Электрооборудование и электроснабжение механического цеха. Проекта Электрооборудование и электроснабжение механического цеха
 Скачать 0.87 Mb.
|
«Защищен с оценкой» _______________________ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема проекта: Электрооборудование и электроснабжение механического цеха Выполнил: ________Сорокин Олег Андреевич________________Группа ТЭО-453___ (Фамилия, Имя, Отчество) Руководитель проекта: _________________/Костромитина О.Н./_____________ подпись (фамилия, инициалы) дата Верхняя Пышма 2019  СОДЕРЖАНИЕ
 ВВЕДЕНИЕСистема электроснабжения-это совокупность элементов предназначенных для преобразования, производства, распределения и потребления электрической энергии. Электрическую энергию производят электрические станция: ТЭС (тепловая электростанция), ТЭЦ (тепло-электроцентраль), ГЭС (гидро-электростанция), ГРЭС (гидро-распределительная электростанция), АЭС (атомная электростанция), ВЭС (ветрянная электростанция). Электроснабжение промышленных предприятий напрямую зависит от комплексного решения инженерных задач. Для обеспечения критичного оборудования «чистым» гарантированным электропитанием необходимо использовать источник бесперебойного питания, который обеспечит «неразрывность» синусоиды напряжения в случае аварии в сети общего пользования и защиту оборудования от всех видов электрических помех. Используя источники бесперебойного питания можно обеспечить надежное электроснабжение предприятий любой отрасли деятельности. Надежное электроснабжение — важный фактор, определяющий успешное функционирование любого производства. Для обеспечения бесперебойного питания нужно также учитывать резервное электроснабжение. Резервное электроснабжение позволяет полностью исключить риски, связанные с непредвиденным отключением напряжения в центральных электросетях. Целью данного курсового проекта является углубление и закрепление теоретических знаний по решению инженерных задач, связанных с организацией, технологическим проектированием производственно-технической базы (ПТБ), разработкой технологических процессов обслуживания и эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.  В рамках данного проекта предстоит решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки, произвести компенсацию реактивной мощности, выбрать силовые трансформаторы, кабели и защитные аппарату. Цель курсового проектирования  Курсовой проект является завершающим этапом изучения профессионального модуля «Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования» и предназначен для закрепления и углубления знаний по технологии и организации технического обслуживания и эксплуатации электрического и электромеханического оборудования, а также для подготовки студентов техникума к выполнению дипломного проекта.Основные задачи курсового проектирования: систематизация, закрепление и углубление теоретических знаний, полученных при изучении предмета; усвоение основ проектирования и технологических расчетов производственных участков, цехов на предприятиях и организациях различных форм собственности; умение правильно выбрать кабели, провода, шины и аппараты защиты для конкретных условий эксплуатации; умение пользоваться специальной технической и нормативно-справочной литературой, нормативными материалами и стандартами; развитие способностей студентов к исследовательской работе на участке проектирования производства. Задачи курсового проектирования 1) Овладеть теоретическими и методологическими основами специальности «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»; 2) Закрепить и расширить теоретические и практические знания и научится применять эти знания при решении конкретных научных задач; 3) Развить навыки самостоятельной работы и овладеть методикой исследования и экспериментирования при решении разрабатываемых по курсовому проекту проблем и вопросов; 4) Выбирать основное технологическое оборудование;   5) Определять производственную площадь объекта проектирования исходя из условий задания.1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 1) Токарный станок — станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развёртывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи. -По номинальному напряжению НН Uном < 1000B -По мощности: малой мощности P < 100 кВт -По режиму работы: продолжительный -Частота f = 50 Гц -Род тока: I -Категория надёжности: 2 2) Электрический кран — может не только упростить работы, связанные с подъемом и перемещением объемных и габаритных грузов, но и существенно увеличить объем работ, выполняемых персоналом за одну смену. -По номинальному напряжению НН Uном < 1000B -По мощности: малой мощности P < 100 кВт -По режиму работы: Повторно-кратковременный, ПВ=25% -Частота f = 50 Гц -Род тока: I -Тип привода: с раздельным приводом -Категория надёжности: 2 3) Печь сопротивления — электротермическая установка, в которой тепло выделяется за счёт протекания тока по проводнику. Установки такого типа по способу выделения тепла делятся на две группы: косвенного действия и прямого действия. Электрические печи сопротивления классифицируются по назначению, по температурному режиму, конструкции и принципу действия, по рабочей среде. -По номинальному напряжению НН Uном < 1000B-По мощности: малой мощности P < 125 кВт -По режиму работы: непрерывного и периодического действия -Частота f = 50 Гц -Род тока: I -Низкотемпературные 400-1000 ᵒС -Высокотемпературные 1600 ᵒС -Особо высоких температур 1800ᵒС -Категория надёжности: 2  4) Вентилятор — один из основных элементов механической вентиляции для поддержания чистоты воздуха в производственных помещениях и местах проживания людей. -По номинальному напряжению НН Uном < 1000B -По мощности: малой мощности P < 100 кВт -По режиму работы: продолжительный -Частота f = 50 Гц -Род тока: I -Категория надёжности: 2 5) Канальный нагреватель (или калорифер) — прибор для нагревания воздуха в помещении, состоящий из труб, по которым циркулирует горячая вода, пар или горячий воздух. -По номинальному напряжению НН Uном < 1000B -По мощности: малой мощности P < 80 кВт -По режиму работы: продолжительный -Частота f = 50 Гц -Род тока: I -Тип привода: АОС2-31-4, Р=3кВт, п=1365 об/мин -Категория надёжности: 2   Светотехнический расчетВсе методы расчета освещения можно свести к двум основным: точечному и методу светового потока, иначе называемому методом коэффициента использования. В данной работе мы применим метод коэффициента использования для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Определяем индекс помещения. i=  (2.1)где А и Б – длина и ширина помещения, м; h – высота подвеса светильника, м. i=  i= i= 2,88Определяем норму освещенности в зависимости от характеристики зрительных работ. Ен=300 лк при средней точности и разряде зрительной работы IIв. Определяем коэффициент отражения: п=70%, стен=50%, р=10%, где п-коэффициент отражения потолка; стен- коэффициент отражения стен; р- коэффициент отражения рабочей поверхности, Определяем тип светильника: РСП 05-400 с лампой ДРЛ (для цехового освещения).  Определяем коэффициент использования светового потока Uоу, который зависит от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка, стен и рабочей поверхности.Uоу=0,73 Рассчитываем высоту подвеса светильника в цехе. h=H-(hр+hсвеса), (2.2) где H-высота помещения hсвеса-высота свеса светильника=0,30,7 м; hр-высота рабочей поверхности=0,9 м. h=10-(0,9+0,5), h=10-1,4, h=8,6 Расстояние между светильниками определяем в зависимости от на выгоднейшего отношения  , L 0,5hНамечаем количество светильников и размещаем их равномерно и симметрично на потолке цеха. Получаем 8 рядов по 12 светильников в каждом Рассчитываем световой поток одной лампы Фл=  (2.3)где Ен-нормируемое значение освещенности, лк; Кз-коэффициент запаса учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки=1,5; n-количество светильников=80 шт.; z-коэффициент характеризующий неравномерность освещения. Для ламп ДРЛ=1,15; Фл=  Фл=31817Еф=  , (2.4)где Еф, Ффакт –фактическая освещенность и световой поток; 24 кЛм Фрасч.-рассчетный световой поток, лм; Ен-нормируемая освещенность, лк. Еф=  , Еф=282Допускается (-10+20%) от Ен  Отклонение освещённости составляет 6%3 Выбор схемы электроснабжения Д  ля обеспечения потребителей энергией выбираем магистральную схему электроснабжения Рисунок 1 – Схема электроснабжения   4 Расчет электрических нагрузокПри определении электрических нагрузок групп электрических приемников расчетной величиной является средняя мощность наиболее нагруженной смены. Средняя активная или реактивная мощность за наиболее загруженную смену определяется по расходу электрической энергии. Согласно ПУЭ за расчетную активную мощность принята мощность получаемого минимума, который является расчетной величиной для выбора всех элементов электроснабжения по нагреву проводников, трансформаторов и аппаратуры. Расчетная активная мощность Рр соответствует такой длительной неизменной нагрузке током Iр, которая эквивалентна ожидаемой изменяемой нагрузке по наиболее тяжелому тепловому действию, максимальной температуре или тепловому износу кабеля, либо трансформатора Рс=ΣРном·Ки (4.5) где Рс – средняя активная мощность, за максимально загруженную смену, кВт; ΣРном – сумма номинальных мощностей приемников, кВт; Ки – коэффициент использования [таблица 1]Qс = Рс· tgφ, (4.6) где Qс – средняя реактивная мощность за максимально загруженную смену, квар; tgφ – коэффициент реактивной мощности. tgφ=  , (4.7) где cosφ – коэффициент мощности [таблица 1] sinφ =  Pр=Pс·Kр , (4.8) где Kр -коэффициент максимума, выбирается исходя из nэ и Ки [таблица 2] nэ=  (4.9)где nэ – эффективное число электроприемников; ∑Рном - сумма номинальных мощностей приемников, кВт; Рном мах – номинальная мощность наибольшего электроприемника из группы, кВт. Рр = Рс · Кр , (4.10)  Qр = Qс · Кр , (4.11) где Qр – расчетная реактивная мощность, кВт; Qс - средняя реактивная мощность, максимально загруженную смену, квар. Кр =1,1-при Ки<0,2 и пэф100, а также при Ки0,2 и при пэф<10 Sр =  , (4.12)где Sр – полная мощность, кВА; Рр – расчетная активная мощность, кВт; Qр – расчетная реактивная мощность, квар. Iмах=  , (4.13)где Iмах – максимальный ток, А; Uном – номинальное напряжение, кВ; Sр – полная мощность, кВА. Iмах=  Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1.5 Компенсация реактивной мощности  Так как коэффициент реактивной мощности превышает нормативный, делаем вывод о необходимости компенсации реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности это приближение источника реактивной мощности к потребителю. Определяем мощность компенсирующей установки Qку = Рс (tgφср – tgφэ) , (5.14) где Рс – активная средняя мощность, кВт; tgφср – расчетных коэффициент реактивной мощности предприятий; tgφэ – эффективный коэффициент реактивной мощности 0,33. Qку = 670,2 (1,3 – 0,33)=650,09 2) Выбираем тип батарей 4 × (ККУ – 0,38-160) [таблица 3] 3) Проверка: tgφ=  , (5.15) где Qр – расчетная реактивная мощность в цехе, квар; Qном ку – мощность компенсационной установки, квар; Р р – расчетная активная мощность в цехе, кВт. tgφ=  =0,1Вывод: Проверка сошлась, батареи подходят если tgφ ≤ 0,33. 4) Выбираем способ размещения компенсирующих устройств. 6 Выбор силовых трансформаторов  На действующих предприятиях при наличии суточного графика потребителя номинальную мощность трансформатора следует выбирать не по максимальной нагрузке потребителя, а по величине средней мощности в наиболее загруженной смене из характерных суток. Если мощность трансформатора выбирать по максимальной нагрузке потребителя, то в периоды средних, а тем более минимальных нагрузок трансформатор будет не догружен, а, следовательно, его номинальная мощность будет завышена. Следует также учесть, что оптимальная загрузка трансформатора должна составлять 6570% его номинальной мощности. Определяем полезную мощность цеха с учетом компенсации: Sмах =  , (6.19)где Рр – расчетная активная мощность по цеху, кВт; Qр – расчетная реактивная мощность по цеху, квар; Qку ном – полная мощность компенсирующего устройства, квар. Sмах =  =861,6Намечаем число трансформаторов с учетом категорий, так как имеются потребители II категории, выбираем двух трансформаторную подстанцию. Определяем мощность на трансформаторной подстанции: tмах = 1 час [по справочнику] Кзг=  (6.20) где Кзг – коэффициент заполнения суточного графика; Рс – средняя активная мощность, кВт; Рp – максимальная активная мощности по цеху, кВт. Кзг=  =0,5 где Кн - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора [по справочнику] Кн=1,1 Sном=  (6.21) где Sном – номинальная мощность трансформатора, кВА; Sмах – полная мощность цеха, кВА. Sном=  =783,2Выбираем трансформатор по справочнику (таблица 11): 2×(ТМ –400 / 10) Мощность 400 кВА; Номинальное напряжение ВН =10, НН= 0,4;  7 Выбор сечения проводов и кабелейСечения проводов и жил кабелей должны выбираться в зависимости от ряда факторов. Эти факторы разделяются на технические и экономические. Технические факторы, влияющие на выбор сечения, следующие: нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током; нагрев от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания; потери (падение) напряжения в жилах кабеля или проводах воздушной линии от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах и т. д. Определяем ток расчетный для каждого электроприемника: Iрасч=  , (7.22) где Рном – номинальная мощность электроприемника, кВт;Uном – номинальное напряжение электроприемника, кВ; сosφ – коэффициент мощности Iрасч =  = 144,3 |
Министерство общего и молодёжной