Электроснабжение шлифовального цеха. Курсовой Шлифовальный цех. Расчётно техническая часть
 Скачать 329.78 Kb.
|
 Содержание
ВВЕДЕНИЕ Система электроснабжения - называется совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. К основным требованиям, предъявляемым к цеховому электроснабжению, являются надежность, качество, экономичность, удобство в эксплуатации, а также требования безопасности. Качество электроэнергии определяется совокупностью ее характеристик, при которых приемники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции, причем делать это максимально долгий период времени. Качество электроэнергии определяет отклонение и колебания напряжения, несимметрия напряжений и токов, отклонения и колебания частоты, несинусоидальность кривой тока и напряжения. Качество электроэнергии в значительной степени влияет на технологический процесс промышленного производства и качества выпускаемой продукции, на расход электроэнергии и зависит от питающей системы и от потребителей, снижающих качество электроэнергии. Из всех показателей качества электроэнергии наибольшее влияние на режимы работы цеховых электроприемников оказывают отклонения и колебания напряжения. Основные причины колебаний - это резкое изменение нагрузки, пуск крупных асинхронных двигателей, работа сварочных аппаратов, дуговых печей и т.д. В условиях нормальной работы приемников электроэнергии отклонение напряжения от номинального значения допускается в пределах -5÷+5% на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления; -2,5÷+5% на зажимах приборов рабочего освещения. Несимметрия напряжений и токов - это неравенство фазных или линейных напряжений (токов) по амплитуде и углом сдвига между ними. Различают аварийные и эксплуатационные, вызванные применением потребителей типа индукционные печи, сварочные аппараты. Для симметрирования напряжения и токов применяют равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам, нагрузки подключают на отдельный трансформатор. Наличие высших гармоник в напряжении и токах неблагоприятно действует на изоляцию электрической машины, трансформаторов, конденсаторов и кабелей. Коэффициент искажения кривой напряжения не должен превышать 5% на зажимах любого приемника электрической энергии. Бесперебойность (надежность) электроснабжения электроприемников (потребителей) электрической энергии в любой момент времени определяется режимами их работы. В отношении обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствия от перерыва питания приемники электрической энергии согласно ПУЭ разделяются на следующие три категории: Электроприемники первой категории должны получать питание от двух независимых источников питания (трансформаторов) по двум линиям. При повреждении одного источника автоматические устройства мгновенно подключают все электропотребители к действующему трансформатору. Для особой группы предусмотрено три независимых источника питания. Электроприемники второй категории - это те электроприемники, отключение которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Это самая многочисленная группа. Электроприемникам второй категории рекомендуется получать питание от двух независимых источников питания, но допускается использовать один при наличии складного резерва трансформаторов, если в случае потери электроснабжения оно будет восстановлено в течение суток. Электроприемникам третьей категории можно получать питание от одного источника питания при условии, что перерыв в электроснабжении будет не более суток. Потери электроэнергии в трансформаторах, электродвигателях и другом оборудовании неизбежны, что связано с принципом работы этих электроустановок. Однако за счет мероприятий по экономии электроэнергии потери должны быть сведены к минимуму. Раздел 1 Расчётно – техническая часть 1.1 Исходные данные Шлифовальный цех (ШЦ) предназначен для высококачественной обработки поверхностей изделий механическим и химическим способом. Он является составной частью крупного химического комбината. В шлифовальном цехе размещены: станочное отделение, вспомогательные и бытовые помещения. Станочное отделение относится к пыльному помещению, так как при механической шлифовке постоянно и в больших количествах выделяется пыль, которая удаляется системой вентиляции. Склад химикатов относится к взрывоопасным помещениям, так как там хранятся кислоты и щелочи. Транспортные операции осуществляются с помощью мостовых кранов, грузовых лифтов и наземных электротележек. Электроснабжение цех получает от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП), подключенной к подстанции глубокого ввода (ПГВ) комбината и расположенной за пределами здания на расстоянии 10м. По категории надежности ЭСН - это потребитель 3 категории, а вентиляция и ОУ - 2 категории. Прокладка линий ЭСН должна быть защищена от агрессивной среды и механических повреждений. Количество рабочих смен - 1. Грунт в районе здания - песок с температурой +5 0С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 м каждый. Размеры цеха А х В х Н = 96 х 56 х 10 м. Помещения малого размера имеют высоту 3,6 м. Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника. 1.2 Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм Одним из очень важных этапов при проектировании системы электроснабжения предприятия является определение расчетных нагрузок, а не простое суммирование установленных мощностей. От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит степень капиталовложений при организации электроснабжения. Завышение ожидаемых нагрузок ведет к удорожанию строительства, перерасходу материалов, неоправданному увеличению питающих мощностей, занижение нагрузок, либо проектирования электроснабжения без учета перспективного роста мощности производства может привести к дополнительным потерям мощности, перегрузке оборудования, либо к необходимости кардинальной перестройки системы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок выполняем методом упорядоченных диаграмм (коэффициента максимума) по узлам питания. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1. Таблица 1 – Исходные данные для расчетов электрических нагрузок
Продолжение таблицы 1
Приводим номинальную активную мощность кран мостовой к длительному режиму работы  , кВт
где  – активная номинальная мощность кран мостовой в повторно-кратковременном режиме работы, кВт; ПВ – продолжительность включения, в относительных единицах.  кВт.По формуле 1 приводим номинальную активную мощность электропривод ворот подъемных к длительному режиму работы  , кВт кВт.По формуле 1 приводим номинальную активную мощность лифта грузового к длительному режиму работы  , кВт кВт.Рассчитываем суммарную номинальную активную мощность электроприемников ШР1 Σ  , кВт
где  –активная номинальная мощность одного электроприёмника, кВт; – число электроприемников, шт. кВт.Рассчитываем суммарную активную сменную мощность Σ  , кВт
где  – коэффициент использования одного электроприемника, принимаемыйпо справочнику [1, таблица 2.1].  кВт.Рассчитываем групповой коэффициент использования Ки
 Рассчитываем показатель силовой сборки m
где  – номинальная максимальная (минимальная) активная мощность одного электроприемника в подгруппе, кВт.  Т.к. групповой коэффициент использования Kи = 0,28 > 0,2; показатель силовой сборки m = 16,94 > 3; число электроприёмников n = 4 шт. n > 4 шт.; Pн  const, то согласно методике справочника [2, таблица 1.5.2] эффективное число электроприемников  , шт., определяем по формуле
 Принимаем  По справочнику [3, таблица 9.1] определяем коэффициент максимума  = 1,9.Рассчитываем максимальную активную мощность для узла питания  , кВт
 кВт.Рассчитываем суммарную реактивную сменную мощность ШР 1  , кВАр
где tg  – коэффициент реактивной мощности, соответствующийкоэффициенту активной мощности.  4,23 ∙ 1,73 + 15 ∙ 0,75 + 0,15 ∙ 1,73 = 7,32 + 11,25 + 0,26 = 18,83 кВАр.Рассчитываем максимальную реактивную мощность электроприемников ШР 1  , кВАр
где K – поправочный коэффициент, т.к. nэ = 4 шт. ≤ n = 10 шт., то K = 1,1  кВАр.Рассчитываем полную максимальную мощность электроприемников ШР 1  , кВА
 кВА.Рассчитываем максимальный ток электроприемников ШР1  , А
где Uн – номинальное напряжение, кВ.  Рассчитываем коэффициент активной мощности 
 Рассчитываем коэффициент реактивной мощности 
 Аналогично расчетам ШР1 выполняем расчет электрических нагрузок остальных узлов питания по формулам 1 – 13. Рассчитываем электрические нагрузки шкафа ШР 2  кВт. (42,35 ∙ 0,10) + (25 · 0,6) + (2,5· 0,06) + (9,9· 0,1) = 4,23 + 15 + 0,15 + 0,99 = 20,37 кВт.  Т.к. групповой коэффициент использования Kи = 0,25 > 0,2; показатель силовой сборки m = 16,94 > 3; число электроприёмников n = 7 шт. n > 4 шт.; Pн const, то согласно методике справочника [2, таблица 1.5.2] эффективное число электроприемников , шт., определяем по формуле По справочнику [3, таблица 2.13] определяем коэффициент максимума =2,14. кВт. 4,23 ∙ 1,73 + 15 ∙ 0,75 + 0,15 ∙ 1,73 + 0,99 ∙ 1,73 = 7,32 + 11,25 + 0,26 + 1,71 = 20,54 кВАр. ,59 кВАр. кВА.   Рассчитываем электрические нагрузки шкафа ШР 3  кВт. (42,35 ∙ 0,10) + (2,5· 0,06) + (9,9· 0,1) = 4,23 + 0,15 + 0,99 = 5,37 кВт. Т.к. групповой коэффициент использования Kи = 0,09  0,2; показатель силовой сборки m = 16,94 > 3; число электроприёмников n = 5 шт. n > 4 шт.; Pн const, то согласно методике справочника [2, таблица 1.5.2] эффективное число электроприемников , шт., определяем методом относительных единиц:    , где  - относительное число эффективных электроприемников  - относительное число наибольших по мощности электроприемников =  0,8 относительная мощность наибольших по мощностиэлектроприемников  =     По справочнику [2, таблица 1.5.3] определяем коэффициент максимума = 3,23. кВт. 4,23 ∙ 1,73 + 0,15 ∙ 1,73 + 0,99 ∙ 1,73 = 7,32 + 0,26 + 1,71 = 9,29 кВАр. кВАр. кВА.   Рассчитываем электрические нагрузки шкафа ШР 4  кВт. (5 ∙ 0,06) + (216 · 0,17) = 0,3 + 36,72 = 37,02 кВт.  Т.к. групповой коэффициент использования Kи = 0,16 0,2; показатель силовой сборки m = 7,2 > 3; число электроприёмников n = 14 шт. n > 4 шт.; Pн const, то согласно методике справочника [2, таблица 1.5.2] эффективное число электроприемников , шт., определяем методом относительных единиц: =  1   По справочнику [2, таблица 1.5.3] определяем коэффициент максимума =1,85. кВт. 0,3 ∙ 1,73 + 36,72 ∙ 1,17 = 0,52 + 42,96 = 43,48 кВАр. кВАр. кВА.   Рассчитываем электрические нагрузки цеха  , кВт, , кВАр, кВА, Рассчитываем средневзвешенный коэффициент активной и реактивной мощности   Все полученные в ходе расчетов параметры заносим в таблицу 2. Итак, в результате расчета электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм были получены: полная максимальная мощность  194,68 кВА, необходимая для выбора числа и мощности силовых трансформаторов; максимальный ток по цеху  = 295,79 A, необходимый для выбора питающих сетей и защитной аппаратуры с низкой стороны трансформатора. Средневзвешенные коэффициенты мощности позволяют решить вопрос о необходимости компенсации реактивной мощности. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
