Курсовая по теме Электроснабжение и электрооборудование механосб. 1. 2 Классификация помещений по взрыво, пожаро, электробезопасности
 Скачать 1.55 Mb.
|
 СОДЕРЖАНИЕ
Введение Система электроснабжения промышленных объектов, состоящая из электрических сетей напряжением до и выше 1 кВ, трансформаторных подстанций, служит для передачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и надлежащего качества. Каждый производственный объект находится в состоянии непрерывного развития. Система электроснабжения должна быть гибкой, рассчитанной на появление и развитие новых технологий, увеличение мощности предприятия, допускать изменение условий производства, а также отвечать требованиям надежности, оперативности и безопасности обслуживания. Основными потребителями электрической энергии в промышленности являются электропривод, электрическое освещение и значительная группа электротехнологических установок (электрогревание, электролиз, электросварка и т.д.). Система электроснабжения (СЭС) представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов, предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Составной системой электроснабжения являются электрические сети, необходимые для передачи и распределения электрической энергии, состоящие из подстанций, распределительных устройств и линий электропередачи. Система электроснабжения промышленного предприятия должна отвечать ряду основных требований: обеспечение заданной надежности электроснабжения, экономичности исполнения, поддержание на должном уровне показателей качества электроэнергии, обеспечение возможности роста нагрузок, простота, удобство и безопасность эксплуатации. 1 Общая часть 1.1 Характеристика объекта ЭСН, электрических нагрузок и его технологического процесса Участок механосборочного цеха (УМЦ) предназначен для выпуска передней оси и заднего моста грузовых автомобилей. Цех является составной частью производства машиностроительного завода. УМЦ предусматривает производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. УМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,5 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Подводимое напряжение – 6, 10 или 35 кВ. ПГВ подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 8 км. Потребители ЭЭ относятся к II и III категории надежности ЭСН. Количество рабочих смен – 2. Грунт в районе цеха – глина с температурой +5 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 8 м каждый. Размеры участка А В Н = 50 30 9 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 4,2 м. Перечень ЭО участка механосборочного цеха дан в таблице 1. Мощность электропотребления (  ) указана для одного электроприемника.Расположение основного ЭО показано на плане (рис. 1). Таблица 1 – Перечень ЭО УМЦ
 Рисунок 1 – План расположения ЭО УМЦ 1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности Согласно нормативным документам помещения классифицируются по категориям А, Б, В1-В4, Г и Д [2]. Определяются категории на основании наличия горючих веществ и материалов, их свойства по отношению пожароопасностью, а также планировочным свойствам помещения и выполняемых технологических работ. Классификация помещений данного цеха представлено в таблице 2. Таблица 2 – Классификация помещений УМЦ по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности
2 Расчетно-конструкторская часть 2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН Выбор схемы электроснабжения основывается по требованиям ПУЭ [1] в зависимости от категории надежности ЭП. При выборе схемы ЭСН необходимо придерживаться комплексному подходу как схем внешнего и внутреннего электроснабжения потребителей с учетом способности и экономически возможностей взаимного резервирования. Схемы ЭСН должны быть максимально простыми и надежными. Электрические сети до 1 кВ различаются на питающие и распределительные. Питающие сети – это питание от ТП до распределительного устройства, а распределительные – от распределительного устройства до потребителя. Питающие и распределительные электрические сети выполняются по радиальным, магистральным и смешанным схемам [6]. В основном на практике используются смешанные схемы, в которых имеются схемы радиального и магистрального подключения ЭП. Участок механосборочного цеха по категории надежности ЭСН относится к потребителям II и III категории. В связи с этим, предусматривается установка однотрансформаторной подстанции, так как при ремонте не произойдет массовый недоотпуск продукции и наличии складского резерва трансформатора [6]. Схема распределительной сети принимается смешанная. К шинам низшего напряжения (НН) трансформаторной подстанции (ТП) подключены через ШРА-1, ШРА-2, РП-1: ШРА-1 через линейный выключатель питает электроприемники №1-15, 23. ШРА-2 через линейный выключатель питает электроприемники №16-22, 26-31. РП-1 через линейный выключатель питает электроприемники №24, 25. Схема электроснабжения участка механосборочного цеха показана на рисунке 2.  Рисунок 2 – Схема ЭСН участка механосборочного цеха 2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов Расчет электрических нагрузок выполняется методом упорядоченных диаграмм. Он является одним их основных методов, который определяет максимальные нагрузки группы ЭП.
где  – активная максимальная нагрузка, кВт; – реактивная максимальная нагрузка, квар; – полная максимальная нагрузка, кВА; – коэффициент максимума активной нагрузки, определяется по справочной литературе [3] и зависит от коэффициента использования и эффективного числа ЭП; – коэффициент максимума реактивной нагрузки; – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт; – средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, квар.
где  – коэффициент использования ЭП, определяется по справочной литературе [3]; – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму (ДР), без учета резервных электроприемников, кВт; – коэффициент реактивной мощности; – эффективное число ЭП, определяется по справочной литературе [3].Средний коэффициент использования  группы ЭП вычисляется по выражению:
где  – сумма средних активных мощностей в группе, кВт; – сумма номинальных мощностей в группе, кВт.Показатель силовой сборки в группе  вычисляется по выражению:
где  ,  – номинальные активные мощности ЭП приведенные к ДР соответственно наибольшего и наименьшего в группе, кВт.Согласно опыта принимается  при  ;  при  Приведение мощностей трехфазных ЭП к ДР: – для ЭП ДР:
– для ЭП ПКР:
– для сварочных трансформаторов ПКР:
– для трансформаторов ДР:
где – приведенная активная мощность ЭП, кВт; – паспортная (номинальная) активная мощность ЭП, кВт; – паспортная (номинальная) полная мощность ЭП, кВт; – продолжительность включения.Приведение однофазных ЭП к условной трехфазной. Величина неравномерности распределения нагрузки по фазам вычисляется по выражению:
где  – нагрузка наиболее загруженной фазы, кВт; – нагрузка наименее загруженной фазы, кВт.Если  больше 15% и подключение ЭП на фазное  , то приведение однофазных ЭП к условной трехфазной определяется по формуле:
где  – условная трехфазная нагрузка, кВт; – нагрузка наиболее загруженной фазы, кВт.Если больше 15% и подключение ЭП на линейное , то приведение однофазных ЭП к условной трехфазной определяется по формуле для:– одиночного ЭП:
– группы ЭП:
Если меньше либо равно 15%, то расчет выполняется как для трехфазных нагрузок.По данным ЭП разделяются на виды: трехфазный ДР, трехфазный ПКР, однофазный ПКР, ОУ. Технические характеристики ЭП приводятся в таблице 3. Таблица 3 – Технические данные электроприемников
Приводятся нагрузки однофазного ЭП к условной трехфазной нагрузке наждачного станка №1 по плану:     По формуле (13) определяется трехфазная мощность наждачного станка:  Аналогичным образом выполняются расчеты для остальных ЭП, результаты представлены в таблице 4. Мощность осветительных устройств (ОУ) вычисляется методом удельных мощностей по формуле:
где  – удельная нагрузка общего освещения, Вт/м2; – площадь цеха, м2. Максимальный расчетный ток определяется по формуле:
где  – линейное напряжение сети, кВ.Определяется расчетная нагрузка для группы ЭП подключенные к ШРА-1: – Карусельно-фрезерные станки:   Аналогичным образом проводится расчет по остальным ЭП подключенных к ШРА-1 и результаты расчетов сводятся в таблицу 4. Определяется итоговая расчетная нагрузка на ШРА-1:          Аналогичным образом проводится расчет по остальным групп ЭП ШРА-2, РП-1 и результаты расчетов сводятся в таблицу 4. Потери мощности в трансформаторе определяются по формулам:
где  – полная максимальная нагрузка на стороне низкого напряжения трансформатора, кВА.По формулам (18) – (20) определяются потери мощности в трансформаторе:    Вычисляется расчетная нагрузка на трансформатор с учетом потерь мощности и без компенсации реактивной мощности (для однотрансформаторной подстанции).  Таблица 4 – Результаты расчетов электрических нагрузок УМЦ
По [3] выбирается КТП 1×250-10/0,4 с трансформатором типа ТМ мощностью 250 кВА, напряжением 10/0,4 кВ со следующими характеристиками:  Коэффициент загрузки трансформатора определяется по формуле:
 Предварительно выбирается цеховая КТП 1×250-10/0,4;  Окончательно мощность цеховой КТП принимается после расчета и выбора мощности компенсирующего устройства (КУ). Вычисляется расчетная мощность компенсирующего устройства (КУ) по выражению:
где  – коэффициент, учитывающий повышения cosφ естественным способом, принимается  ; ,  – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.Рекомендуемый коэффициент мощности для промышленного предприятия  , тогда   По [8] выбирается КУ типа УКМ58-0,4-60-5У3мощностью 60 квар. После выбора мощности КУ вычисляются значения  и  по формуле:
 Таким образом  Результаты расчетов сводятся в таблицу 5. Вычисляется расчетная нагрузка на трансформатор с учетом потерь мощности в трансформаторе по формуле:
По формулам (18) – (20) определяются потери мощности в трансформаторе:    По формуле (24) определяется расчетная нагрузка на трансформатор с учетом потерь мощности в трансформаторе:  Выбирается КТП 1×160-10/0,4 с трансформатором типа ТМ мощностью 160 кВА. Определяется коэффициент загрузки трансформатора:  Таким образом, окончательно принимается КТП 1×160-10/0,4  со следующими характеристиками: Результаты расчетов сводятся в таблицу 5. Таблица 5 – Результаты расчетов электрических нагрузок УМЦ
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
