Электрооборудование ремонтно механического цеха

   ВВЕДЕНИЕ

 

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования  энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии.  В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющие высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведётся в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высоко квалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема трансформаторной подстанции описание ее работы. Так же будет произведен расчет выбора наиболее оптимального трансформатора.

Целью курсового  проекта является: выбор и обоснование  схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта.

Объект  исследования: ремонтно-механический  цех

Предмет исследования: этапы расчета и  выбор системы электроснабжения ремонтно-механического цеха.

Гипотеза: при разработке электрической схемы  ремонтно-механического цеха найден оптимальный вариант, обеспечивающий надежную  бесперебойную работу электрооборудования с  учетом  безопасности  ее  обслуживания.

Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:

1. Рассчитать освещение производственного цеха;

2.  Рассчитать электрические нагрузки;

3. Произвести выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции;

4. Рассчитать токи короткого замыкания;

5. Спроектировать однолинейную схему электроснабжения производственного цеха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

1.1 Характеристика объекта

Производственный цех занимается изготовлением различных деталей  и металлоконструкций, необходимых  для основного производства. В  состав цеха входят различные металлообрабатывающие  станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование ). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование ) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 367м²

 Характеристика электрооборудования в табл. 1.1

 

         Таблица 1.1

№по плану	Наименование электроприёмников	Рном, кВт	Uном, кВ
1	2	3	4
7	Станок токарный	5	0,38
8	Станок токарный	5	0,38
9	Станок токарный	5	0,38
13	Станок токарный	5	0,38
14	Станок токарный	5	0.38
15	Станок токарный	5	0,38
20	Станок карусельный с ЧПУ	5	0,38
25	Станок фрезерный	5	0,38
28	Станок фрезерный	5	0,38

 

35	Станок фрезерный	30	0,38
37	Станок фрезерный	10	0,38
40	Вентилятор	10	0,38
43	Вентилятор	15	0,38
47	Кран – балка ПВ = 40%	11	0,38
48	Кран – балка ПВ = 40%	22	0,38
59	Вентилятор	7,5	0,38
60	Вентилятор	10	0,38

                                                                              Продолжение таблицы 1.1

 

На рис.1.1 представлен план проектируемого цеха 

 

 

 

 

Рис.1.1 План проектируемого цеха

 

1.2 Описание схемы электроснабжения

Электроснабжение производственного  цеха осуществляется от одно-трансформаторной подстанции 6/0,4кВ   с мощностью   трансформатора  160 кВА. В свою очередь ТП 6/0,4 кВ питается  по  кабельной линии ААБ 3х10, проложенной   в   земле, от вышестоящей двух трансформаторной  подстанции 110/6кВ с трансформаторами мощностью 2500кВА каждый, которая запитывается от энергосистемы по  одно-цепной воздушной линии А-70 

 На  стороне 6кВ   ТП    6/0,4 в качестве защитного коммутационного  оборудования установлены масляные  выключатели  и  разъединители.

 На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от  токов короткого замыкания установлены предохранители

 

1.3 Конструкция силовой и осветительной сети

 

Для приема и распределения электроэнергии в производственном цехе установлены  распределительные щиты.         

Электроприёмники  запитываются  от ШР проводом, проложенным в трубах

В качестве  аппаратов  защиты от токов короткого замыкания применены предохранители

Освещение цеха  выполнено  28-ю  светильниками РКУ с ртутными лампами высокого давления мощностью 400Вт

Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5мм² проложенным в трубе

Питание рабочего освещения  производится от осветительного щитка  ОЩВ-12,  в  котором  в качестве аппаратов   защиты  от токов  короткого   замыкания  и   перегруза установлены автоматические выключатели

 

 

2.0 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

 

 2.1 Расчёт освещения

  Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. Расчет покажем на примере участка I. В качестве источника света примем к установке лампы ДРЛ мощностью 400 Вт

Число источников света определяется по формуле:

 

N =             (2.1)

 

где  Е_норм – нормированная освещённость, Е_норм= 300лк [1, табл. П 15]

Z – коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1,1 [1, С. 344]

К_з – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового   потока на освещаемой поверхности, К_з= 1,5 [1, табл.19.1]

S – площадь помещения, м²

Ф_л – световой поток одной лампы, Ф_л = 22000 лм, [2, табл.3.12]

U – коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, лампы, коэффициентов отражения и показателя помещения i

Показатель помещения находим  по формуле:

 

i =                                                                             (2.2)

     

 где     i – показатель помещения

А – длина помещения, м

В – ширина помещения, м

Н_р – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м

 

Для  светильника РКУ при ρ_n = 50%; ρ_c= 30%; ρ_p = 10% и i = 1,34   u = 0,48 [2,прил.5,табл.3]

где  ρ_n – коэффициент отражения от потолка, %

ρ_c – коэффициент отражения от стен, %

ρ_p – коэффициент отражения от рабочей поверхности, %

определяем по формуле (1) число  ламп:

N =

Находим число светильников аварийного освещения (25% от рабочего):

8·0,25=2 шт

Устанавливаем 8 светильников в 2 ряда по 4шт в ряду

Для  остальных  участков  расчёт  аналогичен, результаты сведены в  табл. 2.1

Наимен. участка	Eнорм Лк	Тип лампы	Площадь участка, м²	Фл Лм	u	N	Pp кВт	Qр кВар	Pуст кВт
I	300	ДРЛ - 400	181,7	22000	0,48	8	2,82	1,75	3,2
II	300	ДРЛ - 400	110,4	22000	0,43	6	2,11	1,31	2,4
III	300	ДРЛ - 400	7,8	22000	0,34	2	0,7	0,43	0,8
IV	300	ДРЛ - 400	12,6	22000	0,34	2	0,7	0,43	0,8
V	300	ДРЛ - 400	15,1	22000	0,36	3	1,06	0,66	1,2
VI	300	ДРЛ - 400	18,4	22000	0,38	4	1,41	0,87	1,6
VII	300	ДРЛ - 400	5,8	22000	0,34	2	0,7	0,43	0,8
ТП	300	ДРЛ - 400	14,9	22000	0,31	1	0,35	0,21	0,4

                                                            Таблица 2.1                                    

 

2.2 Расчёт электрических нагрузок

 

Расчёт  ведётся по узлу нагрузки методом  упорядоченных диаграмм по следующему алгоритму

а) Все  приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы

б) Для каждой группы по [3, табл. 4.1] находят коэффициент использования Ки, коэффициент активной мощности cosφ и реактивной по формуле:

 

 

       (2.3) 

 

в) Находим установленную мощность для каждой группы электроприёмников по формуле:

 

Р_уст = N ·                  (2.4)

 

 

 

где  N – число приёмников

P_ном – номинальная мощность приёмников, кВт

г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Р_см и среднесменную реактивную Q_см мощности по формулам:

 

Р_см = К_и · Р_уст                                                                                (2.5)

Q_см = P_см · tgφ                                                                              (2.6)

 

д) По данному узлу нагрузки находят  суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную  реактивную мощность:

 

ΣР_уст;  ΣР_см;  ΣQ_см

 

е) Определяют групповой коэффициент  использования по формуле:

 

К_и.гр =   ΣР_см / ΣQ_см                                                                                                  (2.7)

                                                                                                                 где ΣР_см – суммарная среднесменная активная мощность, кВт;

ΣQ_см – суммарная среднесменная реактивная мощность, кВар

ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:

 

                                                                                     (2.8)

 

где  Р_ном.max – активная номинальная мощность наибольшего приёмника в группе, кВт

Р_ном.min – активная номинальная мощность наименьшего приёмника в группе, кВт

з) Определяют эффективное число приёмников по условию: