1. Анализ производственной деятельности цеха
 Скачать 212.37 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Анализ производственной деятельности цеха 1.1 Характеристика технологического процесса. Краткая характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и применяемого электрооборудования 1.2 Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности 2. Расчет параметров электросети 2.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения предприятия 2.2 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов 2.3 Выбор основного оборудования насосной станции 2.3.1 Выбор насоса и построение характеристики системы 2.3.2 Выбор электродвигателя 2.3.3 Подбор рабочей арматуры трубопроводов 2.4 Общие сведения о коротком замыкании и расчет токов короткого замыкания 2.4.1 Общие сведения о кз 2.4.2 Расчет токов кз 3. Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кв 4. Расчет заземления 5. Молниезащита 6. Охрана труда и противопожарная защита 6.1 Техника безопасности при монтаже электрооборудования и электросетей 6.2 Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования и электросетей. 6.3 Техника безопасности при ремонте электрооборудования и электросетей 6.4 Мероприятия по противопожарной безопасности Заключение Список литературы ВВЕДЕНИЕ Передача, распределение и потребление электроэнергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надежностью. Так, в системах цехового электроснабжения широко используются комплектные распределительные устройства (КРУ) и комплектные трансформаторные подстанции (КТП), а также комплектные силовые и осветительные токопроводы. Все это создает гибкую и надежную систему распределения электроэнергии, экономящую большое количество проводов и кабелей. Значительно упростились схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет отказа от сборных шин и выключателей на первичном напряжении и применения глухого присоединения трансформаторов подстанций к питающим линиям и т.д. Основными определяющими факторами при проектировании электроснабжения должны быть характеристики источников питания и потребителей электроэнергии, в первую очередь требование, к бесперебойности электроснабжения с учетом возможности обеспечения резервирования в технологической части проекта, требования электробезопасности. Подключение систем электроснабжения промышленных предприятий к сетям энергосистем производится согласно техническим условиям на присоединение, выдаваемым энергоснабжающей организацией в соответствии с Правилами пользования электрической энергией. При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать, что в настоящее время все более широкое распространение находит ввод, позволяющий по возможности максимально приблизить высшее напряжение (35 - 330 кВ) к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от "холодного" резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (КРУ, КСО и др.) различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надежность, удобство и безопасность ее обслуживания. Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов: 1. источники питания должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии; 2. число ступеней трансформации и распределения электроэнергии на каждом напряжении должно быть минимально возможным; 3. распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по магистральным схемам. В обоснованных случаях могут применяться радиальные схемы. 4. схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны быть выполнены таким образом, чтобы требуемый уровень надежности и резервирования был обеспечен при минимальном количестве электрооборудования и проводников. Целью данной курсовой работы является проектирование электроснабжения электрооборудования насосной станции. В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи: 1. Рассчитать нагрузки цеха. 2. Определить суточный график нагрузки. В процессе написания работы использовались следующие методы: 1. Метод графической информации. Курсовая работа состоит из введения, ? глав, заключения, списка использованной литературы, приложений и графической части, представленной 3 листами формата А3. 1. Анализ производственной деятельности цеха 1.1 Характеристика технологического процесса. Краткая характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и применяемого электрооборудования Электроснабжение промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (наиболее распространённым является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное исполнение сетей оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приёмников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории производственного объекта, номинальные токи и напряжение. Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. На территории НС предусмотрены: машинный зал, ремонтный участок, агрегатная, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения. НС получает электроснабжение (ЭСН) от государственной районной электростанции (ГРЭС) по воздушной ЛЭП-35. Расстояние от ГРЭС до собственной трансформаторной подстанции (ТП), расположенной в пристройке к зданию НС 15 км. В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) потребители электроэнергии (ЭЭ) по надёжности ЭСН относятся ко второй и третьей категории. Электроприёмники второй категории – электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Электроприёмники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться ЭЭ от двух независимых источников питания. Для электроприёмников второй категории при нарушении ЭСН от одного из источников питания допустимы перерывы ЭСН на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Электроприёмники третьей категории – все остальные электроприёмники, не попадающие под определения первой и второй категории. Для электроприёмников третьей категории ЭСН может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены повреждённого элемента системы ЭСН, не превышает одних суток. Количество рабочих смен три. Основными потребителями ЭЭ являются пять мощных автоматизированных насосных агрегатов. Все электроприёмники приведены в таблице 1 пронумерованные в соответствии с планом расположения ЭО НС. Таблица 1 – Перечень ЭО НС.
Грунт в районе здания – глина с температурой +10 оС. Каркас здания и ТП сооружён из блоков секций длинной 6 метров каждая. Размеры здания А х В х Н = 42 х 30 х 7 м. Все помещения кроме машинного зала двухэтажные высотой 2,8 м. 1.2 Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности Насосная станция по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества. По электробезопасности станция относится к классу пониженной опасности, так как на станции очень мало токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей. Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа: продолжительный, кратковременный и повторнократковременный. Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины τуст. Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы. Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования. Повторнократковременный режим – это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины. В этом режиме работают грузоподъемные механизмы, прокатные станы и сварочные аппараты. 2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОСЕТИ 2.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения предприятия Сооружения насосных станций разделяют на основные и второстепенные. К основным относят те сооружения, разрушение которых приводит к нарушению нормальной работы насосной станции(плотины, дамбы, водозаборные и водовыпускные сооружения, здания насосных станций, напорные трубопроводы, подпорные стены и т.д.). К второстепенным сооружениям относят те, разрушение или отказ в работе которых не приводит к нарушению работы насосной станции (ремонтные затворы, водозащитные и отбойные сооружения, берегоукрепительные конструкции, служебные мостики, дороги т.д.). Все сооружения гидротехнических систем делят на четыре класса. Класс сооружения зависит от его высоты, типа основания, последствий аварии или нарушения режима его эксплуатации(табл.1.1.). Класс основных сооружений, выбранный по таблице 1.1, повышают на единицу, если их разрушение влечет за собой катастрофические последствия для населённых пунктов и предприятий или приводит к значительному ущербу народному хозяйству, и понижают на единицу, если катастрофические последствия при их разрушении не возникают, а последующий ремонт Класс основных сооружений в зависимости от грунтов основания и высоты сооружений.
Сооружений может быть выполнен без остановки работы всего гидроузла. Класс второстепенных сооружений гидроузлов обычно при равных условиях на единицу ниже, чем основных сооружений(табл. 1.2.). Класс основных и второстепенных сооружений в зависимости от обслуживаемой площади.
По надежности подачи или откачки воды насосные станции разделяют на три категории. I категория надежности – насосные станции, у которых в аварийных ситуациях допускается перерыв в работе не более 5 ч, или снижение подачи до 50% расчетной не более чем в течение 3 сут, или при прекращении подачи могут возникнуть опасность для жизни и угроза нанесения народному хозяйству значительного ущерба; к этой категории надежности обычно относят каскады крупных и уникальных насосных станций, обслуживающих крупные массивы с ценными сельскохозяйственными культурами, а также крупные осушительные насосные станции, имеющие ограниченную аккумулирующую емкость осушительной системы. II категория надежности – насосные станции, у которых в аварийных ситуациях допускается перерыв в подаче до одних суток или снижение ее до 50% расчетной не более чем в течение 5 сут; к этой категории надежности обычно относят крупные и средние насосные станции, обслуживающие более 5 тыс.га посевов ценных сельскохозяйственных культур. III категория надежности – насосные станции, у которых допускается перерыв в подаче Степень огнестойкости зданий и сооружений в зависимости от категории надежности подачи воды и их класса до 5 сут
К ней относят все остальные насосные станции. В зависимости от категории надежности подачи воды выбирают обеспеченность уровней и расходов воды в источнике, тип и габариты сооружений, число резервных насосных агрегатов и сооружений, коэффициенты запасов и т.д. Для насосных станций существует понятие “степень огнестойкости сооружения”. Известны четыре степени огнестойкости. Последняя зависит от категории надежности подачи воды и класса сооружения(табл. 1.3.). Степень огнестойкости определяет перечень необходимые средств пожаротушения. 2.2 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов Создание любого промышленного объекта начинается с его проектирования. Не простое суммирование установленных (номинальных) мощностей ЭП предприятия, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапам проектированием СЭС. Расчетная максимальная мощность, потребляемая электрприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих ЭП. Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электросети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы. Существующие методы определения расчетных нагрузок основаны на обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий. Для расчета нагрузок разделим все ЭП цеха на 3 группы распределенных по силовым шкафам. Данные по приемникам Силовой Шкаф№1 Р9,10,11 = 12,5 кВт, kи = 0,75, cosφ = 0,95; tgφ = 0,34 Силовой шкаф№2 P1,2=8 кВт ;kи=0,6; cosφ=0,8; tgφ=1,73 P3 =4,2 ; kи=0,12; cosφ=0,4 P4 =2,5; kи=0,12; cosφ=0,4 P5 =28 ; kи=0,17; cosφ=0,65 P6 =9,6; kи=0,12; cosφ=0,4 P7 =6,2; kи=0,17; cosφ=0,65 P8 =6; kи=0,17; cosφ=0,65 Силовой шкаф №3 P13…17=6; kи=0,7; cosφ=0,85; tgφ=0,58 P18…22=0,8; kи=0,7; cosφ=0,85; tgφ=0,58 Силовой шкаф№4 P23…27=250; kи=0,7; cosφ=0,85; tg φ=0,58 P28=0,8; kи=1; cosφ=1; tgφ=0,02 P29,30=11,2; kи=0,7; cosφ=0,85; tg φ=0,58 2) Определяем активную номинальную групповую мощность приемников, приведенных к длительному режиму  (1)   3) Определяем активную среднюю мощность за наиболее нагруженную смену  (2)   4) Определяем средний коэффициент использования группы электроприемников     по таблице выбираем кmax=1,29 5) Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену     6) Определяем средневзвешенный tg φ     (5)7) Определяем расчетную мощность через кmax Pр1= кmax·Pсм=1,29·28,125=36,28кВт Pp2=kmax·Pсм=1,29·8,56=11,04кВт Pp3=kmax ·Pсм=1,29·4,76=6,14кВт Pp4=kmax · Pсм=1,29·1082,34=1396,2кВт     8) Определяем общую расчетную мощность для группы приемников  9) Определяем расчетный ток для группы приемников  Расчет остальных групп электроприемников производим аналогично первой группе. Результаты расчетов заносим в сводную таблицу 1. Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на цеховых трансформаторных подстанциях является одним из основных вопросов рационального построения СЭС. Двухтрансформаторные подстанции применяют при значительном числе потребителей 1 и 2-й категории. Целесообразно применение двухтрансформаторной подстанции при неравномерном суточном и годовом графиках нагрузки предприятия, при сезонном режиме работы. Как правило, предусматривается раздельная работа трансформаторов для уменьшения токов КЗ. Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчетной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, допустимой перегрузки трансформаторов и их экономической загрузки. Наивыгоднейшая (экономическая) загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории ЭП, от числа трансформаторов и способов резервирования. Совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу расчета которой положен тепловой износ изоляции трансформатора. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки не приводят к заметному старению изоляции и существенному сокращению нормальных сроков службы. Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при выборе их номинальной мощности зависят от продолжительности перегрузки в течении суток, от температуры окружающей среды и системы охлаждения трансформатора. 1) Так как в цехе преобладают приемники 2-й категории, то целесообразно выбрать 2 трансформатора для установки на цеховую трансформаторную подстанцию. 2) Номинальную мощность трансформаторов определяем по условию  (14) где βт – коэффициент загрузки трансформатора, для приемников второйкатегории принимается 0,7-0,8; Sр – расчетная максимальная мощность объекта. Принимаем к установке трансформатор с номинальной мощностью 100 кВА. 3) Проверяем перегрузочную способность трансформатора в аварийном режиме по условию kав.п. = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки.  Такая перегрузка трансформатора по условию допускается в течение 6 часов 5 суток. 4) По условию коэффициент загрузки трансформатора β питающего приемники 2 и 3-й категории надежности электроснабжения должен составлять 0,5 – 0,7 Таким образом, принимаем к установке на цеховую трансформаторную подстанцию 2 трансформатора мощностью 100 кВА марки ТМ100/10. Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели и индукционные печи. Прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличение номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения. Меры по снижению реактивной мощности: естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств; исскуственные меры с применением компенсирующих устройств. К естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки; создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации; замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка; применение синхронных двигателей вместо асинхронных; ограничение продолжительности холостого ход двигателей и сварочных аппаратов. К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся: конденсаторные батареи, синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности. 2.3 Выбор основного оборудования насосной станции 2.3.1 Выбор насоса и построение характеристики системы Принимаем двухниточный магистральный трубопровод, тогда расход воды через один водовод равен:  ,где Qв= 1.0 м3/с – расход, забираемый из реки, п = 2 – число ниток трубопровода. По рекомендациям [1, стр. 47] выбираем стальные трубы наивыгоднейшего диаметра D= 700 мм. Для выбранных труб потери напора по длине составят 2.74 м/км. Данная величина увеличивается на 10%. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||