КУРСОВИК. основная часть. 1 общая часть 5 1 Характеристика объекта электроснабжения 5
 Скачать 0.8 Mb.
|
 СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ 3 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 5 1.1 Характеристика объекта электроснабжения 5 1.2 Классификация помещений объекта электроснабжения 6 1.3 Выбор схемы электроснабжения 8 2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 11 2.1 Расчет электрической мощности цеха 11 2.2 Расчет и выбор элементов низковольтной и высоковольтной сети 23 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ 53 ВВЕДЕНИЕРоссия является четвертым энергетическим рынком в мире по объему производства и потребления электроэнергии после Китая, США и Индии. Электроэнергетика относится к базовым отраслям и имеет важнейшее межотраслевое значение, поскольку уровень и качество энергоснабжения определяют условия производственной деятельности и бытового обслуживания населения. Электроэнергетика входит в десятку отраслей с наибольшим вкладом в ВВП России. По данным Росстата, на ее долю пришлось 2,6% ВВП России. Основным потребителем электроэнергии является промышленность, на её долю приходится более 60 % всей вырабатываемой в стране электрической энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение станки и механизмы, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами и др. В некоторых технологиях (электрофизические и электрохимические способы обработки металлов и изделий) электроэнергия является единственным энергоносителем. Электроэнергия в механическом цеху тяжелого машиностроения используется для работы основного технологического оборудования (обдирочных, шлифовальных, анодно-механических и др. станков) и вспомогательного оборудования (вентиляторы, кран мостовой, освещение и др.). Исходя из огромного влияния электроэнергии на производственный процесс предприятия целью курсового проекта будет: проектирование электроснабжения и расчет электрооборудования механического цеха тяжелого машиностроения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Охарактеризовать проектируемый объект. 2. Классифицировать помещения объекта электроснабжения. 3. Выбрать схему электроснабжения объекта. 4. Произвести расчёт электрических нагрузок.5. Рассчитать компенсацию реактивной мощности. 6. Выбрать число и мощность цеховых трансформаторов. 7. Произвести расчет и выбор кабельной продукции. 8. Произвести расчет и выбор магнитных пускателей и контакторов, тепловых реле к ним. 9. Произвести расчет и выбор автоматических выключателей. 10. Произвести расчет и выбор разъединителей и рубильников, предохранителей и плавких вставок к ним. 11. Произвести расчет и выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения. 12. Проверить средства защиты на обеспечение селективности. В ходе курсового проектирования используются различные источники информации: методические пособия, руководящие отраслевые документы, каталоги электрооборудования и т.д. Большое количество информации по теме курсового проекта представлено в сети интернет. Основная литература и интернет-ресурсы, используемые в ходе курсового проектирования представлены в списке литературы и интернет-ресурсов.  1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ1.1 Характеристика объекта электроснабжения Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТН) предназначен для серийного производства изделий. Он является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет подготовительные операции (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках. Для этой цели установлено основное оборудование: обдирочные, шлифовальные, анодно-механические станки и др. В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. МЦТМ получает электроснабжение от ГПП или ПГВ завода. Расстояние от ГПП до цеховой ТП – 1,2 км. Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подается электроснабжение от ЭНС, расстояние – 8 км. Количество рабочих смен – 2. Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения, работают в нормальной окружающей среде. Грунт в районе цеха – песок с температурой +20℃. Каркас здания МЦТМ смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый. Размеры цеха AxBxH=48x30x9 м. Вспомогательные, бытовые и служебные помещения двухэтажные высотой 4 м. 1.2 Классификация помещений объекта электроснабжения Нормальная работа электроустановок зависит от различных факторов окружающей среды. На электрические сети и электрооборудование влияют температура окружающей среды и резкие ее изменения, влажность, пыль, пары, газ, солнечная радиация. Эти факторы могут изменять срок службы электрооборудования и кабелей, ухудшать условия их работы, вызывать аварийность, повреждения и даже разрушение всей установки. Влияние неблагоприятных факторов окружающей среды на электрооборудование необходимо учитывать при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок. Требования по защите электрооборудования и кабельных изделий от воздействия неблагоприятных факторов в процессе хранения, монтажа и эксплуатации изложены в ПУЭ и СНиП. Федеральный закон ФЗ-123 причисляет к производственным объекты связи, а также всё, что касается инженерной и транспортной инфраструктуры. Согласно современным нормативам, установка категории или категорирование требуется для всех складских и производственных помещений. Помимо этого, если обратиться к пункту 5.1.2 свода правил СП 4.13130.2009, определять категорию необходимо и для технических помещений. К списку помещений, требующих категорирования, можно отнести: • всевозможные хранилища; • любые цеха производственного и технического типа; • мастерские; • вентиляционные; • архивы;  • гладильные и прачечные;• котельные и компрессорные; • серверные; • электрощитовые; • гаражи; • помещения с водомерными узлами; • СТО.  На основании информации задания на курсовое проектирование классифицируем помещения объекта электроснабжения по взрыво-, пожаро-, электробезопасности. Результаты классификации представлены в таблице 2.Станочное отделение – высока вероятность пожара при аварии, т.к. анодно-механичексие станки с повышенной температурой; возможно разбрызгивание СОЖ на электрооборудование; возможно соприкосновение одновременно с корпусом электрооборудования и заземленными конструкциями; обдирочные станки производят токопроводящую пыль, оседающую на электрооборудование. Таблица 1 – Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности
 Понимание класса помещения на дальнейших этапах курсового проектирования позволит выбрать корректное оборудование по типу исполнения и размещения. Правильный выбор класса помещения позволяет подобрать нужное оборудование, что повысит его эффективность, срок службы и безопасность работы с ним. 1.3 Выбор схемы электроснабжения Требования к надежности электроснабжения в настоящий момент является одним из важных аспектов работы потребителей. От существующего уровня надежности электроснабжения электроприемников потребителя зависит количество брака на производстве, качество изготовляемой продукции и, как следствие, конкурентоспособность компании в целом. Вопросы надежности электроснабжения затрагиваются в основном в Правилах устройства электроустановок. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7 издание) выделяют три категории надежности электроснабжения: 1. Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. (п. 1.2.18 ПУЭ) Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров. 2. Электроприемники второй категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. (п. 1.2.18 ПУЭ) 3. Электроприемники третьей категории – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий. В соответствии с правилами технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей к электрическим сетям, утвержденных постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 №861, категория надежности электроснабжения электроприемников потребителей определяется в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к электрическим сетям. При этом потребитель самостоятельно определяет, какая категория надежности энергоснабжения ему необходима.  В соответствии с заданием на курсовое проектирование объект имеет 2-3 категорию надежности электроснабжения. Это связано с тем, что внезапное отключение одной части ЭП(вентиляторы, щит освещения, кран мостовой, анодно-механические станики и др.), относящихся ко 2 категории ЭС, может вызвать перерыв электроснабжения, который приведет к массовому недоотпуску продукции и длительному простою большого количества рабочих и механизмов, а другой части, электроприемники которой относятся к 3 категории ЭС, (обдирочные станки и др.) не приведет к изложенным выше последствиям.В соответствии с выбранной категорией электроснабжения, на подстанции должно быть установлено 2 трансформатора. Схема электроснабжения цеха, построенная с учетом требований ПУЭ и норм технологического проектирования электроснабжения промышленных предприятий представлена в графической части проекта.  После построения схемы необходимо произвести расчеты мощности объекта электроснабжения и выбрать необходимое оборудование, что будет выполнено в расчётной части проекта. 2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ2.1 Расчет электрической мощности цеха Для выбора электрооборудования, соответствующего потребностям производства необходимо определить мощности, потребляемые цехом, т.е. рассчитать электрические нагрузки. 2.1.1 Расчёт электрических нагрузок Электрическая нагрузка представляет собой мощность, потребляемую электроприемниками (ЭП) или передаваемую по элементам системы электроснабжения (СЭС) в определенный момент времени. Для ЭП она обусловлена электроэнергией, потребляемой из сети и преобразуемой в другие виды энергии. Нагрузка линий электропередачи, силовых трансформаторов и других элементов электрической сети СЭС вызвана передачей электроэнергии от источников питания к ЭП. При этом электрическая нагрузка в каждый момент времени определяется мощностью некоторого числа включенных в работу ЭП, присоединенных к электрическим сетям разных напряжений. Естественное изменение электрических нагрузок во времени обусловлено свойствами технологических процессов, в обеспечении которых участвует множество разнообразных электроприемников с разными графиками нагрузок. В системе электроснабжения каждый электроприемник в определенный момент времени потребляет некоторую активную мощность, т. е. его электропотребление является случайной функцией времени. Суммарная нагрузка потребителя электроэнергии в каждый момент времени складывается из нагрузок электроприемников, используемых на предприятии в рассматриваемое время.  Электрическая нагрузка электроприемника или элемента системы электроснабжения может быть представлена в виде активной, реактивной и полной мощности, а также в виде тока.Расчетная нагрузка является одним из основных показателей, учитываемых при выборе электрооборудования и средств компенсации реактивной мощности, при определении условий присоединения электроустановок потребителей к энергосистеме, решении других проектных и эксплуатационных задач электроснабжения. Выбор всех элементов СЭС и определение параметров режима работы электрических сетей производятся на основе расчетных электрических нагрузок. От величин нагрузок зависят также применяемые схемы, конструктивное исполнение сетей и расположение сетевых объектов. Теория расчета электрических нагрузок, основы которой сформировалась в 1930-е годы, ставила целью определить набор формул, дающих однозначное решение при заданных электроприемниках и графиках (показателях) электрических нагрузок. В целом практика показала ограниченность подхода «снизу вверх», опирающегося на исходные данные по отдельным электроприемникам и их группам. Эта теория сохраняет значение при расчете режимов работы небольшого числа электроприемников с известными данными, при сложении ограниченного числа графиков. Метод упорядоченных диаграмм, рекомендованный Руководящими указаниями по определению электрических нагрузок промышленных предприятий, относится к числу методов, использующих математические методы теории вероятностей. [2, с. 22] Метод применим, когда известны номинальные данные всех электроприёмников предприятия с учётом их размещения на территории предприятия. Метод сводится к определению максимальных  расчетных нагрузок группы электроприемников.  где  – максимальная активная нагрузка, кВт; – максимальная реактивная нагрузка, квар; – максимальная полная нагрузка, кВ·А; – коэффициент максимума активной нагрузки; – коэффициент максимума реактивной нагрузки; – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт; – средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||