Электрическое оборудование ремонтно-механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии -- относительная простота производства, передачи, дробления, и преобразования.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

1) по производству электроэнергии -- электрические станции; по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии -- электрические сети и подстанции;

2) по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах -- приемники электроэнергии.

Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и т. д.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуется в электрическую энергию.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, приливные и др.

Совокупность электроприёмников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи подстанций тепловых сетей и приемников, объединенных общим непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой электрической энергии, называется энергетической системой.

Электрические сети подразделяются по следующим признакам:

1) Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ -- низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ высоковольтными, или высокого напряжения.

2) Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока.

Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии.

3) Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности.

Кроме того, имеются районные сети, Сети межсистемных связей и др.

2. Характеристика помещения и потребителей электроэнергии

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.

РМЦ получает ЭНС от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 0,9 км, а от энергосистемы (ЭНС) до ГПП - 14 км. Напряжение на ГПП - 6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен - 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭНС. Грунт в районе РМЦ - чернозем с температурой +20 С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м. каждый.

Размеры цеха

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

В отношении опасности поражения людей электрическим током помещения с электрическими установками разделяют на три группы.

К первой группе относятся помещения с повышенной опасностью, в которых имеется одно или несколько условий, создающих повышенную опасность: наличие сырости или токопроводящей пыли, наличие токопроводящих полов, наличие высокой температуры(+35C), возможность прикосновения человека к имеющим соединениям с землёй металлическими конструкциями зданий и технологическим механизмам с одной стороны и к металлическим корпусам электрических установок - с другой.

Ко второй группе относятся особо опасные помещения, в которых имеется: особая сырость, химически активная или агрессивная среда, два или более условий повышенной опасности.

К третьей группе относятся помещения без повышенной опасности.

Ремонтно-механический цех относится к третьей группе помещений с электрическими установкам.

Перечень оборудования РМЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления указана для одного электроприемника.

Расположение основного оборудования показано на плане.

Таблица 1

Перечень ЭО ремонтно-механического цеха

3. Выбор аппаратуры управления и защиты

Аппаратурой управления и защиты принято называть такие эл. аппараты, которые служат для управления эл. двигателями при пуске, остановке и регулировании скорости, а также для защиты обмоток от перегрузки, чрезмерного снижения напряжения и токов короткого замыкания.

Каждый электрический аппарат должен удовлетворять следующим общим требованиям:

1. Каждый электрический аппарат должен иметь определенную "термическую" устойчивость, т.е. не перегреваться свыше допустимых пределов при нормальном режиме работы и при коротком замыкании в электрической цепи.

2. Электрическая изоляция аппарата должна выдерживать, любое напряжение, которое может быть, хотя бы мгновенно, появиться в электрической цепи при эксплуатации аппарата.

3. Контакты аппарата должны включать и отключать максимально возможные токи, которые могут возникнуть, хотя бы кратковременно при эксплуатации аппарата.

4. Электрические аппараты должны приходить в действие только при тех. условиях работы, для которых они предназначены.

5. Конструктивное исполнение электрических аппаратов должно обеспечивать безопасность обслуживания их. Аппараты должны быть удобны для монтажа и эксплуатации.

Основными параметрами, по которым выбирается большинство аппаратов, является величина напряжения, допустимая нагрузка: режим работы, частота включений, число главных и блокировочных контактов.

В схемах автоматизированного эл. привода используется следующая аппаратура:

1. Рубильник наиболее простой аппарат_,, с помощью которого можно включить и отключить силовую электрическую цепь и цепь управления.

2. Типы командконтроллеров, применяемых в крановых магнитных контроллеров, приводятся в каталогах на магнитные контроллеры.

3. Контакторы предназначены для включения двигателей, тормозов, пусковых и регулировочных сопротивлений. По своему назначению контакторе подразделяются на контакторы постоянного и переменного тока.

4. Реле времени. Наибольшее применение в комплектных устройствах управления электроустановками получили электромагнитные реле времени постоянного тока РЭВ800, РЭВ880.

5. Конечные выключатели служат для автоматического отключения двигателя при достижении механизмом крайнего положения, переход, которого связан с поломкой механизма или какой-либо его части.

Для механизмов передвижения применяются конечные выключатели типа КУ-701 с самовозвратом в исходное положение после прекращения воздействия линейки на отключающий рычаг.

Для механизмов подъема применяется конечный выключатель типа КУ-703, срабатывающий при подъеме контргруза площадкой, укрепленной на подвеске при достижении крайнего верхнего положения.

Допустимый длительный ток для контактов конечных выключателей Ю А, включаемый - 50 А, номинальное напряжение до 500 В.

6. Раде напряжения применяется в устройствах электропривода в качестве реле нулевой защиты, реле управления противовключением, реле контроля напряжения, блокировочных и т.д. Наибольшее распространение в комплектных устройствах нашли в цепях постоянного тока-реле серии РЭВ 820; в цепях переменного тока-реле серии РЭВ-260.

7. Плавкие предохранители служат для защиты электрических цепей от коротких замыканий. В комплектных устройствах управления эл. приводами применяются в основном предохранители с закрытыми разборными патронами без наполнителя серии ПР-2.

4. Выбор электромагнитных пускателей

электродвигатель электрический электромагнитный пускатель

Электромагнитные пускатели служат для дистанционного управления электродвигателем. Электромагнитный пускатель имеет нулевую защиту от самозапуска и перегрузок. При выборе пускателя учитывается степень его защиты от воздействия окружающей среды, номинальный ток и напряжение пускателя, наличие или отсутствие реверса, наличие или отсутствие теплового реле или другой зашиты, напряжение и род тока включающей катушки и силовой цепи, количество замыкающих и размыкающих контактов вспомогательной цепи, категория применения аппаратов (АС), (ДС).

Для управления электродвигателями выбираем пускатели открытого исполнения IP00, так как они будут установлены в шкафу управления с тепловым реле и предохранителями, режим работы продолжительный, нереверсивный с напряжением катушки 380В, частотой 50Гц, с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами вспомогательной цепи согласно схемы управления для размножения вспомогательных контактов служит приставка.

Тип пускателя КТП 64-37, с тепловым реле PTJ1, Выбор тепловых реле номинальный ток пускателя

1п,п =400А, Номинальное напряжение Un п = 380В. Условия выбора пускателя соблюдены.

5. Выбор тепловых реле

Тепловое реле предназначено - для защиты электродвигателя от перегрузок.

Устройство (рис. 1): тепловое реле состоит из нагревательного элемента 1, биметаллической пластинки 2, контактов 5, пружины 3 и кнопки возврата 4.

Нагревательный элемент представляет собой спираль, свитую из провода с высоким удельным сопротивлением (нихром, манганин, фехраль). Его выбирают по номинальному току управляемого электродвигателя. Поэтому при протекании номинального тока электрического двигателя нагревательный элемент не нагревается.

Биметаллическая пластина представляет собой конструкцию, сваренную из двух разнородных металлических пластинок, имеющих разный коэффициент линейного расширения. Например, из меди и железа. При нагревании такой пластинки одна из сторон расширяется сильнее, чем другая, поэтому пластинка изгибается.

Принцип действия теплового реле: при перегрузках двигателя ток в его обмотке возрастает и нагревательный элемент 1 теплового реле нагревается. Излучаемое нагревательным элементом тепло нагревает биметаллическую пластину 2, которая, изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя 5, и электродвигатель отключается. Для приведения теплового реле в состояние готовности нужно после остывания биметаллической пластинки нажать на кнопку возврата 4.

Рисунок 1 Кинематическая схема теплового реле 1 - нагревательный элемент; 2 - биметаллическая пластина; 3 - пружина; 4 - кнопка возврата; 5 - контакты цепи

Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 - 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течении 20 минут.

Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 - 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут.

Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле

Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается.

При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды.

Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше.

Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла -- нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТРН).

6. Выбор предохранителей

Предохранитель - это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение. Простота устройства и обслуживания, малые размеры, высокая отключающая способность, небольшая стоимость обеспечили очень широкое их применение. Предохранители низкого напряжения изготавливаются на токи от миллиампер до тысячи ампер и на напряжение до 660 В, а предохранители высокого напряжения - до 35 кВ и выше. Широкое применение предохранителей в самых различных областях народного хозяйства и в быту привело к многообразию их конструкций. Однако, несмотря на это, все они имеют следующие основные элементы: корпус; плавкую вставку; контактное присоединительное устройство; дугогасительное устройство или дугогасящую среду. Процесс срабатывания предохранителя делится на несколько стадий: нагревание вставки до температуры плавления, плавление и испарение вставки, возникновение и гашение электрической дуги с восстановлением изоляционных свойств образующегося изоляционного промежутка.

Выбор предохранителей производится:

по напряжению Uном = Uсети;

току предохранителя (основания) Iном ? Iнорм.расч; kпгIном ? Iнорм.расч;

номинальному току плавкой вставки.

Номинальный ток плавкой вставки выбирается так, чтобы в нормальном режиме и при допустимых перегрузках отключения не происходило, а при длительных перегрузках и КЗ цепь отключалась возможно быстрее. При этом соблюдаются условия избирательности защиты.

Номинальный ток предохранителя согласуется с выбранным номинальным током плавкой вставки.

Предохранители, выбранные по нормальному режиму, проверяются по предельно отключаемому току: Iоткл.ном ? Iпо.

Предохранители также проверяются на соответствие время-токовых характеристик токоограничения заданным условиям защищаемой цепи.

7. Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях, перегрузках или недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Автоматические выключатели классифицируются по следующим признакам:

· количество полюсов - от 1 до 4;

· род тока главной цепи: постоянный; переменный; постоянный и переменный ток.

· токоограничивающие или не токоограничивающие;

по виду расцепителя:

· с расцепителем, тепловым или полупроводниковым, в зоне токов перегрузки;

· с расцепителем электромагнитным в зоне токов коротких замыканий;

При выборе автоматических выключателей необходимо учитывать следующие параметры:

· номинальный ток;

· номинальное напряжение;

· условия эксплуатации (тип исполнения).

Если Вам нужно выбрать автоматический выключатель для подключения заранее известной электроустановки с определенной нагрузкой нужно произвести расчет тока.

Основное правило при выборе автоматического выключателя - номинальный ток автоматического выключателя не должен превышать допустимые токовые нагрузки для Вашей проводки. В противном случае при полной нагрузке электроустановки, превышающей предел допустимой для электропроводки, автомат не защитит провода от перегрева и возможного выхода из строя или возгорания.

9. Выбор силовых шкафов и пультов

Выбор шкафа зависит от его исполнения и места установки. По исполнению различают шкафы навесные, стоящие (напольные), встраиваемые и утопленные. Шкафы в помещениях располагают у стен, колонн, у входа и выхода в помещение, на лестничной клетке, в мертвой зоне крана, в других местах, но с обеспечением доступа. Распределительное устройство 2УР можно устанавливать на открытом воздухе на спланированной площадке высотой не менее 0,2 м (в районах, где снежные заносы 1 м и более, сооружают повышенные фундаменты). Для нормальной работы аппаратов, реле, измерительных приборов и приборов учета предусматривают местный подогрев.

Теоретически шкаф 2УР, как и источник питания любого другого уровня, следует размещать в центре электрических рассчитываемых нагрузок, однако этого не делают из-за отсутствия экономической целесообразности. Во всех случаях при установке шкафа следует стремиться минимизировать сеть, обеспечивающую 1УР и располагать шкаф по ходу тока с обеспечением удобства доступа и обслуживания.

В настоящее время имеется обширная номенклатура отечественных и иностранных силовых распределительных шкафов, дополняемая силовыми сборками из отдельных коммутационных аппаратов. Продемонстрируем на примере механоучастка выбор шкафа на основе массовых серий: распределительные панели щитов ЩО; силовые пункты серии ПР9000 и пункты распределительные ПР85, ПР-11, ПР-24, ПР88; шкафы СП и СПУ; распределительные силовые шкафы серии ЩРС, ШР-86, ШР-11; вводно-распределительные устройства ВРУ (маркируемые заводом-изготовителем: ВРУШ, ВРУ1А); щитки коттеджные, гаражные, офисные Щ81. Существует громадное разнообразие шкафов и щитов насосных, котлоагрегатов, вентсистем и др. Тем не менее очевидно, что по условиям поставки и эксплуатации предпочтителен один тип шкафа.

10. Выбор проводов и кабелей

Выбор сечения кабелей и проводов является обязательным и очень важным пунктом при монтаже и проектировании схемы любой электрической установки. Для правильного выбора сечения силового провода необходимо учитывать величину максимально потребляемого нагрузкой тока.

Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Зная суммарный ток всех потребителей и учитывая соотношения допустимой для провода токовой нагрузки (открытой проводки) на сечение провода:

- для медного провода 10 ампер на миллиметр квадратный,

- для алюминиевого 8 ампер на миллиметр квадратный, можно определить, подойдет ли имеющийся у вас провод или же необходимо использовать другой.

При выполнении скрытой силовой проводки (в трубке или же в стене) приведенные значения уменьшаются умножением на поправочный коэффициент 0,8. Следует отметить, что открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм из расчета достаточной механической прочности.

13. Мероприятия по технике безопасности

Кроме общих правил для всех работ при монтаже проводок соблюдают следующие требования техники безопасности.

Борозды, отверстия и проемы в кирпичных и бетонных конструкциях пробивают в предохранительных очках. При этом необходимо принять меры против возможного поражения осколками проходящих мимо людей. При пробивке нельзя применять неисправные ручные и механизированные инструменты, работать с приставных лестниц, а также натягивать с приставных и раздвижных лестниц в горизонтальном направлении провода сечением более 4 мм 2. Сквозные отверстия пробивают рабочим инструментом, длина которого превышает на 200 мм толщину стены или перекрытия.

Выполнять работы по монтажу освещения цеха с крана можно только тогда, когда краном не поднимают и не перемещают грузы. Монтаж с крана допустим лишь при наличии ограждений крановых троллеев и других открытых токоведущих деталей крана, находящихся под напряжением. К работе с монтажным пистолетом допускается только специально обученный персонал.

При работе в помещениях без повышенной опасности применяют электрифицированный инструмент на напряжение 220/127 В при условии надежного заземления корпуса электроинструмента и применения резиновых перчаток и диэлектрических галош. В помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, а также вне помещений работать с электроинструментом напряжением свыше 36 В нельзя, если он не имеет двойной изоляции или не включен в сеть через разделяющий трансформатор, или не имеет защитного отключения.

При прокладке кабеля вручную масса участка кабеля, приходящегося на одного взрослого рабочего, не должна превышать для мужчин 35 кг и для женщин 20 кг. В местах расположения.

Пользование ударными инструментами (ломы, кирки, клинья, пневмоинструмент), а также землеройными машинами вблизи действующих подземных коммуникаций (электрические кабельные линии, газопроводы, напорные трубопроводы и др.) запрещается. Если при работах обнаруживают не предусмотренные в плане трассы подземные коммуникации, то земляные работы немедленно прекращают впредь до выяснения и получения соответствующего разрешения. Кабели и муфты, обнаруженные при производстве земляных работ, подлежат защите щитами и плакатами, предупреждающими о наличии напряжения и опасности для жизни.

При спуске барабанов с платформ или автомашин не допускается присутствие людей вблизи наклонных слег. При прогреве кабеля электрическим током не допускается применение напряжения свыше 250 В. Силовые трансформаторы, сварочные и другие машины, используемые при прогреве на напряжения свыше 36 В, подлежат заземлению вместе с металлической оболочкой кабеля.

Осмотр колодцев, туннелей, коллекторов и работы в них должны производиться не менее чем двумя лицами. Колодец или туннель при открытии люка должен быть провентилирован. К работе в колодцах и туннелях можно приступать только в том случае, если не будет обнаружен газ (наличие или отсутствие газа устанавливают специальные службы предприятия). При работах в колодцах, туннелях и коллекторах допускается использование переносных ламп напряжением не свыше 12 В.

Кабельные заделки монтируют с применением эпоксидного компаунда и специальных лаков № 1 и 2 лишь электромонтеры, прошедшие предварительный инструктаж подземных коммуникаций к земляным работам приступают только при наличии письменного разрешения организаций, ответственных за эксплуатацию этих коммуникаций. Вблизи подземных коммуникаций (например, трубопроводов) земляные работы ведут под непосредственным наблюдением производителя работ или мастера, а вблизи действующих кабелей, кроме того, под наблюдением ответственного работника энергосистемы, эксплуатирующей эти кабели.

Приступая к работам по такелажу оборудования и аппаратуры ПС и РУ, сначала проверяют исправность такелажных и монтажных приспособлений, целость тросов, канатов и их соответствие массе перемещаемых грузов.

Вновь поступающие рабочие, прежде чем приступить к электромонтажным работам РУ, должны пройти вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте. После обучения безопасным методам работ ежегодно должны проводиться проверка знаний персонала с присвоением ему соответствующей квалификационной группы по технике безопасности.

Помещения, в которых монтируют электрические машины, освобождают от лесов, строительного мусора и обеспечивают достаточным освещением. Все проемы в перекрытиях закрывают щитами или ограждают прочными перилами. Каналы в полу на время монтажа при отсутствии постоянных перекрытий закрывают временными щитами. Границы монтажных площадок, рассчитанных на массу подлежащих монтажу машин, четко обозначают. При недостаточной прочности площадок временно под них устанавливают дополнительные опоры.

Все применяемые для подъема тяжелых деталей подъемные устройства, а также тросы должны периодически проходить осмотры и испытания для проверки их пригодности и иметь соответствующий паспорт. При необходимости устраивают сплошные настилы со сплошными ограждениями, исключающие падение предметов с высоты.

Кроме общих мер, обеспечивающих безопасность персонала при производстве работ, соблюдают следующие меры предосторожности:

· не оставляют на весу поднятые конструкции или оборудование;

· не производят перемещение, подъем и установку щитов, блоков магнитных станций без принятия мер, предупреждающих их опрокидывание;

· не крепят стропы, тросы и канаты за изоляторы, контактные детали или отверстия в лапах; внимательно следят за подаваемыми сигналами.

Размещено на Allbest.ru