Электроснабжение предприятия и цеха

ВВЕДЕНИЕ

 

Система распределения  и потребления электроэнергии, получаемой от энергосистем должна строится таким  образом, чтобы удовлетворять основным требованиям электроприемников, находящихся  у потребителей.

Качество электроснабжения определяется поддерживанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением значений в сети высших гармоник и несинусоидальности  напряжений.

Надежность  электроснабжения достигается благодаря  бесперебойной работе всех элементов  энергосистемы и применению ряда технических устройств как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического ввода резерва (АВР) и повторного включения (АПВ), контроля и сигнализации.

Экономичность электроснабжения достигается путем  разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.

Реализация  данных требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения, надежное и качественное электроснабжение промышленных предприятий. В результате обеспечивает рост производительности труда и степень его механизации.

Таким образом, рост электровооруженности труда определяется не только увеличением выработки электроэнергии на электростанциях, но и фактически рациональным ее использованием в различных устройствах и установках потребителей. С этой точки зрения безусловно рациональным является распределение электроприемников по надежности электроснабжения на несколько категорий с учетом их значимости в технологическом процессе производства, безаварийной работы оборудования и безопасности его обслуживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Исходные данные представлены в таблицах 1.1, 1.2, 1.3

 

Таблица 1.1 –  Выбор предприятия по варианту

Наименование  предприятия	Вариант
Тракторостроительный  завод	2

 

Таблица 1.2 –  Выбор проектируемых цехов по варианту

Наименование  цеха	Номер цеха по плану/Установленная  мощность, кВт	Суммарный коэффициент спроса Кс	Суммарный коэффициент  активной/реактивной мощности cosφ/tgφ
	Вариант
	2
Механический	1/2600	0,16	0,85/0,62
Литейный (чер.мет.)	2/1650	0,23	0,5/1,73
Литейный (цвет.мет.)	3/1000	0,23	0,95/0,33
Кузнечный	4/1450	0,39	0,6/1,33
Штамповочный	5/2100	0,75	0,76/0,86
Инструментальный	6/1300	0,25	0,65/1,17
Термический	7/3500	0,3	0,6/1,13
Компрессорная	9/3100	0,53	0,5/1,73
Административный  корпус	8/140	0,16	0,5/0,88

 

Таблица 1.3 –  Выбор расчетных показателей  по варианту

Вариант	U1, кВ	U2, кВ	U3, кВ	U4, кВ	Sн.т.  МВ.А	Pном, МВт	l1, км	l2, км	Sc, МВА	Xc, о.е.
2	220	110	10	6	32	18	2,1	3	600	1,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.4 –  Выбор установленных мощностей  производственных механизмов по варианту

 

Производственный	Вариант 2
механизм
	Установленная мощность, кВт  \  количество, шт	Коэффициент использования kи	Коэффициент активной мощности cosφ	Коэффициент реактивной мощности tgφ
Механическое отделение. Токарный станок.	7;2,5	0,2	0,5	1,73
Зубофрезерный станок	8;2,4	0,2	0,5	1,73
Строгальный станок	7;3,7	0,16	0,5	1,73
Фрезерный станок	4;4	0,2	0,5	1,7
Кран-балка ПВ-40%	4;7,5	0,16	0,5	1,73
Точильный станок	5;4,5	0,65	0,8	0,75
Вентилятор	4;4,5	0,32	0,6	1,33
Сварочное отделение. Сварочный аппарат ГПВ-60	3;75	0,16	0,88	0,68
Точильный станок	1;5,5	0,65	0,5	1,73
Вентиялятор	3;4,5	0,17	0,8	0,75
Жестянично-медницкое отделение Прес-ножницы	2;10	0,16	0,6	1,33
Точильный станок	4;5,5	0,65	0,5	1,33
Вентилятор	3;4,5	0,16	0,8	0,75
Трубопроводное отделение Трубогибочный станок	3;5,5	0,1	0,5	1,73
Станок резки труб	4;10	0,16	0,5	1,73
вентилятор	3;4,5	0,2	0,5	1,7

 

Коэффициенты  использования и активной мощности берутся из [2, с. 558-577]

 

 

 

 

 

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕХОВ  ПРЕДПРИЯТИЯ

 

Согласно ПУЭ, по электробезопасности  цеха предприятия относятся к категории помещений с особой опасностью, т.к. имеется возможность прикосновения человека к металлоконструкциям здания, имеющим соединение с землей с одной стороны и металлическим корпусом электрооборудования с другой стороны, также присутствуют факторы в виде бетонных полов и полов из металлических плит  и наличие токопроводящей пыли.

Электроприемники объекта  работают в повторно-кратковременном  и продолжительном режиме работы.

Продолжительным режимом  работы называется режим работы при  неизменной нагрузке, продолжающийся столько времени, что превышения температуры всех частей электрической машины достигают установившихся значений.

Под повторно-кратковременным  режимом понимают режим, при котором  кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений.                                                                                                  

Согласно ПУЭ  по надёжности и бесперебойности  электроснабжения электроприемники подразделяют на три категории: электроприемники первой категории – электроприемники, допускающие перерыв в электроснабжении лишь на время включения автоматического ввода резерва (АВР), т.к. перерыв в электроснабжении их может повлечь опасность для жизни людей, угрозу безопасности государства, значительный материальный ущерб,повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовыйбрак продукции, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства; электроприемники второй категории – допускают перерыв в электроснабжении на время ручного ввода резерва дежурным или ремонтным персоналом (до 30 мин.),  т. к. перерыв  приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов; электроприемники третьей группы – все остальные, которые не относятся к первой и второй категории.

Согласно ПУЭ  к независимым источникам могут  быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий:

- каждая их  этих секций или систем шин  питается от независимых источников;

- секции шин  не связаны между собой или  же имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций шин.

 

Сведения о среде производственных помещений приведены в таблице 1.

 

Таблица 1–  Сведения о среде производственных помещений

№ цеха по генплану	Наименование цеха	Характеристика производственной среды
1	Механический	Нормальная
2	Литейный (чер.мет.)	Пожароопасная
3	Литейный (цвет.мет.)	Пожароопасная
4	Кузнечный	Пожароопасная
5	Штамповочный	Нормальная
6	Инструментальный	Нормальная
7	Термический	Пожароопасная
8	Административный	Нормальная
9	Компрессорная	Нормальная

 

Сведения о степени бесперебойности  электроснабжения основных потребителей электроэнергии предприятия приведены  в таблице 2.

Таблица 2 – Сведения о степени бесперебойности электроснабжения основных

                      потребителей электроэнергии

№ цеха по генплану	Наименование цеха	Категория приемников по степени бесперебойности электроснабжения
1	Механический	2
2	Литейный (чер.мет.)	1
3	Литейный (цвет.мет.)	1
4	Кузнечный	2
5	Штамповочный	2
6	Инструментальный	3
7	Термический	1
8	Административный	3
9	Компрессорная	1

 

Надежность системы  электроснабжения в первую очередь  определяется схемными и конструктивными  построения системы, разумным объемом  заложенных в нее резервов, а также  надежностью входящего электрооборудования.

Мероприятия по обеспечению  качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надежность, удобство и безопасность ее обслуживания.

 

 

 

3.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗ

       3.2     Определение расчетной нагрузки по установленной мощности и      

                                         коэффициенту  спроса

                

В проекте для всех цехов, в данном разделе и для  РМЦ, рекомендуется применение этого  метода расчета нагрузки.

 

Активная расчетная  нагрузка, Рр, кВт, определяется по формуле

 

                                   (1)

 

где К_с – коэффициент спроса данной группы электроприемников;

       Р_у – установленная (номинальная) мощность группы              

              электроприемников, кВт.

Установленная мощность равна сумме номинальных паспортных Р_ном  мощностей отдельных приемников.

Расчетная реактивная нагрузка Qр, кВар, группы электроприемников определяется по формуле

                            (2)

где tg j – коэффициент реактивной мощности.

Коэффициент реактивной мощности определяется по характеру для данной группы электроприемников по средневзвешенному коэффициенту  мощности.

Полная нагрузка, Sp, кВА  определяется по формуле

                                                                                                   (3)

Расчёт произведем для механического цеха, для остальных цехов результаты расчёта представим в таблице 4.

Для механического цеха:  

       

 

 

 

3.3  Определение расчетной нагрузки установок электроосвещения

 

Установленная мощность установок электроосвещения Р_уо, кВт определяется по формуле

 

Р_уо = Р_уд · Р ^. 10³,                              (4)