Рамиль Курсовая. Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии
 Скачать 0.71 Mb.
|
1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-,электробезопасностиВзрывоопасные зоны. Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации. При определении взрывоопасных зон принимается, что: а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения; б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема помещения. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность; в) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами. Примечания: 1. Объемы взрывоопасных газов и паровоздушной смесей, а также время образования паровоздушной смеси определяются в соответствии с «Указаниями по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности», утвержденными в установленном порядке. 2. В помещениях с производствами категорий А, Б и Е электрооборудование должно удовлетворять требованиям к электроустановкам во взрывоопасных зонах соответствующих классов. Зоны взрывоопасности: В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг, В-ІІ, В-ІІа. Все помещения механического цеха тяжёлого машиностроения являются не взрывоопасными. Пожароопасные зоны. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях. Зоны пожароопасности: П-I, П-II, П-IIа, П-IIІ. В механическом цехе встречаются помещения следующих классов: Зоны класса П-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 0С. Зоны класса П-IIа — зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества. Классификация помещений по электробезопасности. В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются: помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. 1) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырость или токопроводящая пыль; токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.); высокая температура; возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой; 2) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особая сырость; химически активная или органическая среда; одновременно два или более условий повышенной опасности. Данные ВПЭБ по механическому цеху приведены в (таблица 1.1.2). Таблица 1.1.2 - Классификация помещений ЭМЦ по ВПЭБ
2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Категория надёжности электроснабжения 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. Электроприемники учебных мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию относятся к электроприемникам ІІ и III категорий. Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приёмников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитывают на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений. Электромеханический цех тяжёлого машиностроения по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. Потребители механического цеха присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов ТМ-1000-10/0,4, называемых питающими трансформаторами. 2.2 Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов Основным методом расчёта электрических нагрузок является метод коэффициента максимума, который сводится к определению максимальных (Pм, Qм, Sм) расчётных нагрузок групп электроприёмников. Значение Pм, Qм, Sм определяют по формулам:  ,  (1)  , (2)  , (3) где: Pм – максимальная активная нагрузка, кВт; Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВар; Sм – максимальная полная нагрузка, кВА; Км – коэффициент максимума активной нагрузка; Км′ - коэффициент максимума реактивной нагрузки; Pсм – средняя активная мощность в наиболее загрузочную смену, кВт; Qсм – средняя реактивная мощность в наиболее загруженную смену, кВар. Значение Pсм, Qсм, определяют по формулам:  , (4)  , (5) где: Ки–коэффициент использования электроприёмников, определяется на основании опыта эксплуатации и справочных данных, Pн – номинальная активная групповая мощность, приведённая к длительному режиму, без учёта резервных электроприёмников, кВт; tgφ – коэффициент реактивной мощности; Км = F(Ки, nэ) определяется по справочным данным; nэ – эффективное число электроприёмников. Ки.ср средний коэффициент использования группы электроприёмников,  , (6) где: ∑Pсм, ∑Pн - суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприёмников, кВт; nэ = F(n, m, Ки.ср, Pн) может быть определено по упрощённым вариантам справочных данных, где: n – фактическое число электроприёмников в группе; m – показатель силовой сборки в группе,  , (7)где: Pн.нб, Pн.нм – номинальные приведённые к длительному режиму активные мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в группе, кВт. В соответствии с практикой проектирования принимается Км′ =1,1, при nэ ≤ 10; Км′ = 1, при nэ > 10. Распределение нагрузок по секциям. Для надёжной и бесперебойной работы оборудования вся нагрузка должна равномерно распределяться, т.е. нагрузка на секциях должна быть приблизительно одинакова. Нагрузка основного оборудования механического цеха приведена в таблице (1.1.1). В данной таблице имеется примечание по крану мостовому, поэтому : Кран мостовой работает в повторно-кратковременном режиме, приведем мощность электроприёмника к длительному режиму: Рэп = Рэп · √ПВ = 2,5 . √25 = 2,5 . 5 = 12,5 кВт. Точильно-шлифовальный станок запитывается от однофазной сети, и создаёт неравномерность нагрузки:  Рнб=2 . Рэп=2 . 1,8=3,6 Рнм=1,5 . Рэп=1,5 . 1,8=2,7  Т.к., Н>15%, то Рэп=  . Рнб= . 3,6=6,2 кВтРаспределим равномерно всю нагрузку основного оборудования механического цеха и занесем данные в таблицу (2.2.2). Таблица 2.2.1 - Распределение нагрузки по секциям
Таблица 2.2.2 – Сводная ведомость электрических нагрузок по ЭМЦ
Продолжение Таблицы 2.2.2 – Сводная ведомость электрических нагрузок по ЭМЦ
Продолжение Таблицы 2.2.2 – Сводная ведомость электрических нагрузок по ЭМЦ
Согласно распределению нагрузок по РУ заполняется «Сводная ведомость нагрузок», (таблица 2.2.2). Произведем расчет нагрузок на РП 1. Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену: 1. Кран мостовой, n = 1; Рн = 12,5 кВт; ∑Рн = 12,5 кВт; Ки = 0,05; cosφ = 0,5; tgφ = 1,73; Рсм = 0,05 · 12,5 = 0,6 кВт; Qсм = 0,6 · 1,73 = 1,08 кВАр; Sсм =  кВА.Поскольку на РП 1 один приемник, то максимальные активные, реактивные и полные нагрузки равны сменным: Рм = 0,6 кВт; Qм = 1,06 кВАр; Sсм = 1,25 кВА;  Произведем расчет нагрузок на РП 2. Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену: 1. Кран мостовой, n = 1; Рн = 12,5 кВт; ∑Рн = 12,5 кВт; Ки = 0,05; cosφ = 0,5; tgφ = 1,73; Рсм = 0,05 · 12,5 = 0,6 кВт; Qсм = 0,6 · 1,73 = 1,08 кВАр; Sсм = кВА.Поскольку на РП 2 один приемник, то максимальные активные, реактивные и полные нагрузки равны сменным: Рм = 0,6 кВт; Qм = 1,06 кВАр; Sсм = 1,25 кВА; Произведем расчет нагрузок на РП 3. Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену: 1.Точильно-шлифовальный станок, n=1 Рн = 6,2 кВт; ∑Рн = 6,2 кВт; Ки = 0,14; cosφ = 0,4; tgφ = 2,29;  кВтQсм=  кВАрSсм=  =2,17Поскольку на РП 3 один приемник, то максимальные активные, реактивные и полные нагрузки равны сменным: Рм = 0,868 кВт; Qм = 1,988 кВАр; Sсм = 2,17 кВА; Произведем расчет нагрузок на ШМА 1. 1. Токарный станок, n = 2; Рн = 10,5 кВт; ∑Рн = 21 кВт; Ки = 0,14; cosφ = 0,4; tgφ = 2,29; Рсм = 0,14 · 21 = 2,94 кВт; Qсм = 2,94 · 2,29 = 6,73 кВАр; Sсм =  =7,34 кВАРасчёты средней активной, реактивной и полной мощности остальных станков производятся аналогичным способом. Определяем Рн всего по ШМА1: Рн = 10,5 + 65 + 5 = 80,5 кВт. Определяем n всего по ШМА1: n = 2 + 2 + 1 = 5. Определяем ΣPн всего по ШМА 1: ΣPн = 21 + 130 + 5 = 156 кВт; Определяем суммарную активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену по ШМА 1 и определяем среднее значение Ku ср, cosφ и tgφ: ΣРсм = 2,94 + 18,2 + 0,5 = 21,64 кВт; ΣQсм = 6,73+41,678+0,865= 49,273 кВАр; ΣSсм =  53,8 кВА;Kи.ср =; cosφ =  =0,44;tgφ =  = = 1,07.Определяем показатель силовой сборки m в группе: m =  = 13;Определяем коэффициент максимума активной нагрузки находим, по справочным данным: Определяем коэффициент максимума реактивной нагрузки: Км/= 1,1, при n < 10 Определяем максимальные активную, реактивную и полную мощности (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников, ΣРм = 2,87 · 21,64 = 62,1 кВт; ΣQм = 1,1 · 49,273 = 54,2 кВар; ΣSм =  кВА;Определяем максимальный ток: ΣIм = ΣSм / √3 · Uн  = 137,4 А.Расчёт нагрузок по ШМА2 и всего по ШМА2 производится аналогично. Произведем расчет нагрузок на ЩО: Рщо = Руд · S, где Руд = 10; S- площадь цеха; Рщо = 10 · (48 · 30) = 10 · 1440 = 14400 Вт или 14,4 кВт; Рсм = Ku · ΣPн = 0.85 · 14.4 = 12,24 кВт; Qсм = Pсм · tgφ = 12.2 · 0.33 = 4,0392 кВар; Sсм =  кВ · А;Iм = 12,89 / 0,66 = 21,48 А. Произведем расчет нагрузок на ШНН: Определяем нагрузку на ШНН, как сумму всех мощностей максимальной и средней нагрузки; ΣРсм.шнн = 21,64 + 4,48 + 20,55 + 1,47+0,6+0,6+0,868+12,24 = 62,498 кВт; ΣQсм.шнн = 49,273 + 10,254 + 39,6604 + 3,3663+ 1,08+1,08+1,988+4,0392= =110,7434 кВАр; ΣSсм.шнн = 53,819 + 11,19 + 45,347 + 3,67+1,25+1,25+2,17+12,89 = =131,586 кВА; ΣРм.шнн = 62,1 + 8,78 + 47,47 + 4,73+0,6+0,6+0,868+12,24 = 137,4495 кВт; ΣQм.шнн = 54,2 +10,254+ 43,63 + 3,7+1,08+1,08+1,988+12,24= 119,98 кВАр; ΣSм.шнн = 82,43 + 13,5 + 64,47 + 6,01+1,25+1,25+2,17+12,24 = 183,97 кВА. Произведем расчет потерь: ∆Рм = 0,02 · 183,97 = 3,6794 кВт; ∆Qм= 0,1 · 183,97 = 18,397 кВАр; ∆Sм =  кВА;Произведем расчет нагрузок на ВН: Рм.вн = 137,4495+3,6794 = 141,13 кВт; Qм.вн = 119,98+18,397=138,377 кВАр; Sм.вн =183,97+18,76=202,73 кВА; Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности: Sт ≥ Sр = 0,7 Sм.вн = 0,7 · 202,73 = 141,911 кВА. Sт ≥ 141,911 кВА Выбирается трансформатор ТМ-160-10/0,4. Таблица 2.2.3 - Данные силового трансформатора
Расчёт и выбор компенсирующего устройства Определяется расчётная мощность КУ: tgφ = 110,7434 / 62,498 = 1,77; Принимается cosφк = 0,92, тогда tgφк = 0,42; Qку = 137,4495 ∙ 0,7 ∙ (1,77-0,42) =129,9 кВАр. Выбирается конденсаторная установка: КС2-1,05-60-2У1, 2шт. 2х60, мощностью 60 кВАр, напряжением 0,38 кВ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||