курсовой лазарева. электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха
 Скачать 472.85 Kb.
|
|
2 Расчетно-конструкторская часть 2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН Все электроприемники по надежности электроснабжения разделяются на три категории: Электроприемники І категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников І категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Электроприемники ІІ 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. Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников ІІ категории от одного трансформатора. Для электроприемников ІІ 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. Согласно ПУЭ, электроприемники ІІ категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания. Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения І и ІІ категорий. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 1 суток. Электромеханический цех по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха. Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей. Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин трансформаторной подстанции, если главные магистрали не применяются. К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания. Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом. К шинам низшего напряжения трансформаторной подстанции подключены через вводные выключатели РП-1,РП-2,РП-3,ШРА-1,ШРА-2. РП-1 через выключатель запитывает электроприемник № 1 РП-2 через выключатель запитывает электроприемник № 21 РП-3 через выключатели запитывает электроприемники №42, 43 ШРА-1 через линейные выключатели запитывает электроприемники № 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 ШРА-2 через линейные выключатели запитывает электроприемники № 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов Расчет электрических нагрузок группы электроприемников. Расчеты ведутся методом коэффициента максимума. Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) рассчитанных нагрузок группы электроприемников. Производим расчет нагрузок и составляем сводную ведомость нагрузок по электромеханическому цеху, таблица 3. Произведем расчет нагрузок на РП-1 Кран мостовой работает в повторно-кратковременном режиме, с ПВ = 25% приведем мощность электроприемника к длительному режиму:  (1)Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену:  (2)Кран мостовой: Ки=0.1;tgφ=1.73  Поскольку на ШТР один приемник, то максимальные активные, реактивные и полные нагрузки равны сменным:   (3)Расчеты нагрузок на РП-2 проводятся аналогично Произведем расчет нагрузок на ШРА-1 Определяем показатель силовой сборки в группе:  (4)Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по формуле 2 Манипулятор электрический: Ки=0.1;  tgφ=1.73 Для остального оборудования расчеты проводятся аналогично Определяем n всего по ШРА-1:  Определяем ΣPн всего по ШРА-1:  Определяем суммарную активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по ШРА-1. и определяем среднее значение Kи.ср, cosφ и tgφ:     (5)Определяем nэ эффективное число электроприемников, находим по формулам. 1.5.2.: n=17>5; Kи.ср=0.15<0.2; m>3, при этом nэ=n=17. Определяем Kм коэффициент максимума активной нагрузки находим по формуле:  Км=1.865 Определяем K`м коэффициент максимума реактивной нагрузки: К`м = 1, при n > 10. Определяем максимальные активную, реактивную и полную мощности (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников:  (6)Определяем максимальный ток:  (7)Расчет нагрузок на ШРА – 2 производится аналогично Произведем расчет нагрузок на РП – 3 Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену: Вентилятор: Ки=0.6;  tgφ=0.75  Поскольку на РП одинаковые приемники, то максимальные активные, реактивные и полные нагрузки равны сменным: Определяем максимальный ток:  (8)Определяем потери в трансформаторе, результаты заносим в колонки 15, 16, 17.  Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь но без компенсации реактивной мощности:  (9)Расчет компенсирующих устройств (КУ) и выбор трансформатора. Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питательных сетях. Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/квар. В настоящее время степень компенсации в период максимума составляет 0,25 квар/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6квар/кВт. При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по функциональным признакам две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок: первая группа - сети общего назначения (сети с режимом прямой последовательности основной частоты 50 Гц.); вторая группа – сети со специфическими нелинейными, несимметричными и резко переменными нагрузками. Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия, принимаемая для определения мощности компенсирующей установки равна: QM1=KHCQP, где KHC – коэффициент учитывающий несовпадения по времени наибольшей активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки предприятия. По входной реактивной мощности QЭ1 определяют суммарную мощность компенсирующего устройства предприятия, а по назначению QЭ2 регулируемую часть компенсирующего устройства. Суммарную мощность компенсирующего устройства QЭ1 определяют по балансу реактивной мощности на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы в период наибольшей активной нагрузки энергосистемы: QK1=QM1+QЭ2. Для промышленных предприятий с присоединяемой суммарной мощностью трансформаторов менее 750 кВ*А, значение мощности компенсирующего устройства QЭ1 задается энергосистемой и является обязательным при выполнении проекта электроснабжения предприятия. По согласованию с энергосистемой, выдавшей технические условия на присоединение потребителей, допускается принимать большую по сравнению с QЭ1 суммарную мощность компенсирующего устройства, если это снижает приведенные затраты на систему электроснабжения предприятия в целом. Средствами компенсации реактивной мощности являются в сетях общего назначения батареи конденсаторов (низшего напряжения – НБК и высшего напряжения – ВБК) и синхронные двигатели в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, силовые резонансные фильтры (СРФ), симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства, устройства динамической и статической компенсации реактивной мощности с быстродействующими системами управления (СТК) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК).  Исходные данные для выбора компенсирующего устройства приведены в таблице 3.Определяем расчетную мощность компенсирующего устройства:  (10) Применяется cosφк = 0.95, тогда tgφк = 0.33 Выбираем УКРМ -0,4-75-УХЛ3; Определяется фактическое значение tgφф и cosφф после компенсации реактивной мощности:  Результаты заносим в таблицу 3. Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь.   Производим окончательный выбор трансформаторов: ТМ 250/10-04 (МЭК - 76, ГОСТ 11677) является двухобмоточным трехфазным понижающим силовым масляным трансформатором промышленного назначения и предназначен для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии. Трансформатор рассчитан для эксплуатации в наружных или внутренних условиях в районах умеренного и холодного климата. ТМ 250/10-04 не подлежит эксплуатации в условиях повышенных вибраций, толчков, ударов, а также химически активной и взрывоопасной средах. Допустимая частота отключений со стороны питания 10 раз в сутки. ТМ 250/10-04 оснащен маслорасширителем, который компенсирует изменения объёма масла в результате нагревания и охлаждения в процессе работы трансформатора. Напряжение ТМ 250/10-04 регулируется без возбуждения. Для этого ТМ 250/10-04 оснащен высоковольтными переключателями, которые присоединяются к обмотке высокого напряжения и позволяют регулировать напряжение ступенями при отключенном от сети трансформаторе со стороны НН и ВН с диапазоном +2 х 2.5 %. Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:  (11)Рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора 0.5 – 0.7.  Таблица 3. Сводная ведомость нагрузок по цеху
 Продолжение таблицы 3
 Продолжение таблицы 3
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||