощного электроприемника группы; Pн мин - номинальная мощность мало мощного электроприемника группы; то принимается nэ = n.  Принимаем nэ = 3. После определения Рсм.у = 85,38 кВт, Qсм.у = 52,77 кВар, nэ =3, Кимакс.ф =0,68, группа однофазных электроприемников учитывается как эквивалентная группа трехфазных электроприемников с указанными параметрами в таблице по форме Ф636-92. Согласно РТМ, определим коэффициент расчетной нагрузки - Kр. Для Kи = 0,68 и nэ = 3, Kр = 1,29 Определим расчетную активную нагрузку группы электроприемников:  Определим расчетную реактивную нагрузку группы электроприемников при nэ ≤ 10:  Определим полную расчетную мощность:  Определим расчетный ток:  Результаты расчетов всех однофазных нагрузок приведены в таблице. 3.3 Расчет электрических нагрузок цеха Расчет ведется по форме Ф636-92 с учетом ряда особенностей. Все электроприемники группируем по характерным категориям независимо от их мощности. Определим количество электроприемников каждой характерной группы. Определим мощность наименьшего и наибольшего по мощности электроприемника в группе. Значения Kи и cosопределим по справочным данным в общем для группы виде. Определим для каждой группы значение Pсм и Qсм ,значение nP2н не вычисляем. Эффективное число электроприемников определим по упрощенному выражению
где Pн.макс – мощность наиболее мощного электроприемника в группе кВт. Определим групповой коэффициент использования:
По РТМ находим коэффициент расчетной нагрузки -Kр, в зависимости от Kи и nэ. Определяем Pр, Qр, Sр, и Iр аналогично расчету нагрузки трехфазных электроприемников. 3.4 Расчет электрической нагрузки освещения Рассчитаем по удельной мощности осветительную установку для завода на примере заготовительного отделения. Размеры помещения следующие: AxB = 34,2x11,2 м. определяется расчетная высота h, м:
где H – высота помещения согласно варианта задания hр – высота рабочей поверхности принимается 0,8 м hс – высота свеса светильника, принимается 0,5 м. Освещение выполняется газоразрядными лампами типа ЛБ. Определили минимальную освещенность для механического отделения Eмин = 300 Лк коэффициент запаса kз = 1,5и используя справочные данные . определили коэффициенты отражения: потолка - п, стен - с, рабочей поверхности - р. Для механического отделения п = 50%, с = 30%, р = 10%.Определили удельную мощность общего равномерного освещения для выбранных параметров. При освещенности 100 Лк, Pуд = 2,8 Вт/м2.Табличное значение удельной мощности, Вт/м2 корректируется на значение освещенности 300Лк.
Принимаем значение удельной мощности Pуд = 8,4 Вт/м2. Т.е расчетная активная мощность будет равна:
Принимаем лампы типа ЛЛ, tgφ=0,33. Определим расчетную реактивную нагрузку:
Для данного типа ламп выбираем светильники прямого света с защитным углом 30º типа ЛСП02. Выбор обусловлен высоким КПД=80%, и эффективной защищенностью от пыли и влаги. Площадь помещения душа мужского, освещаемых люминесцентными лампами составляет:
Принимаем Руд=4,1 Вт/м2 для бытовых помещений. Определим расчетную активную мощность:  Принимаем лампы типа ЛБ:,tgφ=0,33. Определим расчетную реактивную нагрузку:  .Выбираем светильники типа ЛСП02 , предназначенные для работы в нормальной среде. Расчеты для всех остальных помещений представлены в таблице 3. Где также представлены суммарные мощности осветительной установки(Росв=15,22, Qосв=5,0). Полная расчетная мощность осветительной установки:
4 Выбор числа и предварительной мощности трансформаторов на цеховой подстанции Ориентировочно, мощность трансформаторов ЦТП, в кВА, если подстанция в цехе всего одна, определяется согласно выражению,
Где Sсм– мощность цеха за наиболее загруженную смену, кВА; Kз – коэффициент загрузки трансформатора, Кз=0,7; n – число трансформаторов на подстанции, n=2. Мощность осветительной установки принимаем из раздела 2. Росв=9,07 кВт Qосв=2,98 кВАр Определим активные и реактивные мощности нагрузки за наиболее загруженную смену:
Определим полную мощность, потребляемую за наиболее загруженную смену:
 Для Sop= 306,6864 кВА, выбираем два варианта номинальной мощности трансформаторов: 250 кВА и 160 кВА Определяется фактический коэффициент загрузки:
|
;
;
;