Электроснабжение и электрооборудование прессового цеха

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входят более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. кВт; в отрасли работают более 1 млн. человек. Стратегия развития отечественной энергетики предусматривает дальнейший рост производства электроэнергии всеми электростанциями России. К 2015 г. намечается достичь годовой выработки электроэнергии 1460 млрд. кВт-ч. Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия и гражданские здания. Они расходуют более 78 % всей электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране. Ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост их энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологий во всех отраслях производств, огромное жилищное строительство выдвигают проблему рационального электроснабжения потребителей. Системой электроснабжения называют совокупность установок для выработки, распределения и потребления электроэнергии. Система распределения большого количества электроэнергии должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники.

Поэтому электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования и прогрессивных схем питания, широком применении автоматизации. Современное электрооборудование требует качественное и надежное электропитание. Получение электроэнергии требует больших материальных затрат от государства и приводит к нарушению экологии. Поэтому перед энергетикой ставится проблема экономии электроэнергии. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации. Также более экономичны сети и установки трёхфазного тока с частотой 50 Гц по сравнению с сетями и установками однофазного применения, т.к. от трехфазных сетей могут питаться как однофазные, так и трехфазные потребители. Наряду с трехфазным током в некоторых отраслях применяют постоянный ток, который получают путем выпрямления переменного тока. В большинстве случаев это электролизные установки химической промышленности и цветной металлургии, а так же железнодорожный и городской электротранспорт. В современных условиях главными задачами специалистов, осуществляющих проектирование, монтаж и эксплуатацию современных систем электроснабжения промышленных предприятий и гражданских зданий, являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, качества электроэнергии на зажимах электроприёмников, электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.



1. Общая часть

1.1 Характеристика ЭСН и ЭО прессового участка цеха, электрических нагрузок и его технологического процесса

Прессовый участок (ПУ) предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности. Он является составной частью крупного завода электроизделий.

На нем предусмотрены: станочное отделение, где размещен станочный парк; ремонтная мастерская, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Транспортные операции выполняются с помощью кран-балки и наземных электротележек.

Участок получает электроснабжение (ЭСН) от собственной трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной в пристройке здания. Распределительные устройства (РУ) потребителей ЭЭ размещены в станочном отделении. От этой же ТП получают ЭСН еще два участка с дополнительной нагрузкой каждый (S=250 кВ*А, cos f=0,8; Кп=0,5).

Количество рабочих смен - 3.

Грунт в районе здания - глина с температурой +15С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 8 и 6 м каждый.

Размеры здания А*B*H=48*30*7 м.

Перечень ЭО цеха металлорежущих станков дана в Таблице 1.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного приемника.

Расположение основного ЭО показано на плане (Рис. 1)

Рис.1

Таблица №1 Перечень ЭО прессового участка цеха.

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант 1
		Pэп, кВт	Примечание
1	2	3	4
1…3	Кузнечно-штамповочные автоматы	14,5
4…8	Прессы электромеханические	28,1
9…12	Прессы фрикционные	24,2
13	Кран-балка	9,5	ПВ = 40%
14…18	Молоты ковочные	10,2
19,20	Вентиляторы	4,5
21…26	Прессы кривошипные	15	ПВ = 60%
27,28	Насосы масляные	3,5
29,30	Наждачные станки	1,5	1-фазные
31,32	Шлифовальные станки	7,5
33,34	Сверлильные станки	3

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Таблица №2

Наименование помещений	Категории
	Взрывобезо-пасность	Пожаробезо-пасность	Электробезо-пасность	Дополнительные сведения
1	2	3	4	5
Вентиляционная	-	П-II	ПО
Инструментальная	-	-	БПО
Помещение мастера	-	-	БПО
Станочное отделение	-	-	ПО
Ремонтная мастерская	-	П-IIа	ПО
Склад заготовок	-	П-IIа	ПО
Раздевалка	-	-	БПО
Склад готовой продукции	-	П-IIa	ПО



2. Расчётно-конструкторская часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Ко 2-ой категории относятся вентиляция и освещение, все остальные

относятся к 3 категории.

Схема ПУЦ



2.2 Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

Таблица №3 Сводная ведомость нагрузок по цеху.

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость» (стр.29 [5]).

Колонки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Колонка 4: Pн.?=Pн·n, кроме РП с 1-фазными электроприёмниками и ЩО.

Определяется результат соотносится в колонку 8.

Определяется , , результат соотносится в колонки 9, 10, 11.

Определяется , , результат заносится в колонку 5, 6, 7.

Определяется результат заносится в колонку 12.

Определяется результат заносится в колонку 13.

Определяется ; ; результат заносятся в колонку 15, 16, 17.

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18

Определяется расчётная мощность КУ

кВар

Определяются фактическое значение после компенсации реактивной мощности.

По [5,cтр.127] выбирается 4*УК2-0,38-50 со ступенчатым регулированием по 25 кВар, по одной, на секцию.

Таблица №4 Сводная ведомость нагрузок.

Параметр	cos ф	tg ф	Pм,кВт	Qм,квар	Sм,кВ·А
Всего ШНН	0,58	1,24	294	272	332,7
КУ				4*50
Всего на ШНН с КУ	0,94	0,39	294	71,7	302,2
Потери			6	30,2	30,8
Всего ВН с КУ			299,6	101,9	333

Выбираем трансформатор ТМЗ-400-10/0,4 [стр.107 Таб. 5.1.2]

Д

Д

Д

Д

Д=30,8

Д

Д

Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:

Кз = Sм/Pтр = 302.2/400 = 0,75

2.3 Расчет и выбор элементов ЭСН

Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств.

Выбор лини ЭСН, характерной линии.

Таблица №5 Сводная ведомость ЭСН и электроприемников.

* Автоматы выбираются согласно условиям:

- для линии без ЭД;

- для линии с одним ЭД;

- для групповой линии с несколькими ЭД;

Где - номинальный ток автомата, А;

Iн.р - номинальный ток расцепителя, А;

Iдл - длительный ток в линии, А;

Iм - максимальный ток в линии, А;

Vн.а - номинальное напряжение автомата, В;

Vc - напряжение сети, В;

* Проводник для линии ЭСН выбираются с учётом соответствия аппарату защиты согласно условиям:

- для линии, защищённой автоматом с комбинированным расцепителем;

- для линии, защищённой только от КЗ предохранителем;

-для линии с тепловым реле;

- допустимый ток проводника, А;

- коэффициент защиты.

Принимают - 1,25 для взрыво и пожароопасных помещений; = 1 - для нормальных (неопасных) помещений; = 0.33 - предохранителей без тепловых реле в линии.

По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.

Выбираем вводной автомат (1SF)

- линия к ЭД переменного тока.

Выбираем автомат для резервной линии:



Выбираем ВА 51-39

= 630 А

В качестве РП 1 принимаем ПР 85-055 с выключателем ВА 51-31-1 и шестью полюсным выключателем.

В качестве РП 2 принимаем ПР 85-062 с выключателем ВА 51-33 и шестью полюсным выключателем.

В качестве РП 3 принимаем ПР 85-073 с выключателем ВА 51-31-1 и девятью полюсным выключателем.

В качестве РП 4 принимаем ПР 85-071 с выключателем ВА 51-33 и пятью полюсным выключателем.

В качестве РП 5 принимаем ПР 85 - 067 с выключателем ВА 51-35 с семью полюсным и выключателем.

В качестве ЩО выбираем силовой щит ОЩВ*6 с вводным автоматическим выключателем ВА 51-31-1. 63 А и 100 А и шестью однополюсными выключателями 16 А.

Для резервной линии принимаем выключатель ВА 51-31-1: , =100 А.

Характерной линией является линия наиболее загруженный электроприёмник «РП - 4» Пресс фрикционный = 81 А.



2.4 Расчёт токов КЗ и проверки элементов в характерной линии ЭСН

Рис.3

Выбор точек и расчёт КЗ.

1. Составляется схема замещения, и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчётной схемой.

2. Вычисляются сопротивления элементов и наносятся на схему замещения. (стр. 63-65 [5]).

* Для трансформатора по таблице 1.9.1 (стр. 61 [5]).

;

*Для автоматов по таблице 1.9.3. (стр. 61 [5]).

1SF

SF1

SF

*Для кабельных линий по таблице 1.9.5. (стр. 62 [5]).

КЛ1 :мОм/м

= 15,5 мОм

КЛ2 :мОм/м

= 3,52 мОм

* Для ступеней распределения по таблице 1.9.4. (стр. 62 [5]).

3. Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему(рис. 4) :

4. Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в «Свободную ведомость» (Таблица 6). (стр. 65-66 [5]).

5.Определяются коэффициенты (рис. 2) и q:



6. Определяются 3-фазные и 2-фазные точки КЗ и заносятся в «Ведомость» »(стр. 66 [5]).

8,6 кА

кА

Таблица №6 Сводная ведомость токов КЗ.

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм	Rк/Xк	Kу	q	, кА	, кА	кА	кА	кА
К1	20,7	17,2	26,9	1,2	1,0	1	8,6	12,1	8,6	7,4	15	2,9
К2	56,4	17,8	59,1	3,1	1,0	1	3,7	5,2	3,7	3,2	66,1	1,6
К3	61,9	19,6	61,9	3,1	1,0	1	3,3	4,6	3,3	2,8	71,1	1,5



Составляется схема замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ (рис. 4) и определяются сопротивления

Рис.4

Для кабельных линий (стр. 67 [5]).

мОм



Проверка элементов по токам.

1. Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяются: (стр. 72-73 [5]).

* на надёжность срабатывания:

1SF ; 2,9 > 0,63·3 кА;

SF1 ; 1,6 > 0,4·3 кА;

SF 1,5 > 0.08·3 кА;

Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

* на отключающую способность:

1SF 25 > 1,41 ·8,6

1SF 25 > 1,41·3,7

1SF 25 > 1,41·3,3

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь;

*на отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе = каждого автомата:

(для ЭД);

(для РУ);

2. Согласно условиям проводники проверяются на термическую стойкость:

КЛ (ШНН-ШМА): 3*3*25 > 24,3

КЛ (ШНН-Н): 140 > 16,2

38>14

где -термический коэффицент.

*на соответствие выбранному аппарату защиты:

Учтено при выборе сечения проводника

Определение потери напряжения.

Составляется расчетная схема для потерь напряжения и наносятся необходимые данные.

Учтено при выборе сечения проводника:

Рис.5

Так как токи участков известны, то наиболее целесообразно выбрать вариант расчета Д по токам участков.(стр. 74 [5]).

Д

ДV= Д+=1,28%



3. Составление ведомостей монтируемого ЭО и электромонтажных работ

Таблица №7 Ведомость монтируемого ЭО.

№ п/п	Наименование ЭО	Тип, марка	Ед. Изм.	n	Доп. Свед.
1	2	3	4	5	6
1	Трансформатор	ТМ3 400-10/0,4	шт.	1
2	Конд. уст-ка	4*УК 2-0,38-50	шт.	4
3	Кабели	АВВГ 4 - 25	м.	119

Таблица №8 Ведомость физических объемов электромонтажных работ.

№ п/п	Виды работ	Тип, марка	Ед. Изм.	n	Доп. Свед.
1	2	3	4	5	6
1	Монтаж тр-ра	ТМ3 400-10/0,4	шт.	1
2	Монтаж КУ	4*УК 2-0,38-50	шт.	4
3	Площадка КЛ	---	м.	201



4.Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

допуск к работе;

Ответственными за безопасное ведение работ являются:

выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ,выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

ответственный руководитель работ;

допускающий;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:

произведены необходимые отключения и приняты меры, присутствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;

на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;

проверено отсутствие напряжение на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

установлено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);

вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.



Заключение

Разработан проект ЭСН и ЭО прессового участка цеха.

В качестве силового трансформатора выбран трансформатор ТМЗ-400-10/0,4.

Для компенсации реактивной мощности была рассчитана и принята конденсаторная установка 4*УК 2-0,38-50

Рассчитаны и выбраны аппараты защиты, распределительный пункт и линии эл. питания. Для характерной линии рассчитаны токи КЗ проверка устройств защиты, и проверка цепи на соответствие по потерям напряжения.

Коэффициент загрузки трансформатора равен: Кз = 0,75



Литература

электроснабжение нагрузка цех трансформатор

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. - М.:Омега-Л, 2006.

Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. - М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2009.

Конюхова Е.А. - Электроснабжение объектов - М.: Мастерство, 2002.

Липкин Б.Ю. - Электроснабжение промышленных предприятий и установок - М.: Высшая школа, 1990.

Шеховцов В. П. - Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования с примерами решений задач - М.: ФОРУМ-ИНФА-М, 2010.

Размещено на Allbest.ru

...