Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Мая 2014 в 11:58, курсовая работа
Электроснабжение любого предприятия должно быть надёжным, экономичным с возможностью загрузки на полную мощность. При расчёте электроснабжения электромеханического цеха завода учтены категории токоприёмников цеха, учтены вопросы пожаро и взрывобезопасности помещений, в которых расположено электрооборудование цеха.
В расчётно-конструкторской части курсового проекта произведены необходимые расчёты по определению мощности трансформатора, выбору его типа и количества трансформаторов установленных в помещении цеховой ТП.
Введение
Электроснабжение любого предприятия должно быть надёжным, экономичным с возможностью загрузки на полную мощность.
При расчёте электроснабжения электромеханического цеха завода учтены категории токоприёмников цеха, учтены вопросы пожаро и взрывобезопасности помещений, в которых расположено электрооборудование цеха.
В расчётно-конструкторской части курсового проекта произведены необходимые расчёты по определению мощности трансформатора, выбору его типа и количества трансформаторов установленных в помещении цеховой ТП.
Выбрана оптимальная для данного цеха схема электроснабжения с расчётом токов нагрузки отходящих кабельных и проводных линий, выбраны провода воздушно-кабельной линии для запитки трансформаторов, рассчитаны токи коротких замыканий. Значение токов к.з использованы для проверки работоспособности эл.аппаратов, шин и кабелей на динамическую и термическую стойкость.
Важное значение отводится качеству электрической энергии, поэтому произведён расчёт электрических цепей на потерю напряжения. В проекте применена типовая аппаратура для комплектации силовых ящиков и щитов. Расчёт и выбор пусковой и защитной аппаратуры произведён по расчётным и пусковым токам питаемых электродвигателей. Курсовой проект по электроснабжению электромеханического цеха является базовым для выполнения следующих заданий по технологии электромонтажных работ и экономике.
I. Общая часть
1.1 Характеристика механического цеха тяжелого машиностроения, потребителей электроэнергии и технологического процесса.
Механический цех тяжёлого 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: обдирочное, шлифовальные, анодно-механические станки и др.
В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.
МЦТМ получает ЭСН от ГПП или ПГВ завода.
Расстояние от ГПП до цеховой ТП – 1,2 км.
Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подаётся ЭСН от ЭНС, расстояние – 8 км.
Количество рабочих смен – 2.
Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надёжности ЭСН, работают в нормальной окружающей среде.
Грунт в районе цеха – песок с температурой +20 ◦С.
Каркас здания МЦТМ смонтирован из блоков – секций длиной 6 м каждый.
Размеры цеха A x B x H = 48 x 30 x 9 м.
Вспомогательные, бытовые и служебные помещения двухэтажные высотой 4 м.
Перечень оборудования цеха указан в таблице 1.
Мощность электропотребления (Pэп) указана для одного электроприёмника.
Расположение основного оборудования показано на плане (чертёж 1).
Таблица 1.
|
№ на плане |
Наименование ЭО |
Вариант 3 |
Примечание |
Pэп, кВт | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
1…5 |
Шлифовальные станки |
50 |
|
6, 16, 18…20 |
Обдирочные станки типа РТ-341 |
45 |
|
17 |
Кран мостовой |
40 |
|
21…23, 29…31 |
Обдирочные станки типа РТ-250 |
35 |
|
24…28, 34…36 |
Анодно-механические станки типа МЭ-31 |
18,4 |
|
7…15 |
Анодно-механические станки типа МЭ-12 |
10 |
|
32 |
Вентилятор вытяжной |
18 |
|
33 |
Вентилятор приточный |
20 |
II. Расчётно-конструкторская часть
2.1 Категория надёжности ЭСН и выбор схем ЭСН.
По заданию на проектировании электроснабжения цеха обработки корпусных деталей осуществляется от энергосистемы к которой подключена ГПП предприятия.
Требования предъявляемые к надёжности электроснабжения от источников питания определяются потребляемой мощностью и его видам.
Приёмником электрической энергии в отношении обеспечения надёжности разделяются на несколько категорий.
Первая категория – электроприёмники - перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.
В городских сетях с первой категории относят центральные канализационные станции, АТС, радио и телевидение, лифтовые установки высоких зданий. Временный интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников 1-ой категории не более 1 мин.
Вторая категория – электроприёмники - перерыв электроснабжения которых приводит к массовым не допускам продукции, массовым рабочих, механизмов.
Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 мин.
Третья категория – все остальные токоприёмники не подходящие под определения 1-ой и 2-ой категории к ним относят установки вспомогательного производства.
Электроприёмники 1-ой категории должны обеспечиваться электроэнергией
от 2-ух независимых источников питания, при отключении одного из них переключения на резервный должно осуществляться автоматически.
2.2 Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства
и выбор трансформаторов.
Основным методом расчёта электрических нагрузок является метод коэффициента максимума, который сводится к определению максимальных (Pм, Qм, Sм) расчётных нагрузок групп электроприёмников.
Значение: Pм = Км ∙ Pсн ; Qм = Км′ ∙ Qсм
Sм = √ Pм²+Qм²
где: Pм – максимальная активная нагрузка, кВт;
Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВар;
Sм – максимальная полная нагрузка, кВА;
Км – коэффициент максимума активной нагрузка;
Км′ - коэффициент максимума реактивной нагрузки;
Pсм – средняя активная мощность в наиболее загрузочную смену, кВт;
Qсм – средняя реактивная мощность в наиболее загруженную смену кВар.
Pсм – Ки ∙ Pн; Qсм = Pсм ∙ tgφ ,
где: Ки – коэффициент использования электроприёмников, определяется на
основании опыта эксплуатации по таблице 2.1;
Pн – номинальная активная групповая мощность, приведённая к
длительному режиму,
без учёта резервных
tgφ – коэффициент реактивной мощности;
Км = F(Ки, nэ) определяется по таблицам (графикам) (см. табл. 2.3), а при
отсутствии их может быть
Км = 1+ 1,5/√nэ∙√1-Ки.ср/Ки.ср,
где: nэ – эффективное число электроприёмников.
Ки.ср - средний коэффициент использования группы электроприёмников,
Ки.ср = Pсм.∑/Pн.∑,
где: Pсм.∑, Pн.∑ -суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе
электроприёмников, кВт;
nэ = F(n, m, Ки.ср, Pн) может быть определено по упрощённым вариантам
(таблица 2.2),
где: n – фактическое число электроприёмников в группе;
m – показатель силовой сборки в группе,
m = Pн.нб/Pн.нм,
где: Pн.нб, Pн.нм – номинальные приведённые к длительному режиму активные
мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.
В соответствии с практикой проектирования принимается Км′ =1,1 при nэ ≤ 10;
Км′ =1 при nэ >10.
Приведение мощностей 3-фазных электроприёмников к длительному режиму
Pн = Pп – для электроприёмников ДР;
Pн = Pп√ПВ – электроприёмников ПКР;
Pн = Sп cosφ√ПВ – для сварочных трансформаторов ПКР;
Pн = Sп cosφ – для трансформаторов ДР,
где Pн, Pп – приведённая и паспортная активная мощность, кВт;
Sп – полная паспортная мощность, кВ∙А;
ПВ – продолжительность включения, отн. ед.
Определение потерь мощности в трансформаторе
Приближённо потери мощности в трансформаторе учитываются в соответствии с соотношениями
∆P = 0,02Sнн;
∆Q = 0,1Sнн;
∆S = √∆P² + ∆Q²;
Sвн = Sнн + ∆S.
Распределяется нагрузка по секциям
Таблица 2.5.
Секция 1 |
Нагрузка приведённая |
Секция 2 | |
ШМА-1 |
кВт. |
ШМА-2 | |
Шлифовочные станки. 1…5 |
50x5 |
40x1 |
Кран мостовой. 17 |
Обдирочные станки типа РТ-341. 6,16 |
45x2 |
45x3 |
Обдирочные станки типа РТ-341. 18…20 |
Анодно-механические станки типа МЭ-12. 7…15 |
10x9 |
18,4x8 |
Анодно-механические станки типа МЭ-31 24…28, 34…36 |
Вентилятор вытяжной. 32 |
18x1 |
20x1 |
Вентилятор приточный. 33 |
35x6 |
Обдирочные станки типа РТ-250. 21…23 | 29…31 | ||
448 кВт |
ИТОГО |
553 кВт | |
Согласно распределению нагрузок по РУ заполняется “Сводная ведомость…”
(таблица 2.6).
Колонки: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Расчёты производятся для ШМА 1 и ШМА 2.
Определяется m = Pн.нб/Pн.нм, результат заносится в колонку 8.
Определяются Pсм = КиPн, Qсм = Pсм tgφ, Sсм = √Pсм²+Qсм²,
результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.
Pсм = КиPн
ШМА 1:
ШМА 2:
Qсм = Pсм tgφ
ШМА 1:
ШМА 2:
Sсм = √Pсм²+Qсм²
ШМА 1:
Sсм = √Pсм²+Qсм² = √75,5²+105,6² = 129,8 кВ∙А.
ШМА 2:
Sсм = √Pсм²+Qсм² = √97,8²+115,2² = 150 кВ∙А.
Определяется Ки.ср = Pсм.∑/Pн.∑, cosφ = Pсм.∑/Sсм.∑, tgφ = Qсм.∑/Pсм.∑
Для ШМА 1 и ШМА 2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.
Ки.ср = Pсм.∑/Pн.∑
ШМА 1:
Ки.ср = 75,5/446 = 0,16
ШМА 2:
Ки.ср = 97,8/553 = 0,17
cosφ = Pсм.∑/Sсм.∑
ШМА 1:
cosφ = 75,5/129,8 = 0,58
ШМА 2:
cosφ = 97,8/150 = 0,65
tgφ = Qсм.∑/Pсм.∑
ШМА 1:
tgφ = 105,6/75,5 = 1,39
ШМА 2:
tgφ = 115,2/97,8 = 1,17
Определяется nэ = F(n,m,Ки.ср,Pн) результат заносится в колонку 12.
nэ не определяется, а Pм = КзPн.∑,
где Кз – коэффициент загрузки.
Кз(пкр) = 0,75 (повторно-кратковременный режим);
Кз(др) = 0,9 (длительный режим);
Кз(ар) = 1 (автоматический режим).
Определяется Pм = КзPн.∑, Qм = Км′Qсм, Sм = √Pм²+Qм²
Pм = КзPн.∑
ШМА 1:
Pм = КзPн.∑ = 0,75∙446 = 334,5 кВт;
ШМА 2:
Pм = КзPн.∑ = 0,75∙553 = 414,7 кВт.
Qм = Км′Qсм
ШМА 1:
Qм = Км′Qсм = 1∙105,6 квар;
ШМА 2:
Qм = Км′Qсм = 1∙115,2 квар.
Sм = √Pм²+Qм²
ШМА 1:
Sм = √Pм²+Qм² = √334,5²+105,6² = 350 кВ∙А;
ШМА 2:
Sм = √Pм²+Qм² = √414,7²+115,2² = 430 кВ∙А.
Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.
Iм(шма1) = Sм(шма1)/√3Vл = 350/1,73∙0,38 = 538 А.
Iм(шма2) = Sм(шма2)/√3Vл = 430/1,73∙0,38 = 661 А.
Определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 15,16, 17.
∆Pт = 0,02Sм(нн) = 0,02∙780 = 15,6 кВт;
∆Qт = 0,1Sм(нн) = 0,1∙780 = 78 квар
∆Sт = √∆Pт²+∆Qт² = √15,6²+78² = 79,5 кВ∙А