Электрооборудование и электроснабжение механосборочного цеха

диплом сырец вариант 2.docx

Общая характеристика ремонтного цеха и технологический процесс
Перечень и характеристики установленного оборудования
1 Общая характеристика расчет и выбор приводных эл. двигателей радиально-сверильного станка
2 Разработка электрической принципиальной схемы радиально-сверильного станка
3 Выбор электрических аппаратов для радиально-сверильного станка
4 Расчет электрического освещения
5 Расчет вентиляционной установки
6 Расчет и выбор грузоподъемного механизма
7 Сквозная таблица с характеристиками Э.О
Расчет электрической нагрузки
1 Расчет средней сменной мощности
2 Расчет и выбор компенсирующего устройства
3 Определение максимальной расчетной мощности
Выбор питающей подстанции
1 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
2 Выбор конструктивного исполнения подстанции
Выбор питающих кабелей
Расчет токов короткого замыкания
1 Общие сведения о коротком замыкании
2 Расчетная схема и её параметры
3 Расчет токов короткого замыкания
7 Выбор и проверка высоковольтного оборудования
Разработка схемы электроснабжения
Расчет распределительной сети 04 кВ
1 Назначение и конструктивное выполнение заземления
1 Электробезопасность
2 Пожаробезопасность
3 Защита окружающей среды
Автоматика в системе электроснабжения
Учет и экономия электроэнергии
Экономическая часть проекта
Жизнь и деятельность современного общества невозможно представить без электричества. Электричество давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии — относительная простота производства передачи дробления и преобразования.
Электроэнергия вырабатывается на предприятиях называемых электрическими станциями. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива падающей воды ветра атомная и др.) с помощью электрических машин (генераторов) преобразуются в электрическую энергию которую по линиям электропередачи можно передавать на очень большие расстояния. Прием преобразование и распределение электроэнергии осуществляются на электрических подстанциях - электроустановках состоящих из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии распределительных устройств устройств управления защиты измерения и вспомогательных устройств. Подстанции являются основным элементом электрической сети.
Совокупность электрических станций линий электропередачи подстанций тепловых сетей и приемников объединенных общим и непрерывным процессом выработки преобразования распределения тепловой и электрической энергии называется энергетической системой. Часть энергетической системы состоящая из генераторов распределительных устройств повышающих и понижающих подстанций и линий электрической сети называют электроэнергетической системой.
В настоящее время основой межсистемных энергетических связей Российской Федерации являются линии напряжением 500 кВ.
Принципом развития энергосистемы России является производство электроэнергии на крупных электростанциях объединяемых в единую энергосистему общей высоковольтной сетью 500 1150 кВ.
Особенностью работы электроэнергетических систем является то что электростанции должны вырабатывать столько мощности сколько ее требуется в данный момент для покрытия нагрузки потребителей собственных нужд станций и потерь в сетях. При снижении нагрузки необходимо производить остановку некоторого числа генераторов и наоборот запускать дополнительные генераторы при увеличении потребления электроэнергии. Следует также учитывать что от энергосистем питается ряд потребителей нарушение электроснабжения которых недопустимо так как это может привести к серьезным авариям и человеческим жертвам. Для обеспечения указанных требований все мощные электростанции с помощью линий электропередачи объединены в крупные энергосистемы имеющие специальные диспетчерские пункты оперативного управления которые оснащаются средствами контроля связью мнемонической схемой расположения электростанций линий электропередач и подстанций.
Энергосистемы в свою очередь объединяются в единую энергосистему (ЕЭС) России.
Объединение энергетических систем имеет огромные преимущества по сравнению с отдельными станциями. При создании объединенных энергосистем можно уменьшить установленную мощность электростанций. Максимум суммарной нагрузки системы меньше чем сумма максимумов нагрузок отдельных потреби гелей. В энергетических системах охватывающих обширные географические районы несовпадение максимумов вызвано расположением потребителей в разных часовых поясах что дает более равномерный суммарный график по сравнению с графиком нагрузки отдельных потребителей. Кроме того при параллельной работе электрических станций требуется меньшая мощность резервных генераторов. Объединение энергосистем позволяет увеличить единичные мощности агрегатов что улучшает их технические характеристики и снижает удельную стоимость выработки электроэнергии повышается надежность электроснабжения потребителей. Получаемый от объединения энергосистем эффект превышает все затраты на строительство и эксплуатацию межсистемных линий электропередачи.
Важнейшей задачей электроснабжения народного хозяйства является повышение его надежности и бесперебойности. Для обеспечения высокого уровня технического содержания электрооборудования правилами технической эксплуатации предусматривается ряд мер по его обслуживанию и ремонту. Для непрерывной и безаварийной работы оборудования подстанций и распределительных устройств специальными графиками и планами определяются сроки их профилактических ремонтов и испытаний а также систематическое оперативное обслуживание. Предупредительные ремонты предусматривают доведение технических показателей электрооборудования до проектных и расчетных значений что обеспечивает длительную надежную и экономичную работу оборудования бесперебойное и качественное снабжение потребителей электроэнергии.
Общая характеристика механосборочного цеха и технологический процесс.
Механосборочный цех предназначен для серийного выпуска подукции для завода тяжелого машиностроения. Он является одним из цехов завода тяжелого машиностроения.
Питание цеховой ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода либо от центрального распределительного пункта ЦРП или от шин генераторного напряжения ближайшей энергостанции. Напряжение в сети внешнего энергоснабжения принимается 10 кВ наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ).
Размеры цеха А х В х Н = 50 х 30 х 8м
Станочное отделение.
1.наждачный станок (3шт)
2.карусельно-фрезерный станок (3шт)
3.вертикально-протяжный станок (2шт)
4.полуавтомат токарный (3шт)
5.продольно-фрезерный станок (3шт)
6.горизонтально-расточной станок (2шт)
7.вертикально-сверлильный станок (2шт)
8.агрегатный горизонтально-сверлильный станок (2шт)
9.радиально-сверлильный станок (2шт)
10.шлифовально-обдирочный станок (2шт)
11.круглошлифовальный станок (2шт)
12.закалочная установка (1шт)
13.клепальная машина (2шт)
14.электротельфер (1шт)
Цех имеет вспомогательные бытовые помещения:
8. Помещение мастера
9. Вентиляционная в которой имеются два вентилятора
1. Общая характеристика расчёт и выбор приводных эл. двигателей радиально-сверлильного станка.
Для выбора мощности главного электродвигателя М1- необходимо учесть диаметр сверла d = 28 мм.
Мощность электропривода осуществляется по формуле:
Выбираем по каталогу двигатель с ближайшей большей стандартной мощностью и его технические характеристики заносим в таблицу в эту же таблицу заносим данные вспомогательных двигателей:
Таблица 2.1.1. Технические характеристики АД привода шпинделя радиально-сверлильного станка и остальных вспомогательных.
Тип электродвигателя
При номинальной нагрузке
Электропривод радиально-сверлильного станка.
М1 – Электродвигатель вращения шпинделя Рн= 3 кВт
М2 –Электродвигатель перемещения траверсы Рн= 11 кВт
М3 – Электродвигатель гидрозажима колонны Рн= 055 кВт
М4 - Электродвигатель гидрозажима шпиндельной головки Рн= 055 кВт
М5 - Электродвигатель насоса охлаждающей жидкости Рн= 012 кВт
2. Разработка эл. схемы управления для радиально сверлильного станка.
Станок имеет пять асинхронных короткозамкнутых двигателей: вращения шпинделя M1 (3 кВт) перемещения траверсы M2 (11 кВт) гидрозажима колонны M3 и шпиндельной головки M4 (по 055 кВт) и электронасоса M5 (012 кВт).
Частота вращения шпинделя регулируется механическим путем с помощью коробки скоростей в диапазоне от 30 до 1500 обмин (12 скоростей). Привод подачи выполнен от главного двигателя M1 через коробку подач. Скорость подачи регулируется от 005 до 22 ммоб наибольшее усиление подачи FПmax=20000 Н. Траверса может поворачиваться вокруг оси колонны на 360О и вертикально перемещаться по колонне на 680 мм со скоростью 14 ммин. Зажим траверсы колонне производится автоматически. Все органы управления станком сосредоточены на сверлильной головке что обеспечивает значительное сокращение вспомогательного времени при работе на станке.
Рассмотрим электропривод схему управления радиально-сверлильного станка модели 2A55 предназначенного для обработки отверстий диаметром до 50мм сверлами из быстрорежущей стали.
В электрооборудование за исключением электронасоса установлено на проводной части станка поэтому напряжение сети 380 В подается через вводной выключатель QW1 на кольцевой токосъёмник XA и далее через щеточный контакт в распределительный шкаф установленный на траверсе.
Перед началом работы следует произвести зажим колонны и шпиндельной головки что осуществляется нажатием кнопки Зажим. Получает питание контактор КМ3 и главными контактами включает двигатели M3 и M4 которые приводят в действие гидравлические зажимные устройства. Одновременно через вспомогательный контакт контактора КM3 включается реле КV подготавливающее питание цепей управления через свой контакт после прекращения воздействия на кнопку Зажим и отключения контактора КМ3. Для отжима колонны и шпиндельной головки при их перемещения нажимается кнопка Отжим при этом теряет питание реле КV что делает невозможным работу на станке при отжатых колонне и шпиндельной головке.
Управление двигателями шпинделя M1 и перемещения траверсы M2 производится при помощи крестового переключателя SA3 рукоятка которого может перемещаться в четыре положения: Влево Вправо Вверх и Вниз замыкая при этом соответственно В; П; В и Н. Так в положении рукоятки Влево включается контактор КМШВ и шпиндель вращается против часовой стрелки. Если рукоятку переместить в положение Вправо то отключается контактор КМШВ включается контактор КМШП и шпиндель станка будет вращаться по часовой стрелке.
При установки рукоятки крестового переключателя SAЗ например в положение Вверх включается контактором - КМТВ двигатель М2. При этом ходовой винт механизма перемещения вращается вначале вхолостую передвигая сидящую на нем гайку что вызывает отжим траверсы (при этом замыкается контакт SA-2 переключателя автоматического зажима) после чего происходит подъем траверсы. По достижении траверсой необходимого уровня переводят рукоятку SA3 в среднее положение поэтому отключается контактор КМТВ включается контактор КМТН и двигатель М2 реверсируется. Реверс необходим для осуществления автоматического зажима траверсы благодаря вращению ходового винта в обратную сторону и передвижению гайки до положения зажима после чего двигатель разомкнувшимся контактом SA-2 отключается. Если теперь установить рукоятку переключателя в положение Вниз то сначала произойдет отжим траверсы а затем ее отпускание и т.д. Перемещение траверсы в крайних положениях ограничивается конечным выключателем SQ”Верх” и SQ”Низ” разрывающими цепи питания контакторов КМТВ или КМТН.
Защита от к.з. в силовых цепях цепях управления и освещения производится плавкими
предохранителями FU1 FU4. Двигатель шпинделя защищен от перегрузки тепловым реле КК. Реле КV осуществляет нулевую защиту предотвращая самозапуск двигателей M1 и M2 включеннях переключателем SA3 при снятии и последующем восстановлении напряжения питания. Восстановление цепи управления возможно только при повторном нажатии кнопки Зажим.
3. Выбор электрических аппаратов для силовой части схемы.
для электродвигателей М1 М2 М3 М4 М5.
Выбираем реверсивный контактор 1 величины марки ПМЛ-161102
Выбираем контактор для электродвигателя М2 реверсивный марки ПМЛ-161102
Выбираем контактор для электродвигателей М3 М4.
Iрасч. = Iн+Iн [5. С 106]
Iрасч. = 169А+169А=338А≤10А
Выбираем контактор реверсивный 1 величины марки ПМЛ-161102.
Выбираем тепловое реле
Реле управления защиты автоматики предназначены для организации управления контроля автоматизации процессами реализуемыми электротехническими установками а так же защиты электрооборудования и электрических цепей от коротких замыканий неполнофазных режимов и т.д.
Для М1 М2 М3 М4 М5 (КK)
К=105 I н реле = 25А I н= 105×66= 693А≤10А
Выбираем реле типа: РТЛ -101404 ( I тр 7÷10 )
Выбираем плавкие вставки:
Iн FV1=+357+2×169+041=2881А≤40А
Iн Серии ПР-2 Iн кр=60 А Iвст=35А
Iн FV2=+2×169=12305А≤15А
Плавкая вставка ПР-2 Iн кр=15А Iест=15А
Серии ПР-2 Iн пр=15А Iн ест=1А
Выбираем кабель Iр=1598А АВВГ-(4×25) Iд=19А
4 Расчет электрического освещения.
Установки электрического освещения используют во всех производственных помещениях так же для освещения технологических площадок.
Рабочее освещение предназначается для нормальной деятельности во всех помещениях и на открытых участках при недостаточном естественном освещении. Оно должно обеспечивать нормируемую освещённость в помещении на рабочем месте. Согласно ГОСТ 13109-67 отклонение напряжения в сети рабочего электрического освещения допускается в пределах от -25% до +5%.
Расчет электрического освещения для участка цеха металлорежущих станков длинной А = 50м шириной В = 30м высотой Н = 8м.
Коэффициенты отражения:
От рабочей поверхности -
В качестве источников света выбираем газоразрядные лампы типа ДРЛ-250
Тип светильника РСП-05 незащищенного исполнения
Согласно СН и П для рассчитываемого цеха определяем нормированную освещенность и коэффициент запаса .
Приняв высоту с веса светильника высоту рабочей поверхности определяем расчетную высоту подвеса светильников.
Размеры цеха А=50м В=30м Н=8м. Составляем поперечный разрез помещения.
Рис. 2.4.1 План поперечного разреза цеха М 1:100
Рассчитываем h-это высота то светильника до рабочей поверхности.
Определяем индекс помещения в соответствии с h и поперечным размером помещения.
В данном производственном помещении потолок и стены выкрашены темные цвета поэтому коэффициент отражения от рабочей поверхности стан и потолка составляют:
Для данного помещения в качестве источника света выбираем газоразрядные лампы т.к. помещение сухое выбираем светильник РСП 05 и определяем коэффициент светового потока
Выбираем лампы ДРИ-250
Рекомендуемая нормированная освещенность для данного помещения при использовании газоразрядных ламп составляет 300Лк
Определяем общее число светильников по формуле.
Где: Кз- коэффициент запаса равен 15
Z- Коэффициент неравномерности освещения равен115.
S- площадь освещаемого помещения М2
Согласно правилам ПУЭ и СНиП для равномерной нагрузки питающей сети выбираем:
(шт.) распределяется как (4х18) шт.
Определяем суммарную мощность осветительной установки.
Следовательно принимаем расположение светильников в каждом ряду с равномерным разрывами между ними и составляем план размещения светильников под потолком.
Принимаем расположение светильников в каждом ряду с равномерным разрывами между ними. Составляем план размещения светильников под потолком.
Найдем Фрасч для определения правильности расчета.
Находим погрешность расчета
Погрешность в допустимых нормах значит расчет произведен правильно.
5 Расчет вентиляционной установки.
Расчет и выбор мощности приводного электродвигателя для вентилятора.
Вентиляционные установки промпредприятий выполняется обычно вентиляторами центробежного типа. Мощность приводного электродвигателя находится по формуле:
производительность вентиляционной установки
напор (давление) газа
кпд механической передачи
Производительность вентиляционной установки определяется в зависимости от объема помещения V и требуемой кратности обмена воздуха в час
кратность обмена воздуха в час примем =2
перепад давления воздуха примем Нв=1000 Па
Выбираем для вентиляционной установки 2 приводных электродвигателя 1 из них мощностью 11 кВт 1- мощностью по 75 кВт каждый. Технические данные двигателей заносим в таблицу.
Таблица 2.5.1 Технические данные электродвигателя.
6 Расчет и выбор грузоподъемного механизма.
Электрооборудование кран-балок
Для подъема и перемещения грузов внутри мастерской служит тельфер грузоподъемностью 35 тонны.
Статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъеме затрачивается на перемещение груза по вертикали и на преодоление потерь на трение.
сила тяжести поднимаемого груза Н
сила тяжести грузозахватывающего устройства Н
КПД подъемного механизма при подъеме полного груза
скорость подъема груза
Для привода механизма подъема груза выбирают крановые электродвигатели специального исполнения
- для мостовых кранов серий MTF или MTH
- для кран-балок и тельферов серий MTKF или MTKH
Так как грузоподъемность тельфера составляет менее 5 тонн выбираем крановый электродвигатель серии MTКН. Технические данные двигателя заносим в таблицу.
Таблица № 2.6.1 Технические данные электродвигателя.
7 сквозная таблица с характеристиками электрооборудования.
Таблица 2.7.1 Сквозная таблица характеристик электрооборудования цеха
Карусельно-фрезерные станки
Вертикально-протяжные станки
Токарные полуавтоматы
Горизонтально-расточные станки
Вертикально-сверлильные станки
Агрегатные горизонтально-сверлильные
Радиально-сверлильные станки
Шлифовально-обдирочные станки
Круглошлифовальные станки
Закалочная установка
Электротельфер ПВ=25%
Для тельфера: Рном=Рпасп√ПВ=82√025=41 кВт [1. С 50]
Расчет электрической нагрузки.
1. Расчет среднесменной мощности .
Среднесменная мощность учитывает мощность в период наиболее загруженной смены. Для вновь проектируемых предприятий принимается:
Где -коэффициент использования электроприемника.
Для расчета электроприемниники объединяют в группы с одинаковым режимом работы и следовательно одинаковыми величинами и .
Для металлообрабатывающих станков с нормальным пуском:
Остальные расчеты производим аналогично и заносим в таблицу 3.1
Таблица 3.1.1 сводная таблица сменной мощности
станки с нормальным пуском
станки с тяжелым пуском
Необходимо определить среднее значение коэффициента использования и :
Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции которая выбирается общей для цеха или для нескольких цехов расположенных в непосредственной близости друг от друга. Поэтому необходимую для дальнейшего расчета общую сменную мощность необходимо определить с учетом нагрузки соседних участков которая определяется аналогично проверенного расчета. Расчет заносим в таблицу.
Таблица 3.1.2 сводная таблица участков
Нагрузка проектируемого участка
Нагрузка соседних участков
2 Расчет и выбор компенсирующего устройства.
Применение устройств компенсирующих реактивную мощность несколько удорожает эксплуатацию электрических установок. Кроме того в них создается некоторые дополнительные потери активной мощности Рк которые значительно меньше потерь активной мощности Р.
Повышение коэффициента мощности или снижения уменьшения потребления реактивной мощности элементами системы электроснабжения снижают потери активной мощности и повышает напряжение. На тех участках где потребление реактивной мощности элементами системы электроснабжения увеличивается потери активной мощности тоже увеличиваются а напряжение снижаются. На тех участках где потребление
реактивной мощности уменьшается увеличивается кроме того пропускная способность элементов системы электроснабжения а при проектировании новых линий создается возможность применения проводов меньших сечений при передаче той же активной мощности.
Дополнительные потери активной мощности в компенсирующих устройствах Рк характеризуют экономность выработки реактивной мощности и целесообразность их установки
Рисунок 3.2.1 Диаграмма работы компенсирующего устройства.
Расчетная величина сosφ = 074. Согласно ПУЭ для действующих электроустановок требуется нормированное значение сosφ.
Поэтому необходимо принять меры для повышения сosφ до принятого нормирующего значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий которые обеспечивают повышение сosφ естественным путем т.е. не требуют дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения сosφ не достаточно поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок которые устанавливают на подстанциях на шинах 04 кВ.
- Определяем расчетную мощность конденсаторных установок:
Qку = Рсм * (tgφ1 – tgφ2); [9. С 8]
При сosφ = 073 приняв сosφ = 093 определяем (tgφ1 – tgφ2) = 0542 из справочной таблицы
Qку = 885*0542=480 кВАр
Предполагается что на проектируемой подстанции цеха будет установлено два трансформатора (так как электрическая нагрузка представлена в основном потребителями второй категории) необходимо выбрать две конденсаторные установки.
Выбираем две комплектные конденсаторные установки типа УКЛН-038-300-150УВ. [9. С 40 таб. 3]
3 Определение максимальной расчетной мощности.
Максимальная мощность- это наибольшая мощность потребления участком цехом заводом в течение первой смены за 30 минут. Если за 30 минут провода выдерживают максимальную нагрузку и не перегреваются то выбранного сечения достаточно чтобы данные потребители поучили достаточное количество электроэнергии.
Полная максимальная мощность складывается из активной и реактивной максимальных мощностей.
Найдем активную максимальную мощность.
- коэффициент максимума зависит от эффективного числа электроприемников и среднего значения коэффициента использования .[1. С 54]
Где - единичная мощность наибольшего электроприемника.
В соответствии с практикой проектирования:
Следовательно в нашем примере реактивная мощность будет ровна:
Определяем полную расчетную мощность с учетом выбранных конденсаторных установок:
Где: - расчетная мощность конденсаторных установок.
Выбор питающих подстанций.
1. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции.
Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: мощности районных трансформаторных подстанций питательных и распределительных сетей энергосистемы заводских трансформаторных подстанций и их сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и электростанций электрических сетей.
Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток и месяцы года. Эти изменения изображаются в виде графиков. При проектировании пользуются типовыми графиками у которых по оси ординат указывается изменение нагрузки в течение суток или года в процентах на основании анализа работы действующих предприятий различных отраслей промышленности. При расчете за 100% нагрузки по графику принимают Рмах или Sмах.
Рисунок 4.1.1. Суточный график.
На основании расчетов для суточного графика нагрузки строится годовой
график. Продолжительность работы в году с определенной нагрузкой рассчитывается как:
Определяем количество электроэнергии потребленной в году при данной нагрузке:
Остальные расчеты производим аналогично и заносим в таблицу.
Таблица 4.1.1 Продолжительность работы в году.
На основании расчета для годового графика определяем число часов использования максимальной нагрузки Отмах:
Строим годовой график:
Рисунок 4.1.2. Суточный график.
При наличии потребителей 1 и 2 категории а также при наличии неравномерного графика применяют двухтрансформаторные подстанции. Число трансформаторов более двух применяется в исключительных случаях при надлежащем обосновании. Каждый трансформатор должен быть рассчитан на покрытие всех нагрузок 1 и основных нагрузок 2 категории при аварийном режиме.
При проектировании отсутствуют точные данные о характере нагрузок поэтом мощность каждого цехового трансформатора должна составлять (80-90)% от суммарной расчетной мощности нагрузки. Для двухтрансформаторных подстанций при аварийном отключении одного из трансформаторов второй на время ликвидации аварии должен быть загружен не более чем на 140% согласно ПУЭ.
Нагрузка предоставлена потребителями 2 и 3 категории. Выбираем встроенную в цех комплектную двухтрансформаторную подстанцию с трансформаторами. кВА.
При работе двух трансформаторов каждый имеет коэффициент загрузки:
[9. С 12] или на 48%
Следовательно в аварийном режиме при отключении одного из трансформаторов другой будет загружен на 118% что меньше допустимого.
[9. С 12] или на 96%
Выбираем трансформатор по каталогу и его технические данные заносим в таблицу.
Таблица 4.1.2 характеристики трансформатора
Для технико-экономического сравнения приводим пример расчета потерь мощность и энергии в трансформаторах за год.
Определим реактивные потери мощности в трансформаторах.
Приняв кВткВАр коэффициент потерь экономический эквивалент реактивной мощности (задается энергосистемой) определяем приведенные потери активной мощности:
Нагрузка цеха изменяется по графику который приведен выше. При малых нагрузках (например в ночные часы суток) экономически более целесообразно держать в работе только один трансформатор поэтому необходимо определить Sкр- критическую мощность при которой необходимо подключить второй трансформатор.
Где n-количество работающих трансформаторов
Следовательно при мощности более Sкр необходимо включить в работу второй трансформатор подстанции.
Рассчитываем приведенные потери мощности и потери энергии за год согласно принятого графика нагрузки
- коэффициент загрузки трансформатора определяется для каждой ступени графика как:
[9. С 21] кВтч [9. С 21]
Для первой ступени нагрузки (начиная с максимальной):
кВА кВА значит работают два трансформатора.
Аналогично рассчитываем другие ступени энергии за год.
Таблица 4.1.3. потери мощности и потери энергии за год.
Число работающих трансформаторов
Суммарные потери за год составляют:
Определим величину потерь электроэнергии в году относительно потребленной электроэнергии:
2Выбор конструктивного исполнения подстанции.
Трансформаторная подстанция должна размещаются как можно ближе к центру размещения потребителей поэтому рекомендуется применять трансформаторные подстанции встроенные в цех. Наибольшее распространение в последнее время получили комплектные трансформаторные подстанции (КТП). КТП поставляется с заводов полностью собранными или подготовленными для сборки. КТП применяют в постоянных а также во временных электроустановках промышленных электро предприятиях так как они транспортабельны и просты для монтажа и демонтажа что позволяет перевозить их на другие объекты. Комплектные трансформаторные подстанции изготавливают как для внутренней (КТП) так и для наружной (КТПН) установок они могут быть закрытыми и открытыми.
В КТП и закрытых КТПН у которых все электрооборудование и открытые токоведущие части находятся внутри корпуса предусматривается установка одного или двух трансформаторов мощностью не более 1мВА с напряжением 6-100.4-023 кВ.
Размеры КТП меньше размеров обычных подстанций тех же схем и мощностей что позволяет размещать их близко к центру нагрузки. В КТП коммутационная и защитная аппаратура имеет обычное исполнение. КТП внутренней установки напряжением 6-1004-023 кВ наиболее широко применяют для непосредственного электроснабжения промышленных объектов установок. Такие подстанции устанавливают в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителя что значительно упрощает и удешевляет распределительную сеть. КТП внутренней установки состоят из трех основных элементов: вводного устройства (6 или 10 кВ) силового трансформатора и распределительного устройства (04 кВ). Для безопасности эксплуатации на КТП применяют трансформаторы с сухой изоляцией с баком повышенной прочности. Силовой трансформатор типа ТМЗ имеет естественное масляное охлаждение и герметичный бак повышенной прочности (рассчитан на давление 80 кПа и вакуум 40 кПа с азотной подушкой). Напряжение регулируется при отключенном от сети трансформаторе.
Трансформаторы снабжают электроконтактными мановакуумметрами для контроля внутреннего давления. Повышение давления вызванного бурным газообразованием при внутренних повреждениях контролируется реле давления.
Трансформаторы снабжают так же термосигнализаторами для измерения температуры внешних слоев масла. Уровень масла в баке контролируется маслоуказателем.
Выбор питающих кабелей.
Питание цеховых трансформаторных подстанций выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода либо от центрального распределительного пункта ЦРП или от шин генераторного напряжения ближайшей электростанции. Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 10 кВ. наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ). как правило кабельные линии прокладываются в местах где затруднено строительство воздушных линий (ВЛ). Они имеют определенное преимущества перед ВЛ: закрытая прокладка обеспечивающая защиту от атмосферных воздействий большая надежность эксплуатации.
Сечение кабелей напряжением выше 1кВ согласно ПУЭ выбирается по экономической плотности тока величина которой зависит от числа часов использования максимальной нагрузки и типа изоляции проводника. Питающий кабель будем выбирать с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией.
При расчетном значении часов найдем :
Определим сечение кабеля:
Где: - ток протекающий через кабель при работе двух трансформаторов на подстанции
Выбираем трехжильный кабель типа ААБ-10-(3х25) А при аварийном режиме в случае отключения одного из трансформаторов или кабелей через оставшийся в работе будет протекать ток:
Т.к. АА то кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме. Кабель типа ААБ предназначен для прокладки в траншее в почве. Такая прокладка является наиболее простой и дешевой. Для защиты от механических
повреждений кабели накрывают кирпичом или бетонными плитами. В качестве кабельной подушки применяют просеянную землю или песок. Глубина прокладки от поверхности земли должна быть не менее 07 метра.
При прокладке на меньшей глубине 05 метра например при вводе в здание кабель должен иметь надежную защиту от механических повреждений т.е. должен быть заключен в металлическую или асбоцементную трубу. Расстояние между кабелями при их параллельности прокладки должно быть не менее 100 мм. для кабелей на напряжение до 10 кВ. Расстояние силовых кабелей прокладываемых вдоль различного рода сооружений должно быть не менее 06 метра до фундаментов этих зданий; 05 метра до трубопроводов; 2 метра до теплопроводов.
Рисунок 5.1 размещение кабелей в земляной траншее.
Расчет токов короткого замыкания.
1. Общие сведения о коротких замыканиях.
В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий сопровождающихся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование устанавливаемое в системах электроснабжения должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учетом величины этих токов.
Различают следующие виды коротких замыканий: трехфазное или симметричное - три фазы соединяются с между собой; двухфазное - две фазы соединяются между собой без соединения с третьей; однофазное - одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю; двойное замыкание на землю-две фазы соединяются между собой и с землей.
Основными причинами возникновения таких коротких замыканий в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановки; неправильные действия обслуживающего персонала перекрытия токоведущих частей установки.
Короткое замыкание в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей присоединенных к точкам которых произошло короткое замыкание; нарушением нормальной работы других потребителей подключенных к неповрежденным частям сети следствие понижения напряжения на этих участках; нарушением нормального режима работы электрической системы.
Для предотвращения коротких замыканий и уменьшения их последствий необходимо: установить причины вызывающие короткие замыкания; уменьшить время действия защиты действующей при коротких замыканиях; применять быстродействующие выключатели; применить АРН для быстрого восстановления напряжения генераторов; правильно вычислить величины токов короткого замыкания и по ним выбрать необходимую аппаратуру защиту и средства для ограничения токов короткого замыкания.
2. Расчетная схема и ее параметры.
Для вычисления тока короткого замыкания составляют расчетные схемы соответствующие нормальному режиму работы системы электрооборудования считая (для повышения надежности) что все источники питания включены в параллельное. В расчетной схеме учитывают сопротивления питающих генераторов трансформаторов высоковольтных линий (воздушных и кабельных) реакторов. По расчетной схеме составляют схемы замещения в которой указывают сопротивления источников и потребителей намечают точки для расчета токов короткого замыкания.
Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности т.к. мощность любого конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей системы. Расчет токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах при котором сопротивление всех элементов схемы связывающих точку короткого замыкания с источником питания производится к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощностью Sб и базисным напряжением Uб. За Sб обычно принимают величину удобную для расчета. Чаще всего мВА. За Uб принимается напряжение той ступени где произошло короткое замыкание причем при расчете используют средние номинальные напряжения по шкалекВ.
В качестве примера возьмем расчетную схему которой питание трансформаторной подстанции осуществляется от главной понизительной подстанции завода по наибольшим линиям. В свою очередь главное понизительная подстанция завода связана с питающей энергосистемой по воздушным линиям.
Для обеспечения выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схемы при котором величины токов короткого замыкания будут наименьшими. В реальных схемах электроснабжения для ограничения величины токов короткого замыкания применяется раздельная работа трансформаторов на подстанции и питающих линий т.е. в нормальном режиме работы секционной аппаратной на шинах подстанций отключены. Поэтому в схемах замещения составляется только для данной цепи и рассчитывается в относительных единицах сопротивления всех элементов.
Uср1=115 кВ. Uср=10кВ l=09 км. Uср3=04кВ
l=38 км. Sнт1=16 мВАХ0=008 ОмкмSнт2=1 мВА
Х0=04 Омкм Uкз= 108 % Uкз=55%
Рисунок 6.2.1 Расчётная схема.
3. Расчет токов короткого замыкания.
Расчет необходимо выполнить в трех указанных точках короткого замыкания. При расчете тока короткого замыкания в цепях с напряжением более 1000 В учитываются в основном только индуктивные сопротивления всех элементов активными можно пренебречь вследствие их малости. Необходимо учесть активное сопротивление у кабелей т.к. при малых сечениях оно может быть даже больше индуктивного.
Рисунок 6.3.1 Схема замещения.
Определяем в относительных единицах сопротивление воздушной линии:
Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора главной понизительной подстанции завода:
Для кабельной линии сечение которой определено в пункте 5 мм2
Где: - проводимость для алюминия.
Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление трансформатора трансформаторной подстанции цеха:
Делаем расчет К.З. в точке К-1
Определяем базисный ток:
Определяем действующее значение периодической составляющей 1кз:
Определяем амплитудное значение Iкз- ударный ток:
- ударный коэффициент Rактив не учитывается.
Делаем расчет К.З. в точке К-2:
Результирующее активное сопротивление:
Полное результирующее сопротивление:
Периодический ток К.З.
Для определения Ку находим отношение.
По графику определяем Ку=17 [1стр.241]
Делаем расчет К.З. в точке К-3:
А) Коэффициент затухания:
Б) Действующее время протекания тока:
Выбор и проверка высоковольтного оборудования.
Для питания КТП от сети напряжением более1000В выполняют подключение высоковольтного ввода трансформатора через разъединитель и предохранитель.
Питающий кабель напряжением более 1000В был выбран в разделе 5. После выполнения расчета токов короткого замыкания этот кабель необходимо проверить на термическую устойчивость. При проверке рассчитывается минимальное допустимое сечение по нагреву токами короткого замыкания Smin:
где: С=Ак-Анач - коэффициент соответствующий разности выделенной теплоты в проводнике после и до короткого замыкания. Для кабелей напряжением 6-10КВ с алюминиевыми жилами С=85 [4с.245]
Выбранный раннее кабель S=25мм2 не обеспечивает термическую устойчивость необходимо выбрать другой кабель типа ААБ-10-(3х50) . Производим выбор и проверку предохранителя и разъединителя. Расчетной точкой короткого замыкания для этих аппаратов является точка К-2.
Таблица 7.1 Параметры разъединителя и предохранителя.
Данные разъединителя
Данные предохранителя
Разработка схемы электроснабжения.
Схемы электроснабжения должны обеспечивать надежность питания потребителей электроэнергии быть удобными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии расхода проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными.
Схемы внутреннего электроснабжения могут быть радиальными магистральными смешанными.
На данном участке для электроснабжения выбирается радиальная схема. Она характеризуется тем что от источника питания например от распределительного щита трансформаторной подстанции отходят линии питающие крупные электроприемники или групповые распределительные пункты от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии питающие прочие мелкие электроприемники. В основном применяют два вида распределительных пунктов у которых в качестве защитных аппаратов используют предохранители или автоматические выключатели. Наиболее современные - распределительные пункты с автоматическими выключателями новых серий ВА-51 ВА-52 типа ПР85-01 которые рассчитаны на 681012 присоединений. При радиальной схеме распределения сеть выполняется кабелями или проводами для которых необходимо выбрать способ прокладки.
Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов проводку кабеля и поводов.
Доля проектируемого цеха выбираем радиальную схему. В цеху установлено 4 СП типа ПР 85-01
Силовой пункт 1 на 10 присоединений т. к. к ней присоединены 9 токоприемников.
Силовой пункт 2 на 10 присоединений т. к. к ней присоединены 8 токоприемников.
Силовой пункт 3 на 10 присоединений т. к. к ней присоединены 9 токоприемников.
Силовой пункт 4 на 10 присоединений т. к. к ней присоединены 8 токоприемников.
Расчет распределительной сети U=04 кВ.
При расчёте распределительной сети необходимо выбрать аппараты защиты: предохранители или автоматы сечение проводов или кабелей для всех электроприёмников и произвести проверку их на потерю напряжения. Порядок расчёта выполняем на примере для одного из силовых пунктов цеха СП-1.
Питание электроприемников от СП-1 выполнено проводами серии АПВ которые проложены в трубах. К рассчитываемому СП присоединены 3 наждачных станка 3 токарных полуавтомата 1 карусельно-фрезерный станок тельфер и ЩО. При разработке схемы желательно иметь резервные ячейки на нескольких СП цеха для присоединения переносного электрооборудования или для питания вновь устанавливаемых объектов при реконструкции.
Для расчёта распределительной сети необходимо знать величину расчётных токов на всех её участках поэтому вначале определяем для всех работающих от этого СП электродвигателей номинальные и пусковые токи.
Составляем таблицу 9.1 с характеристиками электродвигателей рассчитываем и заносим в эту же таблицу токи.
Таблица 9.1. Характеристики электрооборудования СП-1.
Карусельно-фрезерный станок
Необходимо выбрать автоматические выключатели и сечения питающих проводов для всех присоединений силовых пунктов определить кабель питающий силовой пункт.
Находим Iдл и Iкр для того чтобы выбрать кабель автоматический выключатель для станков. Для электродвигателей Iдл= Iн а для многодвигательных станков Iдл определяется как суммарный номинальный ток электродвигателей одновременно работающих на станке а Iкрmax определяется при пуске наибольшего электродвигателя при условии что остальные работают в номинальном режиме.
Для токарных полуавтоматов:
Где:-пусковой ток наибольшего электродвигателя.
Выбираем автоматический выключатель серии ВА-51 с тепловым и электромагнитным
расцепителем типа ВА-51-25 Iн=25А Iнрасц=25А. автомат необходимо проверить по току срабатывания электромагнитного расцепителя для того чтобы исключить ложное срабатывание при пуске двигателя из условия:
Где: К=125-это коэффициент запаса
Iсрэл задается в каталогах кратностью по отношению к Iном.расц которая может бытии равна 3710 . Приняв для выбранного автомата кратность равную 7 определяем Iср.эл
Условие выполнено автомат не отключится при пуске электродвигателя.
При выборе сечения питающего провод необходимо обеспечить выполнение двух условий:
по условию нагрева длительным расчетным токам.
по условию соответствия выбранному аппарату зашиты.
Выбираем провод АПВ-3 (1х4) Iдоп=28А
Аналогично рассчитываем остальные электроприемники и результаты заносим в таблицы 92 и 93
Таблица 9.2 Сводная таблица токоприемников СП- 1
Токарный полуавтомат
Для выбора кабеля питающего силовой пункт определяем суммарный длительный ток:
Принимаем Кс=08 который учитывает одновременность работы электро приёмников и степень их нагрузки.
Определяем как максимальный ток одного из потребителей плюс длительный ток прочих.
Выбираем групповой аппарат ВА51-33
Выбираем питающий кабель АВВГ (3х50+1х25) Iдоп=110 А.
Таблица 9.3. Характеристики электрооборудования СП-2.
Вертикально-сверлильный станок
Агрегатный горизонтально-сверлильный станок
Круглошлифовальный станок
Таблица 9.4 Сводная таблица токоприемников СП- 2
Выбираем питающий кабель АВВГ (3х70+1х35) Iдоп=140 А.
Таблица 9.5 Сводная таблица для силовых пунктов
Аналогично рассчитываем оставшиеся СП-3 и СП-4.
После расчета и выбора аппаратов кабелей для силовых пунктов необходимо выбрать защитные аппараты установленные на КТП в цепи силового трансформатора секционный автомат и питающий кабель для конденсаторной установки.
Для выбора в цепи силового трансформатора необходимо определить в максимальный расчетный ток. Этот ток определяется в режиме аварийного отключения одного из двух работающих трансформаторов считая что оставшийся в работе трансформатор перегружен на 40%.
Выбираем автоматический выключатель типа ВА53-43 Iном=2500А Iп=20кА Iоткл=36кА
Выбираем секционный выключатель.
Выбираю автомат ВА-51-41 Iн=1600А Iп=20кА Iоткл=36кА>Iп=20кА
Выбираю автомат в цепи питания К.У.
Выбираю автомат ВА-53-39 Iном=250А Iоткл=25кА>Iп=20 кА
Питание конденсаторной установки выполнено по расчетному току и току защитного аппарата.
Выбираем 2 кабеля АВВГ-(3х150+1х70) Iдоп=275А
В заключение расчета необходимо сделать проверку распределительной сети на потерю напряжения и убедиться что величина этой потери не превышает 5% допустимых согласно ПУЭ. Для выполнения этого расчета по плану цеха необходимо определить длину кабелей и проводов.
Определяем потери напряжения для СП-1
По выбранным сечениям кабеля и проводов определяем r0 и х0 для всех силовых пунктов.
Таблица 9.4 Определение r0 и х0.
Определяем величину потери напряжения к индивидуальным потребителям по формуле
Потеря напряжения в проводе питающем наждачный станок.
Потеря напряжения в проводе питающем токарный полуавтомат:
Аналогично выполняем расчет для остальных потребителей.
Для определения в кабеле питающих СП определяем среднее значение
Аналогично выполняем расчет для прочих силовых пунктов. Все расчетные данные заносим в таблицу и определяем суммарную потерю напряжения от шин подстанции до потребителя
Таблица 9.7 Суммарная потеря напряжения для СП
Поскольку во всех цепях следовательно сечение проводов выбрано правильно.
Защитное заземление.
1 Назначение и конструктивное выполнение.
Защитным заземлением выполняемым для обеспечения электробезопасности выполняется металлическим соединением с защищающим устройством элементов электроустановок нормально не находится под напряжением.
Защитное заземление или зануление металлических нетоковедущих (конструктивных) частей электрооборудования является важной мерой обеспечивающей электробезопасность обслуживающего персонала.
По мерам электробезопасности электроустановки различают:
)выше 1000В в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания).
)Выше 1000В в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания).
)До 1000В с глухозаземленной нейтралью.
)До 1000В с изолированной нейтралью.
Заземление не требуется при напряжении до 42В переменного тока и до 110В постоянного тока во всех случаях креме взрывоопасных помещений и совместной прокладки кабеля в металлических оболочках. Заземлять следует корпуса электрических машин трансформаторов аппаратов светильников и т.д. приводы коммутационных электрических аппаратов и вторичные обмотки и сердечники измерительных трансформаторов каркасы распределительных щитов щитов управления осветительных щитов и шкафов металлические корпуса переносных электроприемников.
В качестве искусственных заземлений применяют вертикально забитые в землю отрезки угловой стали длиною 25-3м и горизонтально проложенные круглые и прямоугольные стальные полосы которые служат для связи вертикальных заземлений. Использование стальных труб не рекомендуется. В качестве естественных заземлителей используют: проложенные в земле стальные водопроводные трубы соединенные в стальных газо- или электросваркой.
В качестве заземляющих и нулевых защитных проводников используют: нулевые рабочие проводники сети металлические конструкции зданий металлические конструкции производственного назначения стальные трубы электропроводок металлические коробы шинопроводов.
2 Расчет заземления.
При расчете заземляющего устройства определяется тип заземлителей их количество и место размещения а также сечение заземляющих проводников. Этот расчет производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями ПУЭ.
В качестве искусственного заземлителя используются прутковый электрод диаметром 14мм длиной 5м.
Величина сопротивления на стороне 04кВ с глухо-заземленной нейтралью должна составлять 4Ом; следовательно при совместном выполнении защитных заземлений общее сопротивление защитного заземления подстанции должно быть не более 4Ом.
При размещении прутков по периметру контура подстанции общее количество прутков
Тогда с учетом коэффициента использования
Т.к. Ом меньше необходимой расчетной величины Rи=129 Ом то число прутков n=14 выбрано правильно и учитывать сопротивление протяжного заземления Rп не следует.
1 Электробезопасность.
Электроустановки должны находиться в технически исправном состоянии обеспечивающем безопасные условия труда. Токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для случайного прикосновения. Территория подстанции должна быть ограждена. На ограждении должны быть вывешены обращенные наружу плакаты с надписью: «Стой! Высокое напряжение» и знаки в виде треугольника с черной стрелой на желтом фоне. Для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к элементам нормально не находящимся под напряжением должно быть выполнено заземляющее устройство к которому должны быть электрически подсоединены:
- корпуса трансформаторов;
- металлические корпуса и приводы электрических аппаратов;
- металлические оболочки и броня кабелей;
- каркасы распределительных щитов щитов управления;
- металлические конструкции распределительных устройств кабельные конструкции;
- лотки короба струны тросы и полосы на которых укреплены кабели и провода;
- другие металлические конструкции на которых установлено электрооборудование;
- сторонние проводящие части.
С этой целью на подстанции должно быть выполнено защитное заземляющее устройство.
Подстанция комплектуется в установленном количестве основными и дополнительными средствами защиты от поражения электрическим током. Основные средства защиты должны быть как на напряжение 35 кВ так и на напряжение 10 кВ и 04 кВ. Также должны иметься временные ограждения переносные защитные заземления плакаты и знаки безопасности.
Основным электрозащитным средством называется изолирующее электрозащитное средство изоляция которого длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и позволяет работать на токоведущих частях находящихся под напряжением.
К основным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением выше 1000 В относятся:
- изолирующие штанги всех видов;
- изолирующие и электроизмерительные клещи;
- указатели напряжения указатели напряжения для фазировки;
- устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением (полимерные изоляторы изолирующие звенья подъемников изолирующие лестницы и т.п.).
К основным электрозащитным средствам в электроустановках до 1000 В относятся:
- изолирующие штанги;
- указатели напряжения;
- диэлектрические перчатки;
- изолированный инструмент.
Дополнительным электрозащитным средством называется изолирующее электрозащитное средство которое само по себе не может при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током но дополняет основное средство защиты а также служит для защиты от напряжения прикосновения и шага.
К дополнительным электрозащитным средствам в электроустановках выше 1000 В относятся:
- диэлектрические боты;
- диэлектрические ковры;
- изолирующие подставки и накладки;
- изолирующие колпаки;
- штанги для переноса и выравнивания потенциала.
К дополнительным электрозащитным средствам в электроустановках до 1000 В относятся:
- диэлектрические галоши;
- изолирующие колпаки.
Работники выполняющие работы в электроустановках должны иметь профессиональную подготовку соответствующую характеру работы.
Проверка состояния здоровья работника проводится до приема его на работу а также периодически в порядке предусмотренном Минздравом России.
Электротехнический персонал до допуска к самостоятельной работе должен быть обучен приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока оказания первой помощи при несчастных случаях.
Если пострадавший соприкасается с токоведущими частями необходимо прежде всего освободить его от действия электрического тока. При этом следует иметь в виду что прикасаться к человеку находящемуся под током без применения надлежащих мер предосторожности опасно для жизни оказывающего помощь. Поэтому первым действием оказывающего помощь должно быть быстрое отключение той части электроустановки которой касается пострадавший.
Необходимо учитывать следующее:
- в случае нахождения пострадавшего па высоте отключение установки может привести к падению пострадавшего с высоты поэтому должны быть приняты меры обеспечивающие безопасность падения пострадавшего.
- при отключении электроустановки может исчезнуть электрическое освещение в связи с чем следует обеспечить освещение от другого источника не задерживая однако отключения установки и оказания помощи пострадавшему.
Если отключение электроустановки не может быть произведено достаточно быстро необходимо принять меры к отделению пострадавшего от токоведущих частей к которым он прикасается. Для этого следует пользоваться сухой одеждой канатом доской или каким-либо другим сухим предметом не проводящим электрический ток.
При отделении пострадавшего от токоведущих частей рекомендуется действовать по возможности одной рукой. При отделении пострадавшего от земли или токоведущих частей находящихся под напряжением выше 1000 В следует надеть диэлектрические перчатки и боты действовать штангой или клещами рассчитанными на напряжение данной электроустановки.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока необходимо выполнить следующее:
- оценить состояние пострадавшего;
- определить наибольшую угрозу для жизни пострадавшего и последовательность мероприятий по его спасению;
- выполнить необходимые действия по спасению пострадавшего в порядке срочности (восстановить проходимость дыхательных путей провести искусственное дыхание наружный массаж сердца остановить кровотечение и т.п.);
- поддерживать основные жизненные функции пострадавшего до прибытия медиков.
Спасение пострадавшего в большинстве случаев зависит от быстроты освобождения его от тока и от быстроты и правильности оказания ему помощи.
Ток силой до 50 мкА считается безопасным. Ток силой более 20 - 25 мА может привести к тяжелым последствиям включая смерть а ток силой более 100 мА обычно смертелен.
Если у пострадавшего нет сознания и нет пульса необходимо немедленно приступить к реанимации.
Если помощь оказывает один человек он располагается сбоку от пострадавшего и
наклонившись делает два быстрых энергичных вдувания (по способу «изо рта в рот» или
«изо рта в нос») затем ладонь одной руки кладет на нижнюю половину грудины пострадавшего ладонь второй руки он кладет поверх первой и надавливает смещая грудину на 4 — 5 см . Интервал между надавливаниями 05 с на каждые два вдувания производится 15 надавливаний если помощь оказывает группа спасателей то на 2 «вдоха» искусственного дыхания делают 5 надавливаний на грудину. При неэффективности искусственного дыхания и закрытого массажа сердца (кожные покровы синюшно-фиолетовые зрачки широкие пульс на артериях во время массажа не определяется) реанимацию прекращают через 30 мин.
Персонал обслуживающий электроустановки должен пройти проверку знаний Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок и других нормативно-технических документов.
Профессиональная подготовка персонала повышение его квалификации проверка знаний и инструктажи проводятся в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных правовых актов по организации охраны труда и безопасной работе персонала.
Для обеспечения безопасности перед началом работ в
электроустановках должны быть выполнены организационные и технические мероприятия.
Организационными мероприятиями обеспечивающими безопасность работ в электроустановках являются:
- оформление работы нарядом-допуском или распоряжением или перечнем работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- надзор во время работы;
- оформление перерыва в работе перевода на другое рабочее место и окончания работы.
При подготовке рабочего места со снятием напряжения в указанном порядке выполняются следующие технические мероприятия:
- проводятся необходимые отключения и принимаются меры препятствующие ошибочному или самопроизвольному включению коммутационной аппаратуры;
- на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов вывешиваются запрещающие плакаты;
- проверяется отсутствие напряжения на токоведущих частях которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
- накладываются заземление (включаются заземляющие ножи а там где они отсутствуют устанавливаются переносные заземления);
- вывешиваются указательные плакаты «заземлено» рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части при необходимости ограждаются вывешиваются предупреждающие и предписывающие плакаты.
2 Пожарная безопасность.
Пожар наносит огромный материальный ущерб.
Все работающие должны проходить специальную противопожарную подготовку:
- противопожарный инструктаж (первичный и вторичный);
- занятия по пожарно-техническому минимуму по специальной программе.
Причинами пожара в электроустановках являются:
- искрение в электрических машинах и аппаратах;
- токи короткого замыкания и перегрузки приводящие к воспламенению изоляции;
- искрение от электростатических разрядов и ударов молнии;
- плохие контакты в соединениях проводов;
- электродуга между контактами коммутационных аппаратов;
- электродуга при сварочных работах;
- перегрузка или замыкания в обмотках трансформатора при неисправности релейной защиты;
- аварии с многообъемными масляными выключателями сопровождающиеся выбросом продуктов разложения масла и смесей их с воздухом.
Причинами пожаров неэлектрического характера могут быть:
- неосторожное обращение с огнем при газосварочных работах или работах с паяльной лампой;
- неисправности печей и отопительных приборов;
- неисправности производственного оборудования (нагрев подшипников механическое искрение);
- самовоспламенение некоторых материалов.
Если горящая электроустановка не отключена и находится под напряжением то тушение ее представляет опасность поражения электрическим током. Как правило тушить ручными средствами пожар электрооборудования следует при снятом с него напряжении. Если почему-либо снять напряжение невозможно то допускается тушение установки находящейся под напряжением но с соблюдение особых мер
Порошковый огнетушитель типа ОПС-10 наполнен в качестве огнетушащего средства сухим порошком (кальцинированная или двууглекислая сода поташ и др.). Огнетушитель состоит из баллона емкостью 10 л заполненного огнегасящим порошком. К корпусу прикреплен баллон с инертным газом (азот) находящимся под давлением порядка 15 МПа. При открывании вентиля порошок из баллона напором газа выталкивается в шланг а затем через раструб подается к очагу загорания.
Все работающие проходят специальную противопожарную подготовку:
На подстанции оборудован пожарный щит укомплектованный стандартным набором пожарного инвентаря выкрашенного в красный цвет.
Промасленная ветошь складывается в специальный закрывающийся металлический ящик. Трава на территории подстанции регулярно выкашивается чтобы исключить образование после высыхания легковоспламеняющегося сена.
На каждой наружной стороне ограждения подстанции имеются обозначенные специальным знаком заземленные шпильки с гайками для заземления пожарных стволов во время тушения пожара.
3 Защита окружающей среды.
Окружающей средой называется совокупность абиотической (мертвой) и биотической (живой) природы окружающей растительный и животный органический мир.
Одним из важнейших факторов влияния на среду обитания человека и всего животного мира является хозяйственная деятельность человека- промышленности транспорта строительство сельское хозяйство.
Деятельность человека вносит существенные изменения в биосферу в целом. Выбросы в атмосферу отходов производства изменяют ее химический состав стоки промышленных загрязнений вод загрязняют почву и источники водоснабжения гидростроительство влияет на климат прилегающих районов испытание атомного оружия повышение содержания радиоактивных веществ в атмосфере почве мировом океане.
На примышленных предприятиях для работающих окружающий средой является воздух рабочих зон и прилегающих к ним территорий. Очень важную роль играет микроклимат производственных помещений который характеризуется действующим на организм человека сочетанием температуры влажности скорости движения воздуха а также тепловым и электромагнитными излучениям содержанием в воздухе вредных веществ и наличием определенного уровня шума и вибраций.
Важнейшей составной частью воздуха является кислород необходимый для существования всей живой природы. Основной производитель кислорода- земная растительность. Поэтому для поддержания необходимого количества кислорода в атмосфере следует принимать меры к сохранению и расширения растительного мира в первую очередь леса необходимо увеличивать площади зеленых насаждений в населенных пунктах а также на территории защитных зон вокруг производственных зданий и промышленных предприятий в целом.
Защита атмосферного воздуха от вредных примесей осуществляется следующими мерами:
отчисткой воздуха выбрасываемого в атмосферу вентиляционными системами.
переводя катальных с твердого (уголь) и жидкого топлива на газ что широко практикуется в наших городах.
изменением технологии производства с таким расчетом чтобы они выделяли меньше пыли и других вредных веществ.
запрещением транзитного движения грузового автомобильного транспорта по территории городов устройством объездных дорог.
На проектируемом участке принимаются меры по защите окружающей среды.
А) стружка металлическая прессуется и идет на дальнейшею переработку.
Б) обрезки метала сдаются ломом на перерабатывающие предприятия.
В) на дверях между участками цеха устанавливаются пылесемники
Виды автоматики в системе электроснабжения
К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ) автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР) автоматической разгрузки по частоте и по току (АЧР и АРТ).
Учитывая что устройства автоматики в системах электроснабжения работают сравнительно редко основными требованиями предъявляемыми к ним являются простота и надежность.
Экономическая эффективность автоматизации определяется главным образом сокращением числа обслуживающего персонала и уменьшением простоев промышленного производства.
Автоматическое включение резерва АВР должно предусматриваться для всех ответственных потребителей поэтому на подстанциях питающих потребителей 1-й категории АВР является обязательным.
Пуск в действие АВР может осуществляться реле минимального напряжения контролирующим напряжением на отдельных секциях шин или совместным действием этого реле и реле понижения частоты что обеспечивает действие АВР в пределах 02-1 с после прекращения питания. Время действия АВР должно уменьшаться в направлении от потребителей к источнику питания и согласовываться со временем действия защит линий отходящих от сборных шин резервируемой установки.
Успешное и эффективное действие АВР обеспечивается при достаточной мощности резервного источника питания или (при необходимости) автоматической разгрузкой по току.
Учёт и экономия электроэнергии
Расчетным учетом электроэнергии называется учет выработанной а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчета за нее. Счетчики устанавливаемые для расчетного учета называются расчетными счетчиками (класса 2) с классом точности измерительных трансформаторов — 05.
Техническим (контрольным) учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергии электростанций подстанций предприятий зданий квартир и т. п. Счетчики устанавливаемые для технического учета называются контрольными счетчиками (класса 25) с классом точности измерительных трансформаторов — 1.
При определении активной энергии необходимо учитывать энергию: выработанную генераторами электростанций; потребленную на собственные нужды электростанций и подстанций; выданную электростанциями в распределительные сети; переданную в другие энергосистемы или полученную от них; отпущенную потребителям и подлежащую оплате.
Кроме того необходимо контролировать соблюдение потребителями заданных им режимов потребления и баланса электроэнергии установления удельных норм расхода электроэнергии и проведения хозрасчета.
Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться:
) для каждой отходящей линии электропередачи принадлежащей потребителям;
)для межсистемных линий электропередачи—по два счетчика со стопорами учитывающих полученную и отпущенную электроэнергии;
)на трансформаторах собственных нужд;
)для линий хозяйственных нужд или посторонних потребителей (поселок и т. п.) присоединенных к шинам собственных нужд.
Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанциях потребителей должны устанавливаться:
)на вводе (приемном конце) линии электропередачи в подстанцию;
)на стороне ВН трансформаторов при наличии электрической связи с другой подстанцией энергосистемы;
)на границе раздела основного потребителя и субабонента.
Учет реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии полученной потребителем от электроснабжающей организации или переданной ей только в том случае если по этим данным производятся расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.
Счетчики реактивной электроэнергии должны устанавливаться:
)на тех элементах схемы на которых установлены счетчики активной электроэнергии для потребителей рассчитывающихся за электроэнергию с учетом разрешенной реактивной мощности;
)на присоединениях источников реактивной мощности потребителей если по ним производится расчет за электроэнергию выданную энергосистеме.
)Схемы подключения трёхфазного счётчика активной энергии:
Рисунок 13.1 Рисунок 13.2
Расчет коэффициента цикличности.
Таблица 14.1. Исходные данные.
Наименование оборудования
Таблица 14.2. Нормативы ремонтных работ.
Наименование оборудования
Таблица заполняется на основе справочника Н.Н. Синягина «Система ППРЭО промышленных предприятий» 1987г.
На основе данных таблицы 2 разрабатывается цыпочка ремонтных работ т. е. структура ремонтного цикла и заносится в таблицу 3.
Делаем ремонтный цикл для трансформаторов.
Н-О1-О2-О3-О4-О4-О5-О6-О7-О8-О9-О10-О11-О12-О13-О14-О15-О16-О17-О18-О19-О20-О21-О22-О23-О24-О25-О26-О27-О28-О29-О30-О31-О32-О33-О34-О35-Т1-О36-О37-О38-О39-О40-О41-О42-О43-О44-О45-О46-О47-О48-О49-О50-О51-О52-О53-О54-О55-О56-О57-О58-О59-О60-О61-О62-О63-О64-О65-О66-О67-О68-О69-О70-Т2-О71-О72-О73-О74-О75-О76-О77-О78-О79-О80-О81-О82-О83-О84-О85-О86-О87-О88-О89-О90-О91-О92-О93-О94-О94-О95-О96-О97-О98-О99-О100-О101-О102-О103-О104-О105-Т3-О106-О107-О108-О109-О110-О111-О112-О113-О114-О115-О116-О117-О118-О118-О119-О120-О121-О122-О123-О124-О125-О126-О127-О128-О129-О130-О131-О132-О133-О134-О135- К1
Цикл ремонта электродвигателя.
Н-Т1-Т2-Т3-Т4-Т5-Т6-Т7-Т8-Т9-Т10-Т11-К1
Коэффициент цикличности показывает сколько ремонтов данного вида приходится на один год.
Для осмотров трансформаторов.
nо- количество осмотров за ремонтный цикл
РЦ- длительность ремонтного цикла
Для текущих ремонтов трансформаторов.
где nт-количество текущих ремонтов за ремонтный цикл
Для капитальных ремонтов трансформаторов.
Для текущих ремонтов электродвигателей.
Для капитальных ремонтов электродвигателей.
Рассчитанные показатели заносятся в таблицу3.
Таблицас14.3 Структура ремонтного цикла.
Расчет трудоемкости ремонтных работ.
Таблица 14.4 Нормативы трудоемкости ремонтных работ.
Расчет трудоемкости ремонтных работ для трансформатора.
Где Сп - количество трансформаторов данной мощности.
Тно - нормативная трудоемкость осмотров для данной мощности.
Для текущих ремонтов:
Где Тнт – нормативная трудоемкость текущего ремонта данной мощности.
Для капитальных ремонтов
Где Тнк – нормативная трудоемкость капитальных ремонтов данной мощности.
Расчет трудоемкости ремонтных работ для электродвигателей.
Расчет общей трудоемкости ремонтных работ.
Тобщ = Т+Твн (час) где
Т-сумма трудоемкости всех ремонтных работ для трансформаторов и электродвигателей
Твн- трудоемкость внеплановых ремонтов которая составляет 10% от Т.
Расчет общей трудоемкости ремонтных работ для трансформаторов.
Т= Ттро + Ттрт + Трк = 6960 + 2500 + 3652 = 13112 час
Расчет общей трудоемкости ремонтных работ для электродвигателей.
Т= Ттрт + Трк= 11648 + 5312 =1696 час
Тобщ = 13112 + 1696 = 30072 час
Твн = 30072 *01 = 3007 час
Тобщ = Т + Твн = 30072 +3007 = 33079 час
Расчет рабочих электриков.
Расчет электриков для ремонта электрооборудования.
Таблица 14.5 Эффективный фонд времени работы рабочего в год.
Календарный фонд времени
Выходные и праздничные дни
Номинальный фонд времени
Планируемые невыходы
Г) выполнение гос. обязанностей
Е) невыход с разрешения администрации
Эффективный фонд времени
Продолжительность рабочего дня
Где -эффективный фонд работы рабочего в год
-коэффициент учитывающий % перевыполнения плана ()
Расчет электриков .При двусменном режиме работы цеха.
где Ксм –количество смен
Расчет оборудования для ремонтных работ.
Где Fэф.о.- эффективный фонд времени работы станка
Кп- коэффициент учитывающий перевыполнения плана (Кн=1.1)
Где Fн- номинальный фонд времени работы станка
- процент простоя оборудования на ремонте (10%)
Где В П - выходные и праздничные дни
Тсм- продолжительность смены (8 часов)
Расчет фонда заработной платы.
Для ремонтного персонала
Qср- средняя тарифная ставка рассчитывается в соответствии с разрядами ремонтных электриков по ведомости рабочих и их количеством.
Зор = 33079 * 498 = 1647334 руб.
Доплаты составляют 60% от основного фонда заработной платы.
Общий фонд заработной платы.
Среднемесячная заработная плата.
Начисления в фонд социального страхования составляют 37% от общего фонда заработной платы.
Нссф = Зобщ*37100 = 2635734*37100=975227руб.
Для дежурного персонала.
Основной фонд заработной платы.
31*(456*1+408*1+364*1)=2248468 руб.
Зобщ.д =2248468+13490808=35975488
Начисления в фонд социального страхования.
Таблица 7.1 Сводная ведомость заработной платы
Категории работников
Основной фонд зп руб.
Начисление в фонд соц. страх. руб.
В данном дипломном проекте был спроектирован механосборочный цех в котором было расстановлено электрооборудование с учетом выполнения норм пространственного расположения удобного обслуживания рабочего места материалами и полуфабрикатами. Обязательно были соблюдены нормы охраны труда и требования производственной эстетики (освещение загазованность). Также был спроектирован радиально сверлильный станок и для этого станка была разработана электрическая схема управления где были выбраны приводные электродвигатели типа 4А и аппаратура управления. Были выбраны аппараты защиты: тепловые реле типа РТЛ предохранители типа ПН-2 и контакторы типа ПМЛ. Освещение спроектировано по коэффициенту светового потока. Освещение выполнено лампами ДРИ-250 в количестве 72 штук. Которые обеспечивают освещенность площади как занятую электрооборудованием так и вспомогательную. Общая мощность освещения составляет 18 кВт. Выбрана вентиляция которая снабжает цех свежим воздухом и производит отсос различных газов. Она состоит из 2 вентиляторов мощностью 111 и 75 кВт. Цех был обеспечен погрузочно-разгрузочным устройством (электротельфер мощностью 82 кВт). Был произведен расчет электрической нагрузки по результатам которой была выбрана подстанция комплектного типа с 2 трансформаторами по 1000 кВА. В аварийном режиме на случай отключения одного из трансформаторов второй на время ликвидации аварии обеспечит питание и будет загружен не более чем на 140 %. Для питания этой подстанции выбраны два высоковольтных кабеля ААБ-10-(3х25) которые обеспечивают термическую устойчивость. Была произведена проверка высоковольтного оборудования где были выбраны выключатели нагрузки и предохранители. При расчете соsφ= 072 а согласно ПУЭ значение соsφ= 092-095. Для компенсации реактивной мощности устанавливаем конденсаторную установку типа УКЛН-038-300-150УЗ мощностью 300 квар. Для этого цеха выбрана радиальная схема электроснабжения в которой был произведен расчет распределительной сети 04 кВ где было выбрана аппаратура управления защиты шкафов питающих токопроводов в конце был произведен расчет потерь напряжения. Было уделено внимание охране труда и защите окружающей среды. Представлены меры по экономии и учету электроэнергии В конце после электрических расчетов был произведен экономический расчет трудоемкости численности персонала который составил: электрики по ремонту электрооборудования 1 человек дежурные электрики 3 человека. расходы на ремонт общий фонд заработной платы.
Липкин Б.Ю. “Электроснабжение промышленных установок” Москва Высшая школа 1990г.
Зимин Е.К. «Электрическое оборудование промышленных предприятий и
установок». М.:Энергоиздат 1981год.
Кнорринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения». Л.: Энергоиздат 1976 год.
Синягин Н.Н. Справочник «Система ППР оборудования и сетей
промышленной энергетики» М. «Энергия» 1987г.
«Справочник по проектированию электрических сетей и электрического
оборудования». Энергоиздат 1981год.
Алексеев О.В. «Крановое оборудование» Энергия 1979 год.
Новиков Ю.В. «Охрана окружающей среды». М.: 1987 год.
Чекалин Г.К. «Охрана труда в электротехнической промышленности». Энергоиздат 1984год.
«Электроснабжение отрасли». Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования. Г.А. Иванова разработана в томском политехническом техникуме 2006г.

МЕХАНОСБОРОЧНЫЙ ЦЕХ1234.cdw

Карусельно-фрезерные станки
Вертикально-протяжныестанки
Токарные полуавтоматы
Продольно-фрезерные станки
Горизонтально-расточные станки
Вертикально-сверлильные станки
Агрегатно-горизонтальные станки
Радиально-сверлильные станки
Шлифовально обдирочные станки
Кругло-шлифовальные станки
Закалочная установка
Электротельфер ПВ=25%
План расположения ЭО

Радиально-сверлильный станок.cdw

Переключатель скоростей шпинделя
Толкатель конечного выключателя "Вверх
Квадратный хвостовик для рукоятки ручного опускания бочки
Рукоятка включения вращения шпинделя
Маховик перемещения сверлильной головки по рукаву
Рукоятка переключения механической подачи шпинделя
Рукоятка зажима-разжима каретки и колонны
Маховик тонкой подачи шпинделя вручную
Кнопка фиксации лимба
Рукоятка включения механической или ручной подачи шпинделя
Кнопка включения упора лимба
Кнопка "Аварийный стоп
Кнопка "Выключение схемы
Тумблер включения местного освещения или лампы
Рукоятка вводного выключателя
Рукоятка ручного зажима колонны
Рукоятка управления системой охлаждения
Толкатель конечного выключателя "вниз
Кнопка разжима колонны (тумблер 23 в положении "В")
Кнопка зажима колонны (тумблер 23 в положении "В")
Тумблер выбора органов управления зажимов и разжимов колонны
Радиально-сверлильный станок.