Вкр Электроэнергетика. южнороссийский государственный политехнический университет (нпи) имени М. И. Платова
 Скачать 0.97 Mb.
|
 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) имени М.И.Платова» _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ФАКУЛЬТЕТ______ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ______________________________________ КАФЕДРА __ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ_________ НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 13.03.02 ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Заведующий кафедрой ЭиЭА ___________А.В. Павленко__ (подпись) (ФИО) «___» __________ 2019г. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к бакалаврской работе НА ТЕМУ Расчёт и выбор электрооборудования цеха металлообработки АВТОР БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ ___Летнев Артём Сергевич (Фамилия, имя, отчество)______________________________________________ (Подпись) РУКОВОДИТЕЛЬ БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ Доцент кафедры ЭЭА Назикян Георгий Артёмович (Должность, ученая степень, ученое звание, фамилия, имя, отчество) (Подпись) КОНСУЛЬТАНТЫ: Наименование раздела, должность, ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., подпись ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Новочеркасск, 2021 г. МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) имени М.И.Платова» _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ФАКУЛЬТЕТ______ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ________________________________________ КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ_____________ НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 13.03.02 ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА УТВЕРЖДАЮ: Заведующий кафедрой ЭиЭА Павленко А.В. (Подпись) (ФИО) «___ » __________ 2019г. ЗАДАНИЕ на бакалаврскую работу Студенту Летневу Артёму Сергеевичу (Фамилия, имя, отчество) 1 .Тема бакалаврской работы: Расчет и выбор электрооборудования цеха металлообработки Тема бакалаврской работы утверждена приказом ректора № ____ от __.__.20__г. 2. Консультанты бакалаврской работы: (Наименование раздела, должность, ученая степень, ученое звание, ФИО) _Доцент кафедры ЭиЭА Щучкин Денис Александрович 3. Исходные данные к бакалаврской работе Цех предусматривает производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. Цех получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции, расположенной на расстоянии 1,0 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Подводимое напряжение – 6, 10 или 35 кВ. ПГВ подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 5 км. Потребители относятся к 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Количество рабочих смен – 2. Грунт в районе цеха – глина с температурой +5℃. Размеры участка выбирается самостоятельно в зависимости от количества оборудования. Оборудование цеха металлообработки: прессовочные станки; станки для фрезерной и токарной обработки с программным управлением; сверлильные станки; координатно-пробивные прессы; листогибочные прессы; электроэрозионные установки токарные установки автоматического типа; печи для термообработки металла; 4. Содержание пояснительной записки к бакалаврской работе 1.Расчет и выбор электрооборудования цеха 2. Выбор схемы электроснабжения цеха 3. Расчет нагрузок силовых пунктов 4. Выбор комплектной трансформаторной подстанции 5. Расчет и выбор предохранителей 6. Выбор автоматических выключателей 7. Расчет освещения станочного отделения 8. Проектирование приводного электромагнита 9. Проектный расчет электромагнита 10. Поверочный второго типа 5. Перечень графического материала Электрическая принципиальная схема, план помещения, сборочный чертеж приводного электромагнита, основные элементы электромагнита. Срок сдачи студентом законченной бакалаврской работы ___31.05.21 г._______________ Дата выдачи задания на бакалаврскую работу _____22.03.21 г.______________________ Руководитель ________________________ (Фамилия, имя, отчество) ________________________ (Подпись) Задание принял к исполнению _22.03.2021г. _________________________ (Дата) (Подпись) Аннотация В рамках выпускной квалификационной работы мною рассмотрены вопросы расчета нагрузок силовых пунктов цеха металлообработки, произведен выбор элементов системы электроснабжения, устройств защиты, трансформаторной подстанции произведен проектный расчет освещения. А так же спроектирован приводной электромагнит, который, в настоящее время нашел широкое применение в промышленности Мною решались следующие задачи: -определить электрические нагрузки характерных групп электроприемников и узлов нагрузок, а также проектируемого цеха в целом; - определить структуру системы электроснабжения цеха; -рассчитать и выбрать устройства защиты - выбрать способ транспорта электрической энергии -выполнить расчет и проектировку электромагнита Содержание Введение………………………………………………………………..….………....6 1.Расчет и выбор электрооборудования цеха………………….......……………....7 Характеристика объекта исследования и электрооборудования......................7 1.2. Выбор схемы электроснабжения цеха..............................................................12 1.3. Расчет нагрузок силовых пунктов....................................................................14 1.4. Расчет и выбор компенсирующего устройства...............................................18 1.5. Выбор комплектной трансформаторной подстанции.....................................20 1.6. Расчет и выбор предохранителей......................................................................23 1.7. Выбор автоматических выключателей.............................................................27 1.8.Выбор кабелей.....................................................................................................31 1.9. Выбор силовых пунктов....................................................................................36 1.10. Расчет освещения станочного отделения.......................................................37 1.11. Проверка электрооборудования......................................................................41 2.Проектирование приводного электромагнита.....................................................49 2.1.Проектный расчет электромагнита....................................................................49 2.2.Поверочный расчет первого типа......................................................................50 2.2.1.Расчет магнитной системы электромагнита..................................................50 2.2.2.Расчет динамических характеристик электромагнита..................................62 2.3.Поверочный второго типа...................................................................................66 2.3.1.Тепловой расчет................................................................................................66 2.3.2.Расчет температурного поля электромагнитного привода...........................68 Заключение.................................................................................................................77 Список использованной литературы.......................................................................78 ВВЕДЕНИЕ Система электроснабжения - это группа взаимосвязанных электрических установок, которые предназначены для снабжения потребителей электрической энергией. Проект системы электроснабжения - это изображение (модель) будущей системы, представленное в схемах, чертежах, таблицах и описаниях, созданное в результате логического анализа исходных данных на основе расчетов и комбинации вариантов. Проектирование системы электроснабжения любого объекта является фактором, определяющим его хозяйственную деятельность, нормальные условия эксплуатации и перспективу развития. Такими объектами народного хозяйства могут выступать промышленные предприятия любой направленности, а также городские и сельскохозяйственные объекты. Объектом исследования является цех металлообработки. Предметом исследования является электрооборудование цеха металлообработки. Цель работы - спроектировать систему электроснабжения цеха металлообработки. Задачи работы: - определить электрические нагрузки характерных групп электроприемников и узлов нагрузок, а также проектируемого цеха в целом; - определить структуру системы электроснабжения цеха; - выбрать способ транспорта электрической энергии системы распределения цеха; РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА Характеристика объекта исследования и электрооборудования. В выпускной квалификационной работе требуется разработать систему электроснабжения цеха металлообработки (ЦМ) промышленного предприятия. В цеху располагаются производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. Цех получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции, расположенной на расстоянии 1,0 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Подводимое напряжение – 6, 10 или 35 кВ. ПГВ подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 5 км. Потребители относятся к 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Количество рабочих смен – 2. Грунт в районе цеха – глина с температурой +5℃. Размеры участка выбирается самостоятельно в зависимости от количества оборудования. Каркас здания ЦМ смонтирован из блоков - секций длиной 6 метров каждый. Размеры цеха A*B*H= 48*30*9 метров. Вспомогательные, бытовые и служебные помещения – двухэтажные, высотой 4м. Перечень электрооборудования цеха представлен в таблице 1. Мощность электропотребления (Pэп) указана для одного электроприемника. Расположение основного оборудования показано на плане, представленном на рисунке 1. Таблица 1 - Перечень электрооборудования ЦМ
 Рисунок 1 – Расположение основного оборудования цеха металлообработки ЦМ предназначен для серийного производства изделий. Он является одним из самых крупных вспомогательных цехов завода цехов. Для этой цели в цехе установлено специальное оборудование: прессовочные станки, сверлильные станки, листогибочные прессы, электроэрозионные установки и т.д. Абсолютно все электроприёмники цеха относятся к потребителям 2 и 3 категории надежности по электроснабжению. Электроприёмники 2 категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности весомого количества городских и сельских жителей. Электроприёмники 3 категории - все прочие электроприемники, не относящиеся к 1 и 2 категориям. Классификация электроприемников осуществляется по напряжению, роду тока, мощности, режиму работы. По напряжению электроприёмники подразделяют на низковольтные и высоковольтные. Низковольтные – электроприемники, напряжение которых составляет до 1000В, и высоковольтные – напряжением более 1000В. Всё электрооборудование в ЦМ относится к потребителям низкого напряжения, по причине того, что все установки питаются от сети 220/380В. По роду тока разделяют электроприёмники, работающие от: а) сетей переменного тока промышленной частоты 50Гц; б) сетей переменного тока повышенной или пониженной частоты; в) сетей постоянного тока. В ЦМ все электроприёмники работают только от сети переменного тока промышленной частоты 50Гц. По мощности электроприёмники разделяют: малой мощности – до 10кВт; средней мощности – до 100кВт, большой мощности – свыше 100кВт. В цехе всё электрооборудование относится только к электроприёмникам средней мощности. По режиму работы электроприёмники разделяют на три группы: а) длительный режим – это режим, при котором электрические машины работают продолжительное время, и при этом не перегреваются; б) повторно-кратковременный режим – это режим, при котором рабочие периоды работы чередуются с периодами пауз, а продолжительность всего цикла не больше 10 минут; в) кратковременный режим – режим, при котором период работы машин не столько продолжителен, чтобы температуры отдельных механизмов машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки машины настолько длителен, что машина успевает остудиться до температуры окружающей среды. В ЦМ все электроустановки работают исключительно в длительном режиме. Выбор схемы электроснабжения цеха Вид схемы электроснабжения на прямую зависит от расположения электроприемников: а) В том случае если расположение электроприемников упорядоченно, то выбирается магистральная схема, которая, в свою очередь, выполняется шинопроводами. Количество трансформаторов зависит на прямую от категории электроприемников: 1) первая категория – n ≥ 2; 2) вторая категория – n ≤ 2; 3) третья категория – n = 1. В случае если подстанция двухтрансформаторная, то нагрузка на трансформаторы должна быть равномерной. б) В случае если расположение электроприемников неупорядоченно, то выбирается радиальная схема, которая выполняется кабелями, отходящими от распределительных пунктов. в) Также существует смешанная схема – это схема, при которой часть электроприемников запитана от распределительных пунктов, а другая часть – от шинопровода. Так как в ЦМ расположение электроприемников упорядочено, то для проектирования выбрана магистральная схема электроснабжения. Все электроприемники ЦМ относятся только ко 2 и 3 категории надежности. Из этого следует, что для проектирования будет выбрана однотрансформаторная цеховая ТП с вводом резерва на секцию шин низкого напряжения (НН) от цеховой ТП другого цеха. Принципиальная схема электрической сети цеха представлена на рисунке 2.  Рисунок 2 – Принципиальная схема электрической сети |