Механосборочный цех ЭСН и ЭО

Содержание

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Исходные данные для курсового проекта

1.1.1 Характеристика проектируемого объекта

1.3. Среда и строительная часть помещения

1.4. Технологический процесс

1.5. Классификация помещения по взрыво-пожаро-электробезопасности

2. Расчетная часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

2.2. Расчет электрических нагрузок цеха

2.3 Расчет компенсирующих устройств (КУ) и выбор трансформатора

2.4. Расчет и выбор аппаратов защиты

2.3.1 Выбор выключателей

2.5. Выбор способа прокладки питающей и распределительной сети

2.6. Выбор линий ЭСН

2.7. Расчет токов короткого замыкания

2.8 Проверка элементов ЭСН характерной линии по токам КЗ и потере напряжения

3. Заключение

4 Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Введение

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии Повышение эффективности совместного использования тепловых и гидравлических станций основано на ускоренном развитии ОС страны, объединяющей кроме европейской части бывшего СССР также Урал, Казахстан и районы Западной Сибири. Для передачи больших потоков электрической энергии из этих районов в европейскую часть страны сооружаются линии электропередач сверхвысокого напряжения 1150 кВ переменного и 1500 постоянного токов. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединенных в электрические системы, имеющие высокую надежность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведется в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

Системой электроснабжения называют комплекс устройств, для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают электрической энергией промышленные потребители. Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов, электрическое освещение, электрические нагревательные устройства, в том числе электрические печи.

Работа промышленных электроприводов и других потребителей, как при проектировании, так и во время эксплуатации должна находиться в строгом соответствии, как с отдельными приемниками, так и с комплексом электроприводов, обеспечивающим работу сложных механизмов.

Работа приемников электроэнергии зависит от ее качества. Качество электроэнергии и, в частности, например, отклонение напряжения, вызывает изменение скорости движения электроприводов, что в свою очередь вызывает уменьшение или увеличение производительности промышленных механизмов. При больших отклонениях скорости механизмов возможен брак выпускаемого продукта, а также снижение количества продукта и даже полное прекращение его производства.

Влияние системы электроснабжения на производственный процесс очень велико. Достаточно сказать, что производственный процесс во многом определяется показателями системы промышленного электроснабжения и электроприводов, которые обеспечивают нормальный режим работы всего промышленного предприятия.

В силу изложенного специалисты в области электропривода должны быть достаточно полно информированы о влиянии системы промышленного электроснабжения на работу электроприводов производственных механизмов. В свою очередь специалисты в области промышленного электроснабжения также должны быть достаточно полно информированы о возможном влиянии системы электроснабжения на работу промышленных электроприводов, например в случае, когда может иметь место само запуск двигателей и когда он должен быть категорически запрещен.

В силу изложенного, в интересах нормальной работы промышленного производства необходимо достаточно полное знание комплекса вопросов электроснабжение - электропривод для будущих инженеров промышленных предприятий.

К сожалению, требуемые знания не всегда имеются у специалистов по электроприводу, а проектирование электроприводов ведется почти изолированно от систем электроснабжения.

Примером этого может служить неучет показателей качества электрической энергии при создании электроприводов, например, отклонения напряжения, отклонения частоты, размаха изменения напряжения, не синусоидальности напряжения и тока, не симметрии. В большинстве случаев при проектировании электроприводов не учитываются также перерывы в питании (длительные и кратковременные во время работы автоматики - АВР, АПВ и т. п.).

Недостаточная осведомленность инженеров по электроприводу о мерах, которые следует принимать при некачественной электроэнергии, вынуждает их принимать нерациональные решения. Например, при наличии несимметрии в системе питания трансформатор - приемник, вопрос решают введением между трансформатором и приемником специального симметрирующего устройства, которое практически почти удваивает мощность питающего устройства и резко увеличивает потери в питающей системе. В то же время, если вместо симметрирующего устройства поставить трансформатор с иной схемой соединения обмоток, можно ограничить дополнительную мощность всего на 5 - 6% и резко сократить расход электроэнергии на излишние потери ее.

Общая часть

1.1.1 Характеристика проектируемого объекта

В данном курсовом проекте разрабатывается план электроснабжения участка механосборочного цеха.

В проектирование входит:

выбор электродвигателей, соответствующим условиям среды;

выбор схемы питания и распределение сети цеха;

расчет электрических нагрузок, выбор числа и мощности силовых трансформаторов;

выбор защитных аппаратов в сетях 0,4 кВ;

выбор кабелей и проверка оборудования к токам короткого замыкания.

выбор заземления;

Среда в помещении - невзрывоопасная.

Участок механосборочного цеха (УМЦ) предназначен для выпуска передней оси и заднего моста грузовых автомобилей. Цех является составной частью производства машиностроительного завода. УМЦ предусматривает производственные, вспомогательные служебные и бытовые помещения.

По степени взрывоопасности помещение не относится к таковым, так как технологический процесс не связан с взрывоопасными веществами.

УМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенный на расстоянии 1,5 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Подводимое напряжение 6, 10 или 35 кВ.

ПГВ подключена к энергосистеме (ЭСН), расположенной на расстоянии 8 км.

Потребители электроэнергии (ЭЭ) относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН.

Количество рабочих смен - 2.

Грунт в районе цеха - глина с температурой +5 оС. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 8 и 6 м каждый.

Размер цеха A×B×H = 50×30×9 м.

1.3. Среда и строительная часть помещения

Участок механосборочного цеха представляет собой здание с размерами 50×30×9 м, построенное из железобетонных блоков - секций длиной 6 и 8 м каждый.

По степени взрывоопасности помещение не относится к таковым, так как технологический процесс не связан с взрывоопасными веществами.

Поскольку в помещении токопроводящие полы и есть возможность одновременного прикосновения к корпусу оборудования и металлоконструкциям здания, то эти условия делают цех особо опасным помещением.

Температура воздуха внутри здания не превышает +20°С.

Среда в цехе не агрессивная.

1.4. Технологический процесс

Участок механосборочного цеха (УМЦ) предназначен для выпуска передней оси и заднего моста грузовых автомобилей. Цех является составной частью производства машиностроительного завода.

УМЦ предусматривает производственные, вспомогательные служебные и бытовые помещения.

Расчетная часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Все электроприемники по надежности электроснабженияразделяются на три категории (6,пункт 1.2.18.):

Электроприемники І категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников І категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

ЭлектроприемникиІІ категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленноготранспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников ІІ категории от одного трансформатора.

Для электроприемников ІІ категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Согласно ПУЭ, электроприемники ІІ категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

ЭлектроприемникиIII категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения І и ІІ категорий.

Для электроприемниковIII категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 1 суток.Электроприемники учебных мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию относятся к электроприемникам ІІ и III категорий.

Электромеханический цех по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. В целях экономии и в связи с тем, что при ремонте не произойдет массовый недоотпуск продукции, выбираем трансформаторную подстанцию с однимтрансформатором и магистральную схему электроснабжения согласно(2,5.7.):

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха.

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

Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются.

К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом.

ШРА – 1 через линейный выключатель питает

электроприемники № 1,2,3,4,5,6,9,10,11,12,13,14;

ШРА – 2 через линейный выключатель питает

электроприемники №16,17,18,19,20,21,24,25,26,27,28.

ШРА – 3 через линейный выключатель питает

электроприемники №7,8,15,22,23,30,29,31.

Заключение

Разработан проект ЭСН и ЭО прессового участка цеха.

В качестве силового трансформатора выбран трансформатор ТМ25010/0,4.

Для компенсации реактивной мощности была рассчитана и принята конденсаторная установка 2*УК 2-0,415-40

Рассчитаны и выбраны аппараты защиты, распределительный пункт и линии эл. питания. Для характерной линии рассчитаны токи КЗ проверка устройств защиты, и проверка цепи на соответствие по потерям напряжения.

Коэффициент загрузки трансформатора равен: Кз = 0,57