Проектирование цеха по электроснабжению в Павлодарской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Казахстан обладает крупными запасами энергетических ресурсов (нефть, газ, уголь, уран), является энергетической державой и нетто-импортёром электроэнергии. Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 18 992,7 МВт электроэнергии. Электрические сети Республики были сформированы на основе основных принципов ЕЭС СССР на базе системы напряжений 110-220-500-1150 кВ. Электросетевое хозяйство Республики Казахстан состоит из линий электропередачи напряжением 0,4-6/10-35-110-220-500 и 1150 кВ включительно. Протяженность всех воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 - 1150 кВ составляет 454706,5 км и понижающих подстанций напряжением 35- 1150 кВ в количестве 3069/61503 штук/МВА.

На сегодняшний день во главе с Министерством энергетики и минеральных ресурсов РК, с участием всех министерств и ведомств, разрабатывается Государственная программа «Энергосбережение Республики Казахстан на 2008 - 2015 годы». Программа энергосбережения ставит задачу в течение всего срока реализации программы сократить потенциал энергосбережения на 20 % в целом по республике. Программа должна работать по двум направлениям: энергосбережение в сфере потребления и энергосбережение при производстве и распределении энергоресурсов.

Развитие электроэнергетики Казахстана носит концептуальный характер и реализует программу развития Республики Казахстан до 2030 года. Электроэнергетика, являясь одной из базовых отраслей, играет важную роль в экономической, социальной сфере любого государства. Поэтому электроэнергетический комплекс определен как один из приоритетных секторов экономики Республики Казахстан и рассматривается как динамично сбалансированная система энергетика - экономика - природа - общество при устойчивом развитии электроэнергетики на базе новых высокоэффективных технологий и постоянного снижения энергоемкости внутреннего валового продукта (ВВП) страны.

Павлодарская область - крупный промышленный регион Казахстана. Основу экономики региона представляют предприятия горно-металлургического комплекса и энергетики, в связи с чем структура Павлодарской области характеризуется преобладанием отраслей, производящих промежуточную продукцию (уголь, глинозем, ферросплавы, электроэнергия), удельный вес которых - около 90 %. Доля же отраслей, выпускающих конечную (потребительскую) продукцию, составляет около 10 %. Электроэнергетика является базовой отраслью экономики региона. В электроэнергетике (несмотря на то, что индекс промышленного производства в 2009 году ниже предыдущего года - 99,4 %) потребности народного хозяйства и населения области в электроэнергии удовлетворяются полностью. Более того, проводимая работа по модернизации и реконструкции ресурса энергоблоков энергетических станций позволила увеличить выработку электроэнергии на 5,6 % против 2007 года

Энергетическими предприятиями области вырабатывается около 43 % электрической энергии республики.



1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Производственный цех является структурной единицей завода. Силовое оборудование цеха получает питание от цеховой трансформаторной подстанции и относится ко второй категории надежности. Площадь цеха составляет 1764 . В цехе устанавливается шесть радиально-сверлильных станков, восемь автоматов, шесть токарно-винторезных станков. Оборудование, устанавливаемое в цехе, относится к металлорежущим станкам.

Металлорежущий станок - это технологическая машина, которая предназначена для обработки материалов. Целью станка является получение деталей заданной формы и размеров (с требуемой точностью и качеством обработанной поверхности). На станках обрабатывают заготовки не только из металлов, но из других материалов, поэтому термин "металлорежущий станок" является условным. У металлорежущего станка имеется привод (механический, гидравлический, пневматический), с помощью которого обеспечивается передача движения рабочим органам: шпинделю, суппорту и т.п.

Металлорежущие станки являются наиболее распространённой и многочисленной группой машин для механической обработки изделий из металла при помощи одного или нескольких инструментов. По характеру выполняемых работ металлорежущие станки подразделяются на токарные, сверлильно-расточные, шлифовальные и полировальные, зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие, фрезерные, строгальные и долбильные, отрезные.

Токарно-винторезные станки предназначены для выполнения разнообразных работ. На них можно обтачивать наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, растачивать цилиндрические и конические отверстия, обрабатывать торцовые поверхности, нарезать наружную и внутреннюю резьбы, сверлить, зенкеровать и развёртывать отверстия, производить отрезку, подрезку и тому подобные операции.

Основными параметрами токарно-винторезных станков являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной и наибольшее расстояние между его центрами, которое определяет наибольшую длину обрабатываемой детали. Кроме этих основных параметров важными размерами токарно-винторезных станков, регламентируемыми ГОСТами, являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над суппортом, наибольшая частота вращения шпинделя, наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя, размер центра шпинделя и наибольшая высота резца. Основными его узлами являются станина, передняя (шпиндельная) бабка, в которой может быть размещена коробка скоростей, коробка подач, суппорт с резцедержателем и фартуком, задняя бабка.

Строгальные станки предназначены для обработки различных плоскостей резцами и прорезания различных канавок и пазов. Главным движением у этих станков является прямолинейное возвратно-поступательное движение обрабатываемой детали или инструмента. В связи с этим осуществление больших скоростей на рабочих и обратных холостых ходах представляет значительные трудности из-за инерционных сил и ударов при реверсе. Недостатком станков является и то, что у них на холостой ход затрачивается значительное количество времени. Строгальные станки подразделяются на продольно-строгальные (одностоечные, двухстоечные и кромкострогальные), поперечно-строгальные (односуппортные и двухсуппортные) и долбёжные (универсальные).

Поперечно-строгальные станки всех размеров изготовляются с механическим приводом главного движения, а станки с ходом ползуна 700 и 1000 мм - также и с гидравлическим приводом. Станки имеют автоматические подачи стола и резцового суппорта. Станки управляются с центральной кнопочной станции и удобно расположенными рукоятками.

Одностоечные и двухстоечные продольно-строгальные станки являются станками общего назначения. Главным движением в продольно-строгальных станках является возвратно-поступательное прямолинейное движение стола с заготовкой. Стол обычно приводится от электродвигателя постоянного тока через механическую коробку скоростей, что позволяет наряду с бесступенчатым регулированием скорости движения обеспечивать также плавное врезание резца в деталь и замедленный выход его из детали в конце рабочего хода. Скорость обратного хода стола регулируется независимо от скорости рабочего хода. Управление основными движениями станков осуществляется с подвесной кнопочной станции. На базе продольно-строгальных станков общего назначения изготовляют специализированные станки и станки, в которых строгание сочетается с фрезерованием, растачиванием, шлифованием и т.д. Для обеспечения необходимого диапазона регулирования (20 : 1), ограничения скорости рабочего хода при входе и выходе резца из детали во избежание поломки резца и выкрашивания металла, а также для обеспечения реверсирования стола с минимальным временем для главного движения продольно-строгальных станков применяются следующие приводы: асинхронный короткозамкнутый двигатель с реверсивной магнитной муфтой; двигатель постоянного тока по системам Г-Д, ГД-ЭМУ, МУ; привод с тиристорным преобразователем.

Автомат отрезной предназначен для правки и мерной резки арматурной стали гладкого и периодического профиля, правки металла круглого сечения и проволоки. Автомат отрезной оснащен размоточным и приемным устройствами. Приемное устройство имеет отмеривающий механизм, позволяющий получать заготовки необходимой длины. Он применяется в цехах предприятий металлоконструкции, железобетонных конструкций и других заводах. Дополнительное требование: нижнее значение температуры воздуха должно быть не ниже + 5? С.

Важное значение автомат отрезной имеет в строительной индустрии.



2. ВЫБОР СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 ВЫБОР СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ С УЧЕТОМ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

На основе расчетных значений потребляемой мощности производится выбор электрооборудования и расчет питающих сетей электроустановок. В процессе проектирования предприятия на основе проектного задания выбирается удовлетворяющее условиям обеспечения заданного количества и характера выпускаемой продукции технологическое оборудование, основным элементом электропривода которых является электродвигатель.

Методика выбора электродвигателя для исполнительных механизмов производится следующим образом. Для каждого наименования электрооборудования в зависимости от мощности, необходимой для нормальной работы исполнительного механизма, определяется расчетная мощность электродвигателя. Расчетная мощность электродвигателя, соответствующая мощности исполнительного механизма, с учетом потерь в передаче, определяется по формулам [1,с.494]:

для продольно-строгального станка

= = 22,93 кВт (2.1)

для автомата отрезного

= = 11,06 кВт (2.2)

для токарно-винторезного станка

= = 24,04 кВт, (2.3)

где =21,55; 11,06; 22,6 кВт- расчетная поминальная мощность на валу станка;

= 0,94 ч 0,96 - КПД передачи между двигателем и исполнительным механизмом. Принимается = 0,94.

Определяется присоединенная мощность электродвигателя станка по формулам [1,с.495]:

для продольно-строгального станка

= = 33,15 кВт (2.4)

для автомата отрезного

= = 20,9 кВт (2.5)

для токарно-винторезного станка

= = 33,33 кВт, (2.6)

где =30, =0,905- для двигателя 4А180М2УЗ; =18,5, =0,885- для двигателя 4А160М2УЗ; =30, =0,9- для двигателя 4А225М8УЗ.

Определяется коэффициент загрузки, характеризующий степень загрузки электродвигателя станка, по формулам [1,с.495]:

для продольно-строгального станка

= = 0,76 (2.7)

для автомата отрезного

= = 0,6 (2.8)

для токарно-винторезного станка

= = 0,80 (2.9)

Определяется фактическая мощность, потребляемая электродвигателем станка, по формулам [1,с.496]:

для продольно-строгального станка

= 0,76 33,15 = 25,19 кВт (2.10)

для автомата отрезного

= 0,6 20,9 = 12,54 кВт (2.11)

для токарно-винторезного станка

= 0,80 33,33 = 26,66 кВт (2.12)

Фактическая КПД электродвигателя станка определяется по графику на рисунке 15.1 [1,с.496] в зависимости от найденного по формулам 2.7 ч 2.9 коэффициента загрузки и заданного номинального КПД: при = 0,76; 0,6; 0,80 и = 0,905; 0,885; 0,9 = 0,89; 0,88; 0,91.

По графику на рисунке 15.2 [1,с.497] в зависимости от найденного по формулам 2.7 ч 2.9 коэффициента загрузки и заданного номинального коэффициента мощности определяется фактический коэффициент мощности электродвигателя станка: при = 0,76; 0,6; 0,80 и = 0,90; 0,92; 0,84 = 0,89; 0,91; 0,83.

Определяется суммарная расчетная активная мощность электродвигателей станков, по формулам [1,с.498]:

для продольно-строгального станка

= 6 25,19 = 151,14 кВт (2.13)

для автомата отрезного

= 8 12,54 = 100,32 кВт (2.14)

для токарно-винторезного станка

= 6 26,66 = 159,96 кВт, (2.15)

где = 6; 8; 6- количество работающих станков.

Итого суммарная расчетная активная мощность

= 151,14 + 100,32 + 159,96 = 411,42 кВар

Определяется суммарная расчетная реактивная мощность электродвигателей станков по формулам [1,с.498]:

для продольно строгального станка

= 0,51 151,14 = 77,08 кВар (2.16)

для автомата отрезного

= 0,46 100,32 = 46,15 кВар (2.17)

для токарно-винторезного станка

= 0,67 159,96 = 107,17 кВар, (2.18)

где определяется через найденный выше .

Итого суммарная расчетная реактивная мощность

= 230,4 кВар

Определяется суммарная расчетная полная мощность группы электродвигателей станков по формуле [1,с.498]

===471,54 кВА (2.19)

Определяется время работы электродвигателя станка в год по формуле [1,с.498]

= (365- 68) 7 1 = 2079 часов, (2.20)

где = 68 - число нерабочих дней в году;

= 7 - продолжительность смены в часах;

= 1- число смен в сутки.

Определяется годовой расход активной энергии по формуле [1,с.498]

= 411,42 2079 = 855 342,18 кВтчас (2.21)

Определяется годовой расход реактивной энергии по формуле [1,с.498]

= 230,4 2079 = 479 001,6 кВарчас (2.22)

2.2 РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, УЧИТЫВАЕМОЕ ПРИ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ РАБОТАХ

Электрическая энергия от ТП по двум шинам поступает на шесть распределительных шкафов, от которых получают питание 20 станков. От ШР1 получают питание два продольно-строгальных станка и один автомат отрезной общей мощностью 65,7 кВт; от ШР2 - три автомата отрезных и один продольно-строгальный станок общей мощностью 53,8 кВт; от ШР3 - два токарно-винторезных станка и один продольно-строгальный общей мощностью 66,75 кВт; от ШР4 - три автомата отрезных и один токарно-винторезный станок общей мощностью 52,75 кВт; от ШР5 - два станка: продольно-строгальный и токарно-винторезный и один автомат отрезной общей мощностью 54,55 кВт; от ШР6 - два станка: продольно-строгальный и токарно-винторезный и один автомат отрезной общей мощностью 54,55 кВт. Таким образом, нагрузка по двум шинам распределена равномерно и составляет 174,05 кВт на каждую шину.



3. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

3.1 ВЫБОР ВИДОВ И СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ. ВЫБОР СВЕТИЛЬНИКОВ

К освещению предъявляются требования в зависимости от характера промышленного предприятия и характера выполняемой на нем работы. Системы искусственного освещения обуславливаются способами размещения светильников. По способам размещения светильников в помещениях различают системы общего и комбинированного освещения.

Для освещения всего помещения и рабочих поверхностей предназначена система общего освещения. Общее освещение может быть равномерным и локализованным. Освещение с равномерным размещением светильников применяется в производственных помещениях, в которых технологическое оборудование расположено равномерно по все площади с одинаковыми условиями зрительной работы или в помещениях общественного или административного назначения

В помещениях, в которых на разных участках производятся работы, различной освещенности, или когда рабочие места в помещении сосредоточены группами и необходимо создание определенных направлений светового потока предусматривается общее локализованное освещение.

Наряду с системой общего освещения в помещениях может применятся местное освещение. Местное освещение предусматривается на рабочих местах и предназначено для увеличения освещенности рабочих мест (станки, верстаки, столы, разметочные плитки и т.д.). Применяется она в помещениях с точными зрительными работами, требующими высокой освещенности. При такой системе светильники местного освещения обеспечивают освещенность только рабочих мест, а светильники общего освещения - всего помещения, рабочих мест и главным образом проходы, проезды.

Местное и общее освещение, применяемые совместно, образуют комбинированную систему освещения, которая уменьшает установленную мощность источников света и расход электроэнергии, так как лампы местного освещения включаются на время работ непосредственно на рабочем месте.

В процессе проектирования электрического освещения в целях обеспечения бесперебойной работы цеха предусматривается дополнительное аварийное освещение. В качестве источника питания аварийного освещения может использоваться отдельные магистрали, аккумуляторные батареи.

Исходя из условий цеха и специфики выполняемых в нем работ для освещения цеха выбирается комбинированная система освещения и применяются лампы ДРЛ мощностью 250 Вт в количестве 75 штук.

3.2 ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПИТАНИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Принципиальная схема питания осветительной установки, рисунок 3.1, работает следующим образом: с первой секции шин 0,4 кВ двухтрансформаторной подстанции получает питание щит освещения, с шин которого по магистральной или радиальной схемам запитываются групповые щитки рабочего освещения. Щиток аварийного освещения получает питание от второй секции шин 0,4 кВ ТП. Аварийное освещение должно включаться автоматически при аварийном отключении рабочего освещения.

3.3 РАСЧЁТ СЕТИ ПО ТОКУ С ВЫБОРОМ ЗАЩИТЫ И ПРОВЕРКОЙ ЛИНИЙ ПО ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Расчет сети электрического освещения производится следующим образом.

Определяется установленная мощность электрических ламп в помещении по формуле [1,с.488]

== 75250= 18750 Вт = 18,75 кВт, (3.1)

где -75 - число светильников;

= 250 Вт - номинальная мощность одной лампы.

Определяется фактическая удельная мощность по формуле [1,с.488]

== =10,63 Вт/ , (3.2)

где = 1764 - площадь освещаемого помещения.

Определяется время горения осветительных приборов в помещениях в сутки по формуле[1,с.488]

==11 часов, (3.3)

где = 4100 часов- годовое число часов использования освещения для различных помещений.

Определяется среднесуточный расход электроэнергии в помещении на освещение по формуле [1, с.488]

== 18,7511 = 206,25 кВтчас (3.4)

Определяется расход электроэнергии в помещении на освещение за год по формуле [1,с.488]

== 18,754100 = 76 875 кВтчас (3.5)

Определяется мощность аварийного освещения в помещении по формуле[1,с.488]

= 0,1= 0,118,75 = 1,9 кВтчас (3.6)



4. ВЫБОР АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

4.1 ВЫБОР КОНТАКТОРОВ, МАГНИТНЫХ ПУСКАТЕЛЕЙ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

Контакторы - это электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы. Наиболее широко применяются одно- и двухполюсные контакторы постоянного тока и трехполюсные контакторы переменного тока. К контакторам из-за частых коммутаций предъявляются требования по механической и электрической износостойкости. Контакторы как постоянного, так и переменного тока содержат: электромагнитную систему, контактную систему, состоящих из подвижных и неподвижных контактов, дугогасительную систему, систему блок-контактов (вспомогательные контакты, переключающие цепи сигнализации и управления при работе контакторов). Они не предназначены для отключения токов короткого замыкания. Управление контактором осуществляется посредством вспомогательной цепи переменного тока, проходящего по катушкам контактора. По таблице 6.16 [4,с.380] выбирается контактор переменного тока КТ 6000/21-43 с защелкивающим механизмом на напряжение до 500 В. павлодарский электроснабжение освещение

Магнитный пускатель - это низковольтное электромагнитное комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавким предохранителем. По таблице 6.19 [4,с.382] выбирается магнитный пускатель ПМА3202ПУХЛЧА открытого исполнения нереверсивный с тепловым реле на напряжение до 660 В.

По таблице 5.4 [4,с.254] выбирается плавкий предохранитель ПКТ101-35-3,2-8УЗ на напряжение 35 кВ, с номинальным током 3,2 А и номинальным током отключения 8 кА.

Определяется ток короткого замыкания по формуле [5, с.156]

0,00184 кА (4.1)

Выбранный предохранитель проверяется по условию [3,с.207] т.е. 8 кА 0,00184 кА.

Так как условие выбора соблюдается, принимается к установке плавкий предохранитель ПКТ101-35-3,2-8УЗ на напряжение 35 кВ, с номинальным током 3,2 А и номинальным током отключения 8 кА.

4.2 ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

В качестве коммутационной аппаратуры при проектировании промышленного предприятия используются автоматические выключатели и тепловые реле. Исходя из номинального напряжения, рода тока и условий окружающей сети производится их выбор. Автоматический выключатель - это контактный коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течении определенного устанавливаемого времени и отключать токи в определенном аномальном состоянии цепи электрического тока. Автоматический выключатель предназначен для защиты кабелей, проводов и конечных потребителей от перегрузки и короткого замыкания.

Автоматический выключатель совмещает функции рубильника и предохранителя, обеспечивая выключение при коротком замыкании, и защищают сеть от перегрузок. Они применяются также для отключения цепи при исчезновении напряжения или снижения его до некоторой установленной величины. Автоматические выключатели переменного тока устанавливаются при напряжениях до 500 В включительно, а при постоянном токе - при больших напряжениях. Автоматический выключатель должен выключать при коротком замыкании даже в том случае, когда ручка его удерживается рукой во включенном состоянии. Для этого механизм включения ножей имеет специальную конструкцию. Это необходимо также и для того, чтобы защитить человека от удара ручкой автомата при внезапном включении. Контактная система автоматических выключателей обычно состоит из рабочих и дугогасительных контактов. Последние имеют сменные угольные, латунные или металлокерамические наконечники. Для ускорения гашения электрической дуги автоматические выключатели снабжают дугогасительными решетками с металлическими пластинами или из дугоустойчивого изоляционного материала. По таблице 6.9 [4, с.374] выбирается автоматический выключатель АВ2М4 с номинальным током 400 А, током срабатывания от короткого замыкания 1000 А.

Определяется ток короткого замыкания по формуле [5, с.156]

235,3 А (2.27)

Выбранный автоматический выключатель проверяется по условию [8, с.207]

т.е. 1000 А235,3 А.

Так как условие выбора соблюдается, к установке принимается автоматические выключатели марки АВ2М4 с номинальным током 400 А, током срабатывания от короткого замыкания 1000 А. Так как магнитный пускатель выбран с тепловым реле, тепловое реле отдельно не выбирается.

5. РАСЧЕТ ВНУТРЕННИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК

5.1 ВЫБОР ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ВНУТРЕННИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК

Электроснабжение выполняется магистральным шинопроводом марки ШМА, к которому присоединяются распределительные шинопроводы марки ШРА, и от них радиальными линиями осуществляется питание всех электроприемников цеха.

Шины выбираются по расчетному току, номинальному напряжению, условиям окружающей среды и проверяют на термическую и динамическую устойчивости. Шины устанавливаются на изоляторах плашмя.

Находится площадь термически устойчивого сечения для шин по формуле [6, с.247]

/C = 2000 /88 = 10,22, (5.1)

где 1,8ч2,3 кА- установившийся ток короткого замыкания. Принимается 2 кА.

= 0,2ч0,25 сек- приведенное время короткого замыкания. Принимается = 0,2 сек.

С= 88- термический коэффициент для алюминиевых шин.

По таблице 10.2 [6, с.239] выбираются алюминиевые шины марки ШМА 304 с допустимым током 165 А. Шины устанавливаются на изоляторах плашмя, расстояние между осями смежных фаз 250 мм и расстоянием между изоляторами 900 мм.

Определяется момент сопротивления по формуле [3, с.201]

W = b / 6 = 0,4 / 6 =0,6 (5.2)

где b= 0,4 см - толщина полосы;

= 3 см - ширина(высота полосы).

Определяется расчетное напряжение в металле шин по формуле [3, с.205]

==

= 23,6 МПа (5.3)

где = 4,7 ч 5,3 кА - ударный ток короткого замыкания. Принимается = 5 кА.

Выбранные шины проверяются на термическую и динамическую устойчивость. Так как расчётное напряжение не превышает допустимого значения для алюминиевых шин, т.е. 65 МПа, условие выбора соблюдается. К установке принимаются алюминиевые шины размером 30Ч4, установленные на изоляторах плашмя.

Кабели выбираются по расчетному току, номинальному напряжению, способу прокладки, условиям окружающей среды и проверяются на термическую устойчивость при коротком замыкании по формуле [6, с.247]

/C = 9000 /85 = 237,2, (5.4)

где 9 кА- установившийся ток короткого замыкания;

= 5 сек- приведенное время короткого замыкания;

С= 85- термический коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами.

По таблице 10.5 [6, с.240] выбирается трехжильный кабель с алюминиевыми жилами сечением 240 и допустимым продолжительным током 355 А.

5.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ ПО УСЛОВИЮ НАГРЕВА И ДОПУСТИМОЙ ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Сечение линий кабельных линий электропередачи должно быть таким, чтобы не перегреваться при любой нагрузке в нормальном рабочем режиме, потеря напряжения в линии не превышала допустимых пределов, а плотность тока соответствовала экономической.

Определяется расчетный ток кабеля по формуле [3, с.140]

= j S = 1,4 240 = 336 A, (5.5)

где j = 1,4 А/ - экономическая плотность тока;

S= 240 - площадь сечения кабеля.

Первое условие, по которому проверяется выбранный кабель, это условие нагрева. Так как расчетный ток не превышает допустимого значения, условие нагрева соблюдается.

Второе условие, по которому должно удовлетворять выбранное сечение проводника,- непревышение допустимой потери напряжения в линии.

Потеря напряжения зависит от активного R и индуктивного X сопротивлений линии и определяется по формуле [6, с.205]

= 1,73 336 (0,129 0,95 +

+ 0,31) = 81,37 В, (5.6)

где = 0,95 - коэффициент мощности линии электропередачи.

Так как расчетная потеря напряжения не превышает допустимого значения 5%, выбранное сечение удовлетворяет условию по допустимой потере напряжения.

Таким образом, выбранный кабель удовлетворяет условиям нагрева и потери напряжения и к установке принимается кабель трехжильный с алюминиевыми жилами сечением 240 и допустимым продолжительным током 355 А.



6. РАЗРАБОТКА СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ

6.1 РАЗРАБОТКА И СОСТАВЛЕНИЕ МОНТАЖНЫХ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Монтажные схемы являются основной документацией для монтажа и эксплуатации всех узлов электроустановки. Монтажная схема составляется по развёрнутой принципиальной схеме и плану размещения электроаппаратов на панели. Все условные обозначения и маркировка проводов и зажимов, принятые в развёрнутой схеме и на плане размещения аппаратов, полностью переносятся на монтажную схему, которая выполняется в строгом соответствии с развёрнутой схемой и нумерацией её цепей.

При выполнении монтажной схемы около стрелки ставится «адрес» (обозначение аппарата или зажима, к которому идёт провод, и его номер). Так как провод идёт к аппарату, установленному на другой панели, у стрелки ставится номер этого аппарата и номер панели в скобках. Провода, идущие от панелей к аппаратам, приборам, сопротивлениям и др., встроенным отдельно в шкафу, отмечены по «адресной» схеме аналогично. Зажимы аппаратов и клеммников показаны незалитыми кружками.

6.2 РАЗРАБОТКА СХЕМ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ВНУТРЕННИХ СОЕДИНЕНИЙ

Трансформаторные подстанции завода получают питание от главной понизительной подстанции. От трансформаторной подстанции завода трансформаторы подключаются через два разъединителя и масляный выключатель. Это необходимо для проведения текущих и капитальных ремонтов.

Электроснабжение предприятия происходит по линии электропередач через трансформаторную подстанцию. Трансформаторы Т1, Т2 подключаются к воздушным линиям электропередач только через разъединители так как при короткозамкнутой схеме нет необходимости в отделителях. На вводах к трансформаторам устанавливаются короткозамыкатели QK1, QK2. Короткозамыкатель автоматически включается при срабатывании релейной зашиты. Что позволяет избежать поломок в электрооборудовании и снизить затраты на исправление неисправностей. От цеховой трансформаторной подстанции электроэнергия через распределительные шкафы подаётся на силовую и осветительную нагрузку.

6.3 РАЗРАБОТКА И СОСТАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

На листе 2 графической части курсового проекта представлена электрическая схема управления продольно-строгального станка, работа которой представлена следующим образом.

Регулирование скорости двигателя продольно-строгального станка производится изменением напряжения генератора. Обмотка возбуждения генератора ОВГ получает питание от ЭМУ через сопротивление СГ. На обмотки управления электромашинного усилителя ОУ1, ОУ2 и ОУ3, соединённые последовательно, подаются одновременно: 1) задающее напряжение, снимаемое с регулятора скорости РСВ при вращении двигателя вперёд, или напряжение, снимаемое с регулятора РСН при вращении назад; 2) напряжение, снимаемое с части потенциометра 1СП и пропорциональное напряжению генератора ; 3) напряжение, снимаемое с обмоток дополнительных полюсов ДП₁ и ДП_Д и пропорциональное току якоря двигателя.

Установка требуемых скоростей прямого и обратного хода стола производится смещением рукояток регуляторов РСВ и РСН. Пуск асинхронного двигателя АД производится нажатием кнопки «Пуск АД», с помощью которой включается контактор 1Л. От возбудителя В, сидящего на одном валу с двигателем АД, подаётся питание в обмотку возбуждения ОВД двигателя стола Д, а также на схему управления. Затем кнопкой «Пуск ЭМУ» включается контактор 2Л и происходит пуск приводного двигателя ЭМУ (на рисунке не показан). Для пуска станка в автоматическом режиме с начальным движением стола, например в направлении рабочего хода, нажимается кнопка «Вперёд». Последовательно включаются контакторы Б, В и реле времени РУ. Один из размыкающих контактов РУ обесточивает катушку реле РВА, а другой вводит потенциометр обратной связи 1СП. Замыкающий контакт РУ подаёт напряжение на регулятор РСВ, с которого в цепь обмоток ОУ1, ОУ2, ОУ3 поступает задающее напряжение U_з.н. Регулятор РСН при этом шунтирован замкнувшимся контактом В. При входе и выходе резца из детали во избежание скалывания кромок детали и поломки резца скорость стола уменьшается. В этом случае в начале рабочего хода через замкнутый контакт 2ПХ-2 включается реле РПВ и его контакт шунтирует часть резистора РСВ, в результате чего снижается напряжение и двигатель будет вращаться с пониженной скоростью. После входа резца в деталь контакт 2ПХ-2 размыкается и реле РПВ отключается. Скорость двигателя возрастает и стол будет перемещаться с установленной регулятором РСВ скоростью резания. Перед окончанием рабочего хода замыкается контакт переключателя 1ПС, шунтируется часть сопротивления регулятора и скорость двигателя снова уменьшается. После выхода резца из детали размыкается контакт переключателя хода 1ПХ-1, отключается контактор В и включается контактор Н. Задающее напряжение меняет знак, ток в обмотках управления ОУ1, ОУ2, ОУ3 быстро уменьшается до нуля, а затем быстро возрастает в обратном направлении. Происходит реверсирование двигателя с пониженной скорости прямого хода до полной скорости обратного хода, устанавливаемой регулятором РСН.

В конце обратного хода замыкается контакт переключателя 2ПС, что вызывает уменьшение скорости. Стол перемещается с пониженной скоростью до тех пор, пока не разомкнётся контакт переключателя хода 2ПХ-1, что приводит к отключению контактора Н и включению контактора В. Двигатель тормозится, а затем разгоняется до установленной скорости прямого хода. Во время реверса с обратного хода на прямой происходит подача суппортов с резцами от отдельного привода. Далее циклы автоматически повторяются до остановки двигателя стола нажатием кнопки «Стоп». При этом отключаются контакторы Б, В (или Н) и реле РУ, снижается задающее напряжение, ЭДС ЭМУ быстро уменьшается до нуля, и образуется контур самогашения поля генератора (ОВГ-ЭМУ-СГ). Возникает режим генераторного торможения и двигатель останавливается.



7. ОХРАНА ТРУДА

Охрана труда -- система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия

Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок Республики Казахстан разработаны в соответствии с пунктом 6 статьи 5 Закона «Об электроэнергетике» от 9 июля 2004 года и устанавливают основные положения по технике безопасности при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте электрических установок предприятий и организаций Республики Казахстан.

Порядок подготовки и контроля знаний работающих должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.0.004-90, «Правила работы с персоналом в энергетических организациях», РД 34 РК.12.102-97 и Закона РК «О безопасности и охране труда».

Рабочие и специалисты, занятые на работах с вредными и опасными условиями труда, должны проходить медицинский осмотр в порядке и в сроки, установленные уполномоченным государственным органом в области здравоохранения Республики Казахстан.

При отсутствии в квалификационном удостоверении работника положительного заключения медицинской комиссии допуск его к указанным работам не допускается.

Работники, производственная деятельность которых связана с электроустановками, должны иметь группу по электробезопасности в соответствии с правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

Лица, допущенные к выполнению работ, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования по безопасности - «специальных работ», должны иметь об этом запись в квалификационном удостоверении.

К таким работам относятся:

верхолазные работы;

работы под напряжением на токоведущих частях: чистка, обмыв и замена изоляторов и соединительных зажимов, смазка тросов;

работы в колодцах, шурфах, траншеях и котлованах глубиной более 2 м;

обслуживание сосудов, работающих под давлением;

испытания оборудования повышенным напряжением (за исключением работ с мегаомметром).

Перечень специальных работ может быть дополнен указанием руководства предприятия с учетом специфичных условий.

Не допускается привлекать к работам с тяжелыми и вредными условиями труда лиц, не достигших 18-летнего возраста. Весь производственный персонал должен быть практически обучен приемам оказания доврачебной помощи пострадавшим от электрического тока и при других несчастных случаях в соответствии с «Инструкцией по оказанию первой помощи пострадавшим в связи с несчастными случаями при обслуживании энергетического оборудования», и «Инструкцией по спуску пострадавшего с опоры воздушных линий электропередачи напряжением до 20 кВ включительно».

Все работающие должны быть обеспечены по действующим нормам (ОСТ 34-70-821-86) спецодеждой, спецобувью и индивидуальными средствами защиты в соответствии с характером работ и обязаны пользоваться ими во время работы.

Весь персонал, находящийся в помещениях с действующим энергооборудованием электростанций и подстанций (за исключением щитов управления, релейных и им подобных), в закрытых распределительных установках (ЗРУ) и открытых распределительных установках (ОРУ), в колодцах, туннелях и траншеях, а также участвующий в обслуживании и капитальных ремонтах воздушных линий (ВЛ), обязан пользоваться защитными касками.

Каждый работник обязан выполнять требования настоящих Правил и, если он не может принять меры к устранению нарушений Правил, обязан немедленно сообщить вышестоящему руководству о всех замеченных им нарушениях, а также о представляющих опасность для людей неисправностях электроустановок и применяемых при работе машин, механизмов, приспособлений, инструмента и средств защиты.

При опасности возникновения несчастного случая персонал, находящийся вблизи, должен, соблюдая правила безопасности, принять меры по его предупреждению (остановить оборудование, снять напряжение и прочие), а при несчастном случае оказать также доврачебную помощь пострадавшему, сохранить по возможности обстановку на месте происшествия. О случившемся следует сообщить старшему оперативному персоналу и руководителю работ.

В электроустановках выше 1000 В работники из дежурного или оперативно-ремонтного персонала, единолично обслуживающие электроустановки, и старшие по смене должны иметь группу IV, остальные - III.

В электроустановках до 1000 В работники из дежурного или оперативно-ремонтного персонала, единолично обслуживающие электроустановки, должны иметь группу III.

Работники, не обслуживающие данные электроустановки, могут допускаться в них в сопровождении дежурного или оперативно-ремонтного персонала, имеющего группу IV в электроустановках выше 1000 В, и имеющего группу III - в электроустановках напряжением 1000 В, либо работника, имеющего право единоличного осмотра. Сопровождающий обязан следить за безопасностью людей, допущенных в электроустановки, и предупреждать их о недопущении приближаться к токоведущим частям.

При замыкании на землю в электроустановках 6-35 кВ приближаться к обнаруженному месту замыкания на расстояние менее 4 м в ЗРУ и менее 8 м в ОРУ и на ВЛ допускается только для оперативных переключений с целью ликвидации замыкания и освобождения людей, попавших под напряжение. При этом следует пользоваться электрозащитными средствами.

Отключать и включать разъединители, отделители и выключатели выше 1000 В с ручным приводом необходимо в диэлектрических перчатках.

Снимать и устанавливать предохранители следует при снятом напряжении. Под напряжением, но без нагрузки допускается снимать и устанавливать предохранители на присоединениях, в схеме которых отсутствуют коммутационные аппараты, позволяющие снять напряжение.

Под нагрузкой допускается заменять предохранители во вторичных цепях, сетях освещения и предохранители трансформаторов напряжения.

Капитальные ремонты электрооборудования выше 1000 В, а также ВЛ, независимо от напряжения, должны выполняться по технологическим картам или проекту производства работ (ППР). ППР должен быть выполнен также для производства работ на проводах (тросах) и относящихся к ним изоляторах и арматуре, расположенных выше проводов, тросов, находящихся под напряжением, а также для работ, связанных с выемкой активной части силовых трансформаторов и реакторов.

В электроустановках до 1000 В со всех сторон токоведущих частей, на которых будет проводиться работа, напряжение должно быть снято отключением коммутационных аппаратов, а при наличии в схеме предохранителей - снятием последних. При отсутствии в схеме предохранителей предотвращение ошибочного включения коммутационных аппаратов должно быть обеспечено такими мерами, как запирание рукояток привода или дверок шкафа, закрытие кнопок, установка между контактами коммутационного аппарата изолирующих накладок и другие. При снятии напряжения коммутационным аппаратом с дистанционным управлением необходимо отключить включающую катушку. На приводах разъединителей, отделителей и выключателей нагрузки, на ключах и кнопках дистанционного управления, на коммутационной аппаратуре до 1000 В (автоматы, рубильники, выключатели), при включении которых может быть подано напряжение на рабочее место, должны быть вывешены плакаты «Не включать! Работают люди». На присоединениях до 1000 В, не имеющих автоматов, выключателей или рубильников, плакаты вывешиваются у снятых предохранителей.

У разъединителей, управляемых оперативной штангой, плакаты вывешиваются на ограждениях, а у однополюсных разъединителей - на приводе каждого разъединителя.

Проверять отсутствие напряжения необходимо указателем напряжения, исправность которого перед применением должна быть установлена с помощью предназначенных для этой цели специальных приборов или приближением к токоведущим частям, расположенным поблизости и заведомо находящимся под напряжением. В электроустановках выше 1000 В пользоваться указателем напряжения необходимо в диэлектрических перчатках. В электроустановках 35 кВ и выше для проверки отсутствия напряжения можно пользоваться изолирующей штангой, прикасаясь ею несколько раз к токоведущим частям. Признаком отсутствия напряжения является отсутствие искрения и потрескивания.

Устанавливать заземления на токоведущие части необходимо непосредственно после проверки отсутствия напряжения. Переносное заземление сначала нужно присоединить к заземляющему устройству, а затем, после проверки отсутствия напряжения, установить на токоведущие части. Переносное заземление следует присоединять к токоведущим частям, и заземляющей шине (конструкции) в местах, очищенных от краски. Снимать переносное заземление необходимо в обратной последовательности: сначала снять его с токоведущих частей, а затем отсоединить от заземляющего устройства

В электроустановках выше 1000 В заземляться должны токоведущие части всех фаз (полюсов) отключенного для работ участка со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, за исключением отключенных для работ сборных шин, на которые достаточно установить одно заземление.

При работе на электродвигателе или приводимом им в движение механизме, связанным с прикосновением к токоведущим или вращающимся частям, с электродвигателя должно быть снято напряжение. Работы, не связанные с прикосновением к токоведущим или вращающимся частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, могут проводиться на работающем электродвигателе.

При работе на электродвигателе заземление может быть установлено на любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигатель с РУ (сборкой). При работе на механизме, не связанным с прикосновением к вращающимся частям, и в случае рассоединения соединительной муфты заземлять кабельную линию не требуется. Если на отключенном электродвигателе работы не проводятся или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него кабельная линия должна быть заземлена со стороны электродвигателя. В тех случаях, когда сечение жил кабеля не позволяет применять переносные заземления, допускается у электродвигателей напряжением до 1000 В заземлять кабельную линию медным проводником сечением не менее сечения жилы кабеля, либо соединять между собой жилы кабеля и изолировать их. Такое заземление и соединение жил кабеля должно учитываться в оперативной документации наравне с переносным заземлением.

Включать и отключать электродвигатели пусковой аппаратурой с приводами ручного управления необходимо в диэлектрических перчатках.

Ремонт и наладку электросхем электроприводов, не соединенных с исполнительным механизмом, регулирующих органов и запорной арматуры можно проводить по распоряжению. Их опробование осуществляет работник, давший распоряжение. Запись об этом должна быть сделана при регистрации распоряжения.

К проведению испытаний с подачей повышенного напряжения от постороннего источника может быть допущен персонал, прошедший специальную подготовку и проверку знания требований настоящего раздела. Испытания электрооборудования, в том числе и вне электроустановок (в недействующих электроустановках), на складах, территории предприятия, в поле и других), проводимые с использованием передвижной испытательной установки, должны выполняться по наряду с обязательным назначением руководителя работ. Допуск к испытаниям вне электроустановок осуществляет руководитель работ. Наряд на испытания выдает в этих случаях работник, принявший решение о необходимости их проведения и уполномоченный приказом (распоряжением) руководителя предприятия за безопасное проведение работ. Проведение испытаний в процессе монтажа или ремонта оговаривается в наряде в строке «поручается». В электроустановках до 1000 В испытания допускается выполнять по распоряжению. Испытания проводит бригада, в которой производитель работ должен иметь группу IV, член бригады - группу III, работник, выставленный для охраны - группу II. Не допускается с момента подачи напряжения на вывод испытательной установки входить в нее и выходить из нее, находиться на испытываемом оборудовании, а также прикасаться к корпусу испытательной установки, стоя на земле. После испытания оборудования со значительной емкостью (кабели, генераторы) с него должен быть снят остаточный заряд.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Рекус Г. Г. Электрооборудование производств. - М.: Высшая школа, 2005г. - 709с.

2.Поляков Г. Е., Коварский А. И. Монтаж и эксплуатация промышленного электрооборудования. - М.: Высшая школа, 1971г. - 295с.

3.Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю., Яшков В.А. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 2001г.- 335с.

4.Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1989г. - 605с.

5.Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий.- М.: Высшая школа,1986 г.- 399с.

6.Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий.- М.: Академа, 2006 г.- 357с.

7.Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981 г.- 373с.

8.Князевский Б. А. Охрана труда в электроустановках. - М.: Энергоатомиздат, 1983г. - 335с.

Размещено на Allbest.ru

...