КП 1. Характеристика цеха, анализ нагрузок Выбор рода тока и напряжения
 Скачать 328.32 Kb.
|
АННОТАЦИЯ Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. Для передачи больших потоков электрической энергии из этих районов в европейскую часть страны сооружаются линии электропередач сверхвысокого напряжения 1150 кВ переменного и 1500 постоянного токов. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединенных в электрические системы, имеющие высокую надежность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведется в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач. Системой электроснабжения называют комплекс устройств, для производства, передачи и распределения электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают электрической энергией промышленные потребители. Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов, электрическое освещение, электрические нагревательные устройства, в том числе электрические печи. Работа промышленных электроприводов и других потребителей, как при проектировании, так и во время эксплуатации должна находиться в строгом соответствии, как с отдельными приемниками, так и с комплексом электроприводов, обеспечивающим работу сложных механизмов. Работа приемников электроэнергии зависит от ее качества. Качество электроэнергии и, в частности, например, отклонение напряжения, вызывает изменение скорости движения электроприводов, что в свою очередь вызывает уменьшение или увеличение производительности промышленных механизмов. При больших отклонениях скорости механизмов возможен брак выпускаемого продукта, а также снижение количества продукта и даже полное прекращение его производства. 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕХА, АНАЛИЗ НАГРУЗОК В данном курсовом проекте разрабатывается план электроснабжения участка механосборочного цеха. В проектирование входит: · выбор электродвигателей, соответствующим условиям среды; · выбор схемы питания и распределение сети цеха; · расчет электрических нагрузок, выбор числа и мощности силовых трансформаторов; · выбор защитных аппаратов в сетях 0,4 кВ; · выбор кабелей и проверка оборудования к токам короткого замыкания. · выбор заземления; Среда в помещении - невзрывоопасная. Участок механосборочного цеха (УМЦ) предназначен для выпуска передней оси и заднего моста грузовых автомобилей. Цех является составной частью производства машиностроительного завода. УМЦ предусматривает производственные, вспомогательные служебные и бытовые помещения. По степени взрывоопасности помещение не относится к таковым, так как технологический процесс не связан с взрывоопасными веществами. УМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенный на расстоянии 1,5 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Подводимое напряжение - 6, 10 или 35 кВ. ПГВ подключена к энергосистеме (ЭСН), расположенной на расстоянии 8 км. Потребители электроэнергии (ЭЭ) относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН. Количество рабочих смен - 2. Грунт в районе цеха - глина с температурой +5 С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 8 и 6 м каждый. Размер цеха ABH = 50309 м. Участок механосборочного цеха представляет собой здание с размерами 50309 м, построенное из железобетонных блоков - секций длиной 6 и 8 м каждый. По степени взрывоопасности помещение не относится к таковым, так как технологический процесс не связан с взрывоопасными веществами. Поскольку в помещении токопроводящие полы и есть возможность одновременного прикосновения к корпусу оборудования и металлоконструкциям здания, то эти условия делают цех особо опасным помещением. Температура воздуха внутри здания не превышает +5С. Среда в цехе не агрессивная. 2. ВЫБОР РОДА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ При проектировании системы электроснабжения цеха, важным является выбор рациональных напряжений для схемы, т.к. их значения определяют параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования подстанции и сетей. В производстве применяется трехфазный переменный ток с промышленной частотой 50 Гц. Трехфазные электрические сети и установки являются более экономичными в отличие от однофазных. Согласно ПУЭ, электроустановки разделяются на две группы: . Электроустановки напряжением до 1 кВ; . Электроустановки напряжением выше 1 кВ. В зависимости от рода тока, применяются следующие напряжения: 12 и 36 В; 220/127 В; 380/220 В; 660 В; 3, 6, 10, 20, 35 и 110 кВ; =220 и 440 В. По роду тока различают электроприемники, работающие: от сети переменного тока нормальной промышленной частоты 50 Гц; от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты; от сети постоянного тока. Отдельные потребители электроэнергии (электроинструмент, специальные станки в деревообрабатывающих цехах, ряд шлифовальных станков в подшипниковом производстве и др.) используют для питания высокоскоростных электродвигателей токов повышенной частоты (180 - 400 Гц). Установки индукционного и диэлектрического нагревов требуют токов повышенных и высоких частот, получаемых от машинных (до 1000 Гц) и электронных (свыше 1000 Гц) генераторов. Для ряда производственных механизмов необходимы широкие регулирования скорости, поддержания постоянства скорости технологического процесса, повышенный перегрузочный момент при повторно-кратковременном режиме работы, частое реверсирование, быстрые разгоны и торможения, что вызывает необходимость применения электродвигателей постоянного тока для электроприводов этих механизмов. Цехи электролиза получения металлов, гальванические цехи и некоторые виды электросварки требуют также постоянного тока. Поэтому при построении схемы электроснабжения промышленного предприятия приходится считаться с наличием на предприятии потребителей постоянного тока и токов высокой частоты и, следовательно, предусматривать специальные преобразовательные установки для питания этих потребителей, обслуживания отдельных электроустановок или их групп. Наибольшее распространение получили надежные, простые в конструкции и дешевые асинхронные двигатели. Все основное производственное электрооборудование шлифовального цеха в электроприводе имеет электродвигатели переменного трехфазного тока, рабочее напряжение которых 380 В. Двигатели постоянного тока, которые дороже как по стоимости, так и по обслуживанию - отсутствуют. Приемники электроэнергии, работающие на более высоком напряжении, в шлифовальном цехе не предусмотрены. Отсюда следуя, мы приходим к выводу, что рациональным напряжением для электроснабжения потребителей электроэнергии данного цеха является трехфазное переменное напряжение 0,4кВ (380/220 В), с промышленной частотой 50 Гц (согласно ПУЭ). 3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЦЕХА При расчете электрических нагрузок важное значение имеет значение правильное определение электрической нагрузки во все элементы электрической сети. От этого расчета зависит исходные данные для выбора всех элементов схемы электроснабжения предприятия и денежные затраты при установке, монтаже и эксплуатации выбранного электрооборудования. Расчет электрических нагрузок основывается на опытных данных, выполненных с помощью математической статистике и теории вероятности. Расчет начинают с определение номинальной мощности каждого электроприемника. Расчет нагрузок ремонтно-механического цеха выполняют методом упорядоченных диаграмм, предварительно сгруппировать все цеха в целом. С учетом взаимного расположения электроприемников на плане цеха их можно разделить на четыре группы. 3.1. Выполняем расчет для одного электроприемника, остальное сведем в таблицу 3.1 -наждачные станки: N=6 шт Pном = 2,2 кВт. Приведем мощность 1-фазного электроприемника к условной 3-фазной мощности Pном = 7,61 кВт. 3.2. Коэффициент использования принимаем: Ки=0,15; cos  =0,6; tg =0,8 [3.67]Средняя активная и реактивная мощность за наиболее загаженную смену: Pсм = Ки *Pн; (3.1) Pсм- средняя активная мощность Qсм= Pсм * tg ; (3.2) Qсм- средняя индуктивная мощность Pн-номинальная мощность Pсм =0,15 *7,61=1,14 кВт Qсм=1,14 *0,8 =0,91 кВар 3.3. Определение суммарной мощности станков, входящих в узел:  = (3.3) =7,61*3+10+25+3*61,5=119,33 кВт3.4. Определение нагрузки узла за наиболее загруженную смену  (3.4) 3,42+1,10+5+18,45=27,97 кВт = (3.5) = =2,74+0,95+3,80+14,76=22,25 кВарКи=  (3.6)Ки =  Где Ки-коэффициент использования 1 электроприемника;  -среднесменная нагрузки узла за наиболее загруженную смену; -номинальная нагрузка узла.3.5. Определение эффективного числа nэ Эффективным числом электроприемника nэ- называют число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которые дает одно и то же значение расчетной нагрузки, что и группа ЭП различных по мощности и режимов работы. Nэ=  (3.7) Nэ =  = =0,79  номинальная нагрузка электроприемника.m =  (3.8)m =  =2,5 т.к nэ- определяют для группы ЭП, присоединенных к силовым щитам или распределенному щиту то необходимо учесть показатель силовой сборки равный отношению наибольшего по номинальной мощности ЭП к наименьшему по номинальной мощности электроприемнику. m- показатель силовой сборки.  - наибольший по номинальной мощности электроприемника -наименьшему по номинальной мощности электроприемник.3.6. Коэффициент максимума определяется по таблице или по рисунку в зависимости от Ки и nэ. Кm=f(nэ и Ки) (3.9) 3.7. Определяю номинальную расчетную нагрузку группы электроприемников Рр=Кm *Рсм (3.10) Рр =1,65*27,97=46,6 кВт Qp=1,1*Qсм (3.11) Qp =1,1*22,25=24,48 кВар Sp=  (3.12) Sp =  =46,69 кВАIp=  (3.13) Ip =  =67,46 А3.8. а)Расчет осветительной нагрузки цеха производим методом удельных плотностей нагрузок с учетом коэффициента спроса Кс Рр.осв= Руд*F*  (3.14) Рр.осв=1,25*0,85*0,012*1500= 19,12 кВт Qp.осв.= Рр. Осв* tg ; (3.15) Qp.осв=19,12*0,484 = 9,25 кВар F=А*Б (3.16) F=50*30=1500  F-площадь цеха по генплану А-Длина цеха по ген плану Б- Ширина цеха по ген плану k-1,25-люминисценттные лампы tg =0,484;Кс=0,85; Кс- коэффициент спроса осветительной нагрузки [4.296] Рр.осв- расчетная активная мощность освящения Qp.осв- расчетная индуктивная нагрузка освящения F-площадь всего цеха Руд- удельная мощность Руд=12 Вт/ =0,012 кВт (3.17)б.)Производим расчет третьего уровня нагрузки (это магистральные шинопроводы цеховых магистралей ЦТП). Ррц.=  +Рр.осв+Ро.ст (3.18) Ррц.= 134,46 + 19,12 = 153,58 кВт Qрц=  +Qp.o+Qo.cт (3.19) Qрц= 63,37+ 9,25 = 72,62 кВар Sрц=  = = 169,88 кВАIрц=  (3.20) Iрц=  = 245,49 АКс- коэффициент спроса осветительной нагрузки Ррц.- расчетная активная мощность нагрузки цеха 3 уровня, кВт Qрц- расчетная индуктивная мощность назрузки цеза 3 уровня, кВар Sрц- расчетная мощность цеха, кВа Iрц- расчетный ток цеха, А Расчет электрических нагрузок - Таблица 3.1.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||