Электроснабжение механического цеха

Федеральное агентство  по государственным резервам

Федеральное государственное  образовательное учреждение

Торжокский политехнический  колледж

 

 

 

 

 

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 

МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

КП.270843.Э-30.13.ПЗ

 

 

 

 

 

 

Студент         (Орлова А.Д.)

Преподаватель        (Милашевич П.А.)

 

2013

 

 

Тема 12. ЭСН и ЭО механического цеха.

Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

Механический цех (МЦ) является вспомогательным и выполняет  заказы основных цехов предприятия.

Он предназначен для  выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования.

Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный  участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.

Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы.

МЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение – 6 или 10 кВ.

От энергосистемы (ЭНС) до ГПП – 12 км.

Количество рабочих  смен – 2.

Потребители ЭЭ относятся  по надежности и бесперебойности  ЭСН к 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха –  супесь с температурой 0 °С, окружающая среда не агрессивная.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый.

Размеры цеха А × В × Н= 48 × 30 × 7 м.

Все помещения, кроме  станочного отделения, двухэтажные  высотой 3,2 м.

Перечень ЭО цеха дан  в таблице 3.12.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного  ЭО показано на плане (рис. 3.12).

Таблица 3.12. Перечень ЭО механического цеха.

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
		3
		Рэп, кВт
1	2	3	4
1…4	Сварочные автоматы	64 кВ·А	ПВ = 60%
5…8	Вентиляторы	5
9, 10	Компрессоры	40
11, 12, 39, 40	Алмазно-расточные станки	3,2
13…16	Горизонтально расточные  станки	15
17, 19	Продольно-строгальные  станки	20
18	Кран-балка	12	ПВ = 60%
20	Мостовой кран	60	ПВ = 40%
21…26	Расточные станки	15
27…29	Поперечно-строгальные станки	8,5
30…33	Радиально-сверлильные  станки	7	1-фазные
34…36	Вертикально-сверлильные  станки	2,5	1-фазные
37, 38	Электропечи сопротивления	45
41, 42	Заточные станки	2,2	1-фазные
43…50	Токарно-револьверные станки	8,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

схема

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

  Введение

 

1.  Общая часть.

1.1. Характеристика механического цеха, электрических нагрузок и его технологического процесса.

1.2. Классификация помещений по  взрыво-, пожаро-, электробезопасности.

 

2.  Расчетно-конструкторская часть.

2.1. Расчет нагрузок цеха.

2.2. Выбор компенсирующего устройства и трансформаторов.

2.3. Выбор аппаратов  защиты.

2.4. Выбор оборудования  подстанции и питающего кабеля.

2.5. Определение потери  напряжения.

2.5. Расчет защитного  заземления цеха.

2.6. Расчет молниезащиты.

 

Заключение

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Уровень и основные направления  развития энергетики на настоящий момент представляют собой вид применения в электроэнергетике современных  электронных и нанотехнологичных  устройств.

Эти элементы в основном применяются в различных системах управления и автоматики. В основу осветительных систем активно внедряется светодиодные энергосберегающие светильники.

     В системе  электроснабжения объектов можно выделить три основных вида электроустановок:

• По производству электроэнергии – электростанции различного вида и назначения;
• По передаче, преобразованию и распределении электроэнергии -  электрические сети,  трансформаторные подстанции и распределительные устройства;
• По потреблению электроэнергии – приемники электроэнергии.

     Совокупность  электростанций, линий электропередач  и электроприемников объединенных  общим непрерывным процессом  выработки, преобразования и использования  электрической энергии, называется  электрической системой.

     Электрические  сети подразделяются по следующим признакам:

• Напряжение сети. Сети до 1000В и выше 1000В.
• Род тока. Сети переменного и постоянного тока.
• Назначение. Высоковольтные магистральные сети, городские сети, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта и сети сельской местности и др.

     Основные  руководящие документы в энергетике:

ФЗ №35 «Об электроэнергетике»;

ФЗ №36 «Об особенностях функционирования электроэнергетики»

ФЗ №261 «Об электросбережении  и электроэффективности»

ФЗ №1225 «О требованиях  к региональным и муниципальным программам в области электроснабжения и повышения энергетической эффективности»

РП №410 «Технический регламент  о безопасности низковольтного оборудования»  На основании этого РП  составлены ПУЭ и ПТЭ.

РП № 1-Р « Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на период до 2020г.»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая часть. 
1.1 Характеристика цеха.

Согласно заданию проектируется  ЭСН и ЭО механического цеха.

Механический цех (МЦ) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия.

Он предназначен для  выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и  станочного оборудования.

Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения. Механический цех работает в 2 смены.

Основное оборудование установлено  в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы.

Максимальная потребляемая нагрузка цеха составляет 1237 кВт. Он получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение – 6 или 10 кВ.

В состав оборудования входят однофазные и трехфазные электроприемники.

Основной род тока: трехфазный, переменный, 0,4 А, 380 В, 50 Гц.

В основном  питание станков  и прочего оборудования осуществляется с помощью шинопроводов. Имеются  распределительные устройства для  приема и распределения электроэнегргии. Используются компенсирующие устройства и различные аппараты защиты.

Цех имеет неравномерное распределение  нагрузки, так как потребляет и  активную и реактивную мощность.

Различные электроприемники имеют  разные режимы работы: повторно-кратковременный и долговременный.

С точки зрения пожароопасности  цех относится к категории  ниже П-III.

По взрывоопасности ниже В-IIА.

По электробезопасности механический цех относится к помещениям с  ПО (повышенная опасность) – токопроводящие полы.

 

Таблица 1.

 

Наименование помещений	Категории			Дополнительные сведения
	Пожароопасность	Взрывоопасность	Электробезопасность
ТП	П-III	В-IIА	ПО	Соблюдение техники безопасности
Щитовая	П-III	В-IIА	ПО	Соблюдение техники безопасности
Бытовка	П-III	В-IIА	БПО	Соблюдение техники безопасности
Сварочный участок	П-III	В-IIА	ПО	Соблюдение техники безопасности
Вентиляционная	П-III	В-IIА	ПО	Соблюдение техники безопасности
Компрессорная	П-III	В-IIА	ПО	Соблюдение техники безопасности
Станочное отделение	П-III	В-IIА	ПО	Соблюдение техники безопасности

 

В соответствии с таблицей категорий мой цех относится  к защите зоны Б и III категория молниезащиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчетно-конструкторская  часть.

2.1   МЦ, в соответствии с заданием, имеет 2 категорию электроснабжения. Ко второй категории относятся предприятия и их комплексы, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, простоям рабочих и механизмов. Они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для автоматического и оперативного переключения на второй источник. Учитывая требования электроснабжения, а так же возможность расширения производства и проведение ремонтно-профилактических работ на ТП, выбираю схему с двумя трансформаторами. Нагрузку на каждый трансформатор определяю с учетом  возможности полного электроснабжения основных производственных процессов.

 Такая схема электроснабжения  цеха позволит:

– в любой момент обеспечить производственный процесс;

– иметь резерв мощности;

– проводить ремонтные  и профилактические работы как на ТП, так и на любом оборудовании;

– обеспечить работу трансформаторов  в облегченном режиме, т.к. нагрузка на каждый трансформатор составляет 50-60% от  максимальной.

Цеховые потребители группирую по активной мощности с учетом потребления и реактивной  нагрузки. Для питания групп потребителей использую схему с магистральными шинопроводами, а так же силовыми кабельными  сетями проложенными в лотках и коробах по периметру цеха и по несущим конструкциям к каждому потребителю.  Осветительную проводку прокладываю в отельных коробах по несущим конструкциям к каждому светильнику.

 

 

2.2.  Применив метод упорядоченных диаграмм (коэффициента максимума), в соответствии с распределением по РУ, рассчитываем нагрузки.

Робщ=64*4+5*4+40*2+12+20*2+3,2*2+15*4+60+15*6+8,5*3+7*4+2,5*3+2,2*2+45*2+3,2*2+8,8*8=856,6 кВт;

 

Робщ  = 856,6 кВт в час;

 

Исходя из этого за активную мощность (Ракт) принимаем общую мощность (Робщ), тогда Ракт = 856,6 кВт в час;

 

Далее рассчитываем электрические нагрузки и заполняем сводную ведомость

Нагрузка установленная:

Зная заданную нагрузку и число электроприемников найдем сумму номинальных нагрузок для  каждого оборудования.

Pn∑ = n*Рэп 
1. Сварочные автоматы Pn∑ = 256 кВт;

2. Вентиляторы Pn∑ = 20 кВт;

3. Компрессоры Pn∑ = 80 кВт;

4. Алмазно-расточные станки Pn∑ = 12,8 кВт;

5. Горизонтально-расточные  станки Pn∑ = 60 кВт;

6. Продольно-строгальные  станки Pn∑ =40 кВт;

7. Кран-балка Pn∑ = 12 кВт;

8. Мостовой кран Pn∑ = 60 кВт;

9. Расточные станки Pn∑ = 90 кВт;

10. Поперечно-строгальные  станки Pn∑ =25,5 кВт;

11. Радиально-сверлильные  станки Pn∑ = 28 кВт;

12. Вертикально-сверлильные  станки Pn∑ = 7,5 кВт;

13. Электропечи сопротивления Pn∑ = 90 кВт;

14. Заточные станки Pn∑ = 4,4 кВт;

15. Токарно-револьверные станки Pn∑ = 70,4 кВт.

Находим среднюю реактивную мощность для каждого оборудования:

 

Qсм = Рсм*tg

 

Находим среднею полную нагрузку.

 

Находим среднею полную нагрузку для каждого оборудования.

Находим К_м для каждого электроприёмника из таблицы.

В соответствии с практикой  проектирования принимается К´_м = 1,1 при n_э ≤ 10; К´_м = 1 при n_э > 10.

Нагрузка максимальная:

Находим  максимальную активную, реактивную и полную нагрузку для каждого оборудования.

Р_м =К_м*Р_м                      Q_м=К´_м*Q_см                           

Определяем ток для  каждого электроприёмника

Затем распределяем оборудование по ШМА:

ШМА 1:

Сварочные автоматы Рэп = 256 кВ·А, ПВ = 60%.

ШМА 2:

Вентиляторы Рэп = 20 кВт;

Компрессоры Рэп = 80 кВт;

Кран-балка Рэп = 12 кВт, ПВ = 60%;

Продольно-строгальные  станки Рэп = 40 кВт.

ШМА 3:

Алмазно-расточные станки Рэп = 6,4 кВт;

Горизонтально-расточные  станки Рэп = 60 кВт;

Мостовой кран Рэп = 60 кВт, ПВ = 40%;

 

ШМА 4:

Расточные станки Рэп = 90 кВт;

Поперечно-строгальные  станки Рэп = 25,5 кВт;

Радиально-сверлильные  станки Рэп = 28 кВт;

Вертикально-сверлильные  станки Рэп = 7,5 кВт;

Заточные станки Рэп = 4,4 кВт.

ШМА 5:

Электропечи сопротивления  Рэп = 90 кВт;

Алмазно-расточные станки Рэп = 6,4 кВт;

Токарно-револьверные станки Рэп = 70,4 кВт.

 

таблица

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и выбор  компенсирующего устройства.

Расчет и выбор компенсирующего  устройства.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчетную реактивную  мощность КУ;

- тип компенсирующего  устройства;

- напряжение КУ.