Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Электроснабжение инструментального завода

Электроснабжение инструментального завода

Характеристика предприятия и электроприемников. Расчет силовой нагрузки и освещения, построение картограммы электрических нагрузок. Выбор трансформаторов для инструментального завода. Расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка электроборудования.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	26.04.2016
Размер файла	1,0 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите--текст]

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра энергетики и транспорта

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по электроснабжению предприятий

на тему " Электроснабжение инструментального завода "

Выполнила: С.А. Коктыш, ТиТ(б)-321

Проверил: доцент, Иванникова Н.Ю.

Мурманск 2015

Содержание

Введение

1. Исходные данные на проектирование

2. Краткая характеристика предприятия и электроприемников

2.1 Краткая характеристика предприятия

2.2 Краткая характеристика электроприемников

3. Условия окружающей среды

4. Расчёт электрических нагрузок

4.1 Расчет силовой нагрузки

4.2 Расчет освещения

5. Построение картограммы электрических нагрузок и определение ЦЭН

6. Выбор трансформаторов для инструментального завода

7. Размещение ГПП и РП на территории предприятия

8. Выбор электрооборудования подстанции 110/6 кв

9. Расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка электроборудования

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Система электроснабжения - совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии.

При проектировании и реконструкции систем электроснабжения предприятий необходимо знать электрические нагрузки в электрических сетях. электроприемник нагрузка освещение завод

На основании электрических нагрузок выполняется расчёт и осуществляется выбор электрический сетей, коммутационных и защитных аппаратов, источников питания, преобразовательных установок и других электротехнических устройств. Проверка правильности выбора электрический сетей и электрических устройств по нагреву и потере напряжения, расчёт показателей качества электроэнергии, показателей надёжности систем электроснабжения производится также на основе расчёта электрических нагрузок.

При проектировании систем электроснабжения применяют различные методы определения расчётных нагрузок, которые, как считается, с достаточной достоверностью позволяют выбрать мощности источников питания, сечения и материал линий распределительных сетей, коммутационно-защитную аппаратуру. В данном курсовом проекте рассматривается метод коэффициента спроса и установленной мощности.

Грамотно выполненный расчёт даёт возможность определить оптимальные расчётные величины электрических сетей, позволяющие осуществлять их перспективное развитие и в то же время не допускать перерасхода проводникового материала, выбор трансформаторов, работающих с большой нагрузкой.

Электроснабжение предприятий в основном осуществляется от трансформаторных подстанций. Поэтому важным является правильный выбор трансформаторов и оборудования трансформаторных подстанций, что и производится в данном курсовом проекте.

Светотехнический расчёт произведём методом удельной мощности, который пригоден для расчёта общего равномерного освещения.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1) Типовой план завода - рис. 1.

2) Сведение об электрических нагрузках, табл. 1.

3) Ведомость электрических нагрузок ремонтно-механического цеха.

4) Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 7500 кВА, с первичным напряжением 110 кВ и вторичным - 35, 20, 10 и 6 кВ.

5) Мощность системы: 200 МВА. Реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы = 0,8.

6) Стоимость электроэнергии = 1,3 коп/кВт•ч

7) Расстояние от подстанции энергосистемы до завода = 2,8 км.

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок завода.

N по плану	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт
1	Участок цианирования	200
2	Склад готовой продукции	80
3	Участок собственных нужд	150
4	ЦЗЛ	120
5	Кузнечно-сварочный цех	1200
6	Цех термообработки протяжек и фрез	1120
7	Цех обработки токами высокой частоты	875
8	Цех термообработки метчиков	810
9	Цех метчиков	1185
10	Цех протяжек	970
11	Цех фрез	860
12	Сварочный участок	160
13	Гараж для электрокар	70
14	Ремонтно-механический цех	-
15	Инструментальный цех	800
16	Отделение резьбошлифовки	100
17	Столовая	180
18	Компрессорная	250 1440
	Компрессорная (6кВ)
19	Учебно-производственное отделение	260
20	Заводоуправление	80

Рисунок 1 - план инструментального завода

2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ И ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЗАВОДА

2.1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ЗАВОДА

Проектирование любого звена системы электроснабжения промышленного предприятия (участка, отделения, цеха или завода в целом) должно начинаться с изучения технологических особенностей предприятия. ([1], с.5-6)

Проектируемая система должна удовлетворять условиям надёжности и экономичности, обеспечивать качество энергии у потребителя, безопасность, удобство эксплуатации и возможность развития. Зная технологию производства, можно легко и удобно составить схему электроснабжения любого технологического агрегата, линии или передела. Например: конвертер главного пролёта металлургического завода имеет много электроприёмников (привода быстрого и медленного поворотов, транспортёрные тракты, аспирация и др.); при составлении схемы нет необходимости записывать эти электроприёмники от разных секций одной подстанции, так как отключение хотя бы части электроприёмников отразится на работе конвертера. Однако есть электроприёмники и технологические агрегаты, осуществить питание которых необходимо только от независимых источников питания.

Зная динамику развития технологических нагрузок, необходимо учесть её дальнейшее развитие и возможность объединения с основной схемой. Проектируемые схемы должны обладать эксплуатационно-структурной гибкостью.

Основное направление деятельности данного предприятия - крупно- и мелкосерийный выпуск широкого ассортимента металлорежущих инструментов, которые можно разделить на три основные группы: хвостовую, насадную и плоскую.

К хвостовой группе принадлежат режущие инструменты с коническим или цилиндрическим хвостовиком: свёрла, развёртки, зенкеры, метчики, фрезы, протяжки, хвостовые долбяки и т. д.

К насадной группе относятся инструменты с отверстием: развёртки, зенкеры, фрезы, круглые плашки, круглые резцы, круглые резьбовые гребёнки, шеверы, метчики и т. п.

К плоской группе относятся резцы различных типов, плашки, ножи для сборных инструментов, зуборезные гребёнки, плоские протяжки и др.

В общем виде производство инструмента на данном предприятии включает следующие технологические этапы.

Этап заготовительных операций. Сюда относятся: отрезка заготовок, сварка, отжиг, прокатка профилей для заготовок, завивка свёрл, ковка, штамповка, литьё и другие операции.

Изначально сырье попадает в участок цианирования, где из сырья делают заготовки. Для изготовления режущего инструмента инструментальная сталь поставляется в виде: а) прутков круглого, прямоугольного или квадратного сечений; б) листов горячекатаных или холоднокатаных; в) поковок, получаемых методом свободной ковки или ковкой в штампах; г) литья из быстрорежущей стали для заготовок цельных и биметаллических режущих инструментов; д) литья из модифицированного, ковкого и серого чугуна для корпусов инструментов.

В инструментальный цех металл подается в виде заготовок, отрезанных на одно изделие, или в прутках для обработки на револьверных станках и автоматах. Материал для изготовления мелких сверл диаметром от 0.2 до 1 мм иногда поступает в мотках в виде проволоки, а не в виде прутков. Металл перед разрезкой на отрезных станках необходимо править для устранения кривизны. Всякая правка осуществляется по следующей схеме, имея в виду, что заготовки обладают высокими упругими свойствами. На две опоры устанавливается заготовка, в середине которой сообщается нагрузка-сила, направленная перпендикулярно оси заготовки и в сторону имеющейся кривизны.

Этап образования формы включает операции шлифования, фрезерования, строгания, долбление, протягивание, разрезка заготовок, рассчитанных на несколько деталей.

Заготовка, полученная тем или иным методом, поступает в механические цеха, такие как: цех станкостроения, цех плашек, цех метчиков, цех сборочного инструмента, цех резьбонарезных головок, цех цилиндрических сверл, цех фрез и разверток, цех нестандартного инструмента, цех мелкого инструмента, инструментальный цех; для дальнейшей обработки в целях получения готового изделия в соответствии с заданными техническими требованиями.

Окончательная обработка назначается для устранения погрешностей в геометрической форме, полеченных при предварительной токарной обработке, и получения соответствующей чистоты поверхности.

Для изготовления центровых отверстий применяют два последовательно участвующих в работе инструмента - спиральное сверло и зерновку или комбинированное центровочное сверло. Центрирование производится на специальных центровальных станках, имеющих головку с двумя расположенными рядом шпинделями. Один шпиндель имеет патрон для сверла, другой - патрон для зерновки, для комбинированного центровочного сверла применяют станок с одним шпинделем.

Значительная часть режущего инструмента - сверла, зенкеры, развертки - изготовляют с конусными хвостиками.

Конусные хвостики с лапкой в мелкосерийном производстве изготовляют на токарных станках. Вначале обрабатывается хвостовик на конус по копирной линейке, а затем на следующей операции обтачивается цилиндрическая часть лапки и подрезается торец радиусным резцом.

После обтачивания рекомендуется шлифовать конические хвостовики для выравнивания погрешностей, которые получаются вследствие отжатия заготовки при обдирке. Шлифованный хвостовик в дальнейшем является базой для фрезерования лапки. Это обеспечивает соосность лапки и шлифованного конусного хвостика.

Фрезерование лапки осуществляют с помощью двух или четырех фрез, посаженных на одну общую оправку на горизонтально-фрезерном станке.

Далее идет кузнечный цех, где режущий инструмент проходит этап клеймления. Клеймение всякого без исключения режущего инструмента необходимо, так как клеймо является его кратким паспортом.

Клеймо на режущем инструменте упрощает хранение его на складе и в инструментальных раздаточных кладовых, учет его, выдачу и т.д. Клеймо должно быть четким, ясным и красивым.

На нерабочих поверхностях измерительных инструментов (гладких и резьбовых калибрах, скобах, шаблонах) наносят знаки - цифры и буквы, которые указывают основную техническую и метрологическую характеристику измерительного инструмента, его номер и марку завода.

Вслед за этим идёт этап термической обработки (термический цех), включающий такие операции как закалка, напайка и т. п.

Термическая обработка осуществляется следующим образом. После напайки твердосплавной пластинки (изделие за это время нагрелось) изделие продолжают нагревать до температуры закалки в электросоляных печах. С закалочной температуры охлаждают в селитру или масло. После охлаждения инструмент подвергается отпуску.

После этого следует этап удаления припоя и обработки технологических или основных баз. Здесь производится снятие припоя, зачистка, шлифовка и т. п.

На этом этапе снимают припой с поверхности твердосплавного инструмента, шлифуют центровые отверстия и торцы у насадных инструментов. Здесь также производят зачистку резьбовых отверстий в соответствующих местах и т.д. На данном этапе (там, где это нужно) производят образование технологических баз на наружных поверхностях насадных изделий для простой и надежной установки их в приспособлениях.

Для сборных инструментов следующим этапом является сборка корпусов с ножами, клиньями и другими деталями в зависимости от конструкции инструмента.

Заканчивается технологический процесс шлифованием и затачиванием рабочих частей инструмента, доводкой отверстий и режущих кромок.

После завершения технологического процесса инструмент поступает на склад готовой продукции.

На начальных этапах широко применяются различные прессы и молоты с пневматическими, гидравлическими и электрическими приводами, прокатные станы, установки для литья, автоматические и ручные электросварочные установки, электрические печи сопротивления различных типов, коксовые горны. На этапе термической обработки, кроме того, используются индукционные и высокочастотные установки, электротермические установки для закалки и отпуска, гальванические ванны.

На всех этапах производства используются подъёмные и вентиляционные установки с электрическим приводом, электрические осветительные установки, средства автоматизации и управления, электрический транспорт. Имеется насосная и компрессорная станции.

2.2 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

Потребителем электроэнергии называется электроприёмник или группа электро-приёмников, объединённых технологическим процессом и размещающихся на определённой территории. Приёмником электрической энергии (электроприёмником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид. ([1], с. 6, [3], с.56-58)

Систематизация потребителей электроэнергии осуществляется обычно по следующим основным эксплуатационно-техническим признакам: производственному назначению, производственным связям, режимам работы, мощности, напряжению, роду тока, территориальному размещению, требованиям к надёжности электроснабжения, стабильности расположения электроприёмников.

При проектировании электроснабжения предприятия достаточно систематизировать потребителей по надёжности электроснабжения, режимам работы, мощности, напряжению и роду тока, используя остальные признаки как вспомогательные.

К группе потребителей на заводе по изготовлению инструментов относится различные ручные механизированные инструменты: дрели, шлифовалки, гайковерты, пилы, сучкорезы и др. Номинальная мощность отдельных инструментов очень незначительная - от 0,2 до 1,5-2,0 кВт. [2]

Работа с электроинструментом очень опасна, так как человек держит в своих руках возможный источник поражения током. Электроинструмент должен иметь рабочее напряжение не выше 36 В и в особо опасных помещениях - даже до 12 В. В установках лесозаготовок применяется напряжение 220 В с изолированной нейтралью, так как распределительные сети имеют большую протяженность.

В установках интенсивного использования электроинструмента (на сборочных конвейерах автомобильных и авиационных заводах, а также на лесозаготовках) в целях облегчения массы инструмента, работающего от сети трехфазного тока, применяется повышенная частота до 200 Гц. В других установках, например, при электромонтажных работах, применяется переменный трехфазный или однофазный ток номинальной частоты 50 Гц.

Компрессоры применяются для получения сжатого воздуха давлением до 6-8 кгс/см², сжатия и охлаждения газов в химической промышленности, где давления 2000 кгс/см² и выше. Для небольших по производительности установок всех давлений применяются поршневые компрессоры с приводом от тихоходных (94-187 об/мин) синхронных двигателей диапазоном мощностей от 50 до 4000-9000 кВт. ([3], с.68-72).

Для установок большой производительности при давлениях до 6-8 кгс/см² применяются турбокомпрессоры мощностью 700-18000 кВт с приводом от быстроходных синхронных двигателей. В химической промышленности поршневые компрессоры на давление 40-50 кгс/см² вытесняются центробежными турбокомпрессорами. В дальнейшем возможны повышение давления до 300 кгс/см² и переход на безредукторный привод от паровых турбин мощностью 25-30 МВт с частотой вращения до 20000 об/мин.

В компрессорных установках для газопроводов при переменном режиме расхода газа требуется регулирование частоты вращения компрессоров, для чего применяются асинхронные двигатели мощностью до 4500 кВт с вентильным каскадом, обеспечивающим регулирование частоты вращения в пределах 100-70%. Мощности непрерывных газовых компрессоров

Режим работы приводов компрессоров и насосов - продолжительный, за исключением специальных приводов (например, насосов-дозаторов, работающих кратковременно). Степень бесперебойности электроснабжения зависит от назначения установки и технологии производства.

Режим работы остальных потребителей - кратковременный и повторно-кратковременный.

Переносный электроинструмент требует специальных сетей в виде развитой системы штепсельных розеток или в виде специального закрытого троллейного шинопровода, в котором передвигается токосъемная тележка с подвешенным к ней электроинтрументом.

3. УСЛОВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Климатические условия для расчета ВЛ должны приниматься в соответствии с картами климатического районирования России и региональными картами по скоростному напору ветра и толщине стенки гололеда.

Значение высшей температуры воздуха принимается по данным фактических наблюдений, а низшей температуры - по данным повторяемости 1 раз в 5 лет.

Провода ВЛ следует рассчитывать для работы в нормальном режиме, исходя из различных климатических условий по ветровым и гололедным нагрузкам.

При расчете ВЛ необходимо принимать следующие сочетания климатических условий:

1. высшая температура, ветер и гололед отсутствуют;

2. низшая температура, ветер и гололед отсутствуют;

3. провода покрыты гололедом, температура -5С, гололед отсутствует;

4. нормальный скоростной напор ветра q_max, температура -5С, гололед отсутствует;

5. провода покрыты гололедом, температура -5С, скоростной напор ветра 0,25q_max(скорость ветра 0,5V_max).

Определение расчетных климатических условий, интенсивности грозовой деятельности и пляски проводов для расчета и выбора конструкции ВЛ должны производиться на основании карт климатического районирования с уточнением по региональным картам и материалам многих наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов управлений гидрометеослужбы и энергосистем за скоростью ветра, интенсивностью гололедно-изморозевых отложений и температурой воздуха, грозовой деятельностью и пляской проводов в зоне трассы сооружаемой ВЛ.

При обработке данных наблюдений должно быть учтено влияние микроклиматических особенностей на интенсивность гололедообразования и на скорость ветра в результате действия как природных условий (пересеченный рельеф местности, высота над уровнем моря, наличие больших озер и водохранилищ, степень заселенности и т. д.), так и существующих или проектируемых инженерных сооружений (плотины и водосбросы, пруды-охладители, полосы сплошной застройки и т. п.).

Скоростной напор ветра на конструкции опор определяется с учетом его возрастания по высоте. Для отдельных зон высотой не более 15м значение поправочных коэффициентов следует принимать постоянным, определяя его по высоте средних точек соответствующих зон, отсчитываемой от отметки земли в месте установки опоры.

Для участков ВЛ, находящихся в местах с сильными ветрами (высокий берег большой реки, резко выделяющаяся над окружающей местностью возвышенность, долины и ущелья, открытые для сильных ветров прибрежная полоса больших озер и водохранилищ в пределах 3-5 км), при отсутствии данных наблюдений максимальный скоростной напор следует увеличить на 40% (скорость ветра - на 18%) по сравнению с принятым для данного района.

Расчетные температуры воздуха принимают одинаковым для ВЛ всех напряжений по данным фактических наблюдений и округляются до значений, кратных пяти.

Расчет ВЛ по нормальному режиму работы необходимо производить для следующих сочетаний климатических условий:

1. высшая температура, ветер и гололед отсутствуют;

2. низшая температура, ветер и гололед отсутствуют;

3. среднегодовая температура t_э, ветер и гололед отсутствуют;

4. провода и тросы покрыты гололедом, температура -5С, ветер отсутствует;

5. максимальный нормативный скоростной напор ветра q_max, температура - 5С, гололед отсутствует;

6. провода и тросы покрыты гололедом, температура -5С, скоростной напор ветра 0,25q_max (скорость ветра 0,5V_max).

В отдельных районах территории, где отмечены повышенные скорости ветра при гололеде или где их можно ожидать, а также в районах, где возможно сочетание гололедно-изморозевых отложений нормативные значения гололеда должны быть приняты в соответствии с данными о фактически наблюдаемых размерах гололеда и скорости ветра при гололеде.

Расчет ВЛ по аварийному режиму работы необходимо производить для следующих сочетаний климатических условий:

1. среднегодовая температура t_э, ветер и гололед отсутствуют;

2. низшая температура t_min, ветер и гололед отсутствуют;

3. провода и тросы покрыты гололедом, температура -5С, ветер отсутствует;

4. провода и тросы покрыты гололедом, температура -5С, скоростной напор ветра 0,25q_max.

При расчете приближений токоведущих частей к элементам опор ВЛ и сооружений необходимо принимать следующие сочетания климатических условий:

1. при рабочем напряжении: максимальный нормативный скоростной напор ветра q_max, температура -5С;

2. при грозовых и внутренних перенапряжениях: температура +15С, скоростной напор ветра q=0,1q_max (V0,3V_max), но не менее 6,25даН/м²;

3. для обеспечения безопасного подъема на опору под напряжением: температура -15С, ветер и гололед отсутствуют.

Инструментальный завод располагается в Мурманской области, которая относится по ПУЭ к III климатическому району по гололеду и V по ветровым нагрузкам. Данные по климатическому району (скоростной напор ветра, приближенная скорость ветра, толщина стенки гололеда и т.д.) определяются в зависимости от повторяемости (1 раз в 5 лет, в 10 лет, 15 лет), которая выбирается в соответствии с принятым номинальным напряжением сети.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях Севера имеет свои особенности. Тяжелые климатические условия Севера предъявляют повышенные требования к качеству электрических проектов и надежности оборудования. Качество электроэнергии в удаленных регионах всегда оставляло желать лучшего. Этим критерием так же обуславливаются дополнительные сложности.

4. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

4.1 РАСЧЕТ СИЛОВЫХ НАГРУЗОК

Величина мощности, месторасположение и вид электроприёмников определяют структуру схемы и параметры элементов электроснабжения промышленных предприятий. При проектировании обычно определяют три вида нагрузки:

1) среднюю за максимально загруженную смену Pср. макс. и среднегодовую Pср.г.. Величина Pср. макс. необходима для определения расчётной активной нагрузки Pр , а величина Pср.г. - для определения годовых потерь электроэнергии;

2) расчётную активную Pр и реактивную Qр. Эти величины необходимы для расчёта сетей по условиям допустимости нагрева, выбора мощности трансформаторов и преобразователей, а также для определения максимальных потерь мощности, отклонений и потерь напряжения;

3) максимальную кратковременную (пусковой ток) Iп; эта величина необходима для проверки колебания напряжения, определения тока трогания, токовой релейной защиты, выбора плавких вставок предохранителей и проверки электрических сетей по условиям самозапуска двигателей. [3]

Средние нагрузки. Для определения средней мощности за наиболее загруженную смену Pср. макс. электроприёмники (ЭП) рассматриваемого узла системы электроснабжения делят на m групп по характерным значениям коэффициентов использования Kнm и cos цm. Тогда для каждой группы электроприёмников:

Pср. макс.= KнmPном.m; Qср.макс.m=Pср. макс.m·tg цm,

где Pном.m - номинальная мощность рабочих ЭП группы m, приведённая для ЭП повторно-кратковременного режима к длительному режиму

где Pу - установленная мощность; ПВ - паспортная продолжительность включения, о.е.

Тогда среднесменная мощность по узлу равна

где Qку=Qдв.+Qб - суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств (Qдв. - реактивная мощность синхронных двигателей, Qб - мощность конденсаторных батарей).

Средняя активная нагрузка понизительных трансформаторов (20-6/0,4) кВ определяется аналогично, но с добавлением ответвительных нагрузок:

где Kсо - коэффициент спроса; Pуо - суммарная установленная мощность осветительной нагрузки.

Расчётные нагрузки промышленных предприятий. Для определения расчётной нагрузки существует ряд методов:

1) удельного расхода электроэнергии;

2) технологического графика работы электроприёмников;

3) статистический;

4) упорядоченных диаграмм;

5) по установленной мощности и коэффициенту спроса;

6) метод удельной нагрузки на единицу производственной мощности.

Алгоритм выбора целесообразного метода определения расчётных нагрузок для промышленных предприятий дан на рисунке 1.

Рассмотрим основные положения вышеперечисленных методов.

Метод удельного расхода электроэнергии. При использовании этого метода в качестве расчётной принимают фазную нагрузку наиболее загруженной смены работы Pср. макс.:

где Mсм - объём выпуска продукции за смену; Эу - удельный расход электроэнергии на единицу продукции; Tсм - продолжительность наиболее загруженной смены.

Метод технологического графика. Для групп электроприёмников автоматизированного или строго ритмичного поточного производства расчётную нагрузку определяют по общему графику нагрузки, строящемуся на основе технологического графика работы отдельных электроприёмников и соответствующих им мощностей.

Для группы электроприёмников нагрузку определяют по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки Kф из следующих соотношений:

Pр=Kфа·Pсм; Qр=Kфр·Qсм или Qр=Pр·tg ц,

Следовательно, по данному методу расчётную нагрузку принимают равной среднеквадратичной, т.е.:

Pр=Pск;Qр=Qск.

Статистический метод. Принимая, что при расчётах нагрузок можно применять нормальный закон распределения, расчётную нагрузку определяют из уравнения:

Pр=Pср+в·ут,

где Pср - среднее значение (математическое ожидание) нагрузки за рассматриваемый интервал времени; в - принятая кратность меры расстояния (коэффициента надёжности расчёта); ут - среднее квадратичное отклонение нагрузки, осреднённой в интервале T=0,5 ч. Если принять, что ожидаемая нагрузка с вероятностью 0,005 может превысить значение Pр, то согласно интегральной кривой нормального распределения в=2,5; если вероятность 0,025, то в=2,0.

Рисунок 2. Алгоритм выбора метода определения расчётных нагрузокпромышленных предприятий.

Метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным для определения расчётных нагрузок промышленных предприятий.

Здесь: Pр=Kм·Pср. макс.=Kм·Kи·Pном,

где Kм - коэффициент максимума нагрузки; Kи - коэффициент использования данной группы n электроприёмников; Pном - номинальная мощность всех рассматриваемых электроприёмников n.

Значение Kм в зависимости от коэффициента использования эффективного числа электроприёмников (nэф) можно найти по кривым Kм=f(Kи,nэф) или по таблице, приведённой в [1].

Метод коэффициента спроса. Для определения расчётных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Pном группы электроприёмников и коэффициенты мощности cos ц и спроса Kса данной группы, определяемые по справочным материалам.

Расчётную нагрузку группы однородных по режиму работы электроприёмников определяют по формулам

Pр=Kса·Pном; Q=Pр·tg ц; ,

где tg ц соответствует cos ц данной группы электроприёмников.

Расчётную нагрузку узла системы электроснабжения, содержащих группы приёмников электроэнергии с различными режимами работы, определяют с учётом разновременности максимумов нагрузки отдельных групп

где и - суммы активных и реактивных нагрузок отдельных групп электроприёмников; Kрм - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приёмников.

Значение Kрм можно приближённо принимать равным 0,85-1,0 в зависимости от количества групп электроприёмников.

Определение расчётной силовой нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса является методом приближённого расчёта, поэтому его применение рекомендуют для предварительных расчётов и определения общезаводских нагрузок.

Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади применяют при проектировании универсальных сетей машиностроения, ткацкого производства и т.п., характеризующихся большим числом электроприёмников малой и средней мощности, равномерно распределённой по площади цеха. Универсальные сети выполняют магистральными шинопроводами и прокладывают с учётом возможных перемещений технологического оборудования.

Расчётную нагрузку группы приёмников определяют по формуле:

Pр=Pуд·F;

где Pуд - удельная расчётная мощность на 1 м2 производственной площади, кВт/м2; F - площадь размещения приёмников группы, .

Удельную нагрузку определяют по статическим данным. Значение её зависит от рода производства, площади цеха, обслуживаемой магистральным шинопроводом и изменяется в пределах 0,06 - 0,6 кВт/м.

Рассматриваемый метод расчёта целесообразно применять для определения расчётной нагрузки на стадии проектного задания при технико-экономическом сравнении вариантов, а также для других ориентировочных расчётов, например, для расчёта нагрузок электроосвещения помещений.

Метод, который мы выбрали по таблице 2 для нашего инструментального завода - метод удельного расхода электроэнергии. Но, по заданию преподавателя, дальнейший расчёт будем вести по методу коэффициента спроса:

Pр=Kса·Pном (1) Q=Pр·tg ц (2) (3)

По этим аналитическим выражениям определяют максимум силовой нагрузки цехов.

Определение расчетной нагрузки рассмотрим на примере цеха №1:

Рн = 200 кВт; =0,7,cos = 0,75; tg =0,88

=200*0,7=140 кВт

= 140*0,88=123,2 кВАр

==186,49 кВА

Для удобства результаты расчетов сведены в таблицу 2.

Таблица 2 - Расчетные нагрузки по заводу

№ цеха	Установленная мощность Рн/Qн, кВт, кВАр	Категории потребителей	Метод расчета	Расчетная мощность Р_рас/Qрас, кВт/кВАр	Полная мощность, S, кВА	I, кА
IУчасток цианирования	200/176	2	Метод коэффициента спроса	140/123,2	186,49	0,47
Склад готовой продукции	80/70,4	3		56/49,28	74,6	0,187
Участок собственных нужд	150/132	3		105/92,4	139,87	0,35
ЦЗЛ	120/105,6	3		84/73,92	111,89	0,28
Кузнечно-сварочный цех	1200/1056	2		840/739,2	1118,94	2,8
Цех термообработки протяжек и фрез	1120/985,6	2		784/689,92	1044,34	2,61
Цех обработки токами высокой частоты	875/770	2		612,5/539	815,89	2,04
Цех термообработки метчиков	810/712,8	2		567/498,96	755,28	1,89
Цех метчиков	1185/1042,8	2		829,5/729,96	1104,95	2,77
Цех протяжек	970/853,6	2		679/597,52	904,47	2,26
Цех фрез	860/756,8	2		602/529,76	801,90	2,01
Сварочный участок	160/140,8	1		112/98,56	149,19	0,373
Гараж для электрокар	70/61,6	3		49/43,12	65,27	0,163
Ремонтно-механический цех	-	2		-	-	-
Инструментальный цех	800/704	2		560/492,8	745,96	1,87
Отделение резьбошлифовки	100/88	2		70/61,6	93,24	0,23
Столовая	180/158,4	3		126/110,88	167,84	0,42
Компрессорная Компрессорная (6кВ)	250/220	1		175/154	233,11	0,803
	1440/1267,2	1		1008/887,04	1342,72	0,224
Учебно-производственное отделение	260/228,8	2		182/160,16	242,44	0,61
Заводоуправление	80/70,4	3		56/49,28	74,6	0,187

4.2 РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ

Нормы освещения:

Виды освещения:

Рабочее освещение, обеспечивающее необходимые условия работы при нормальном режиме работы осветительной установки, обязательно во всех помещениях и на открытых пространствах.

Охранное освещение - разновидность рабочего освещения, устраивается по линии охраняемых заводских или иных территорий.

Аварийное освещение, предназначаемое для временного продолжения работы при аварийном погасании рабочего освещения, должно устраиваться в помещениях и на открытых пространствах в случаях, когда прекращение нормального обслуживания оборудования из - за отсутствия рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление, травматизм в местах большого скопления людей, длительное расстройство технологического процесса, а также нарушение работы жизненных центров предприятий и узлов обслуживания массовых потребителей (установки электро-, водо- и теплоснабжения, узлы связи и радиопередачи т.п.). Это освещение необходимо также в операционных блоках, кабинетах неотложной помощи и приёмных покоях лечебных учреждений.

Аварийное освещение, предназначенное для безопасной эвакуации персонала при аварийном погасании рабочего освещения, должно устраиваться:

1. В производственных помещениях при числе работающих более 50; при наличии мест опасных для прохода; при наличии оборудования, продолжение работы которого в отсутствие рабочего освещения может быть источником опасности.

2. В основных проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей из зданий, где находится более 50 человек.

3. В непроизводственных помещениях, где одновременно находится более 100 человек.

4. В детских учреждениях.

5. В местах работ на открытых пространствах при повышенной опасности эвакуации.

В случаях, когда аварийное освещение для продолжения работы не обязательно, но желательно, рекомендуется соответственно увеличивать освещённость от эвакуационного аварийного освещения.

Для аварийного освещения могут использоваться лампы накаливания и люминесцентные лампы. Последние применяются только в отапливаемых помещениях при питании их переменным током и напряжении не ниже 90% нормального. Лампы ДРЛ могут использоваться только как дополнительно присоединённые к группам аварийного освещения для усиления освещенности.

Системы освещения:

Различаются системы:

а) Общего равномерного освещения - когда световой поток распределяется без учёта размещения оборудования. Обычными (но не обязательными) признаками равномерного освещения являются одинаковость типа светильников, высоты их подвеса и мощности ламп в пределах всего помещения и симметричное расположение светильников, при котором расстояние между светильниками в каждом направлении одинаковы в пределах всего помещения.

б) Общего локализованного освещения - когда световой поток распределяется с учётом расположения оборудования. Обычным (но не обязательным) признаком локализованного освещения является неодинаковость в пределах помещения данных, указанных в п. «а».

в) Комбинированного освещения - когда к общему освещению (в данном случае обычно равномерному) добавляется местное освещение рабочих мест.

Устройство в помещениях одного только местного освещения запрещено!

Разновидностью местного освещения является переносное освещение, включаемое через штепсельные розетки или подключательные пункты и необходимое в помещениях, имеющих технологическое оборудование, требующее при осмотре или ремонте усиленного освещения или освещения поверхностей, неосвещаемых общим освещением ( в том числе внутренние полости производственных ёмкостей и т.д.), а также в помещениях, где по ходу работы требуется временное увеличение освещённости отдельных мест (например, при ручной формовке в литейных цехах).

Общее равномерное освещение применяется при относительно невысокой точности выполняемых работ: высокой плотности рабочих мест; возможности выполнения работ в любой точке помещения; ограниченности зрительной задачи общим обзором помещения; отсутствии специфических требований к качеству освещения, выполнимых при общем освещении.

Общее локализованное освещение применяется при больших размерах стационарно расположенных рабочих поверхностей или размещения их сосредоточенными группами; наличии крупногабаритного оборудования, затеняющих предметов, трубопроводов и т.п.; наличии специфических, но выполнимых при общем освещении требований к качеству освещения (например, направление света); различном характере работ на разных участках площади помещения.

Комбинированное освещение применяется при выполнении работ высокой точности (разряды I, II, III, IV, Vа и Vб СНиП); невозможности удовлетворить при общем освещении специфические требования к качеству освещения (направление или спектральных состав света, освещение на просвет и т.п.); малой плотности расположения рабочих мест; наличии в помещении единичных мест, требующих повышенной освещенности.

Требования к качеству освещения.

Необходимые условия работы зрительного аппарата, помимо создания нормируемых уровней освещенности, обеспечиваются соблюдением требований к качеству освещения.

Нормами гл. СНиП II-A.9-71 для производственных помещений предусматривается ограничение слепящего действия светильников общего освещения путём нормирования создаваемого ими показателя ослепленности, а также ограничение пульсаций освещённости, создаваемых газоразрядными лампами (при питании током промышленной частоты 50 Гц), нормированием коэффициента пульсации. Максимально допустимые значения указанных показателя и коэффициента для разных помещений приводятся в отраслевых нормах искусственного освещения.

Расчет освещения проводится по одному из нижеперечисленных методов.

Метод коэффициента использования светового потока.

Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчёта общего равномерного освещения помещений при отсутствии существенных затенений рабочей поверхности. При установке в помещении площадью S (м²) N светильников для создания наименьшей освещённости E (лм) с коэффициентом запаса k поток F (лм) лампы в каждом светильнике определяется формулой

(4)

где - коэффициент использования светового потока (в долях единицы); z - коэффициент минимальной освещённости , равный отношению средней освещенности помещения к минимальной. По найденному значению F выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой должен отличаться от расчётного, как правило, не более чем на -10 или +20%. При невозможности выбора F с такой точностью корректируется N. Если по какой - либо причине F задан однозначно, из формулы (20) определяется N. При расчёте освещения, выполненного рядами люминесцентных светильников, под N в формуле (20) следует понимать число рядов, под F - суммарный поток одного ряда. По найденному значению F производится компоновка ряда, т.е. определяется светотехнически и конструктивно подходящее число и мощность светильников, при которых F близко к необходимому. Коэффициент z зависит от многих факторов, из которых основное значение имеет отношение - расстояния между светильниками к их высоте над освещаемой поверхностью. С увеличением сверх рекомендуемых значений z быстро возрастает. Чаще всего при светильниках, расположенных по углам квадратных или прямоугольных полей, принимается z = 1,15, при освещении рядами люминесцентных светильников z = 1,1. Коэффициент является сложной функцией многих переменных. Практически он определяется по таблице 3 в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка _п, стен _с и расчётной поверхности _р (обычно пола), а также индекса помещения i, определяемого из формулы

(5)

где h - расчётная высота, м ; А,В - стороны помещения, м. Коэффициенты использования для наиболее распространённых светильников (во всех случаях учтено _р = 10%).

Таблица 3 - Коэффициенты использования для светильников

Коэффициенты, %	Тип светильника
	Узи У-15 без рассеивателя	Узи У-15 с рассеивателем	УПД	Гс и ГсУ	ППД	ППР	Плафоны: ПГТХ, ВПЛН. ВПЛД	«Люцета»,светильники серии ПО открытые	Плафоны бытовые	ОД, ЛД, ОДО, ЛДО	ОДР, ЛДР, ОДОР, ЛДОР	ШОД	СДДРЛ	ГсР, ГсХР, С34ДРЛ
с_п	50	50	50	50	50	50	30	50	30	70	50	70	50	50	50	70	50	50
с_с	30	30	30	30	30	30	10	30	10	50	30	50	30	30	30	50	30	30
i	0,5	20	15	22	34	19	12	9	14	10	22	18	14	9	23	22	22	25	31
	0,6	26	22	27	42	22	15	11	17	15	29	22	18	13	27	25	25	30	37
	0,7	34	28	31	47	28	19	15	20	16	34	27	22	16	31	29	29	33	42
	0,8	38	31	34	51	33	23	18	23	19	38	31	25	18	34	32	32	37	46
	0,9	41	33	37	55	35	25	19	25	20	41	34	27	20	37	34	34	40	49
	1,0	43	35	40	58	36	26	20	26	22	44	36	28	21	40	36	36	43	51
	1,1	45	36	42	60	38	28	22	28	23	46	38	30	23	42	39	39	45	54
	1,25	47	38	45	63	39	30	24	30	25	49	40	32	24	46	42	42	48	56
	1,5	50	40	49	67	42	32	25	32	28	52	43	35	26	50	45	45	52	60
	1,75	53	42	53	70	45	35	27	35	30	54	46	36	28	52	48	48	55	63
	2,0	55	44	55	73	47	37	29	37	32	56	48	38	30	55	50	50	58	65
	2,25	57	45	57	74	49	39	31	39	34	58	49	40	32	57	52	52	60	66
	2,5	59	47	58	76	51	40	32	40	35	60	51	41	33	58	53	53	61	67
	3,0	62	49	61	78	53	43	35	43	38	62	53	43	34	61	55	55	64	69
	3,5	64	51	63	79	55	45	36	44	40	64	54	45	36	63	57	57	65	70
	4,0	66	52	64	80	57	47	38	46	41	66	56	46	38	64	58	58	68	72
	5,0	69	53	66	82	59	49	40	48	43	68	58	48	41	67	60	60	69	73

Метод удельной мощности.

Простейший способ светотехнического расчёта - метод удельной мощности - пригоден для расчёта общего равномерного освещения незагромождённых помещений (когда можно пренебречь затенениями), длина которых не более чем в 2,5 превышает ширину, и строго для тех исходных данных, для которых составлены таблицы. Полный комплект таблиц удельной мощности, а также случаи, когда, как исключение, допускается введение коэффициентов, учитывающих несовпадение исходных данных с учтёнными в таблицах.

Для приближённых расчётов приводится таблица 4, составленная для указанных в ней светильников, освещенностей, площадей, расчётных высот, значений п=50% и с и для коэффициента запаса, наименьшего при данных источниках света. При значениях освещённости и коэффициента запаса, отличных от указанных в таблице, допускается пропорциональный перерасчёт значений удельной мощности.

При расчёте по удельной мощности освещения лампами накаливания или лампами типа ДРЛ в помещении площадью S, м2, первоначально намечается число светильников N, затем для соответствующих исходных данных из таблиц находится значение удельной мощности , рассчитывается необходимая мощность каждой лампы p, Вт, по формуле:

(6)

и выбирается ближайшая стандартная мощность лампы. При расчёте освещения выполненного рядами люминесцентных светильник, намечается число рядов N и находится общая необходимая мощность всех ламп ряда p, на основании чего выбирается число и мощность светильников в ряду. Значения удельной мощности (Вт/м²) для приближённых светотехнических расчётов даны в таблице 4.

Таблица 4 - Значения удельной мощности (Вт/м2) для приближённых светотехнических расчётов

Расчётная

высота, м

Е, лм

Площадь, м²

10 - 25

25 - 50

50 - 150

150 - 300

Свыше 300

Светильники Уз и У - 15 с рассеивателями ; УП - 24, _п= 50%, _с= 30%

2 -3

5,5

9,2

12,5

4,4

7,8

10,5

16,6

3,7

6,7

9,1

14,2

3,5

6,2

8,3

12,4

3,3

5,8

7,8

11,7

3 - 4

6,6

12,2

17,2

4,3

7,6

3,7

6,4

9,4

14,5

3,3

5,6