ЭСН и ЭО электромеханического цеха

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1. Общая часть
1. Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения.
2. Анализ электрических нагрузок.
2. Расчетно-конструкторская часть.

2.1. Расчет электрических  нагрузок.

2.2. Электрический расчет  осветительных сетей.

2.3. Компенсация реактивной  мощности.

2.4. Обоснование выбора числа и мощности трансформаторов.

2.5. Расчет и обоснование  выбора питающих и распределительных  сетей напряжением до 1 кВ, защита  их от токов перегрузки и  токов короткого замыкания.

2.6. Расчет и обоснование выбора питающих и распределительных сетей высокого напряжения.

2.7. Расчет токов  короткого замыкания.

2.8. Обоснование  выбора электрооборудования и  проверка его на действие токов  короткого замыкания.

2.9. Обоснование  выбора и расчет релейной защиты.

2.10. Расчет заземляющего  устройства.

Заключение.

Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Электрооборудование нельзя рассматривать отдельно от конструктивных особенностей того или иного цеха, поэтому специалисты в области  электрооборудования промышленных предприятий должны быть хорошо знакомы как с электрической частью, так и с основами технологических процессов, а значит и применяемым в них оборудованием.

Поэтому в современной  технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройства, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.

Электроснабжение – это  непрерывная работа и совокупность взаимосвязанных электроустановок, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии потребителю.

Задачи электроснабжения: 1. Надежность, которая зависит от правильности выбора схем оборудования и защиты по категориям электроприемников. 2. Качество обеспечивает нормирование колебаний напряжения и частоты. 3. Экономичность – это потребление электроэнергии с нормально работающим оборудованием, т.е. с наибольшей отдачей.

Целью настоящего курсового проекта является проектирование электромеханического цеха. Основной задачей настоящего проекта является проектирование надежного бесперебойного электроснабжения приемников цеха с минимальными капитальными затратами и эксплуатационными издержками и обеспечение высокой безопасности.

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ  КАТЕГОРИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

 

Участок кузнечно-прессового цеха предназначен для подготовки металла  к обработке.

Он имеет  станочное отделение, в котором  установлено оборудование: обдирочные станки, электротермические установки, кузнечно-прессовые машины, мостовые краны и т.д. Участок предусматривает наличие помещений для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, складов, для бытовых нужд и пр.

Электроснабжение  осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП – 1,4 км, а от шин энергосистемы до ГПП – 12 км. Напряжение на ГПП 6 и 10 кВ.

Количество  рабочих смен – 2.

Электрооборудование кузнечно-прессового цеха относится ко 2 и 3 категориям и могут питаться от одного источника, при условии, что перерывы электроснабжения не превышает одних суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.

 

Потребителями электроэнергии на участке являются прессы и различные по мощности металлообрабатывающие станки. Все приемники электроэнергии рассчитаны на трехфазный переменный ток и напряжение 380 В промышленной частоты, устанавливаются стационарно и по площади участка распределены равномерно.

Выбор электрических  сетей радиальные схемы питания  характеризуются тем, что от источника  питания, например от трансформаторной подстанции, отходят линии, питающих непосредственно мощные электроприемников или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприемников.

Радиальные  схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, т. к. аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители  могут потерять питание только при  повреждении на сборных шинах КТП, что маловероятно, вследствие достаточно надёжной конструкции шкафов этих КТП.

Магистральные схемы питания находят широкое  применение не только для питания  многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа  сравнения мелких приёмников, не связанных  единым технологическим процессом.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока  трансформатор-магистраль, где в  качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенного монтажа электрических сетей.

В связи с  равномерностью распределения потребителей внутри кузнечно-прессового цеха, а также низкой стоимости и удобстве в эксплуатации выбирается магистральная схема питания.

Трёхфазные  сети выполняются трёхпроводными на напряжение свыше 1000 В и четырёхпроводными – до 1000 В. Нулевой провод в четырёхпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприемников.

Трёхфазные  сети на напряжение 380/220 В (в числители – линейное, в знаменатели – фазное) позволяют питать от одного трансформатора трёх – и однофазные установки.

Электрические сети выполняются в основном по системе  трёхфазного переменного тока, что  является наиболее целесообразным, поскольку  при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом количестве однофазных электроприемников от трёхфазных сетей осуществляются однофазные ответвления.

Таблица 1- Перечень ЭО кузнечно-прессового цеха

№ на плане	Наименование ЭП	Рэп, кВт	Примечание
1	Вентилятор вытяжной	40
2	Вентилятор  приточный	60
3...5	Электротермические  установки	15
6, 17, 36	Краны мостовые	25	ПВ=25%
7…16	Обдирочные  станки РТ-503	21
18…20	Кривошипные КПМ	10
21…23	Фрикционные КПМ	4,5
24…35	Обдирочные  станки РТ-21001	17

 

 

 

2.РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ   ЧАСТЬ.

2.1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  НАГРУЗОК.

 

Согласно ПУЭ  для механизмов небольшой мощности (до 75 кВт) преимущественно принимают  асинхронные двигатели, так как  они просты в исполнении, дешевы и не требуют регулирования частоты  вращения. Обычно для одного цеха выбирают двигатели одной серии.

Выбираем асинхронные  двигатели с короткозамкнутым ротором  серии А4 напряжением 380 В.

 Типы двигателей и их технические характеристики приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 - Выбор двигателей для  электроприемников.

 

№	Название ЭП	Р, кВт	Тип двигателя	S,кВт	h, %	cosj	Iп/Iн
1	Вентилятор  вытяжной	40	4А 200L4У3	45	92	0,90	7,0
2	Вентилятор  приточный	60	4AHK 250SA4Y3	75	90	0,88	5,2
3	Электротермические  установки	15	4А 160S4У3	15	88,5	0,88	7,0
4	Краны мостовые	25	4А 180М4У3	30	90,5	0,9	7,0
5	Обдирочные  станки РТ-503	21	4А 180S4У3	22	90,0	0,9	7,0
6	Кривошипные КПМ	10	4А 160М4У3	7,5	87,5	0,87	7,0
7	Фрикционные КПМ	4,5	4А 112М4У3	15,0	85,5	0,85	7,0
8	Обдирочные  станки РТ-21001	17	4А 160М4У3	18,5	89,5	0,88	7,0

 

 

 

Приведение  мощности 3-х фазного электроприемников  к длительному режиму, для мостовых кранов:

Р_н=Р_п∙

, (2.1)

где Р_н – номинальная мощность, приведённая к длительному режиму;

Р_п – мощность электроприемников;

ПВ – продолжительность  включения;

Р_н=25∙

∙ = 125 кВт.

Для выполнения схемы электроснабжения электроприемники необходимо объединить в группы, учитывая особенности расположения оборудования по площади цеха.

Если группа электроприемников состоит из большого количества электроприемников, не связанных единым технологическим процессом относительно равномерно распределенных по площади цеха, то такую группу электроприемников целесообразно запитывать от шинопровода. В остальных случаях электроприемники запитываются от распределительных шкафов или силовых пунктов.

Согласно выше описанного электроприемники цеха объединяем по группам.

Определение расчетных  нагрузок групп электроприемников  и цеха в целом выполняем методом  упорядоченных диаграмм.

Метод упорядоченных  диаграмм основан на следующем алгоритме:

1.Определение  установленной мощности группы  электроприемников:

                                                   (2.2)

При этом значения электроприемников, работающих в повторно-кратковременном  режиме, не приводятся к длительному режиму работы;

2.Определение  группового коэффициента использования:

                                                       (2.3)

где – коэффициент использования i-го электроприемника, принимается по справочным данным в зависимости от наименования электроприемника.

3.Определение  эффективного количества электроприемников  в группе:

                                                  (2.4)

Эффективное количество электроприемников – такое количество электроприемников, одинаковых по мощности и по режиму работы, которые обеспечивают такую же расчетную нагрузку, как и реальное количество электроприемников, различных по мощностями режимам работы.

4.Определение  по справочным номограммам коэффициента  расчетной активной нагрузки:

                                                 (2.5)

где – постоянная времени нагрева элемента СЭС, на который определяется расчетная нагрузка: