ЭСН и ЭО учебных мастерских. 1. Общая часть 1 Краткая характеристика производства и потребителей
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение  В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без использования электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления, преобразования.Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другое. Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и вместе со строительством электростанций. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, подстанции. Электрические сети промышленных предприятий в сочетании с источниками и потребителями электроэнергии становятся заводскими электрическими системами, устройство и развитие которых, как подсистем, следует рассматривать в единой связи с развитием всей энергетической системы в целом. Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют до 60% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. Система электроснабжения промышленных предприятий, состоящая из сетей напряжением до 1 кВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного, при различных частотах и напряжениях, и постоянного тока. СЭС промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Энергосистема в свою очередь рассматривается как подсистема ЕЭС страны. Система электроснабжения предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению. Стоимость электроэнергии, например, в машиностроении, составляет только 2-3% себестоимости продукции, в энергоемких отраслях, таких как электролиз, электрометаллургия и др., - 20-35% себестоимости продукции. Перерывы в электроснабжении могут привести к значительным ущербам для народного хозяйства, а в некоторых случаях к авариям, которые могут повлечь за собой человеческие жертвы, оказывая на них опасность и выходом из строя дорогостоящего оборудования.  Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производительным и мощным, изменяется технология и т.д. СЭС промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологий, рост мощности предприятия и изменение производственных условий. Это отличает систему распределения электроэнергии на предприятиях от районных энергосистем, где процесс развития также имеет место, однако места потребления электроэнергии и формы её передачи более стабильны. Для современных предприятий, особенно машиностроительных, характерна динамичность технологического процесса, связанная с непрерывным введением новых методов обработки, нового оборудования, переналадки его, а также непрерывного изменения и усовершенствования самой модели изделия. Поэтому следует стремиться к созданию предприятия, обладающего достаточной гибкостью, которая позволяет с наименьшими потерями осуществить перестройку производства при изменении программы или модернизации выпускаемых изделий, внедрении новейших технологических процессов и современного оборудования, а также при автоматизации производства.Опыт строительства и освоения новых предприятий, показал, что не только планировка, но и конструкция зданий должна удовлетворять условиям гибкости технологического процесса; требуется, чтобы здания и подсобные помещения позволяли расширить производство без его перерыва, а переход от освоения одного изделия к освоению нового не требовал капитального переустройства. Требования гибкости предъявляются к строительной части предприятий, к технологическому и вспомогательному оборудованию, к системам электроснабжения, водоснабжения и т.д. Как для создания высококачественного электропривода требуется совместная работа электрика и технолога-конструктора приводимой машины, так и для создания надлежащей СЭС предприятия требуется тщательная совместная работа проектировщиков-технологов, электриков и строителей. Тщательное изучение условий производства позволяет электрику при проектировании избежать перерасхода дефицитных электрооборудования и электроматериалов, а также обеспечить надежное экономичное электроснабжение, отвечающее условиям данного производства. Основные задачи, решаемые при исследовании, проектировании, проектировании и эксплуатации СЭС промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного  выбора напряжений, определении электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкций промышленных сетей, устройств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузок и подавления высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т.д.1. Общая часть 1.1 Краткая характеристика производства и потребителей  Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработкой различными способами. Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ имеет статочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные, токарные, фрезерные, строгательные, анодно-механические станки и др. В цехе предусмотрены помещения для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. ЭМЦ получает ЭСН до ПГВ- 10 км. Напряжение на ПГВ- 10 кВ. Количество рабочих смен- 2. Потребители ЭЭ цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Грунт в районе ЭМЦ- песок с температурой +20 ˚C. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый. Размеры цеха А*В*Н=48*30*9 м. Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м. Перечень оборудования ЭМЦ дан в таблице 1.1 Мощность электропотребления (  ) указана для одного электроприемника.Расположение основного оборудования показано на плане рис. 1.1 Таблица 1.1 Перечень ЭО электромеханического цеха
Продолжение таблицы 1.1
1.2 Безопасность Прежде всего на предприятии уделяют безопасности сотрудников, для этого есть специальные требования и критерии, которые обязательно учитываются на них.  Одним из критериев безопасности является наличие заземления всех электроустановок.Поэтому все металлические части и корпуса оборудования, оборудование, шинопровода, токопровада, кабеля должны быть заземлены.Так как электрический ток при коротком замыкании, пробое, представляет большую опасность для человека, то есть возникновение пожаров, взрывов, получение удара электрическим током.Взрывоопасные зоны. Класс взрывоопасных зон, в соответствии с которым происходит выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками в проектной документации. а) помещения или ограниченные пространства в которых имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси; б) к взрывоопасным относятся ЛВЖ, у которых температура вспышки не превышает 61 ºС, а давление паров при температуре 20ºС составляет менее 100 кПа (около 1 ат); в) взрывозащищенное электрооборудование - электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды в результате эксплуатации этого электрооборудования.. Примечания: 1. Объемы взрывоопасных газов и паровоздушной смесей, а также время образования паровоздушной смеси определяются в соответствии документации и определёнными правилами. Электромеханический цех (ЭМЦ) является электробезопасным, так как все электрооборудование заземлено и опасность поражения людей электротоком минимальна, то есть практически отсутствует. 2. Расчётная часть 2.1 Категория надёжности электроснабжения и выбор схемы  Передача, распределение и потребление электрической энергии на предприятии должно производиться с высокой надёжностью и экономичностью. На предприятии для передачи, распределения электрической энергии используют распределительные подстанции, распределительные щиты, которые необходимо обслуживать электрику, чтобы предприятие работа не прекращало свою работы, так же для передачи и распределения электрической энергии до электроприёмников используют шинопровода, кабели и токопровода.К основным требованиям, предъявляемым к цеховому электроснабжению, являются: экономичность, надёжность, безопасность, удобство эксплуатации,обеспечение надлежащего качества электроэнергии, необходимая гибкость, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия. Потребители, рассматриваемого цеха, относят ко второй и третьей категории надёжности в электроснабжении, о которых сказано в ПУЭ. Электроприёмники IIкатегории надёжности – это потребители, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Согласно ПУЭ, электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприемников второй категории не более 30 мин.  Электроприёмники IIIкатегории надёжности –все остальные приёмники электрической энергии, которые не входят в первую и вторую категорию надёжности электроснабжения. У приёмников третьей категории электроснабжения отсутствует резервное питание, поэтому допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприемников третьей категории не более 24 часов подряд, не более 72 часов суммарно в год.К элекроприёмникам ЭСН IIкатегории надёжности в промышленном производстве относят: прокатное цехи, машиностроительные цеха. В данной работе к третьей категории надёжности электроснабжения относят щиты, инструменты рабочего персонала, включаемых в сеть 220 В.  Рисунок 2.1 Схема электроснабжения цеха 2.2 Расчёт электрических нагрузок  Определение активной, реактивной, полной мощности электроприёмников на шинопроводах и распределительных установок производится для дальнейшего выбора трансформаторов, шинопроводов, аппаратов защиты, распрелеления и автоматики.Таблица 1.1 Перечень ЭО электромеханического цеха
 Рисунок 2.2.1 - План расположения ЭО электромеханического цеха  1. Определение максимального коэффициента нагрузки:nэ=1,1, если n>6 на ШМА или РП nэ=1, если на n<6 на ШМА или РП nэ= Км=Км` ШМА1: Км=Км`=1,1 ШМА2: Км=Км`=1,1 РП1: Км=Км`=1 РП2: Км=Км`=1 РП3: Км=Км`=1 РП4: Км=Км`=1 2. Определение активной, реактивной, полной мощности за смену на ШМА1:     1) Манипуляторы 2,3:      3. Определение максимальной активной мощностиШМА1:  4. Определение максимальной реактивной мощности ШМА1:  ` 5. Определение максимальной полной мощности ШМА1: Sм=   6. Определение максимального тока нагрузкиШМА1:   кВ Аналогично произвёл расчёты параметров для остальных электроприёмников результаты занёс в таблицу 2.2.1 
 
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
