Насосы. 7 вариант. эсн и эо механического цеха серийного производства
 Скачать 221.08 Kb.
|
1 2 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина» Нижнетагильский технологический институт (филиал) Кафедра автоматизации технологических процессов и систем Члены комиссии: Оценка проекта: ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ВНУТРИЗАВОДСКОМУ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ НА ТЕМУ: «ЭСН И ЭО механического цеха серийного производства»
Нижний Тагил 2011 Содержание
Введение Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией. Энергосистема – совокупность электростанций электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства преобразования передачи и распределения электрической тепловой энергии при общем управлении этим режимом. Электрическая часть энергосистемы – совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы. Электроэнергетическая система – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства передачи распределения и потребления электрической энергии. Система электроснабжения – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергии (внешнее электроснабжение, внутризаводское электроснабжение, внутрицеховое электроснабжение). Централизованное электроснабжение – это электроснабжение потребителей электрической энергии.Электрическая сеть – совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии, состоящих из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. Приемники электрической энергии – это аппараты, агрегаты и др., предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Потребители электрической энергии – это электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории. Режимы работы электроэнергии. Нормальный режим – режим, при котором обеспечиваются заданные значения параметров его работы. Подстанцией – называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений. Пристроенной подстанцией – (пристроенным РУ) называется подстанция (РУ), непосредственно примыкающая к основному зданию. Встроенной подстанцией – называется закрытая подстанция, вписанная в контур основного здания. Коридором обслуживания – коридор вдоль камер или шкафов КРУ, предназначенный для обслуживания аппаратов и шин. Взрывным коридором – называется коридор, в который выходят двери взрывных камер. Узловая распределительная подстанция (УРП) - называется центральная подстанция одного предприятия или нескольких, получающая энергию от энергосистемы, напряжением 110 – 330 кВ, и распределяющая ее по подстанциям ПГВ35 – 220кВ. Главная понизительная подстанция (ГПП) – подстанция, получающая питание 35 – 220 кВ от районной энергосистемы и распределяющая электрическую энергию на более низком напряжении 6 –35 кВ по всему объекту, отдельному району, т.е по трансформаторным подстанциям предприятия и высоковольтным электроприемникам 6, 10, 35,кВ. ГПП отличается от УРП меньшей мощностью. Глубоким вводом – называется система питания электроэнергии, при которой электрическая линия подводится ближе к электроустановкам потребителей для уменьшения числа степеней трансформации, снижение потерь мощности и электроэнергии. Подстанция глубокого ввода (ПГВ) – эта подстанция выполнена по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении, получающая питание 35 – 220 кВ от энергосистемы или УРП, предназначенная для питания объекта или района предприятия со смежением напряжения внутризаводских сетей 6/10 кВ. На крупных предприятиях ГПП и ПГВ может быть несколько. Большинство предприятий получают питание по двум воздушным линиям через двух трансформаторную подстанцию ГПП или ПГВ, располагаемую вблизи электроприемных цехов. Центральный распределительный пункт (ЦРП) – пункт, получающий питание отрайонной энергосистемы ГПП и ПГВ при напряжении 6/10 кВ и распределяющий ее на том же уровне напряжения по всему объекту или его части. Если предприятие имеет собственную ТЭЦ с генератором напряжения 10(6)кВ, то в качестве главного приемного пункта также используют ЦРП. Для общепромышленных потребителей (компрессорные, насосные) и для цехов, где имеется высокая концентрация высоковольтного оборудования строятся распределительные подстанции 6 (10)кВ. Если для заводских сетей выбрано напряжение 10 кВ, а на предприятиях имеются приемники на 6 кВ, строят промежуточные подстанции 10/6кВ. Внутризаводские сети выполняют кабельными линиями. При наличие промежуточных распределительных или трансформаторных подстанций система электроснабжения называется ступенчатой. На ТП (КТП) напряжение снижается до уровня сетей общего пользования 0,69 и 0,4 кВ (0,66 и 0,38 кВ для ЭП). Со щита или распределительного устройства цеховой трансформаторной подстанции электроэнергия распределяется между отдельными потребителями внутри цехов. Внутрицеховые сети выполняются изолированными проводами или кабелями. Для распределения электроэнергии дополнительно устанавливают силовые распределительные шкафы или распределительные шинопроводы. Внутри цехов возможно распределение электрической энергии по схеме «Блок – трансформатор - магистраль» (БТМ). В этом случае ТП (КТП) отсутствует распределительное устройство 0,4 кВ и электрическая энергия потребителя распределяется через магистраль и шинопровод. При проектировании систем электроснабжения предприятий, стремятся избегать лишних ступеней трансформации и возвратных перетоков электрической энергии. Краткая характеристика механического цеха серийного производства. Механический цех серийного производства (МЦСП) предназначен для серийного выпуска продукции для завода тяжелого машиностроения. Он является вспомогательным звеном в цепи промышленного завода. Цех имеет станочное отделение, производственные, вспомогательные, бытовые и служебные помещения. ЭСН осуществляется от ГПП напряжением 6 и 10 кВ, расположенной на территории завода на расстоянии 1,2 км от цеха. От энергосистемы до ГПП – 12 км. Количество рабочих смен – 2. Потребители цеха относятся к 1, 2 и 3 категориям надежности ЭСН. Грунт в районе цеха – глина с температурой +10 С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 4 м каждый. Размеры цеха A х B х H = 48 х 32 х 8м, все помещения двухэтажные высотой 3,5 м. Перечень ЭО цеха дан в таблице 1. Мощность электропотребления указана для одного электроприемника. Расположение ЭО цеха показано на плане (рис. 1). Таблица 1
Выбор распределительной сети Распределительная сеть - это линии, идущие от распределительных пунктов в силовой сети до силовых электроприемников. Сети могут выполняться по радиальной, магистральной и смешанной схемам. По радиальной схеме от вводно-распределительного устройства отходят питающие линии без разветвлений к отдельным электроприемникам или отдельным распределительным пунктам (щитам), от которых в свою очередь питаются электроприемники. Достоинство радиальной схемы заключается в ее надежности, так как при выходе из строя одной питающей линии отключается только один электроприемник или группа электроприемников, присоединенных к одному распределительному пункту. Радиальные схемы с точки зрения влияния электропотребителей на электроснабжение соседних потребителей более надежны. Однако эта схема имеет серьезные недостатки, заключающиеся в большом числе питающих линий, увеличенной протяженности сети и, следовательно, значительном расходе цветного металла, увеличенном количестве коммутационных аппаратов. Радиальные схемы чаще применяются если число потребителей меньше десяти; если потребители относительно источника питания расположены на территории предприятия на равноудаленном расстоянии; если число потребителей высоко, то в некоторых случаях их рационально разбить на территориальные или функционально обособленные группы, которые могут питаться от центрального источника. Для каждой группы устанавливается промежуточный распределительный пункт. Магистральные схемы дешевле радиальных, но менее надежны. Магистральные схемы применять рациональнее в тех случаях, когда число потребителей большое; потребители по территории цеха расположены вдоль прямой линии; если расчетные токи отдельных потребителей небольшие; если токовая нагрузка отдельных потребителей преимущественно одинакова. На практике наиболее часто применяют смешанные схемы. Расчет электрических нагрузок механического цеха При определении расчетных нагрузок предприятия в основном пользуются методом коэффициента использования. Метод применяется в тех случаях, когда известны номинальные данные всех электропотребителей предприятия и их расположение на плане цеха. Сначала установленное электрооборудование разбивается на группы. Эти группы могут быть выделены по функциональному или территориальному признаку. На практике каждая группа определяется по подключению к промежуточным распределительным пунктам. Для расчета нагрузок разделим все электропотребители учебного цеха на 4 группы, каждая из которых питается от своего распределительного пункта (РП), которые в свою очередь питаются от щитовой. Порядок расчета: - для каждого оборудования произведем перерасчет номинальной мощности в установленную мощность продолжительности включения 100%:  - установленная активная мощность:  где n – число элементов одного наименования электрооборудования; - установленная реактивная мощность:  - определяем коэффициент использования и мощности для каждой единицы оборудования ([2] стр. 52 табл. 2.11); - определяем групповой коэффициент использования для каждой группы оборудования:  - определяем эффективное число электроприемников:  - определяем коэффициент максимума:  - определяем коэффициент максимума реактивной нагрузки:  - определяем среднюю активную мощность: - определяем среднюю реактивную мощность:  - определяем расчетную активную нагрузку:  - определяем расчетную реактивную нагрузку:  - определяем максимальную активную нагрузку  - определяем максимальную реактивную нагрузку:  Группа 1.
Группа 2.
Группа 3.
Группа 4.
Цех.
Компенсация реактивной мощности. 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 хода двигателей. К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся: конденсаторные батареи, синхронные двигатели, вентильные статические источники реактивной мощности. Определим величину компенсации реактивной мощности: Qр.комп.=0,75*Qр=0,75*24,347= 18,26 кВАР Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по причинам того, что возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях. Для компенсации реактивной мощности выбираем комплектную конденсаторную нерегулируемую установку напряжением 0,38 кВ. Таблица
В результате компенсации измениться Sр и Sм: 1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||