Механический цех. Введение 2 Глава 1 Общая часть
 Скачать 0.65 Mb.
|
Глава 2 Специальная часть2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН 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. 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. Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха. Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор - магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей. Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются. К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания. Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом. К шинам низшего напряжения трансформаторной подстанции подключены через ШМА – 1, ШМА – 2, ШРА – 1, ШРА – 2. ШМА – 1 через линейные выключатель запитывает электроприемники № 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,18; ШМА – 2 через линейные выключатель запитывает электроприемники № 11,12,13,14,15,16,20,21,22,23,24,25,26; ШРА – 1 через линейные выключатель запитывает электроприемники № 30,31,32,33,34,35,17,19,27,28,29; ШРА – 2 через линейные выключатель запитывает электроприемники № 37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50. 2.1.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов Расчет электрических нагрузок группы электроприемников.Расчеты ведутся методом коэффициента максимума. Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) рассчитанных нагрузок группы электроприемников. РМ = КМ РСМ.; QМ. = Км' QСМ.; SМ. =; где Рм – максимальная активная нагрузка, кВт; Qм – максимальная реактивная нагрузка, квар; Sм – максимальная полная нагрузка, кВ*А; Км – коэффициент максимума активной нагрузки, зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников; КМ' – коэффициент максимума реактивной нагрузки; Рсм – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт; Qсм – средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВар. РСМ = КИ∑РН; QCM = РСМtgφ, где КИ – коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации Рн – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт; tgφ – коэффициент реактивной мощности; nЭ = F(n, m, КИСР, Рн) – эффективное число электроприемников, может быть определено по упрощенным вариантам КИСР – средний коэффициент использования группы электроприемников, Средний коэффициент мощности cosφ и средний коэффициент реактивной мощности tgφ. ; m – показатель силовой сборки в группе m = Рн.нб. / Рн.нм., где Рн.нб, Рн.нм - номанальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе. В соответствии с практикой проектирования принимается Км' = 1,1 при nэ < 10; Км' = 1 при nэ > 10. Производим расчет нагрузок и составляем сводную ведомость нагрузок по электромеханическому цеху в табличной форме ΣРм=КмРсм; где Pм – максимальная активная нагрузка,(кВт) Kм – коэффициент максимума активной нагрузки В графу 16, записывается максимальная реактивную мощность Qм, определяемая по формуле: ΣQM = Км'QCM; В графе 17 записывается максимальная полная мощность Sм, определяемая по формуле: ΣSм= В графе 18 записывается максимальный ток Iм, определяемый по формуле: Iм = Sм / √3 · Uн; ПРОИЗВЕДЕМ РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ШМА – 1 PCM=КИ∑РН; QCM = Рсмtgφ; SCM=; Сварочные автоматы: Ки = 0,2; tgφ =2,29; Рсм. = 0,2*336 = 67,3 кВт; Qсм. = 67,2*2,29 = 153,88 кВар; Sсм. == 167,91 кВ*А. Вентиляторы: КИ = 0,7; tgφ = 0,75; РСМ. = 0,7*36 = 25,2 кВт; QCM. = 25,2*0,75 = 18,9 кВар; SCM.= = 31,42 кВ*А. Компрессоры: КИ. = 0,65; tgφ = 0,75; РСМ. = 0,65*200 = 130 кВт; QСМ. = 130*0,75 = 97,5 кВар; SCM. = = 162,5 кВ*А. Кран – балка: КИ. = 0,1; tgφ = 1,73; РСМ. = 0,1*20 = 2 кВт; QCM. = 2*1,73 = 3,46 кВар; SCM. = = 15,97 кВ*А. m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 100/9 = 11,11 РМ. = КМРСМ; ∑QM = К/MQCM; ∑SM =; КМ. = 2,1; ∑PCM. = 67,2+25,2+130+2= 224,4 кВт; К/M. = 1; ∑QCM. = 153,88+18,9+97,5+3,46 = 273,74 кВар; ∑РМ. = 2,1*273,73 = 471,24 кВт; ∑QM. = 1*273,74= 273,74 кВар; ∑SM. = = 544,97 кВ*А; IM. = SM(ШМА – 1)/3UH = 544,97/0,65 = 838,41 А. ПРОИЗВЕДЕМ РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ШМА – 2 PCM =КИ∑РН; QCM = Рсмtgφ; SCM = ; Алмазно – расточные станки: КИ = 0,14; tgφ =1,73; РСМ = 0,14*11,2 = 1,56 кВт; QCM = 1,56*1,73 = 2,69 кВар; SCM = = 3,1 кВ*А. Горизонтально – расточные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*144 = 20,16 кВт; QCM = 20,16*1,73 = 34,87 кВар; SCM = = 40,27 кВ*А. Расточные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*120 = 16,8 кВт; QCM = 16,8*1,73 = 29,06 кВар; SCM = = 33,56 кВ*А. Мостовой кран: КИ = 0,1; tgφ = 1,73; РСМ = 0,1*90 = 9 кВт; QCM = 9*1,73 = 15,57 кВар; SCM = = 17,98 кВ*А. m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 90/5,6 = 16,07. РМ. = КМРСМ; ∑QM= K/MQCM; ∑SM = ; КМ. = 1,43; ∑PCM. = 1,56+20,16+16,8+9 = 47,52 кВт; К/M. = 1; ∑QCM. = 2,69+34,87+29,06+15,57 = 82,19 кВар; ∑РМ. = 1,43*47,52 = 67,95 кВт; ∑QM. = 1*82,19= 82,19 кВар; ∑SM. = = 106,64 кВ*А; IM. = SM(ШМА – 1)/3UH = 106,64/0,65 = 164,06 А. ПРОИЗВЕДЕМ РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ШРА – 1 PCM=КИ∑РН; QCM = Рсмtgφ; SCM = ; Продольно – строгальные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*120 = 16,8 кВт; QCM = 16,8*1,73 = 29,06 кВар; SCM = = 33,56 кВ*А. Поперечно – строгальные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*45 = 6,3 кВт; QCM = 6,3*1,73 = 10,89 кВар; SCM = = 12,56 кВ*А. Радиально – сверлильные станки: КИ = 0,17; tgφ = 1,17; РСМ = 0,17*40 = 6,8 кВт; QCM = 6,8*1,17 = 7,95 кВар; SCM = = 10,46 кВ*А. Вертикально – сверлильные станки: КИ = 0,17; tgφ = 1,17; РСМ = 0,17*18 = 3,06 кВт; QCM = 3,06*1,17 = 3,58 кВар; CM = = 4,7 кВ*А. m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 60/6 = 10. ВСЕГО ПО ШРА – 1 ∑РМ. = КМРСМ; ∑QM= K/MQCM; ∑SM = ; КМ. = 1.28; ∑PCM. = 16,8+6,3+6,8+3,06 = 32,96 кВт; К/M. = 1; ∑QCM. = 29,06+10,89+7,95+3,58 = 51,48 кВар; ∑РМ. = 1,28 *32,96 = 42,18 кВт; ∑QM. = 1*51,48 = 51,48 кВар; ∑SM. = = 66,55 кВ*А; IM. = SM(ШМА – 1)/3UH = 66,55/0,65 = 102,38 А. ПРОИЗВЕДЕМ РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ШРА – 2 PCM=КИ∑РН; QCM = Рсмtgφ; SCM = ; Электропечи сопротивления: КИ = 0,8; tgφ = 0,33; РСМ = 0,8*168 = 134,4 кВт; QCM = 134,4*0,33 = 44,35 кВар; SCM = = 141,52 кВ*А. Алмазно – расточные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*11,2 = 1,56 кВт; QCM = 1,56*1,73 = 2,69 кВар SCM = = 3,1 кВ*А. Заточные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*10 = 1,4 кВт; QCM = 1,4*1,73 = 2,42 кВар; SCM = = 2,79 кВ*А. Токарно – револьверные станки: КИ = 0,14; tgφ = 1,73; РСМ = 0,14*200 = 28 кВт; QCM = 28*1,73 = 48,44 кВар; SCM = = 55,95 кВ*А. m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 84/5 = 16,8. ВСЕГО ПО ШРА – 2 ∑РМ. = КМРСМ; ∑QM= K/MQCM; ∑SM = КМ = 2,24; ∑PCM. = 134,4+1,56+1,4+28 = 165,36 кВт; К/M. = 1; ∑QCM. = 44,35+2,69+2,42+48,44 = 97,9 кВар; ∑РМ. = 2,24*165,36 = 211,66 кВт; ∑QM. = 1*97,9 = 97,9 кВар; ∑SM. = = 233,2 кВ*А; IM. = SM(ШМА – 1)/3UH = 233,2/0,65 = 358,76 А. Таблица 3 – Технические данные электроприемников
Таблица 4 – Сводная ведомость нагрузок по цеху
2.2 Расчет компенсирующих устройств (КУ) и выбор трансформатора Средствами компенсации реактивной мощности являются в сетях общего назначения батареи конденсаторов (низшего напряжения – НБК и высшего напряжения – ВБК) и синхронные двигатели в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, силовые резонансные фильтры (СРФ), симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства, устройства динамической мощности с быстродействующими системами управления (СТК) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК). Таблица 5 – Исходные данные
Определяем расчетную мощность компенсирующего устройства: QKP = α*PM*(tgφ – tgφк) QKP = 0,9*793,03(0,45 – 0,33) = 713,72*0,12 = 85,64 кВар; Из (5, с 123) выбирается УК4 – 0,38 – 75 со ступенчатым ручным регулированием по 50 кВар, по одной на секцию. Определяем фактические значения tgφФ и cosφФ после компенсации реактивной мощности: tgφФ = tgφ - = 0,45 - = 0,45 – 0,10 = 0,35. Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь. SP = 0,7*SBH = 0,7*967,21= 677,04 кВ*А; РТ. = 0,02*SHH = 0,02*951,36 = 19,02 кВт; QT. = 0,1*SHH = 0,1*951,36= 95,13 кВар; ST. = = = 97,1 кВ*А. По (5, с 106) выбираем трансформатор типа ТМ – 1000/6/0,4 Мощность потерь: РХ.Х. = 1900 кВт; РК.З. = 10500 кВт ; LX.X. = 1,15 %; UК.З. = 5,5 %. Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора: КЗ = SHH/ST; КЗ = 951,36/1000 = 0,95. Ответ: Выбираем цеховую КТПx1000/10/0,4; КЗ = 0,95. Таблица 6 – Сводная ведомость нагрузок
2.3 Расчёт ЛЭП и выбор неизолированных проводов Сечение провода, соответствующее минимальной стоимости передачи электроэнергии, называют экономическим ПУЭ – рекомендуют для определения расчетного экономического сечения метод экономической плотности тока Sэк - экономическое сечение провода, мм2 Iм.р - максимальный расчетный ток в линии при нормальном режима работы, А Для трехфазной сети
Jэк = F Тм – время использования максимальной нагрузки за год, час Полученное расчетное экономическое сечение приводят к ближайшему стандартному значению Если получено большое сечение, берется несколько параллельных проводов стандартного сечения так, чтобы суммарное сечение было близко к расчетному Формируется марка провода, указывается допустимы ток Оптимальное расстояние передачи приближенно определяется из соотношенияLлэп = (0,3…1)Vпер Потери мощности в ЛЭП определяется по формулам ∆Pлэп =  Rлэп ∆Qлэп = Хлэп∆Pлэп – потери активной мощности в ЛЭП, МВТ ∆Qлэп – потери реактивной мощности в ЛЭП, МВар Sпер – полная передавая мощность , МВ*А Vпер – напряжение передачи, Кв Rлэп, Хлэп – полное активное и индуктивное сопротивление, Ом nлэп – число параллельных линий Сопротивление в ЛЭП определяются из соотношений Rлэп = r0Lлэп Хлэп= хоLлэп Где r0, х0 – удельные сопротивления R, Ом/км Значение активных сопротивлений на единицу длины определяется для воздушных, кабельных и других линий при рабочей температуре Дано:Sпер = 166 Vпер = 220 Марка провода – АСКП сosφЛЭП = 0,8 Тм = 5000 г Р1 = 125 МВт V1 = 6,3 кВ Рассчитать и выбрать проводник. При cosφЛЭП=0.85;tgφЛЭП=0.75 Рпер=Sпер*cosфЛЭП=166*0.8=132.8 МВТ V1лэп=VперVлэп*10-2=220*6,5*10-2=14,3КВ Выбираем ВЛ -А-3 х (3 х 120),Iдоп = 3 х 375 А; Lлэn = 100 км; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||