Курсовая Вазиев. Расчет осветительных установок цеха металлорежущих станков и электрооборудования механизма раздвижных ворот по мдк. 01. 04
Скачать 188.72 Kb.
|
|
НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК ГЛАВНОЙ ЦЕПИ, А | 10 |
НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, В | 380 |
ИСПОЛНЕНИЕ И НАЛИЧИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЛЕ И КОРПУСА: | нереверсивный без реле без корпуса |
СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ И НАЛИЧИЕ КНОПКИ: | IP20 |
НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ВТЯГИВАЮЩЕЙ КАТУШКИ | 24, 40, 48, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 425, 500, 600 (50Гц) 110, 220, 380, 400, 415, 440 (60 Гц) |
МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМАЯ КАТУШКОЙ ПУСКАТЕЛЯ, РАБОЧАЯ/ПУСКОВАЯ, ВА | 8+/-1,8 68+/-8,0 |
| |
НОМИНАЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ТОК, А, ПРИ НАПРЯЖЕНИИ 380 В | 10 |
ИЗНОСОУСТОЙЧИВОСТЬ МЕХАНИЧЕСКАЯ/КОММУТАЦИОННАЯ ПРИ ИСПОЛНЕНИИ ПО ИЗНОСОСТОЙКОСТИ А, Б МЛН. ЦИКЛОВ | А 20/3 Б 10/1,5 |
МАССА, КГ | 0,32 |
ЦЕНА ИСП. Б (1,5 МЛН ЦИКЛОВ) | 258.33 |
ЦЕНА ИСП. А (3 МЛН ЦИКЛОВ) | 368.09 |
Таблица 2 - Технические характеристики
Выбираем общий автомат для защиты главной цепи QF ток двигателя
Выбираю автоматический выключатель ВА57-16
Выбираем тепловое реле:
KK1 и КК 2 РТЛ–1306 Iн=5А с диапазоном токовой установки 2,5-4А
РЛТ – реле тепловое;
1 – группа номинального тока, 1 – от 0,1 до 25 А;
3 – применение для вторичного присоединения;
06 – диапазон рабочего номинального тока теплового компонента реле, 1-1,6 А.
Конечный выключатель:
Марка КУ-703 У1
Реле напряжения:
ЕЛ-15Е на ток 5а и напряжение 380в трёхфазный
Находим ток цепи управления
Ток катушки контактора равен 0,3 А
Выбираем сигнальные лампы ЛС-47 HL1 и HL2
Л –лампа;
С – сигнальная;
47 – номер серии.
Выбираем кнопки (SB1, SB2, SB3, SB4) КЕ 012В
КЕ – обозначение серии
01 – кнопка цилиндрическая с защитой IP 40
2 – тип исполнения
Предохранитель выбираем по току Fu на Iн=5А ПРС-5
П – предохранитель;
Р – разборный;
С – серия;
5 – номинальный ток предохранителя.
Всё оборудование выбрали из справочника
Выбор клеммника Х1 и X2
Выбираем по сечению кабеля и току: клееные блоки серии ТМР, рассчитанный на сечение до 4-6 мм2, и током до 24 А.
Марка JXB35А
X1-двиготель 4 шт.
X2-конечные выключатели 2 шт.
2.2 Расчет ЭСН осветительных установок
2.2.1 Распределение нагрузки по фазам, выбор количества и типа АЗ и РУ
Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей, к неоправданному увеличению установленной мощности трансформаторов и другого ЭО.
Занижение - может привести к уменьшению пропускной способности электрических сетей, перегреву проводов, кабелей, трансформаторов, к лишним потерям мощности.
Для распределительных сетей расчётная мощность определяется по номинальной мощности (паспортной) присоединённых ЭП. При этом мощность ЭП, работающих в повторно кратковременном режиме, приводят к длительному режиму.
Для линий, питающих узлы электроснабжения (распределительные силовые пункты, шинно-проводы, цехи и предприятия в целом) расчёт ожидаемых нагрузок осуществляется специальным методом. Расчётная ожидаемая мощность узла всегда меньше суммы номинальных мощностей присоединенных ЭП из-за неодновременности их работы, случайным вероятным характером их включения и отключения, поэтому простое суммирование ЭП приводит к существенному завышению нагрузки по сравнению с ожидаемой. Основным методом расчёта нагрузки является метод упорядоченных диаграмм. Метод применим, когда известны номинальные данные всех ЭП и их размещение на плане цеха.
Насосная станция имеет служебные помещения, станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование:
Станки токарно-револьверные предназначены для токарной обработки деталей из прутка, а также штучных заготовок из стали, чугуна и цветных сплавов в условиях мелкосерийного и серийного производства.
Станки токарные позволяют полностью использовать возможности быстрорежущего и твердосплавного инструмента при обработке, как черных, так и цветных металлов.
Станки фрезерные предназначены для выполнения разнообразных копировальных работ по плоским копирам, а также для объемного копирования. Он может быть использован и для обычных мелких фрезерных работ (при этом пантограф закрепляют неподвижно, а стол изделия перемещают вручную).
Станки кругло-шлифовальные предназначены для шлифования абразивным или алмазным кругами плоских поверхностей деталей, закрепленных на зеркале стола, магнитной плите или в приспособлении.
Станки вертикально-сверлильные предназначены для обработки деталей из различных конструкционных материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства. Выполняют операции сверления, зенкерования, зенкерования, растачивания, нарезания резьбы метчиками, фрезерования.
Кроме этого, в цехе установлены вентиляторы. Вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок. Они обеспечивают технологический процесс производства и условия трудовой деятельности. Режим работы - постоянный.
Электронагреватели отопительные – работают в постоянном режиме.
Для расчета мощности электрических нагрузок составляем схему расположения оборудования и определяем основную конфигурацию электрической сети. Исходим из того, что на одной линии должны находится электроприемники примерно одинаковой мощности и схожего режима работы.
Примем магистрально-радиальную схему электроснабжения. Расчет нагрузок цеха необходим для установления параметров сети электроснабжения – сечение кабелей, мощность трансформатора, компенсирующего устройства.
Находим суммарную мощность каждого ЭП по формуле:
| (2.1,1) |
где, Рn – мощность одного ЭП,
n – число каждого ЭП.
Ки, tgφ и cosφ находим по справочным материалам (1).
cosφ – коэффициент мощности, определяемый на основании опыта эксплуатации;
tgφ – коэффициент реактивной мощности.
результаты заносим в таблицу 3, колонка 5.
Находим сменную нагрузку электро-приемников за смену:
| (2.1,2) |
где Рсм - активная мощность за смену, кВт;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 9.
| (2.1,3) |
где Qсм –реактивная мощность за смену, кВар;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 10.
| (2.1,4) |
где Sсм полная мощность за смену, кВА.
результаты заносим в таблицу 3, колонка 11.
,
Находим максимальную нагрузку:
| (2.1,5) |
где Рм - максимально активная мощность, кВт;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 14.
| (2.1,6) |
где Qм - максимально реактивная мощность, кВар;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 15.
| (2.1,7) |
где Sм - максимально полная мощность, кВА;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 16.
Номинальный ток для одного электро-приемника определяем по формуле:
| (2.1,8) |
где Рn – мощность одного ЭП,
Км – коэффициент максимума;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 18.
Максимальный ток находиться по формуле:
| (2.1,9) |
где Pn∑-суммарная мощность ЭП;
результаты заносим в таблицу 3, колонка 17.
2.2.2 Расчет и выбор АЗ в РУ, формирование марок
Рассчитав суммарную мощность нагрузки электроприемников и освещения, определяем степень компенсации реактивной составляющей нагрузки. Для этого рассчитываем по табл. 3 средний cosφ и по таблице из справочника находим необходимую мощность компенсирующего устройства. Записываем его технические характеристики:
Тип | Мощность, кВар | Количество ступеней | Мощность ступеней | Ток, А | Сечение вводного медного кабеля, мм |
УКМ 58-0.4-603-67 УЗ | 603 | 9 | 9х67 | 871,3 | 4х(3х150) |
УКМ 58-0.4-603-67 УЗ | 603 | 9 | 9х67 | 871,3 | 4х(3х150) |
УКМ 58-0.4-50-10 УЗ | 50 | 5 | 5х10 | 72.2 | 3х50 |
По значению мощности на ШВН в табл. 3 подбираем из справочников подходящий трансформатор:
Тип трансформатора | Номинальная мощность, Sном.т, кВА | Номинальное напряжение, кВ | Схема и группа соединения обмоток | Потери, кВт | Ток ХХ, iх, % | Напряжение КЗ, Uк, % | ||||||
Uвн | Uнн | ХХ, Pх | КЗ, Pк | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||||
ТМ-1000/6 | 1000 | 6 | 0,4 | У/Ун-0; Д/Ун-11 | 2,5 | 12,2 | 1,4 | 5,5 |
Определяем коэффициент загрузки трансформатора по формуле
| (2.2,1) |
где Ршнн- мощность на ШНН, кВт,
Sнт - номинальная мощность трансформатора, кВА.
Рекомендуемая степень загрузки трансформатора принимаем =0,67.
Данный коэффициент загрузки меня устраивает.
2.2.3 Расчет и выбор групповых линий ЭСН, способов прокладки
После расчета токов и мощностей можно подобрать кабеля для каждого двигателя и РП. Для этого по таблице из справочника определяем сечение кабеля.
где , допустимый ток кабеля,
номинальный ток приемника.
(А),
(А),
где - номинальный ток токарного полуавтомата,
Iдоп - допустимый ток кабеля сечение 6мм2,
(А),
выбираем АВВГ 3x6.
Аналогично для остальных приёмников.
Выбираю характерную линию от трансформатора до электро-приемника №9, так как он отдалённый и у него большая мощность.
Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
Расчет токов короткого замыкания производится для выбора токоведущих частей и аппаратов, и чтобы выбрать коммутационные аппараты с необходимой отключающей способностью.
Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1кВ производится методом именованных единиц. Сущность метода заключается в том, что для определения токов КЗ учитывается активные и индуктивные сопротивления всех элементов схемы от источников питания до точки КЗ в мОм.
Расчет ведем, рассчитывая токи короткого замыкания для точки КЗ1.
Определяем сопротивление трансформатора в мОм
мОм
мОм
где rт - активное сопротивление трансформатора, мОм;
xт - индуктивное сопротивление трансформатора, мОм;
Sнт – номинальная мощность трансформатора, кВА;
– потери КЗ в трансформаторе, кВт;
Uнн – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;
Uк – напряжение КЗ трансформатора, %.
мОм
мОм
Определяем активное индуктивное сопротивление кабеля, мОм по формуле:
,
,
где xк– индуктивное сопротивление кабеля, мОм;
rк – активное сопротивление кабеля, мОм;
l – длина кабеля до точки КЗ1, м.
мОм
мОм
Определяем активное и индуктивное сопротивление автомата:
rа=7,00 мОм
xа=4,50 мОм
Определяем суммарное активное сопротивление до точки КЗ1 , ∑r1, мОм, по формуле:
,
где rт - активное сопротивление трансформатора, мОм;
rк - активное сопротивления кабеля до точки КЗ1, мОм;
rа - активное сопротивление катушки автомата, мОм.
.
Определяем суммарное индуктивное сопротивление до точки КЗ1, ∑х1, мОм, по формуле
,
где xт - индуктивное сопротивление трансформатора, мОм;
хт - индуктивное сопротивление шины до точки КЗ1, мОм;
xа- индуктивное сопротивление автомата, мОм.
Определяем полное сопротивление до точки КЗ1, ∑z1, мОм, по формуле:
.
где ∑х1 – суммарное индуктивное сопротивление до точки КЗ1 , мОм;
∑r1, - суммарное активное сопротивление до точки КЗ1, мОм.
мОм.
Определяем ток короткого замыкания в начальный момент времени в точке КЗ1, I0КЗ1, кА, по формуле:
кА,
где Uн- номинальное напряжение, В;
z1 - полное сопротивление до точки Кз1, мОм.
кА.
Определяем ударный ток короткого замыкания в точке КЗ1,
Iyд1, кА, по формуле:
кА,
где - ток короткого замыкания в начальный момент времени в точке КЗ1; kу - ударный коэффициент = 1,4
кА.
Определяем значение установившегося тока КЗ в точке КЗ1,
Iy, кА по формуле:
кА,
При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока КЗ в кило амперах без учета подпитки от электродвигателей рассчитывают по формуле:
Аналогично рассчитываем остальные точки КЗ.
2.2.4 Проверка характерной линии по потери напряжения
Согласно ПУЭ, для силовых электроприемников отклонение напряжения от номинального должно составлять не более 5 %.
Выбранные по допустимому нагреву сечения силовых линий проверяют по потере напряжения по условию:
, (12)
где – потери напряжения во вторичной обмотке цехового трансформатора, %; – потери напряжения в питающей линии, %; – потери напряжения в распределительной линии, %; – допустимые потери напряжения, равные 10 % для силовых электро-приемников.
Потери напряжения в распределительных линиях определяются по формулам:
при питании одиночного ЭП
, %; | (2.8,1) |
для магистрали
, %. | (2.8,2) |
Потери напряжения в питающей линии
, %, | (2.8,3) |
где – расчетный ток линии, А; – расчетный ток i-ой нагрузки магистральной линии, А; , – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления линий, Ом/км; l – длина линии, км; li – длина линии до точки подключения i-ой нагрузки к магистрали, км; – средневзвешенный коэффициент мощности группы электро-приемников.
Значения удельных сопротивлений кабелей приведены в табл. 17.
Таблица 17 Удельные активные и индуктивные сопротивления кабелей
Номинальное сечение жилы, мм2 | Активное сопротивление жил при +20 C, Ом/км | Индуктивное сопротивление при Uн до 1 кВ, Ом/км | ||
алюминиевых | медных | |||
1,5 2,5 4 6 10 16 | – 13,3 7,74 5,17 3,1 1,94 | 12,26 7,36 4,6 3,07 1,84 1,15 | 0,101 0,099 0,095 0,09 0,073 0,0675 | |
25 35 50 70 95 120 150 185 240 | 1,24 0,89 0,62 0,443 0,326 0,258 0,206 0,167 0,013 | 0,74 0,52 0,37 0,26 0,194 0,153 0,122 0,099 0,077 | 0,0662 0,0637 0,0625 0,0612 0,0602 0,0602 0,0596 0,0596 0,0587 |
Если ЭП, запитанные от одного РП или ШРА, имеют одинаковую мощность, то проверку сечений по потере напряжения следует проводить для наиболее удаленного электро-приемника.
2.3 Разработка принципиальной электрической схемы управления ЭП ЭУ
2.3.1 Расчет и выбор ЭП установки
Дано:
Определяется расчетная мощность АД транспортера, выписываются каталожные технические данные выбранного ЭД
Мощность наклонного транспортера
где К – коэффициент дополнительных потерь; - мощность потерь ленты при движении; - мощность перемещения груза; - мощность подъема-опускания груза.
где - коэффициент трения ленты об опоры, отн.ед; - горизонтальная проекция конвейера, м; - линейная скорость движения ленты, м/с. Определяется (LT) – длина транспортера (расстояние между центрами ведущего и ведомого барабанов)
Определяется угол наклона транспортера к горизонту:
, что допускается.
2.3.2 Разработка ТЗ на электрической схеме управления ЭП ЭУ
Таблица 4 - технического задания на разработку принципиальной электрической схемы управления ЭП установки.
№ п/п | Основные вопросы | Дополнительные сведения |
1 | Назначение ЭП: Согласно токарно-револьверного станка | |
2 | Технические данные ЭП: - серия 2П; - режим - S1 (длительный) | |
3 | Виды и способы управления ЭП. Полуавтоматический — от «Кн.П» после подготовки. Ручной — от «Кн.Г», ВП и ВА при подготовке. | |
4 | Управляющие сигналы и датчики (устройства) АУ - от контактов пускателя основного агрегата; - при снижении давления масла ниже нормы; - датчик давления масла (ДДМ), РН | |
5 | Сигнализация (световая и звуковая): - по состоянию (зеленый цвет); - предупредительная (желтый цвет) и звонок; - аварийная (красный цвет) и ревун (при аварийной остановке насоса, при снижении давления масла в системе ниже нормы. При отсутствии напряжения в основной сети). | |
6 | Защита цепей: - силовых – максимальная, минимальная, тепловая; - управления и сигнализации - максимальная | |
7 | Блокировки и ограничения - первоочередная подача основного питания | |
8 | Питание цепей: 220В постоянного тока – силовая, управления, сигнализации | |
9 | Меры электробезопасности - заземление корпусов ЭО |
2.3.3 Описание принципиальной электрической схемы управления ЭП ЭУ
Основные элементы схемы.
Д1, Д2 - приводные асинхронные двигатели конвейеров с двойным питанием.
ПЧ, В, Д - преобразователь частоты с вариатором и приводным ЭД.
РП - реле пусковое.
КЛ1 с РВ1, КЛ2 с РВ2 - контакторы линейные с вмонтированными маятниковыми реле времени.
PB1 - для выдержки времени на приведение роторов машин (ПЧ, Д1 и Д2) в синфазное состояние.
РВ2 - для выдержки времени перед пуском «Д» после подачи на «ПЧ» трехфазного питания.
КЛЗ - контактор линейный, для подключения к сети Д.
КУ1, КУ2, КУЗ - контакторы ускорения, для управления ступенчатым пуском приводного «Д» преобразователя частоты «ПЧ».
РУ1, РУ2, РУЗ - реле ускорения, для коммутации цепей контакторов ускорения «КУ», выпрямленного тока.
Вп - выпрямитель, для питания цепей «РУ» выпрямленным током.
PCI. РС2 - реле сигнализации, для оповещения ОДП о готовности конвейеров и подготовки пусковой цепи.
Roгp - ограничительный резистор.
Органы управления:
ВА - выключатель автоматический (подача питания на схему),
ВП - выключатели пакетные (подключение машин),
Кн.Г1, Кн.Г2, Кн.П, Кн.С - * кнопки «Готовность» I и 2 конвейеров, «Пуск», «Стоп».
Режимы управления.
Полуавтоматический - от «Кн.П» после подготовки.
Ручной - от «Кн.Г», ВП и ВА при подготовке.
Работа схемы.
Исходное состояние.
Подготовлены цепи электрических машин (включены ВП).
Поданы все виды питания (включен ВА), при этом РУ1 , РУ2 ,
РУ3 и разомкнутся цепи КУ1(РУ1), КУ2(РУ2) и КУЗ(РУЗ).
Оповещена диспетчерская служба о готовности конвейеров, при этом:
Кн.Г1 - собирается цепь РС1, засвечивается ЛС1 «готовность» конвейера1,
РС1 - готовится цепь РП(PC1:1),
- становится на самопитание (РС1:2).
Кн.Г2 - собирается цепь РС2, засвечивается ЛС2 «готовность» конвейера 2.
Кн.Г2 , - собирается цепь РС2, засвечивается ЛС2 «готовность» конвейера 2.
РС2 - готовится цепь РП(РС2:1),
становится на самопитанис (РС2:2).
Схема к работе готова, засвечены ЛС1 «готовность».
Пуск. Кн.П - собирается цепь РП.
РП - готовится цепь КЛ1 и готовятся цепи КЛ2 и КЛЗ(РП:1)
- становится на самопитание (РП:2).
КЛ1 - подключается однофазное напряжение (КЛ1:1...2) к роторам машин, начат отсчет времени приведения их роторов в согласованное состояние.
По истечении выдержки времени «РВ1» собирается цепь КЛ2 (РВ1).
КЛ2 - становится на самопитанис (КЛ2:5),
- блокируется (размыкается) цепь КЛ1 (КЛ2:4),
- подключается к сети ПЧ, Д1, Д2 (КЛ2:1...3), начат отсчет времени «РВ2».
По истечении выдержки времени «РВ2» собирается цепь КЛЗ(РВ2).
КЛЗ - подключается к сети «Д» (КЛЗ:1 ...3),
- становится на самопитание (КЛЗ:4),
- размыкается цепь РУ1 (КЛЗ:5), начат отсчет выдержки времени разгона на 1 ступени.
Начат разгон «Д» на 1 ступени при полностью введенном пусковом резисторе «Rn».
По истечении выдержки времени «РУ 1» собирается цепь «КУ1».
КУ1 - выводится часть «Rn» (КУ1:1 ...2),
- размыкается цепь РУ2(КУ1:3), начат отсчет времени разгона на 2 ступени.
Продолжается разгон «Д» на 2 ступени при частично выведенном пусковом резистора «Rn».
По истечении выдержки времени «РУ2» собирается цепь «КУ2».
КУ2 - вводится еще часть «Rn» (КУ2:1..2),
- размыкается цепь РУ3 (КУ2:3), начат отсчет времени разгона на 3 ступени.
Продолжается разгон «Д» на 3 ступени.
По истечении выдержки времени «РУЗ» собирается цепь «КУЗ».
КУЗ - выводится полностью «Rn» (КУЗ:1...2).
Двигатель разгоняется на 4 ступени (последней) и выходит на естественную механическую характеристику. Оба конвейера работают согласованно в номинальном режиме.
Остановка.
Отключение всей системы производится кратковременным нажатием любой из кнопок «стоп» - Кн.С, Кн.С1, Кн.С2.
Защита:
От токов КЗ - силовая сеть (ВА),
- цепи управления (Пр.1, Пр.2).
От перегрузки - двигатели Д, Д1, Д2 (тепловые реле, блоки по 2 реле - РТ, РТ1, РТ2).
Блокировки
Подача трехфазного питания возможна только после отключения однофазного (КЛ2:4), невозможность пуска конвейеров, если они не приготовлены (РС1:1, РС2:1), переключение ступеней пуска только по истечению выдержки времени предыдущей (РУ1, РУ2, РУЗ).
Сигнализация.
ЛIC1 - «готовность» конвейера 1,
ЛС2 - «готовность» конвейера 2.
Питание.
3 - 380 В, 50 Гц-силовая сеть,
1 380 В, 50 Гц, линейное - цепи управления и согласования.