Электроснабжение и объекты управления участка сварки

kur33_math.docx

Выбор системы электроснабжения
Выбор схемы внешнего электроснабжения
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Технологические основы
Расчёт общего освещения
Расчёт сечения проводников осветительной проводки
Определение расчётных электрических нагрузок
Выбор силового трансформатора подстанции и конструктивное выполнение ТП
Расчёт и конструктивное исполнение силовой сети
Расчёт токов короткого замыкания
Выбор электрооборудования внутрицеховых сетей
Расчёт заземляющего устройства заводской подстанции
Расчёт объекта управления автоматизации
Разработка принципиальной электрической схемы ОУ
Построение монтажной схемы ОУ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства передачи дробления преобразования.
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства передачи и распределения электроэнергии. СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов электрические печи электролизные установки аппараты и машины для электрической сварки осветительные установки и др.
Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений распределительные сети а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Электрические сети промышленных предприятий в сочетании с источниками и потребителями электроэнергии становятся заводскими электрическими системами устройство и развитие которых как подсистем следует рассматривать в единой связи с развитием всей энергетической системы в целом.
Основные задачи решаемые при исследовании проектировании проектировании и эксплуатации СЭС промышленных предприятий заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений определении электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов преобразователей тока и частоты конструкций промышленных сетей устройств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения средств симметрирования нагрузок и подавления высших гармоник в сетях путем правильного
построения схемы электроснабжения. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников появления новых видов использования электроэнергии новых технологических процессов и т.д.
Задачи курсового проекта:
- закрепить теоретические знания по предмету «Автоматизация технологических процессов и автоматизированные системы»;
- изучить принципы построения электроснабжения объекта на примере участка сварки;
- научиться использовать нормативные документы учебную и справочную литературу;
- научиться производить расчет и конструктивное исполнение сетей электроснабжения;
- целью курсового проекта является закрепление умений и навыков теоретического обучения на примере выполнения курсового проекта.
1 Выбор системы электроснабжения
Питание промышленных предприятий с установленной мощностью электроприемников от 5 до 75 мВт через один приемный пункт рекомендуется принимать при компактном расположении потребителей и через два приемных пункта - при наличии на объекте двух относительно мощных и обособленных групп потребителей.
При напряжении питающей сети отличной от напряжения распределительной в качестве приемного пункта принимается главная понизительная подстанция (ГПП). При одинаковом напряжении сетей в качестве приемного пункта предусматривается центральный распределительный пункт (ЦРП).
Для питания малых предприятий с установленной мощностью электроприемников до 10 мВт достаточно предусмотреть один распределительный пункт совмещенный с одной из трансформаторных подстанций. Приемные пункты во всех случаях рекомендуется питать способом глубокого ввода число вводов (при наличии электроприемников первой категории) должно быть не менее двух.
Для электроснабжения промышленных предприятий применяют ГПП и цеховыетрансформаторные подстанцииТП с простейшими блочными схемами без сборных шин и выключателей на первичном напряжении. Исключением из правил являются ТП совмещенные с РП для которых на первичном напряжении для приема и распределения электроэнергии предусматривают одну или две секции шин с автоматическим вводом резерва (АВР) при питают электроприемников первой и второй категорий или без АВР при питании электроприемников третьей категории.
В ЗРУ и РП 6 - 10 кВ в том числе и для питания электроприемников первой категории применяют одну систему сборных шин. Для бесперебойного питания
электроприемников первой и второй категорий предусматривают секцио-
нирование и автоматическое резервирование.
Коммутацию присоединений малой и средней мощности при напряжении 6 - 10 кВ осуществляют при помощи выключателей нагрузки в комплекте с силовыми предохранителями пли без них в пределах параметров по номинальному режиму и режиму короткого замыкания. Установку выключателей на вводах и на секциях 6—10 кВ предусматривают при АВР а также на крупных подстанциях мощностью 5000 - 10 000 кВА и выше с числом отходящих фидеров 15 - 20 и более. В остальных случаях на вводах устанавливают разъединители или выключатели нагрузки а на секциях разъединители.
При напряжении питающих линий не выше 10 кВ напряжение внутриплощадочных сетей принимают равным напряжению источника питания. При получении от источника питания энергии при двух или более напряжениях или проектировании предприятий большей мощности вызывающей необходимость расширения существующих районных подстанций или электростанций напряжения питающих линий выбирают на основании технико-экономических расчетов.
На промышленных предприятиях наибольшее распространение получили напряжения (кВ):
для питающих линий 110 35 10 и 6
для распределительных сетей 10 6 и 04023.
До этого момента напряжение 10 кВ рекомендуется к широкому применению во всех случаях особенно когда на предприятии мало двигателей на напряжение 6 кВ. Двигатели с напряжением 6 кВ в этом случае подключают к сети напряжением 10 кВ через трансформаторы с промежуточной трансформацией 106 кВ.
Основным напряжением для питания силовых и осветительных электроприемннков промышленности является 04023 кВ.
2 Выбор схемы внешнего электроснабжения
Этот выбор зависит от территориального размещения нагрузок их величины а также требуемой степени надежности электроснабжения.
В практике проектирования электроснабжения промышленных предприятий применяют радиальные и магистральные схемы распределения электроэнергии но последние используют пока недостаточно и не в полной мере.
Радиальные схемы рекомендуются в следующих случаях:
одноступенчатые с одной радиальной линией - для питания обособленных больших сосредоточенных нагрузок (например синхронных двигателей мощностью 1000 кВт для привода рубительных машин в производствах древесных плит) и нагрузок размещенных в различных направлениях от источника питания
двухступенчатые с двумя радиальными линиями - для питания через РП цеховых подстанций и двигателей напряжением выше 1000 В (например РП в главном корпусе цеха).
При расположении подстанций благоприятствующем прямолинейному прохождению магистрали (без обратных ходов длинных обходов зданий и т. п.) применяют одиночные магистрали без резервирования для питания однотрансформаторных подстанций с электроприемниками третьей категории.
При наличии на этих подстанциях 15 - 30 % нагрузок первой и второй категорий применяют питание соседних однотрансформаторных подстанций от разных одиночных магистралей для взаимного резервирования по перемычке напряжением до 1000 В.
Двойные сквозные магистральные схемы с односторонним питанием применяют для питания подстанций с двумя секциями сборных шин и двухтрансформаторных бесшинных подстанций с электроприемниками преимущественно первой и второй категорий. Число трансформаторов напряжением до 10 кВ присоединяемых к одной магистрали следует принимать 2 - 3 при их мощности 1000 - 2500 кВА и 3 - 4 меньших мощностей.
Рационально выполненная схема электроснабжения должна обеспечивать:
-прием и распределение мощности в соответствии с графиком нагрузок потребителей электроэнергии
-необходимую степень надежности питания
-возможность роста нагрузок при расширении и реконструкции предприятия
-экономичность удобство и безопасность эксплуатации надлежащий уровень напряжения электроприемников.
В основу разработки схемы электроснабжения должны быть положены следующие данные:
электрические нагрузки напряжения и категории электроприемников потребителей электроэнергии территориальное размещение нагрузок и крупных электроприемников на генеральном плане число и мощность подстанций характеристика источников питания технические условия энергосистемы требования аварийного режима.
При разработке схемы электроснабжения необходимо учитывать:
рекомендации по выбору параметров и элементов схемы электроснабжения требуемые ограничения токов короткого замыкания а также условия выполнения простой и надежной релейной защиты автоматики и телеуправления
перегрузочную способность трансформаторов и кабелей а также степень резервирования в технологической части перспективу развития предприятия на ближайшие 10 лет.
В схемах учитывается специфика отрасли. Они должны обеспечивать экономичность и надежность электроснабжения предприятия.
Рисунок 1.1 Схема внешнего электроснабжения при напряжении распределительной сети 10 кВ.
Схему электроснабжения представленную на рис. 1 по выбору соответствует 3 категории электроснабжения т.к. при каких-либо сбоях нет возможности массового брака продукции угрозы жизни человека а также финансовых потерь при отключении электричества на сутки.
1 Технологические основы
Сварка- технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой графитом стеклом и др.) а также пластмассы.
Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния сопоставимым с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.
В зависимости от формы энергии используемой для образования сварного
соединения все виды сварки разделяют на три класса: термический термомеханический и механический.
Ктермическомуклассу относятся виды сварки осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая плазменная электрошлаковая электронно-лучевая лазерная газовая и др.).
Ктермомеханическомуклассу относятся виды сварки осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная диффузионная и др.).
Кмеханическомуклассу относятся виды сварки осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая взрывом трением холодная и др.).
Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизи-
рованы процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва.
В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволо-
кой и основным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла
со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной 30 - 35 мм. Часть флюса расплавляется в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость а на поверхности расплавленного металла - жидкий шлак. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва покрытого твердой шлаковой коркой. Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через кабель.
Maнипуляторы. К этой группе относятся механизмы предназначенные удерживать изделия в удобном для сварки положения н обеспечивающие только маршевую (ускоренную) скорость вращаемого изделия при различных углах его наклона. Позиционеры применяют приручнойи полуавтоматической сварке.
Применяются для механизации сварочных производственных процессов выбирают в зависимости от характера манипуляции проводимых со свариваемым изделием.
Рисунок 2.1 Схема манипулятора-позиционера двухстоечного типа.
К основным конструктивным элементам сварочных манипуляторов отно-
сятся стойки опоры привода токоподводящее устройство поворотная плат-
форма (планшайба) механизм вращения наклона и подъема планшайбы рама и силовой орган к зажимным элементам.
Данный агрегат позволяет исполнять совершенно точные швы посредством надежного удерживания заготовки в зажимных элементах и последующей прокрутки по мере необходимости в процессе сварки.
Сварочный трансформатор– это аппарат преобразующий переменное напряжение сети в переменное напряжение для сварки (как правило понижает переменное напряжение до значения менее 141 В). Регулирование силы тока в таком сварочном трансформаторе осуществляется с помощью подвижной обмотки.
Рисунок 2.3 схема основных частей сварочного трансформатора
– сердечник;2 – вторичная обмотка;3 – первичная обмотка;4 – конден-
саторы;5 – винт;6 – рукоять.
Сварочный трансформатор состоит из силового трансформатора и тиристорного фазорегулятора размещенного в первичной или вторичной цепи с двумя встречно-параллельно соединенными тиристорами и системой управления. Принцип фазового регулирования заключается в преобразовании тока синусоидальной формы в знакопеременные импульсы длительность и амплитуда которых определяются фазой (углом) включения тиристоров фазорегулятора.
При фазовом регулировании возникают бестоковые паузы что приводит к снижению устойчивости горения дуги. Для повышения устойчивости горения дуги используются импульсная стабилизация или ток подпитки например от вспомогательного трансформатора.
Внешняя падающая характеристика формируется за счет трансформатора с увеличенным магнитным рассеянием или при помощи отрицательных обратных связей по току. Чем больше угол включения тиристоров тем меньше сила тока и круче наклон падающих внешних характеристик.
Преимущества сварочных трансформаторов:
- дешевизна изготовления (сварочный трансформатор примерно в 2–4 раза
дешевле сварочного выпрямителя и в 6–10 раз дешевле сварочного агрегата аналогичной мощности);
- высокий КПД (обычно 70–90%);
- сравнительно низкий расход электроэнергии;
- простота эксплуатации и ремонта.
Недостатки сварочных трансформаторов:
- для качественной сварки обычно требуются специальные электроды для переменного тока обладающие повышенными стабилизирующими свойствами;
- низкая стабильность горения дуги (при отсутствии встроенного стабилизатора горения дуги);
1 Расчет общего освещения
Рациональное освещение производственных участков является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно организованное освещение создаёт благоприятные условия труда повышает работоспособность и производительность труда.
Расчет общего освещения производится согласно плана расположения помещений выданного заданием на курсовое проектирование. Для выбора мощности ламп и количества светильников определяем индекс помещения:
где А- длина цеха м;
Нр- расчетная высота
Высоту подвеса светильника над уровнем пола определяют из расчета при тросовой подвеске светильников. Расстояние от потолка до несущего тросса в соответсвии с ПУЭ принимают 06 м. Расстояние подвеса светильника 04 м. Таким образом высота подвеса светильника составляет 1 м.
Определяем расчетную высоту:
где Н-высота от пола до потолка м;
-высота подвеса светильника м
Для того чтобы произвести расчет освещения необходимо схематично
обозначить размеры подвеса светильника расстояние от пола до потолка расстояние между светильниками от стены до первого светильника и т.д.
Рисунок 3.1 Схематичное обозначение размеров
По справочным данным определяем коэффициент использования при индексе помещения u=06. Далее определяем коэффициенты отражения потолка стен и пола:
Определяем световой поток необходимый для общего освещения цеха:
где Ен – нормированная освещенность согласно справочника ПУЭ берем 250 Лк;
Кз – коэффициент запаса (принимаем 15 по справочной литературе);
z- коэффициент неравномерности светового потока (принимаем 115 по справочной литературе);
u- коэффициент использования;
Определяем количество рядов:
где B – ширина помещения;
– расстояние между рядами.
Определяем расстояние между рядами:
где - ширина цеха м;
Определяем расстояние от стены до первого светильника:
Определяем расстояние между светильниками:
где - расстояние от стены до первого ряда
Определяем минимальный световой поток каждого светильника:
Производим расчет светового потока светильника с запасом:
где - световой поток светильника Лм;
По справочным данным выбираем дугоразрядную лампу ДРИ-250 имею-
щую световой поток лампы Фл =22000 Лм и светильник типа ГСу-250
Таблица 3.1 Технические характеристики лампы ДРИ-250
Средняя продолжительность горения ч
Таблица 3.2 Технические характеристики светильника типа ГСу-250
Определяем фактическую освещенность цеха:
Согласно ПУЭ фактическая освещенность цеха для общего освещения может составлять ±10% от номинальной освещенности.
Определяем суммарную мощность всех ламп ДРИ-250 со светильниками ГСу-250 установленных в цехе:
где - мощность лампы ДРИ-250
Определяем полную удельную мощность осветительной установки:
Согласно ПУЭ удельная мощность для освещения цеха при высоте подвеса светильника от 8 до 12 м с газоразрядными лампами ДРИ-250 должны находиться в пределах = 3÷10.
Произведенный расчет освещения цеха указывают на генеральном плане размещения осветительной установки.
Рисунок 3.2 План расположения ламп светильников и ГЩО
- ГЩО - КТП -щит аварийного освещения
- лампа ДРИ-250 - лампа аварийного освещения- выключатель
2 Расчет сечения проводников осветительной проводки
Рассчитать электроснабжение осветительного объекта-это значит:
Выбрать сечение проводников линий электроснабжения с учетом механической прочности допустимого нагрева изоляции и напряжения на све-
Выбрать распределительные устройства (щиты освещения) вводные и линейные (групповые) аппараты зашиты.
Обеспечить потерю напряжения на линии от источника питания до самого удаленного светильника не более допустимого значения;
Оптимальный выбор элементов электроснабжения осветительных установок позволит обеспечить:
Наиболее экономичную работу осветительной установки
Более длительный срок службы изоляции и пожаробезопасность;
Надежность монтажа и эксплуатации.
Для расчета сечения проводников нам необходимо составить схему распределительных нагрузок.
Р1=8250 Р2=9250 Р3=8250 Р4=9250
I1=11.6А I2=10А I3=11.6А I4=10А
Рисунок 3.3 Схема распределительных нагрузок на участах
Определяем расчетные токи электропривода:
где - расчетная максимальная нагрузка кВТ;
- фазное напряжение В;
- коэффициент активной мощности сети Вт
Определяем активные и реактивные составляющие:
Определяем ток протекающий по участку:
где - активная составляющая;
- реактивная составляющая
Определяем потерю мощности:
где - потеря мощности в процентом соотношении (принимаем равным 5%)
Определяем сечение провода осветительной магистрали:
Определяем потерю напряжения в проводе:
Определяем потерю напряжения в процентном соотношении согласно ПУЭ процентное соотношении не должно превышать 5%.
В качестве магистрального провода выбираем кабель марки АВВГ-3х16мм2.
Питание осветительных приборов производится кабелем АВВГ-3х10мм2.
3 Определение расчетных электрических нагрузок
Для того чтобы рассчитать электрические нагрузки необходимо составить план расположения электроприемников в цехе для этого нужно разбить электрооборудование цеха по группам согласно распределительных щитов.
Рисунок 3.4 План расположения оборудования в цехе
-токарный станок -заточной станок -вертикально-расточной станок -карусельный станок -листогибочный станок -сверлильный -сварочный трансформатор - вентиляция -электрические печи - мостовой кран -РЩ -ГРЩ
Для расчета мощности электропотребителей цеха составляем формуляр электрических нагрузок и производим расчет.
Суммарную мощность определяем по формуле
Pн=n · Pн кВт; (3.24)
где n – число однородных токоприемников;
Pн – номинальная мощность одного токоприемника кВт;
Расчет ведем соответственно по щитам.
Вентиляционные установки – 2
Pн1.1=n1.1 · Pн1.1= 2 · 55=11 кВт;
Электрические печи-3 шт.
Pн1.2=n1.2 · Pн1.2= 3· 12=36 кВт;
Сварочные трансформаторы-3 шт.
Pн2.1=n2.1 · Pн2.1= 3· 5=15 кВт;
Листогибочные станки-3 шт.
Pн3.1=n3.1 · Pн3.1= 3· 10=30 кВт;
Карусельные станки-2 шт.
Pн3.2=n3.2 · Pн3.2= 2· 55=110 кВт;
Вертикально-расточные станки-1шт.
Pн3.3=n3.3 · Pн3.3= 1· 135=135 кВт;
Сверлильные станки-4 шт.
Pн4.1=n4.1 · Pн4.1= 4· 15=60 кВт;
Pн5.1=n5.1 · Pн5.1= 1· 127=127 кВт;
Вертикально-расточные станки-2шт.
Pн6.1=n6.1 · Pн6.1= 2· 135=27 кВт;
Токарный станки-3шт.
Pн6.2=n6.2 · Pн6.2= 3· 75=225 кВт;
Заточной станок-1шт.
Pн6.3=n6.3 · Pн6.3= 1· 75=75 кВт;
Pн7.1=n7.1 · Pн7.1= 2· 135=27 кВт;
Pн7.2=n7.2 · Pн7.2= 3· 75=225 кВт;
Pн7.3=n7.3 · Pн7.3= 1· 75=75 кВт;
Токарный станки-6шт.
Pн8.1=n8.1 · Pн8.1= 6· 75=450 кВт;
Общее освещение- 35 ламп.
Pн9.1=n9.1 · Pн9.1= 35· 025=875 кВт;
Показатели отношения мощности определяем по формуле:
РЩ№9(ОБЩЕЕ ОСВЕЩЕНИЕ):
Коэффициент использования активной мощности (Ки) определяем по справочнику или по данным экономических отделов предприятий.
Определяем коэффициент реактивной мощности для каждой группы электроприемников по формуле:
где cosφ – коэффициент мощности электроприемников
Определяем среднюю получасовую расчетную активную и реактивную мощность за самую загруженную смену:
Рср=Ки·Рн кВт; (3.27)
где Ки – коэффициент использования электроприемника;
Рн – суммарная номинальная мощность кВт.
Рср1.1=Ки1.1·Рн1.1 =08·11=88 кВт;
Рср1.2=Ки1.2·Рн1.2 =075·36=27 кВт;
Рср2.1=Ки2.1·Рн2.1 =03·15=45 кВт;
Рср3.1=Ки3.1·Рн3.1 =014·30=42 кВт;
Рср3.2=Ки3.2·Рн3.2 =014·110=154 кВт;
Рср3.3=Ки3.3·Рн3.3 =016·135=22 кВт;
Рср4.1=Ки4.1·Рн4.1 = 016·60=96 кВт;
Рср5.1=Ки5.1·Рн5.1=006·127=76 кВт;
Рср6.1=Ки6.1·Рн6.1 =016·27=43 кВт;
Рср6.2=Ки6.2·Рн6.2 =016·225=36 кВт;
Рср6.3=Ки6.3·Рн6.3 =016·75=12 кВт;
Рср7.1=Ки7.1·Рн7.1 =016·27=43 кВт;
Рср7.2=Ки7.2·Рн7.2 =016·225=36 кВт;
Рср7.3=Ки7.3·Рн7.3 =016·75=12 кВт;
Рср8.1=Ки8.1·Рн8.1 =016·450=72 кВт;
Рср9.1=Ки9.1·Рн9.1 =085·875=74 кВт;
Рср= Рср1.1+ Рср1.2+ Рср2.1+ Рср3.1+ Рср3.2+ Рср3.3+ Рср4.1+ Рср5.1+ Рср6.1+ Рср6.2+ Рср6.3+ Рср7.1+Рср7.2+Рср7.3+Рср8.1+Рср9.1=88+27+45+42+154+22+96+76+43+36+12+43+36+12+72+74=2417 кВт;
Реактивная мощность за самую загруженную смену:
Qср=tgφ · Pср кВАр;(3.28)
где tgφ – коэффициент реактивной мощности
Pср – средняя получасовая расчетная мощность кВт
Qср1.1=tgφ1.1 · Pср1.1 =057 · 88=5 кВАр;
Qср1.2=tgφ1.2 · Pср1.2 =158 · 27=427 кВАр;
Qср2.1=tgφ2.2 · Pср2.2 =158 · 45=71 кВАр;
Qср3.1=tgφ3.1 · Pср3.1 =094 · 42=39 кВАр;
Qср3.2=tgφ3.2· Pср3.2 =094 · 154=145 кВАр;
Qср3.3=tgφ3.3· Pср3.3 =094 · 22=21 кВАр;
Qср4.1=tgφ4.1 · Pср4.1 =103 · 96=99 кВАр;
Qср5.1=tgφ5.1 · Pср5.1 =12 · 76=9 кВАр;
Qср6.1=tgφ6.1 · Pср6.1 =094 · 43=4 кВАр;
Qср6.2=tgφ6.2 · Pср6.2 =094 · 36=338 кВАр;
Qср6.3=tgφ6.3 · Pср6.3 =094 · 12=11 кВАр;
Qср7.1=tgφ7.1 · Pср7.1 =094 · 43=4 кВАр;
Qср7.2=tgφ7.2 · Pср7.2 =094 · 36=338 кВАр;
ср7.3=tgφ7.3 · Pср7.3 =094 · 12=11 кВАр;
Qср8.1=tgφ8.1 · Pср8.1 =094 · 72=677 кВАр;
Qср9.1=tgφ9.1 · Pср9.1 =033 · 74=24 кВАр;
Qср= Qср1.1+ Qср1.2+ Qср2.1+ Qср3.1+ Qср3.2+ Qср3.3+ Qср4.1+ Qср5.1+ Qср6.1+ Qср6.2+ Qср6.3+ Qср7.1+Qср7.2+Qср7.3+Qср8.1+Qср9.1=5+427+71+39+145+21+99+9+4+338+11+4+338+11+677+24=2421 кВАр;
Для определения коэффициента максимума (Км) необходимо знать эффективное число электроприемников (nэ). В нашем случае количество фактических
приемников в каждой группе равно эффективному числу электроприемников (n=nэ).
Коэффициент максимума нагрузок активной мощности в самую загруженную смену определяем по справочным таблицам с учетом показателя отношения мощности (m) и эффективного числа электроприемников (nэ).
Определяем максимальную расчетную активную мощность за самую загруженную смену по формуле:
Рмах=Км · Рср кВт; (3.29)
где Км – коэффициент максимума;
Pср – средняя расчетная мощность кВт.
Рмах1.1=Км1.1 · Рср1.1=32 · 88=282 кВт;
Рмах1.2=Км1.2 · Рср1.2=34 · 27=978 кВт;
Рмах2.1=Км2.1 · Рср2.1=34 · 45=153 кВт;
Рмах3.1=Км3.1 · Рср3.1=19 · 42=8 кВт;
Рмах3.2=Км3.2 · Рср3.2=19 · 154=293 кВт;
Рмах3.3=Км3.3 · Рср3.3=242 · 22=53 кВт;
Рмах4.1=Км4.1 · Рср4.1=22 · 96=211 кВт;
Рмах5.1=Км5.1 · Рср5.1=343 · 76=261 кВт;
Рмах6.1=Км6.1 · Рср6.1=242 · 43=104 кВт;
Рмах6.2=Км6.2 · Рср6.2=21 · 36=756 кВт;
Рмах6.3=Км6.3 · Рср6.3=21 · 12=25 кВт;
Рмах7.1=Км7.1 · Рср7.1=242 · 43=104 кВт;
Рмах7.2=Км7.2 · Рср7.2=2.1 · 36=756 кВт;
Рмах7.3=Км7.3 · Рср7.3=21 · 12=25 кВт;
Рмах8.1=Км8.1 · Рср8.1=21 · 72=1512 кВт;
Рмах9.1=Км9.1 · Рср9.1=14 · 74=104 кВт;
Рср=Рср1.1+Рср1.2+Рср2.1+Рср3.1+Рср3.2+Рср3.3+Рср4.1+Рср5.1+Рср6.1+Рср6.2+Рср6.3+Рср7.1+Рср7.2+Рср7.3+Рср8.1+Рср9.1=282+978+153+8+293+53+211+261+104+756+25+
4+756+25+1512+104=5697 кВт;
Определяем максимальную расчетную реактивную мощность за самую загруженную смену по формуле:
Qмах= Км · Qср кВАр; (3.30)
где Qср – средняя реактивная мощность кВАр
Qмах1.1= Км1.1 · Qср1.1 =32 · 5=16 кВАр;
Qмах1.2= Км1.2 · Qср1.2 =34 · 427=1452 кВАр;
Qмах2.1= Км2.1 · Qср2.1=34 · 71=241 кВАр;
Qмах3.1= Км3.1 · Qср3.1 =19 · 39=74 кВАр;
Qмах3.2= Км3.2 · Qср3.2 =19 · 145=276 кВАр;
Qмах3.3= Км3.3 · Qср3.3 =242 · 21=51 кВАр;
Qмах4.1= Км4.1 · Qср4.1=22 · 99=218 кВАр;
Qмах5.1= Км5.1 · Qср5.1 =343 · 9=309 кВАр;
Qмах6.1= Км6.1 · Qср6.1 =242 · 4=97 кВАр;
Qмах6.2= Км6.2 · Qср6.2 =21 · 338=71 кВАр;
Qмах6.3= Км6.3 · Qср6.3 =21 · 11=23 кВАр;
Qмах7.1= Км7.1 · Qср7.1=242 · 4=97 кВАр;
Qмах7.2= Км7.2 · Qср7.2 =21 · 338=71 кВАр;
Qмах7.3= Км7.3 · Qср7.3 =21 · 11=23 кВАр;
Qмах8.1= Км8.1 · Qср8.1 =21 · 677=1422 кВАр;
Qмах9.1= Км9.1 · Qср9.1 =14 · 24=34 кВАр;
Qср= Qср1.1+ Qср1.2+ Qср2.1+ Qср3.1+ Qср3.2+ Qср3.3+ Qср4.1+ Qср5.1+ Qср6.1+Qср6.2+Qср6.3+Qср7.1+Qср7.2+Qср7.3+Qср8.1+Qср9.1=16+1452+241+74+276+51+218+309+97+71+23+97+71+23+1422+34=5897 кВАр;
4 Выбор силового трансформатора подстанции и конструктивное выполнение ТП
Определяем полную расчетную мощность электроприемников по формуле:
где Рм – суммарная максимальная расчетная активная мощность кВт;
Qм - суммарная максимальная расчетная реактивная мощность кВАр.
По справочнику определяем мощность силовых трансформаторов ГПП из условия Sтр≤ Sр. Выбираем силовой трехфазный трансформатор с регулировкойнапряжения под нагрузкой мощность которого составляет Sт=1000 кВА.
Условия выбора трансформатора:
Производим расчет коэффициента мощности:
где -расчетная мощность электроприемников;
- мощность выбранного трансформатора
Таблица 3.5 Технические характеристики трансформатора ТМ-100010
схема соединения обмоток
напряжение короткого замыканяи uK (%)
ток холостого хода I0 (%)
Каждая трансформаторная подстанция имеет три основных блока: распределительные устройства низкого напряжения трансформатор распределительные устройства высшего напряжения. КТП подстанции напряжением 6 10 кВ в целях небольшого приближения к потребителям рекомендуется применять внутренние встроенные в здания или пристроенные к нему ТП. КТП состоят изследующих основных устройств:
-Шкаф ввода высокого напряжения
-Силового трансформатора
-Распределительного устройства низкого напряжения (РУНН).
Констируктивно КТП цеха представлена на рисунке 3.5 и схема двух трансформаторной внутрицеховой КТП1000 с маслянным силовым трансформаторром типа ТМЗ-100010кВ.
Рисунок 3.5 Конструкция КТП100010кВ с однорядным расположением
маслонаполненых трансформаторов: 1- кабель ВН; 2- шкаф ввода ВН; 3 – силовой трансформатор: 4 – шкаф ввода НН; 5 – отсек приборов; 6 – шкаф отходящих линий НН; 7 – секционный шкаф НН или шкаф отходящих линий; 8 – шинный короб; 9 – окно для вывода кабеля вверх.
Таблица 3.6 Техничсекие характеристики КТП -10кВ
Мощность трансформатора кВА
Комплектующее оборудование
Рисунок 3.5 Однолинейная схема ТП цеха с КТП-100010
5 Расчет и конструктивное исполнение силовой сети цеха
Для внешнего электроснабжения принимаем воздушную линию выполненную на железобетонных опорах с двойным креплением проводов на штыревых стеклянных изоляторах.
Расчет сечения алюминиевой части провода производим по длительно- допустимому току экономической плотности тока и по падению напряжения в проводе.
Определяем расчетный ток в проводе ВЛ-10кВ с правкой на температуру воздуха +350С:
где: ST – полная мощность трансформатора подстанции цеха кВА;
UH1 – номинальное напряжение линии внешнего электроснабжения кВ;
kt - температурный коэффициент( определяем по справочным данным)
Определяем наименьшее экономически выгодное сечение алюминиевой части провода. При использовании максимальной нагрузки цеха от 2000 до 3000 часов в год.
где: Ip – расчетный ток в линии А;
iЭК – коэффициент экономической плотности тока (по справочному материалу).
По справочной литературе принимаем стандартный провод марки АВВГ-
x50 сечением алюминиевая часть которого удовлетворяет условию:
Распределение механической нагрузок на провод следующим образом – 60% нагрузки приходиться на алюминиевую часть; 40% - на стальную часть провода. Этим условиям удовлетворяет согласно ПУЭ провод сечением 50мм2 марки АВВГ-4x50.
Производим проверку выбранного провода по условиям длительно допустимого тока протекания Iдд =143A и условию потери напряжения U%5%:
где: Z0 – полное сопротивление на 1км провода (определяем по справочнику) Омкм;
Ip - расчетный ток в линии А;
UH1 – напряжение в линии кВ.
При этом окончательно принимаем провод марки АВВГ-4x50 в связи с тем что он удовлетворяет всем условиям ПУЭ. Все данные сводим в таблицу.
Таблица 3.7 Технические характеристики провода АВВГ-4x50
Эксплутационная температура в окр. среде С0
Полное сопротивление на 1км провода Омкм
Максимальная температура провода в рабочем режиме С0
Стального сердечника
Сети напряжения до 1кВ служат для распределения электроэнергии внутри цехов промышленных предприятий а также для питания некоторых электроприемников расположенных за пределами цеха на территории предприятия.
Цеховые электрические сети напряжением до 1кВ являются составной частью электроснабжения промышленного предприятия и осуществляют непосредственное питание большинства электроприемников.
Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные. Питающие отходят от источника питания ТП к распределительным шкафам РШ к рас-
пределительным шинопроводам или к отдельным крупным электроприемникам.
Распределительные внутрицеховые сети – это сети к которым непосредственно подключаются различные электроприемники цеха. Распределительные
сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов ШРА и распределительных шкафов РШ.
Характерным примером радиальной схемы является линия от источника питания до электроприемника. Радиальные схемы применяются при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха во взрыво и пожароопасных цехах в цехах с химически активной и
аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях на предприятиях нефтехимической промышленности и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надежности.
Достоинством радиальных схем является их высокая надежность так как авария на одной линии не влияет на работу электроприемников подключенных к другой линии. Недостатком радиальных схем являются: малая экономичность связанная со значительным расходом проводникового материала труб распре-
делительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях элоектроприемников вызванных
изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.
Шинопроводом – называется жесткий токопровод заводского изготовления до 1кВ поставляемый комплектными секциями.
Электропроводки – сети постоянного или переменного токов напряжением до 1кВ выполняемые изолированными проводами и небронированными ка-
белями с резиновой и пластмассовой изоляцией жил с относящимися к ним
креплениями и поддерживающими конструкциями.
Троллейные линии предназначены для питания подъемно-транспортных
Определяем расчетный ток трансформатора с поправкой на температуру воздуха +350С:
где: ST – полная мощность трансформатора кВА;
UH2 - номинальное напряжение вторичной обмотки кВ;
kt – температурный коэффициент ( по справочным данным).
По справочным данным выбираем шины для питания распределительных шкафов типа ШРА73 и ШМА 73 для магистрального шинопровода.
Определяем расчетный максимальный ток протекающий по токоведущим жилам кабеля с поправкой на температуру +350С в группах электроприемников:
где: PM – активная максимальная мощность кВт;
QM – реактивная максимальная мощность кВАр.
Общее освещение цеха(РЩ№9):
Таблица 3.8 Формуляр силовой части цеха
Наименование элеткроустановок
Количество оборудования
Вентиляционная установка
Сварочные трансформаторы
Вертикально-расточные
Вертикально растоные
6 Расчет токов короткого замыкания
Токи короткого замыкания возникают в электрических цепях из-за уменьшения сопротивления изоляции между токоведущими частями или между токоведущими частями и металлическим корпусом электроустановки.
Различают следующие виды токов короткого замыкания:
- однофазное короткое замыкание на металлический корпус (на землю);
- двух фазное короткое замыкание;
- двухфазное короткое замыкание на землю;
- трехфазное короткое замыкание.
Самое частое короткое замыкание – однофазное на землю. Самое тяжелое для электроустановки – трехфазное короткое замыкание.
Цель расчета токов короткого замыкания – правильно выбрать силовую коммутационную аппаратуру и правильно настроить МТЗ – максимально токовую защиту для надежного отключения поврежденных участков электросети.
Токи короткого замыкания рассчитывают в точках предполагаемой электроустановки коммутационных аппаратов.
При расчетах тока короткого замыкания в сетях напряжением ниже 1000В учитывают активные и индуктивные сопротивления короткозамкнутой цепи. На суммарную величину сопротивления короткого замыкания цепи значительно влияют все контактные соединения аппаратов первичной обмотки трансформатора тока сопротивления токовой и максимально токовой защиты автоматических выключателей. Поэтому их обязательно учитывают при расчете сопротивления короткозамкнутой цепи.
Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения промышленных предприятий производиться упрощенным способом с рядом допущений: считают что трехфазная система является симметричной; не учитывают насы-
щение магистральных систем т.е. считают что индуктивное сопротивление в
процессе КЗ не изменяются; принимают что фазы всех ЭДС источников
не изменяются в процессе КЗ; напряжение на шинах источника принимают неизменным та как точки КЗ обычно удалены от источника; апериодическая составляющая тока КЗ не подсчитывается так как длительность короткого замыкания в удаленных точках превышает 015с (апериодическая составляющая тока КЗ за это время затухает).
Расчет токов короткого замыкания производим в относительных едини-
цах при этом базисную мощность Sв принимаем 10мВА в энергосистеме. Изображаем расчетную схему.
Рисунок 3.6 Схема для расчетов короткого замыкания
Определяем базисные напряжения с учетом того что согласно ПУЭ оно должно быть на 5% выше заданного:
где - напряжение с высокой стороны кВ;
- напряжение с низкой стороны кВ
Мощность трехфазного короткого замыкания для ВЛ-10кВ внешнего электроснабжения принимаем равным 50 МВА. Sкз=50МВА. Преобразуем расчетную сзему в схему замещения.
Рисунок 3.7 Схема замещения для расчетов КЗ
Определяем необходимые значения для вычисления сопротивления в точке К1:
где -базисная мощность в энергосистеме (принимаем 10) МВА;
- мощность трехфазного короткого замыкания (принимаем 50) МВА
Определяем сопротивление ВЛ:
где - длина воздушной линии км
Определяем сопротивление энергосистемы в точке К1:
Определяем сопротивление энергосистемы в точке К2:
где -в таблице технических характеристик трансформатора%
- мощность трансформатора
Определяем сопротивление энергосистемы в точке К3:
где - полное сопротивление участка провода (по справочным данным);
Определяем сопротивление энергосистемы в точке К4:
где - длина кабельной линии
Определяем базисные токи:
Определяем значение токов при трехфазном к.з до точки К1:
Определяем относительные и абсолютные значения тока во всех точках:
Определяем ударные токи в точках:
Определяем действительные ударные токи в точках:
Мощности трехфазных к.з в точках К1-К4 соответственно:
Таблица 3.9 Величины сопротивлений токов и мощностей трехфазных к.з
Значение токов к.з. кВ
7 Выбор электрооборудования внутрицеховых сетей
Аппараты и проводники первичных цепей должны удовлетворять следующим требованиям:
Соответствию окружающей среды и роду установки;
Необходимой прочности изоляции для надежной работы в длительном режиме при кратковременных перенапряжениях;
Допустимому нагреву токами длительных режимов;
Стойкости в режиме короткого замыкания;
Технико-экономической целесообразностью;
Достаточной механической прочностью;
Допустимыми потерями напряжения в нормальном и последователь-
Кроме шинопроводов в качестве основного электрооборудования для внутрицеховых сетей напряжением до 1кВ применяются: панели распределительные силовые распределительные шкафы распределительные пункты ящики с рубильниками и предохранителями ящики с блоками выключатель – предохранитель щитки освещения плавкие предохранители магнитные пускатели контакторы автоматические выключатели.
Выбираем распределительный шкаф ти ШР-11. Шкафы распределительные ШР11 предназначены для приема и распределения электрической энергии. Шкафы рассчитаны на номинальные токи до 400 А и номинальное напряжение до 380 В в сетях с глухозаземленной нейтралью трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и с защитой отходящих линий предохранителями.
Рисунок 3.8 Общий вид распределительных щитов типа ШР-11
Таблица 3.10 Технические характеристики распределительных щитов.
Номинальный ток предохранителей А
Выбираем вид и тип щита освещения.
Ящики управления освещением серий ЯУО предназначены для местного дистанционного или автоматического управления освещением.
Ящики управления освещением обеспечивают: включение и отключение осветительной установки в заданные периоды времени (например в технологи-
ческие перерывы в работе цеха) по программам задаваемым реле времени ТЭ-
ТЭ-15 ТЭ-16 или аналогом параллельно с сигналом фотодатчика; включение
и отключение осветительной установки от сигнала фотодатчика при достижении заданного уровня освещенности; ручное (местное) включение и отключение осветительной установки кнопками установленными на двери ящика. Дистанционное включение и отключение осветительной установки посредством устройств телемеханики от диспетчерских пунктов.
Рисунок 3.9 Общий вид ЯОУ
Таблица 3.11 Технические характеристики осветительного щита
Вводной автомат; Автоматический выключатель ВА 47-29; Нулевая шина
Производим выбор автоматических воздушных выключателей. Автоматический воздушный выключатель представляет собой коммутационное механическое устройство обеспечивающее гашение дуги с помощью сжатого воздуха и отключение проведение включение токов при установленном состоянии це-
Он используется для предупреждения коротких замыканий и перегрузок
на электрических установках а также в управлении электрическими цепями.
Производим выбор автоматических выключателей определяем номинальный ток:
Определяем пусковой ток:
Ток срабатывания токовой отсечки (электромагнитного расцепителя):
Ток срабатывания тепловой защиты:
Все данные расчета автоматических выключателей заносим в таблицу 3.13.
Таблица 3.13 Технические характеристики автоматических выключателей
Номинальный ток IH (А)
Вертикально расточной
Листогибочный станок
Сварочный трансформатор
Для защиты внутрицеховых электрических сетей от токов КЗ служат плавкие предохранители. Они являются простейшими аппаратами токовой защиты действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранители включаются последовательно в фазу защищаемой цепи.
Производим выбор предохранителей:
где: α - поправочный коэффициент от 16-25 (принимаем 25)
Таблица 3.14 Технические характеристики предохранителей
Номинальный ток плавкой вставки (А)
Производим выбор магнитных пускателей.
Магнитный пускательпредназначен для дистанционного пуска остановки и защиты электроустановок электродвигателей.
Таблица 3.15 Технические характеристики магнитных пускателей.
Номинальный ток главных контактов
Номинальный ток пускателя
Вертикально расточной станок
8 Расчет заземляющего устройства заводской подстанции
При обслужитвании электроустановки опасность представляют не только неизолированные токоведущие части находящиеся под напряжением но и те конструктивные части электрооборудования которые нормально не находятся под напряжением но могут оказаться под напряжением при повреждении
изоляции (корпуса электродвигателей пускателей баки трансформаторов кожухи шинопроводов металлические каркасы щитов и т. п.).
Для защиты людей от поражения электричяеским током при повреждении изоляции применяется одна из следующих защитных мер: заземление зануление защитное отключение разъединительный трансформатор двойная
изоляция малое напряжение выравнивание потенциалов.
Рисунок 3.10 Схема питания и заземляющего устройства цеховой подстанции
Выполняем общее заземляющее устройство цеховой подстанции для оборудования напряжением 10 и 04 кВ согласно ПУЭ.
Определяем сопротивление заземлителя:
где Iз- ток провода АС
В качестве естественных заземлителей используем свинцовую оболочку вводного кабеля проложенную в земле. Сопротивление растекания тока с оболочки кабеля принимаем 2 Ом с учетом второго климатического района по справочным данным так же принимаем коэффициент емкости (kсез) 35.
Определяем сопротивление естественных заземлителей:
Rе = kсез R=235=7 Ом (3.62)
Сопротивление естественных заземлителей больше требуемого значения в
Ом следовательно необходимы искуственные заземлители. Производим расчет искуственных заземлителей:
В качестве искуственного заземлителя применяем вертикальные заземлители – стержни длиной 5м диаметром 12мм на растоянии 5м друг от друга и стальную соединительную полосу 25х4мм на глубине 07м.
Определяем сопротивление одного стержня:
где: ρрасч - расчетное удельное сопротивление грунта Ом.м.
Определяем расчетное удельное сопротивление грунта:
Определяем колличество заземлителей:
где В – определяем по справочной литературе
Тогда исходя из условия:
Производим роверку защиты зануления для самого удаленного электроприемника (электрическая печь) мощность 12 кВт защищаемого предохранителями ПНП-60 с номинальным током 50А.
Определяем сопротивление петли Ф-0 участков выполненных магистральным нин7опроводдом ШМА-73 длиной 45 м. Определяем сопротивление петли фаза-нуль по таблице справочных данных: rn=0072Омкм; хп=0098Омкм.
Участок ВС выполнен шинопроводом ШРА -73 длиной 15м сопротивление цепи фаза-нуль: rn=06Омкм; хп=035Омкм (по справочным данным):
Участок CD выполняем проводом КГ в трубе сопротивление фазы медного провода длиной 5м сечением (g) 25мм2:
Индуктивное сопротивление трубы в которой протекает кабель не учитывается для прокладки кабеля принимаем трубу 32мм:
где rn- 14 Омкм (по справочным данным);
xn =084 Омкм ( по справочным данным)
Определяем общее активное сопротивление Ф-0 проводников:
032+0009+0007+0010=003 Ом
Общее индуктивное сопротивление Ф-0 проводников:
Определяем полное сопротивление петли фаза-нуль:
Определяем полное сопротивление трансформатора мощностью 630кВА при однофазном КЗ ZT =0043Ом:
Кратность тока КЗ по отношению к номинальному току плавкого элемента предохранителей защищающего электродвигатель:
Что больше требуемой кратности 3 в сетях с нормальной средой согласно табличного значения справочной литературы следовательно при однофазном КЗ произойдет надежное отключение.
1 Расчёт объекта управления автоматизации
При расчёте и выборе сварочного трансформатора необходимо учитывать такие характеристики как: напряжение сети; напряжение на вторичной обмотке; номинальная сила тока вторичной обмотки; сечение сердечника; площадь окна сердечника.
При известной мощности сварочного трансформатора в 5кВт и по справочной литературе получаем необходимый трансформатор.
Таблица 4.1 исходных данных трансформатора ТДМ-181
Характеристика трансформатора
Значения из справочного материала
Напряжения на первичной обмотке U1
Напряжение на вторичной обмотке U2
Номинальная сила тока вторичной обмотки I2
Сечение сердечника Sс
Площадь окна сердечника So
Определяем количество витков на один вольт.
Определяем максимальный ток на первичной обмотке.
Определяем количество витков на вторичной обмотке.
Далее необходимо установить несколько ступеней силы тока под электро-
ды разных размеров. Для этого сперва необходимо рассчитать напряжение для каждой ступени.
Теперь при необходимости сварки различного рода деталей в зависимости от их размеров и типа свариваемого материала можно устанавливать какую-либо из ступеней в сварочном трансформаторе.
2 Разработка принципиально электрической схемы ОУ
При разработке систем автоматизации технологических процессов принципиальные электрические схемы обычно выполняют применительно к отдельным самостоятельным элементам установкам или участкам автоматизируемой системы например выполняют схему управления задвижкой схему автоматического и дистанционного управления насосом схему сигнализации уровня в резервуаре и т.п. Используя эти схемы в случае необходимости составляют принципиальные электрические схемы охватывающие целый комплекс отдель-
ных элементов установок или агрегатов которые дают полное представление в связях между всеми элементами управления блокировки защиты и сигнализации этих установок или агрегатов.
Рисунок 4.1 Схема принципиально-электрическая сварочного трансформатора
В устройстве использован промышленный сварочный трансформатор (Тг2). Катушка первичной обмотки рассчитана на 220 В с номинальной индукцией около 1.5 Тл. Низкое напряжение короткого замыкания компенсировано шунтирующей катушкой с большим количеством витков чем у вторичной обмотки. Цель данного регулятора состоит в том чтобы осуществлять плавную регулировку сварочного тока.
Фильтр сетевых помех состоит из катушек L1L2 и конденсаторов С1 С2. Помимо фильтрации его задача состоит в уменьшении импульсов тока возникающих при включении дуги. Катушки примерно на 3 6 В снижают напряжение подаваемое на трансформатор. Цель C3-R1 фильтрует радиочастотные помехи создаваемые симистором.
Напряжение питания схемы управления симистором создается трансформатором Тr1 с диодным мостом Gr. Трапециевидная форма напряжения образуется резисторами R2. R3 и стабилитроном D1. Напряжение в каждом полупериоде
падает до нуля. Это синхронизирует цель запуска симистера.
Параметры генератора на однопереходном транзисторе Т1 определяются
номиналами Р R4 и С4. Сопротивление 22+33 кОм создает минимальный сварочный ток 33 кОм - максимальный достижимый от сети. Значения Р=47 кОм. R4=4.7 кОм соответствуют хорошей работе трансформатора от 220 В. Тиристор ТС2 обеспечивает необходимый ток для открывания симистора.
3 Построение монтажной схемы ОУ
В системе автоматизированного управления роботом-манипулятором и выбранного аппаратного обеспечения разработана общая схема робота отображающая его возможности в перемещений плечей показана на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 Общая схема автоматического робота
В начальный момент времени сустав A2 повернут на -90° сустав A3 повернут на 90° остальные суставы находятся в начальном положении 0°
Через 5 секунд начинается симуляция работы сустава A1 в результате которой робот поворачивается вокруг своей в положение +170° после чего делается пауза и он начинает поворачиваться в положение -170° после чего так же делается пауза и робот возвращается в исходное положение.
Далее выполняется симуляция работы сустава A2 параллельно с поворотом
сустава в положение +45° выполняется поворот сустава A3 в положение 0° что связано с ограничениями накладываемыми конструкцией робота.
По завершению симуляции работы сустава A6 робот находиться в исходном состоянии.
Рисунок 4.3 Монтажная схема ОУ
В системе используются три независимых источника питания для программируемого логического контроллера промышленного компьютера и сервосистемы ECS. Таким образом силовые сигнальные и информационные цепи имеют разные источники питания и развязаны между собой за счет встроенных в них гальванических развязок.
Связь между программируемым логическим контроллером и промышленным компьютером организована при помощи интерфейса Ethernet а с сервосистемой ECS при помощи полевой шины CAN. В качестве мастера полевой шины CAN выступает программируемый логический контроллер VIPA 314-2AG12. Внутри сервосистемы ECS связь между осевыми модулями так же организована при помощи шины CAN со своим мастером.
Каждый осевой модуль отвечает за соответствующий сервопривод. Подключение сервопривода к осевому модулю выполняется при помощи двух кабе
лей: силового и сигнального. По силовому кабелю выполняется управление электродвигателем и электромагнитным тормозом по сигнальному реализуется отрицательная обратная связь по положению вала электродвигателя а так же контролируется его перегрев.
За курсовой проект была произведена электрификация сварочного цеха.
При выполнение расчётов мне удалось усвоить основные принципы выбора аппаратуры для внутрицеховых сетей а именно схемы сетей для внутрицехового распределения электроэнергии должны выполняться с учетом обеспечения необходимой степени надежности питания электроприемников наглядности удобства и безопасности эксплуатации.
Пускозащитная аппаратура должна соответствовать мощности и характеристике двигателей. Не допускается использовать завышенную по мощности пускозащитную аппаратуру во избежание увеличения коммутационных перенапряжений. Если для пуска двигателя и защиты его от перегрузки установить магнитный пускатель с тепловым реле то ответвления к двигателю должно быть защищено предохранителем или автоматическим выключателем с тепловым и электромагнитным расцепителем с целью защиты от короткого замыкания. Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными электродвигателями (ЭД) с короткозамкнутым ротором до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети. В исполнении с тепловым реле пускатели также защищают управляемый электродвигатель от перегрузки.
Также освоился в выборе сварочных трансформаторов и построение монтажных схем роботизированной техники для автоматизации процесса сваривания деталей.
Зюзин А.Ф. Поконов Н.Э. Антонов М.В. «Монтаж эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок» М. Высшая школа 1984г.
Афанасьев И.А. Юсипов М.А. «Система ТО и ТР оборудования
энергохозяйств предприятий» М. Энергоиздание 1990г.
Кацман М.М. «Справочник по электрическим машинам»
Энергоиздание 2005г.
Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: 1 т. Под общ. ред. Федорова А.А. - М.: Энергоатомиздат 1986г.
Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: 2 т. Под общ. ред. Федорова А.А. - М.: Энергоатомиздат 1987г.
Черенков В. В. Промышленные приборы и средства измерения. 1989г.