Электрооборудование механического цеха тяжелого машиностроения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Организация работы механических цехов зависит от конструктивных и технологических особенностей выпускаемых изделий, типа производства и годового выпуска изделий. В зависимости от этих факторов организуются либо самостоятельные механические цехи, либо вспомогательные цехи, выполняющие заказы основных цехов.

Механический цех тяжелого машиностроения работает на основе максимального учета новейших достижений науки и техники в данной отрасли производства. В цехе применяются наиболее прогрессивные технологические процессы, высокопроизводительное оборудование, средства механизации и автоматизации производственных процессов, а также передовые формы организации и управление с применением автоматизированных систем.

Главной задачей при проектировании и реконструкции как механических, так и всех других производственных цехов является обеспечение того, чтобы ко времени ввода в действие они оказались технически передовыми, имели высокие показатели по производительности труда, себестоимости и качеству продукции и отвечали современным требованиям по условиям труда.

Повышение производительности труда и рентабельности механосборочного производства достигается, в частности уменьшением объемов механической обработки на основе применения качественных и точных заготовок, полученных прогрессивными методами

Основной предпосылкой повышения уровня организации и оснащения производства является ускорение технологической подготовки производства, что особенно необходимо в настоящее время в связи с быстрой сменой моделей изготовляемых машин.

Современный специалист должен обладать достаточными знаниями, чтобы самостоятельно принимать грамотные решения при эксплуатации общепромышленных механизмов, понимать специфические особенности средств механизации и автоматизации.

1. Общая часть

1.1 Назначение и краткая характеристика электрооборудования механического цеха тяжелого машиностроения

Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий.

Он является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет подготовительные операции (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках.

Для этой цели установлено основное оборудование: обдирочные, шлифовальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

МЦТМ получает электроснабжение от ГПП завода. Расстояние от ГПП до цеховой ТП -1,2 км. Напряжение- 10 кВ. Количество рабочих смен -2.

Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН, работают в нормальной окружающей среде. Грунт в районе цеха - песок с температурой +20 С.

Каркас здания МЦТМ смонтирован из блоков-секций длиной 6м каждый. Размеры цеха А х В х Н = 48 х 30 х 9м. Вспомогательные, бытовые и служебные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования дан в таблице 1.1. Мощность электропотребления указана для одного электроприёмника.

Все оборудование механического цеха тяжелого машиностроения условно можно разделить на три группы:

- металлообрабатывающие станки;

- вентиляционные установки;

- подъемно-транспортные установки.

Табл. 1.1 Перечень электрооборудования механического цеха тяжелого машиностроения

№ на плане	Наименование ЭО	Кол-во, шт.	Рн, кВт	Примечание
1…5	Шлифовальные станки	5	88,5
6,16,18…20	Обдирочные станки типа РТ-341	5	45
17	Кран мостовой	1	60 кВА
21,22,23, 29,30,31	Обдирочные станки типа РТ-250	6	35
24-28,34-36	Анодно-механические станки типа МЭ-31	8	18,4
7-15	Анодно-механические станки типа МЭ-12	9	10
32	Вентилятор вытяжной	5	28
33	Вентилятор приточный	5	30

Металлообрабатывающие станки

Все металлообрабатывающие станки по принципу воздействия на обрабатываемый материал классифицируются как:

- металлорежущие (резание),

- кузнечно-прессовые (удар и давление),

- электротехнологические (электрическая энергия, преобразованная в другие виды энергии).

Металлорежущие станки предназначены для механической обработки металлов режущими инструментами. В настоящее время имеют наиболее широкое применение на производстве.

Вентиляционные установки

Вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.

Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (кондиционеры, общецеховая система вентиляции).

Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.

Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к переодическому контролю за установками и плановой профилактике.

Подъемно-транспортные установки.

Для эффективной работы производства необходимы подъемно-транспортные установки различного назначения и различного конструктивного исполнения.

Основными из них являются:

- подвесные (тельферы) и наземные электротележки (электрокары),

- конвейеры (транспортеры),

- мостовые краны,

- лифты грузовые и пассажирские.

На территории механического цеха тяжелого машиностроения эксплуатируется один мостовой кран. Краны -- это грузоподъемные устройства, предназначенные для вертикального и горизонтального перемещения на небольшие расстояния достаточно тяжелых грузов.

1.2 Классификация помещений по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности

Среда производственных и бытовых помещений, в которых находятся электрические сети и оборудования, может разрушительно действовать на изоляцию, чем увеличивает опасность поражения человека электрическим током. Поэтому все помещения промышленных предприятий можно классифицировать по пожаробезопасности, взрывобезопасности и электробезопасности на следующие категории.

Взрывоопасная зона - помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны, согласно ПУЭ, классифицируются на классы B-I,В-Iа,В-Iб,В-Iг,В-II,В-IIа.

В - I - Выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, способные образовать с воздухом в помещении взрывоопасную смесь при нормальном режиме работы;

В - Iа - То же, но при аварии или неисправности;

В - Iб- возможно образование смеси с большой взрывной концентрацией(15 % и более) или водорода при аварии или неисправности в помещении (например, аммиачные КУ, электролизные, зарядные и т.п.);

В-Iг - возможно образование взрывоопасной смеси на открытом воздухе (выбросы технологических установок, резервуары и открытые пространства с горючими жидкостями);

В- II - возможно образование взрывоопасной смеси в помещении из взвешенных частиц ( пыль, волокна) и воздуха в нормальных условиях;

В-IIа - то же, но при аварии или неисправности;

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях. Классификация пожароопасных зон: П-I, П-II, П- IIа, П- III.

П- I - образует горючие жидкости с температурой вспышки более 61 С( склады минеральных масел и установки регенерации) внутри помещений;

П-II -выделяются горючие пыль или волокна с концентрацией воспламенения к объёму воздуха более 65 г/м;

П-IIа - образуются твёрдые горячие вещества (склады);

П-III -образуются горючие жидкости с температурой вспышки более 61 С или твёрдые горючие вещества вне помещений ( склады минеральных масел, угля, торфа, дерева).

Электробезопасность - по степени опасности поражения электрическим током помещения классифицируются на :

- помещения без повышенной опасности;

- помещения с повышенной опасностью;

- особо опасные помещения.

К помещениям без повышенной опасности относятся сухие. Беспыльные помещения, с нормальной температурой воздуха, изолирующими полами (жилые комнаты, конторы, лаборатории, некоторые производственные помещения).

К помещениям с повышенной опасностью относятся помещения мастерских, агрегатных, где имеются токопроводящие полы и возможность одновременного прикосновения к корпусу электрооборудования.

К особо опасным помещениям относятся помещения для которых характерно наличие одновременно двух и более условий для помещений с повышенной опасностью или наличие особой сырости с химически активной средой. К таким помещениям относится большая часть производственных помещений цехов, электростанций, водонасосных станций.

Классифицируем помещения механического цеха тяжелого машиностроения по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности, согласно ПУЭ (таблица 1.2).

Таблица 1.2 Классификация помещений по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности

Наименование помещений	Категории
	взрывобезопасности	пожаробезопасности	электробезопасности
Вентиляторное помещение	В-IIа	П-IIа	ПО
Комната отдыха	-	-	БПО
Бытовое отделение	-	-	БПО
Контора	-	-	БПО
Склад	-	П-IIа	БПО
Станочное отделение	В-II	П-IIа	ПО
ТП	В-IIа	П-IIа	ПО
Инструментальное отделение	В-IIа	П-IIа	ПО

1.3 Описание работы электрооборудования и электрической схемы вентиляционной установки

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов (дымососы), воздуходувки- для подачи воздуха в котельных и других установках при различных технологических процессов. Вентиляторы создают перепад давления от 0,001 до 0,01 МН/мІ (0,01-0,1 ат), воздуходувки подают воздух под давлением от 0,11 до 0,4 МН/мІ (от 1,1 до 4 ат). По конструкции вентиляторы делятся на центробежные и осевые и выпускаются в нескольких исполнениях в зависимости то направления выхода воздуха (вверх, вниз, горизонтально) и направления вращения.

Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.

Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (кондиционеры, общецеховая система вентиляции).

Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.

Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к периодическому контролю за установками и плановой профилактике.

Основным параметром регулирования таких установок, на который надо воздействовать, является угловая скорость приводного электродвигателя. Это наглядно представлено на рис. 1.1.

Процесс регулирования сводится к изменению количество воздуха (газа) на выходе вентиляционной установки.

Производительность ВУ можно регулировать следующими способами:

* изменением скорости приводного ЭД (для среднего диапазона регулирования),

*изменением количества работающих вентиляторов на общую магистраль (для широкого диапазона регулирования),

*изменением сопротивления воздушной магистрали,

*поворотом лопастей рабочего колеса.

Рис. 1.1 Зависимости центробежных вентиляторов

На производстве применяется, в основном первые два способа, так как они наиболее эффективны.

Регулятор температуры является основным устройством поддержания заданной температуры в помещении изменением расхода воздуха.

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, выполняются осевыми или центробежными. Центробежные и осевые вентиляторы отличаются конструкцией воздушной полости и расположением приводного электродвигателя. У центробежных воздушная полость выполнена в виде «улитки» при расположении ЭД вне этой полости, а у осевого - ЭД расположен внутри воздушной полости (раструба), что обеспечивает его охлаждение потоком воздуха.

Общий вид центробежного и осевого вентиляторов представлен на рис. 1.2.

Рабочее колесо центробежного вентилятора расположено в корпусе эксцентрично, что позволяет повысить давление на напоре.

Рабочее колесо осевого вентилятора по форме сходно с воздушным или гребным винтом, которые создают тягу (поток) воздуха через раструб.

Рис. 1.2 Общий вид центробежного (А) и осевого (Б) вентиляторов

На предприятиях наибольшее распространение получили центробежные вентиляторы, для которых характерны следующие зависимости:

Q = C1 щ, M = C2 щІ, P = C3щі ,

где Q- производительность вентилятора, мі/с;

M- момент на валу вентилятора, H·м;

P- статическая мощность на валу вентилятора, кВт;

С1, С2, С3- постоянные коэффициенты;

щ- угловая скорость вентилятора (двигателя), рад/с.

Зависимость P = F(щі) представляет собой кубическую параболу и называется «вентиляторной характеристикой».

Вентиляционная секция обеспечивает микроклимат и чистоту воздушной среды цеха. Вытяжная вентиляция в механосборочном производстве может иметь различные применения:

а) как обычная вентиляция для обмена воздуха и удаления пыли из конторских и производственных помещений;

б) в системе кондиционирования для отбора и подготовки воздуха перед подачей его в помещения с искусственным климатом;

в) в отделениях восстановления инструментов, полирования деталей и т. п.;

г) для удаления абразивной пыли из зоны шлифования;

д) в сборочных цехах для централизованного отсоса и удаления пыли и грязи с деталей и узлов в процессе сборки изделия;

е) в механических цехах для отсоса пыли и грязи, а также удаления мелкой стружки от металлорежущих станков.

Повседневный надзор за работой вентиляционных установок осуществляется дежурные слесари, которые обязаны ежемесячно проверять техническую исправность вентиляционного оборудования, камер и воздуховодов, а также правильность положения регулирующих устройств. Они проводят планово-предупредительный ремонт, регулировку температуры, а в необходимых случаях влажности приточного воздуха и воздуха в вентилируемых помещениях в соответствии с рабочими инструкциями.

В каждом цехе должен быть заведен журнал обслуживания вентиляционных установок. На каждую вентиляционную установку должны быть заведены паспорт по установленной форме и ремонтная карта. Главной задачей организованного в помещении воздухообмена является обеспечение оптимальных параметров микроклимата. Основные документы, согласно которым проектируется вентиляция, - СНИП 41-01-2003 и ГОСТ 12.1.005-76. Вентиляция предприятий, помимо поддержания температурного режима, должна обеспечивать значения концентрации пыли, влаги вредных аэрозолей или газов на рабочем месте в пределах допустимых. При этом специфика промышленности и применяемого оборудования, параметры здания формируют определенные требования к вентиляции производственных помещений.

В механическом цехе тяжелого машиностроения для обработки металлических заготовок эксплуатируются шлифовальные, обдирочные и анодно-механические станки. При работе на таком оборудовании воздух насыщается мелкой металлической пылью, идет дополнительное излучение тепла от двигателей станков и зоны резания. Применяемые в процессе механообработки охлаждающие жидкости и машинное масло в виде пара и аэрозолей загрязняют атмосферу помещения. Поэтому вентиляция механических цехов - обязательна.

Вентиляция и отопление производственных помещений для механического цеха зачастую совмещены в единую систему. Вентиляция механического цеха тяжелого машиностроения осуществляется за счет притока чистого воздуха, который подается из верхней части здания, а также местными вытяжками. Для обеспечения нормальных параметров микроклимата вытяжные элементы (местная вентиляция) обязательно устанавливаются над шлифовальными и обдирочными станками. Кроме того, это оборудование должно также быть снабжено пылеуловителями (защитным кожухом или отсасывающей воронкой). Также вытяжки должны быть смонтированы над ваннами для мытья изделий и баками с эмульсиями различного назначения.

Рассмотрим работу принципиальной электрической схемы управления электроприводом вентиляционной установки:

Назначение. Для пуска, управления и защиты силовой цепи и цепей управления вентиляционной установки (ВУ).

Вентиляционная установка предназначена для проветривания производственных помещений (ПП) и поддерживания температуры в заданных пределах (T зад °C).

Основные элементы схемы

М1, М2, и М3, М4- приводные асинхронные двигатели с КЗ- ротором вентиляторов 1 и 2 групп.

КМ1, КМ2, КМ3, КМ6- контакторы: малой, средней и большой скорости и линейный.

КМ4- контактор подключения 2 группы вентиляторов.

КМ5- контактор отключения всех вентиляторов в «автоматическом» режиме управления при T°C << T зад °C.

Т- автотрансформатор, для регулирования напряжения на статорах АД вентиляторов с целью изменения их скорости.

Органы управления.

SA1- универсальный переключатель, для выбора способа управления («А»- автоматическое, «О»- отключено, «Р»- ручное).

SA2- переключатель контакторов скоростей при «ручном» управлении вентиляторов («О»- отключено, «М»- малая скорость, «С»- средняя скорость, «Б»- большая скорость).

АК1 (КСС1 и КСТ2)- регулятор температуры с выходными реле, для «автоматического» управления вентиляторами при малых отклонениях температуры воздуха в помещении от T зад °C (Т1°C > T зад °C> Т2°C).

АК2 (КСС3 и КСТ4)- регулятор температуры с выходными реле, для «автоматического» управления вентиляторами при больших отклонениях температуры воздуха в помещении от T зад °C (Т3°C >> T зад °C >> Т4°C).

Режимы работы:

SA1- «А»- «автоматическое» управление, основной режим.

SA1-«Р»- «ручное» управление, резервный режим.

Работа схемы

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (включены QF5, QF1, QF2, QF3, QF4).

Т пом °C= T зад °C.

Органы управления установлены: SA2- «0», SA3-«1», SA1-«А».

При этом: АК1 и АК2 подключены; КСС1, КСТ2, КСС3, КСТ4, v.

КМ5, КМ2^- собирается цепь КМ (КМ5, КМ2:4),

- отпайки Т переключаются на среднюю скорость (КМ2:1…3).

КМ6^- через Т к сети подключаются М1 и М2 (КМ6:1…3),пускаются.

Вентиляторы 1 и 2 работают на средней скорости и проветривают производственное помещение со средней интенсивностью (производительностью).

Автоматическое управление.

Т1= Т пом °C> T зад °C.

КСС1 ^ - блокируются цепи КМ1 (КСС1:1) и КМ2 (КСС1:2),

- готовится цепь КМ3 (КСС1:3).

КМ2v- собирается цепь КМ3 (КМ2:6),

- размыкается цепь отпаек Т (КМ2:1…3),

- размыкается цепь КМ6 кратковременно (КМ2:4),

- готовится цепь КМ1 (КМ2:5),

Примечание- Ввиду быстротечности процесса и наличия остаточного магнетизма КМ6 не потеряет питание, поэтому Т будет подключен к сети (КМ6:1…3).

КМ3^- М1, М2 перейдут на БС (КМ3:1…3),

- восстанавливается цепь питания КМ6 (КМ3:4).

Вентиляторы 1 и 2 работают на большой скорости и проветривают помещение с максимальной интенсивностью (производительностью).

Примечание: Если оба вентилятора справляются, то температура в помещении будет снижаться, а при Т пом °C= T зад °C, вентиляционная установка вернется в исходное состояние.

Если оба вентилятора не справляются, то Т пом °C будет увеличиваться.

Т3= Т пом °C>> T зад °C.

КСС3^- собирается цепь КМ4 (КСС3).

КМ4^- подключается 2 группа вентиляторов (КМ4:1…3).

Вентиляционная установка работает на большой скорости, помещение проветривается с максимальной интенсивностью (номинальной производительностью).

Примечание: Если вентиляционная установка справляется, то Т пом °C будет снижаться и при достижении T зад °C она вернется в исходное состояние.

Т2= Т пом °C< T зад °C.

КСТ2^- блокируются цепи КМ2 (КСТ2:2) и КМ3 (КСТ2:3),

- готовится цепь КМ1 (КСТ2:1),

КМ2v- размыкается цепь отпаек Т (КМ2:1…3),

- размыкается цепь КМ6 кратковременно (КМ2:4),

- собирается цепь КМ1 (КМ2:5).

КМ1- М1, М2 перейдут на МС (КМ1:1…3),

- восстанавливается цепь питания КМ6 (КМ1:4).

Вентиляторы 1 группы работают на МС (малой скорости) и проветривают помещение с наименьшей интенсивностью (производительностью).

Примечание: Если оба вентилятора справляются, то Тпом °C будет повышаться, а при Т пом °C= T зад °C, вентиляционная установка вернется в исходное состояние.

Если вентиляторы не справляются, то Т°C будет снижаться.

Т4= Т пом °C<< T зад °C.

КСТ4^- размыкается цепь КМ5 (КСТ4).

КМ5v- размыкается цепь КМ6 (КМ5).

КМ6v- отключаются от сети Т и М1, М2 (КМ6:1…3).

Вентиляционная установка остановлена, находится в ждущем режиме. По мере повышения Т пом °C включится на МС, а при Т пом °C= T зад °C вернется в исходное состояние.

Ручное управление.

Применяется при выходе из строя автоматики, которая отключается.

При этом:

Устанавливают: SA1- «Р».

Управление скоростями от SA2 («О»- «М»- «С»- «Б») последовательной установкой в соотвествующее положение.

Подключения 2 группы вентиляторов SA3-«2».

Элементы цепей при включении и отключении срабатывают аналогично.

Контроль Т пом °C визуально по показаниям контрольно-измерительных приборов.

Ручное управление возможно как дистанционно, так и с местного поста.

Защита блокировки.

-Силовая сеть вентиляционной установки от токов КЗ (QF5 с максимальным расцепителем),

-М от токов КЗ и перегрузок (QF1…QF4 с комбинированными расцепителями),

- цепи управления от токов КЗ (FU),

- во избежании КЗ отдельных частей обмоток Т цепи контактов, срабатывание которых не требуется, блокируются, что исключает одновременное включение двух контакторов КМ1 (КМ2:5, КМ3:5), КМ2 (КМ1:5, КМ3:6), КМ3 (КМ1:6, КМ2:6).

Питание цепей.

3~380 В, 50 Гц- силовая сеть.

1~220 В, 50 Гц- цепи управления.

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения механического цеха тяжёлого машиностроения

Надежность электропитания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных элементов системы электроснабжения (линий, трансформаторов, электрических аппаратов и др.). Для выбора схемы и системы построения электрической сети необходимо учитывать мощность и число потребителей, уровень надежности электроснабжения не потребителей в целом, а входящих в их состав отдельных электроприемников.

Надежность электроснабжения -- способность системы электроснабжения обеспечить предприятие электроэнергией хорошего качества, без срыва плана производства и не допускать аварийных перерывов в электроснабжении.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников 1 категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники П категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

Согласно ПУЭ, электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 1 сутки.

Механический цех тяжелого машиностроения по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. Выбираем трансформаторную подстанцию с двумя трансформаторами и смешанную схему электроснабжения. К шинам низшего напряжения Т-1 подключены через вводные выключатели ПР-1, ПР-3, а к шинам низшего напряжения Т-2 подключены ПР-2, ПР-4, ПР-5, ЩО.

ПР-1 через линейные выключатели запитывает электроприемники

№ 17, 24, 25, 26, 27, 28, 32, 33, 34, 35, 36;

ПР-2 - электроприемники № 1, 2, 7, 8, 9, 10, 11;

ПР-3 - электроприемники № 3, 4, 5, 6, 12, 13, 16;

ПР-4 - электроприемник № 14, 15, 18, 19, 20;

ПР-5 - электроприемник № 21, 22, 23, 29, 30, 31;

2.2 Расчет электрических нагрузок механического цеха тяжелого машиностроения

Основной метод расчета электрических нагрузок - метод упорядоченных диаграмм, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм ) расчетных нагрузок группы электроприемников.

Расчёт электрических нагрузок цеха производится Рм = Км Рсм ;

Qм = Км' Qсм ; Sм= ,

где Рм - максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм - максимальная реактивная нагрузка, квар;

Sм - максимальная полная нагрузка, кВА;

Км - коэффициент максимума активной нагрузки, определяется по (4, табл.1.5.3) и зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников;

Км' - коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Qсм - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, квар.

; Qсм = Р см tgц,

где Ки - коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации (4, табл. 1.5.1);

Рн - номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tgц - коэффициент реактивной мощности;

nэ = F(n, m, Ки ср, Рн) - эффективное число электроприемников, может быть определено по упрощенным вариантам (4, табл.1.5.2);

Ки ср - средний коэффициент использования группы электроприемников,

Средний коэффициент мощности cosц и средний коэффициент реактивной мощности tgц.

;

m - показатель силовой сборки в группе

m = Рн нб / Рн нм ,

где Рн нб , Рн нм - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе.

В соответствии с практикой проектирования принимается Км' = 1,1 при nэ < 10; Км' = 1 при nэ > 10.

Производим расчет нагрузок и составляем сводную ведомость нагрузок по механическому цеху серийного производства в табличной форме (Приложение 1 «Сводная ведомость нагрузок»).

Записываем наименование групп электроприемников и узлов питания в графу 1.

Записываем мощность электроприемников и узлов питания (Рн) в графу 2.

Записываем количество электроприемников для групп и узла питания (n) в графу 3

Для групп приемников и узла питания заносятся суммарная номинальная мощность (Рн? ) в графу 4

?Рн =

Записываем коэффициент использования электроприемников (Ки) в графу 5

В графы 6 и 7 для групп приемников записываются tgц. и cosц. [определяется по 7, c.24, табл.1.5.1].

Для групп приемников записывается показатель силовой сборки в группе в графу 8

Записываем среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену (Рсм) в графу 9

В графу 10 записываем среднюю реактивную мощность за наиболее загруженную смену (Qсм):

Записывается средняя нагрузка за наиболее загруженную смену (Sсм) в графу 11

S=

Записывается эффективное число электроприемников в графу 12.

Записывается коэффициент максимума активной нагрузки в графу 13.

Записывается коэффициент максимума реактивной нагрузки. Км' в графу 14

В графу 15 записывается максимальная активная мощность Рм, определяемая по формуле:

электрооборудование механический цех машиностроение

УРм=Км•УРсм ,

где Pм - максимальная активная нагрузка,( кВт)

Kм - коэффициент максимума активной нагрузки

Записывается максимальная реактивную мощность Qм, в графу 16.

Записывается в графе 17 максимальная полная мощность Sм, определяемая по формуле:

УSм=

В графе 18 записывается максимальный ток Iм, определяемый по

Рассчитываем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену:

; Qсм=Рсм*tgц; S=

Произведем расчет нагрузок на ПР-1

№17 кран:

Р = 60 кВт; УР = 60кВт; Ки = 0,17; Рсм = Ки ? Рн

tgц = 1,73 Qсм = tgц ? Рсм

Рсм = 0,17 ? 60 = 10,2 кВт; S=

Qсм = 1,73 ? 10,2 = 17,6 квар;

S = 20,3 кВА

№24,25,26,27,28,34, 35,36 анодно-механические станки:

Р = 18,4 кВА;

Ки = 0,5; tgц = 1,17;

Рсм = 0,5 * 18,4 = 9,2 кВт;

Qсм = 1,17 * 9,2 = 10,8 кВАр;

S = 14,2 кВА;

№32 вентилятор вытяжной:

Р = 28 кВА;

Ки = 0,7; tgц = 0,8;

Рсм = 0,7 * 28 = 19,6 кВт;

Qсм = 0,8 * 19,6 = 14,7 кВАр;

S = 24,5 кВА

№33 вентилятор приточный:

Р = 30 кВт;

Ки = 0,7; tgц = 0,8;

Рсм = 0,7 * 30 = 21 кВт;

Qсм = 0.8 * 21 = 15.75 кВАр;

S = 26,25 кВА.

Находим суммарные расчетные значения мощностей по ПР - 1 и данные заносим в графы 7 - 11 табл. 2.1

Рассчитываем средний коэффициент использования группы электроприемников:

Ки ср = 124,4/265,2 = 0,41

Аналогично делаем расчеты для ПР - 2, ПР - 3, ПР - 4,ПР - 5, ЩО

Рщо= Руст х S

S = А х В - размеры цеха

S = 48 х 30 = 1440 м2

Рщо = 10 х 1440 = 14400 Вт = 14,4 кВт

Определяем потери в трансформаторе:

Рт = 0,02 Sнн = 0,02 * 1035,5 = 20,71 кВт;

Qт = 0,1 Sнн = 0,1 * 1035,5 = 103,55 кВАр;

Sт =; Sт = 20,712 + 103,552 = 105,6 кВА.

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь

Sт > Sр = 0,7 Sвн = 0,7 * 1141,1 = 798,8 кВА.

По [5, c. 100, табл.6.1] выбираем 2 трехфазных масляных трансформатора типа

ТМ - 1000/ 10/ 0,4: Р = 1000 кВА;

U1н = 10 кВ;

U2н = 0,4 кВ;

Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:

Кз = Sнн/ Sт,

Кз = 10355,5 / 2*1000 = 0,51

Окончательный выбор трансформатора сделаем с учетом компенсирующих устройств.

2.3 Расчет компенсирующих устройств, выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требует увеличение номинальной мощности или числа трансформаторов, снижает пропускную способность всей системы электроснабжения.

Меры по снижению реактивной мощности:

- естественная компенсация без применения специальных компенсирующих устройств;

- искусственные меры с применением компенсирующих устройств.

К естественной компенсации относятся:

- упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию графика нагрузки;

- создание рациональной схемы электроснабжения за счет уменьшения количества ступеней трансформации;

- замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами и двигателями меньшей мощности и их полная загрузка;

- применение синхронных двигателей вместо асинхронных; ограничение продолжительности холостого хода двигателей и сварочных аппаратов.

К техническим средствам компенсации реактивной мощности относятся:

- конденсаторные батареи;

- синхронные двигатели (СД);

- вентильные статические источники реактивной мощности.

Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели и индукционные печи.

Конденсаторы по сравнению с СД обладают следующими преимуществами: простотой эксплуатации вследствие отсутствия вращающихся частей; простотой монтажных работ вследствие малой массы; малыми потерями активной мощности на выработку реактивной (2,5...5 Вт/квар). К недостаткам конденсаторов относят: зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения, недостаточную стойкость токам КЗ и перенапряжениям, чувствительность к искажениям формы кривой подводимого напряжения, невозможность плавного изменения мощности конденсаторной установки.

Исходные данные для выбора компенсирующего устройства приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Нагрузки на шинах низшего напряжения без компенсирующего устройства

Параметр	cosц	tgц	Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0,69	0,72	656	754,75	1141,1

Для выбора компенсирующих устройств определяем расчетную мощность КУ:

где Qкр - расчетная мощность КУ, квар;

- коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным способом, принимается 0,9;

tgц, tgцk -коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Принимается cos цk = 0,95, тогда tgц k = 0,33

Qкр = 0,9 *656* (0,72 - 0,33) = 230 кВАр.

По [4, c. 230, табл. 31.24) выбираем 5 конденсаторов типа КСК1 - 0,38 - 50 - 3УЗ мощностью 50 квар каждый, тогда Qкр = 5 х 50= 250 кВАр.

Определяем фактические значения cosцk и tgцk после компенсации реактивной мощности

tgцk = tgц - Qкр/ Pм,;

tgцk = 0,72 х 250/0,9х656 = 0,36; тогда cosцk = 0,94.

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.2.

Определяем потери в трансформаторе, результаты заносим в таблицу 2.2.

Рт = 0,02 Sнн = 0,02 *575,8 = 11.5 кВт;

Qт = 0,1 Sнн = 0,1 х 575,8 = 57,58 кВАр;

Sт = 58,7 кВА;

Таблица 2.2 Нагрузки на шинах высшего напряжения с компенсирующем устройством

Параметр	cosц	tgц	Pм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0,69	0,72	656	754,75	1141.1
КУ				5 х 50
Всего на НН с КУ	0,94	0,36	656	504,75	575,8
Потери			11,5	57,58	58,7
Всего на ВН с КУ			667,5	562,33	872

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь

Sт > Sр = 0,7 Sвн = 0,7 * 872 = 610,9 кВА.

По [5, c. 100, табл.6.1] выбираем трехфазный масляный трансформатор типа

ТМ - 630/ 10 / 0,4: Р = 630 кВА U1н = 10 кВ U2н = 0,4 кВ;

Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:

Кз = Sнн/ Sт;

Кз = 575,8 /2* 630 = 0,47

что соответствует рекомендованным значениям.

2.4 Расчет, выбор и проверка аппаратов защиты электрооборудования механического цеха тяжёлого машиностроения

Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств.

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой, что приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала. Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок. Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии. Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые. Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках, электромагнитные - при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при КЗ.

Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:

- для линии без ЭД - Iн.а.? Iн.р.; Iн.р.? Iдл

- для линии с одним ЭД - Iн.а.? Iн.р.; Iн.р.? 1,25Iдл

- для групповой линии с несколькими ЭД - Iн.а.? Iн.р.; Iн.р.? 1,1Iдл

Аппараты защиты проверяют [по 7, c 67]:

1. на надежность срабатывания, согласно условиям:

Iк ? 1,4 Iо (для автоматов с расцепителем на Iн.а ? 100 А);

Iк ? 1,25 Iо (для автоматов с расцепителем на Iн.а 100 А);

2. на отключающую способность, согласно условию: Iоткл ? 2I

3. на отстройку от пусковых токов, согласно условиям:

Iо ? Iп (для электродвигателей);

Iо ? Iпик (для распределительного устройства с группой ЭД).

Проверяем выбранный аппарат защиты согласно условию 3.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя и реверса. В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемый электродвигатель от перегрузки. Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитной системой, в который дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы цепи ЭД.

Производим расчет и выбор распределительного пункта ПР-1, ПР-2,ПР-3,ПР-4, ПР-5, ЩО вводных и фидерных выключателей:

Исходные данные из приложения 1 «Сводная ведомость нагрузок» табл. 2.1.

Линия Т1 -I СШ - 1SF (без ЭД)

Iт = Sт/v3Uн. = 630/ 1,73*0,38 = 954,5 А

Iн.а. ? Iн.р; Iн.р. ? Iт = 1000 А

Аналогично выбираем для линии Т2-IIСШ- 2SF

Выбираем ВА 53-41 [7, таблица А.6. с.184]

Iн.а. = 1000 А

Iн.р. = 1000 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р.

Iэмр = 7 Iн.р.

Iотк. = 25 кА

Линия 1 CШ - ПР-1 - QF - 1 (с группой ЭД)

Iн.а. ? Iн.р; Iн.р. ? 1,1* Iм

Iм = 332,5

Iн.р. = 1,1 х 332,5 = 365,75 А

Iн.а. = 400 А

Выбираем автомат ВА 53-39-3

Iн.а. = 400 А

Iн.р. = 400 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 332,5 = 415,6 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 332,5 = 997,5 А

Данные заносим в табл. 2,2 производим расчет для АВ поз 24,25,26,27,28,34,35,36

Iн.р = 1,1 х 27,8 = 30,58 А

Выбираем АВ серии ВА 51 - 31 3 с данными

Iн.а. = 100 А

Iн.р. = 31,5 А

Iт.р. = 1,35 Iн.р. = 1,35 х 31,5 = 42,25 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 31,5 = 94,5 А

Рассчитываем и выбираем АВ поз 32

Iм = 42,4 А

Iн.р. = 1,1 х 42,4 = 46,64 А

Выбираем АВ серии ВА - 51 - 31 - 3

Iн.а. = 100 А

Iн.р. = 50 А

Iт.р. = 1,35 Iн.р. = 1,35 х 31,5 = 42,52 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 31,5 = 94,5 А

Выбираем АВ для позиции 33

Iм = 45,5 А

Iн.р. = 1,1 х 45,5 = 50,05 А

Выбираем АВ серии ВА - 51 -31- 3

Iн.а. = 100 А

Iн.р. = 63 А

Iт.р. = 1,35 Iн.р. = 1,35 х 63 = 85,05 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 63 = 189 А

Выбираем для ПР - 1,ПР - 2, ПР - 3, ПР - 4, ПР - 5 распределительные пункты типа: ПР - 85 - 7 - 144 - 21 - УЗ

Линия 1 СШ - ПР - З - QF - 3

Выбираем вводной АВ для ПР - 3

Iн.а. ? Iн.р; Iн.р. ? 1,1* Iм

Iн.р. = 1,1 х 461,4 = 507,5 А

Iн.а. = 630 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 39 - 3

Iн.а. = 630 А

Iн.р. = 630 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 507,5 = 634 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 507,5 = 1522,5 А

Выбираем АВ для позиций 3,4,5

Iн.а. ? Iн.р; Iн.р. ? 1,1* Iм

Iм = 134 А

Iн.р. = 1,1 х 134 = 147,5 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 147,5 = 184,4 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 147,5 = 442,5 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 35 - 3

Iн.а. = 250 А

Iн.р. = 160 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 160 = 200 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 160 = 480 А

Выбираем АВ для позиций 6,16

Iм = 68,2 А

Iн.р. = 1,1 х 68,2 = 75,02 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 75,02 = 93,77 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 75,02 = 225 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 35 - 3

Iн.а. = 250 А

Iн.р. = 80 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 80 = 100 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 80 = 240 А

Выбираем АВ для позиций 12,13

Iм = 15,2 А

Iн.р. = 1,1 х 15,2 = 16,72 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 15,2 = 19 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 15,2 = 45,6 А

Выбираем АВ серии ВА 51 - 25 - 3

Iн.а. = 25 А

Iн.р. = 20 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 20 = 25 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 20 = 60 А

Производим расчет для линии

2СШ - ПР - 2 - QF - 2

Iн.а. ? Iн.р; Iн.р. ? 1,1* Iм

Iм = 307,8 А

Iн.р. = 1,1 х 307,8 = 338,6 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 338,6 = 423,3 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 338,6 = 1015,8 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 39 - 3

Iн.а. = 400 А

Iн.р. = 400 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 400 = 500 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 400 = 1200 А

Расчет и выбор АВ для позиций 1,2 аналогичен расчету для позиций 3,4,5 а расчет для позиций 7,8,9,10,11 аналогичен расчету для позиций 12,13

Расчет АВ линии 2СШ - ПР - 4 - QF - 2

Iм = 167,5 А

Iн.р. = 1,1 х 167,5 = 184,25 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 167,5 = 209,4 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 167,5 = 502,5 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 35 - 3

Iм = 250 А

Iн.р. = 200

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 200 = 250 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 200 = 600 А

Производим расчет и выбор АВ линии 2СШ - ПР - 5 - QF - 5

Iм = 285,4 А

Iн.р. = 1,1 х 285,4 = 313,9 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 313,9 = 392,4 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 313,9 = 941,7 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 37 - 3

Iн.а. = 400 А

Iн.р. = 320 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 320 = 400 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 320 = 960 А

Выбор АВ для позиций 21,22,23,29,30,31

Iм= 53 А

Iн.р. = 1,1 х 53 = 58,3 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 58,3 = 72,87 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 58,3 = 174,9 А

Выбираем АВ серии ВА 52 - 31 - 3

Iн.а. = 100 А

Iн.р. = 63 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 63 = 78,75 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 63 = 189 А

Рассчитаем вводной АВ для ЩО

Iм= 19,5 А

Iн.р. = 1,1 х 19,5 = 21,45 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 21,45 = 26,81 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 21,45 = 64,35 А

Выбираем АВ серии ВА 51 - 25 - 3

Iн.а. = 25 А

Iн.р. = 25 А

Iт.р. = 1,25 Iн.р. = 1,25 х 25 = 31,25 А

Iэмр = 3 Iн.р. = 3 х 25 = 75 А

Данные расчетов заносим в табл. 2,2 приложения

2.5 Расчёт заземляющих устройств электроустановок механического цеха тяжелого машиностроения

Для расчета заземляющих устройств из данных задания дипломного проекта имеем:

Размеры цеха А х В = 48 х 30 м

Напряжение линии ВН - 10 кВ

Длина линии ВН

- от ГПП до ТП - 1,2 км

- от ЭНС до ГПП - 8 км

Грунт в районе цеха - песок с t? = +20?С

Климатический район - IV

Напряжение НН - 0,4 кВ

Из [3 cтр 90] - выбираем :

Вертикальные электроды - уголок (75х75х8) мм

Длина электрода Lв = 3м

Вид заземления - контурное

Горизонтальный электрод - полоса (40х4) мм

Удельное сопротивление грунта - 700 Ом х м

Глубина заложения - 0,7 м

Режим нейтрали - глухозаземленная

1. Определяем расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

Rв = 0,3 ? с ? К сез.в

Где: Rв - расчетное сопротивление вертикального электрода, Ом

с - удельное сопротивление грунта , Ом х м

К сез.в - для IV климатического района, К сез.в = 1,3

Rв = 0,3 ? 700 ? 1,3 = 273 Ом

2. Определяем ток замыкания на землю:

I3 = Uн (35 ? Lкл + Lв) / 350

I3 - расчетный ток замыкания на землю , А

Uн - номинальное напряжение сети, кВ

Lкл, Lв - длина кабельных и воздушных линий, км

I3 = 10 (35 ? 8,0 + 1,2) / 350 = 9,2 А

3. Определяем предельное сопротивление совмещенного заземляющего устройства:

Rз.у. = 125/ I3

Где I3 - расчетный ток замыкания на землю, А

Rз.у = 125/9,2 = 13,6 Ом

Требуемое Rз.у для электроустановок с глухозаземленной нейтралью на напряжение 380/220 В

Rз.у ? 40 м,

Но так как с > 100 Ом х м, то для расчета принимаем

Rз.у ? 4 с/100 = 4 ?700/100 = 28 Ом

4. Определяем количество вертикальных электродов:

N'в.р. = Rв/ Rз.у = 273/28 = 9,75

N'в.р. = 10 шт

5. Определяем периметр закладки заземляющего устройства (ЗУ) с учетом 2м от стены здания

Lп = (А+4) ? 2 + (В+4) ?2

Lп - периметр ЗУ, м

А- длина цеха, м

В - ширина цеха, м

Lп = (48+4) ? 2 + (30+4) ?2 = 172 м

6. Определяем сопротивление горизонтального заземлителя (полосы связи)

Rг = 0,366 срасч/L ? lg КL2/dh

Где Rг- сопротивление горизонтального заземления, Ом

срасч - расчетное сопротивление грунта, Ом х м

L - периметр защитного заземления (ЗУ)

d - диаметр (ширина) заземлителя, м

h - глубина заложения ЗУ

Rг = 0,366?700/172 ? lg 2?1722/40?10-3 ? 0,7 = 1,49 ? lg ? 59168/0,004?0,7 = 1,49?lg 59168/0,0028 = 1,49 ? 6,325 = 9,43

7. Принимаем с учетом плана объекта число вертикальных электродов

Nв = 12 шт

8. Уточняем сопротивление вертикальных электродов

Rв = Rв1/ Nв ? ?в = 273/12 ? 0,56 = 273/6,72 = 40,6 Ом

9. Определяем фактическое сопротивление ЗУ.

Rз.у.ф. = Rв ? Rг/ Rв + Rг

Rз.у.ф. = 40,6 ? 9,43/ 40,6 + 9,43 = 7,65 Ом

Rз.у.ф.(7,65) < Rзу (28)

Условия выполнены

Защитное заземление МЦТМ состоит из:

1. Вертикальные заземлители (уголок 75х75х8) мм - 12 шт

2. Горизонтальный заземлитель (стальная полоса 40х4) мм - 172 м

3. Вертикальные заземлители (длина) - 3 м

4. Шаг забивки электродов:

- по длине (А) - 13 м

- по ширине (В) - 8,5 м

Ввод в здание заземляющих устройств (ЗУ) произвести через стену, в защитном металлическом кожухе (трубе).

2.6 Техника безопасности при обслуживании электрооборудования механического цеха тяжелого машиностроения

Для приводов вентиляционных установок применяются двигатели мощностью от десятков ватт до нескольких тысяч киловатт. При работе, связанной с прикосновением к токоведущим или вращающимся частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, необходимо остановить электродвигатель и на его пусковом устройстве или ключе управления повесить плакат «Не включать. Работают люди».

Операции по отключению и включению электродвигателей напряжением выше 1 кВ пусковой аппаратурой с приводами ручного управления производят с изолирующего основания в диэлектрических перчатках.

При работе на электродвигателе заземление накладывают на кабель (с отсоединением или без отсоединения его от электродвигателя) или на его присоединение в распределительном устройстве. При работе на механизме, если она не связана с прикосновением к вращающимся частям или рассоединена соединительная муфта, заземлять питающий кабель электропривода не требуется.

Перед допуском к работе на электродвигателях вентиляторов, если возможно вращение двигателей от соединенных с ними механизмов, должны быть закрыты и заперты на замок задвижки и шиберы последних, а также приняты меры по затормаживанию роторов электродвигателей. У работающего многоскоростного электродвигателя неиспользуемая обмотка и питающий ее кабель должны рассматриваться как находящиеся под напряжением. Ограждение вращающихся частей электродвигателей во время их работы снимать запрещается.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

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

- допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерыва в работе, перевод на другое рабочие место, окончания работы.

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;

- член бригады.

Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках со снятием напряжения:

- Произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие 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 напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током.

- Наложено 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.

3. Выбор электрооборудования на напряжение до 1 кВ

Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств. При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой, что приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.

Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок. Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии. Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые. Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках, электромагнитные- при КЗ, полупроводниковые - как при перегрузках, так и при КЗ.

Наиболее современные автоматические выключатели серии ВА предназначены для замены устаревших А37, АЕ, АВМ, и «Электрон».

Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы. Работают в сетях постоянного и переменного тока.

Для защиты электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители. Они являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки.

Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя и реверса. В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемый электродвигатель от перегрузки. Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитной системой, в который дополнительно встроены два тепловых реле защиты, включенных последовательно в две фазы цепи ЭД.

Оборудование:

Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из следующих основных частей: статор с трехфазной обмоткой, ротором с короткозамкнутой обмоткой и остов.

Электродвигатели применяются достаточно широко. Асинхронные электродвигатели могут применяться как в бытовой технике, так и на промышленных предприятиях. Асинхронный электродвигатель благодаря простоте в производстве и надежности в эксплуатации широко применяют в электрическом приводе. Электродвигатели асинхронные имеют свои специфические свойства, области применения и ограничения использования.

Контакторы

Контакторы - электромагнитный аппарат, предназначенных для частых дистанционных включений и выключений.

Автотрансформатор

Вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую.

Автотрансформаторы применяются как для понижения, так и для повышения напряжения. Они широко используется для питания бытовых электроприборов и устройств автоматического управления.

Переключатели

Электрический коммутационный аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи.

Блок реле

Блоки реле предназначены для коммутации цепей переменного и постоянного тока в системах автоматического регулирования, контроля и сигнализации.

Реле включения/выключения

электрическое устройство, предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель - это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания.

Предохранитель

Предохранитель -- электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании высокой силы тока.

...