Мельница агрокомплекс - электроснабжение

Содержание

Введение

1 Краткая характеристика ЗАО «Агрокомплекс»

2 Краткая характеристика объекта проектирования

3 Выбор электрифицированного технологического оборудования

4 Расчет и выбор систем вентиляции и отопления

4.1 Расчет системы вентиляции мельницы

4.2 Расчет системы отопления

5 Расчет и выбор электроустановок систем электрического освещения

5.1 Выбор нормируемой освещенности и типа светильников

5.2 Расчет освещения помещения цеха

6 Расчет и выбор электропроводок внутренних осветительных и силовых сетей

6.1 Расчет и выбор электропроводок внутренних групповых

осветительных сетей

6.2 Расчет и выбор электропроводок внутренних силовых сетей

7 Расчет и выбор пускозащитной аппаратуры. Учет расхода электроэнергии

7.1 Расчет и выбор автоматических выключателей

7.2 Расчет и выбор магнитных пускателей и тепловых реле

7.3 Выбор силовых щитов

7.4 Учет расхода электроэнергии

8 Проверка выбранной пускозащитной аппаратуры

8,1 Расчет токов короткого замыкания

8.2 Проверка выбранной пускозащитной аппаратуры

9 Разработка системы электроснабжения

9.1 Расчет электрических нагрузок

9.2 Компенсация реактивной мощности

9.3 Выбор мощности и типа ТП

9.4 Расчет линии 0,4 кВ

10 Разработка устройства защиты электродвигателей от аварийных режимов работы

10.1 Техническое задание

10.2 Технические характеристики

11 Эксплуатация электрооборудования

11.1 Общие вопросы эксплуатации электрооборудования

11.2 Расчет необходимого количества электромонтеров для обслуживания мельницы

12 Экономическая эффективность устройства защиты электродвигателей от аварийных режимов работы

13 Безопасность жизнедеятельности и экологичность проекта

13.1 Технические мероприятия по ТБ

13.2 Организационные мероприятия по ТБ

13.3 Экологичность проекта

13.4 Взрывопожаробезопасность

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Одним из главных условий успеха любого производства является его техническое оснащение. Однако в большинстве отраслей существует множество примеров, когда высоко оснащенные производства уступают место на рынке предприятиям с более низкими возможностями именно по техническим причинам. К таким отраслям, в настоящее время можно отнести и переработку зерна, где значительная часть промышленных мощностей систематически простаивает. При этом не секрет, что сельскохозяйственное мукомолье производит около половины всей вырабатываемой муки и крупы. Рассмотренная ситуация является иллюстрацией тому, что техническая политика создаваемого или уже действующего предприятия не может ограничиваться только уровнем его оснащения. По нашему мнению, существует вопрос формата производства, понимаемого как множество взаимообусловленных технических элементов (глубина переработки и энергоемкость, ширина ассортимента и мощность в каждом его секторе, степень развитости обеспечивающих коммуникаций и уровень управления процессами и т.п.), увязанных в систему едиными маркетинговыми целями и задачами. Исходя из этого, техническая политика, должна фокусироваться на обеспечение такого формата производства, который бы наилучшим образом соответствовал рыночным перспективам предприятия.

Отечественная зернопереработка достаточно долго работает и, повидимому, будет работать в условиях отсутствия стабильности. Но самое главное - это ограниченность реализации масштабами единственного по-настоящему надежного партнера - насыщающегося внутренне-го рынка. Совершенно ясно, что в такой ситуации структура зернопереработки будет представлена десятком производств национального масштаба, поддерживаемых за счет государственных заказов с корпоративной "привязкой" к крупным потребителям и целым рядом производств регионального масштаба, преобладающих по суммарным объемам продукции.

Зернопереработка, с точки зрения экономической целесообразности, тяготеет к местам производства зерна, являющихся также местами размещения дешевых производственных площадей и рабочей силы. Вместе с тем, по реализации своей продукции такие производства нацелены на крупных городских потребителей. С учетом постоянного роста стоимости перевозок, указанные тенденции будут усугубляться. Кроме того, создание эффективных зерноперерабатывающих производств с учетом уровня их технической сложности и капиталоемкости вполне "по зубам" региональному бизнесу. Поэтому торговля в Одессе, например, киевской мукой свидетельствует не столько об успехах киевского мукомолья, как о нерасторопности одесского регионального бизнеса.

Таким образом, задачей подавляющего числа предприятий будет обеспечение регионального лидерства в равных условиях конкуренции. Формат таких производств должен обеспечивать как минимум: "лавирование" в рамках нескольких "сильных" позиций ассортимента, строгую минимизацию затрат энергии и сырья, своевременную реакцию на изменение конъюнктуры и быстрое заполнение создающихся товарных категорий. По крайней мере, ближайшее будущее отечественного мукомолья просматривается на сегодня именно так. Указанный путь, наверное, будет наиболее естественным и рациональным, если в угоду чьим-то частным интересам силой не будут навязаны какие-то иные формы.

По нашему мнению, существующие мельницы и крупоцеха в соответствии с их оснащенностью можно условно разделить на три группы:

А. Промышленные производства, реализующие сложные схемы переработки, мощностью, как правило, свыше 100 т/сут.;

Б. Производства, проводящие переработку по сокращенным схемам с использованием промышленного оборудования, мощностью, в основном, до100т/сут.;

В. Мельницы и крупоцеха малой мощности с индивидуальными схемами и оборудованием.

Предприятия группы А в подавляющем большинстве представляют собой наследие прошлого строя. Такие производства созданы на основе схем и оборудования (включая и "воспроизводимые"), разработанных более чем полвека назад. Вместе с тем, моральный и физический износ не является основным препятствием в их работе. Рассматриваемые предприятия создавались в другой политико-экономической об-становке, для достижения маркетинговых целей, не характерных рыночным отношениям. За свои претензии на ГОСТовское качество и "высокий коэффициент использования сырья" такие производства вынуждены расплачиваться повышенной энергоемкостью, инерционностью "многотоннажности", высокими эксплуатационными расходами. Причиной указанного является чрезмерная насыщенность используемых технологий оборудованием, вспомогательными средствами и коммуникациями, что является основной отрицательной чертой внедряемых кое-где и поныне традиционных решений.

Производства группы В созданы в основном после перестройки, но на сегодня именно они вырабатывают более половины всей муки и крупы. Мини-производствам характерны небольшие капиталовложения на создание, низкая стоимость переработки и гибкость, что пока обеспечивает кое-где их конкурентоспособность. Однако подавляющее большинство таких производств представляют собой крайне примитивные схемы, наспех оснащенные такими же примитивными машинами, произведенными, как ни странно, большей частью машиностроительными заводами. Владельцы таких "мощностей" сталкиваются с усугубляющимися по мере насыщения рынка неразрешимыми проблемами выхода и особенно качества продукции, что характерно кустарным производствам. Кроме того, большинство рассматриваемых предприятий находится за чертой минимальной производительности, не позволяющей обеспечить организацию и полноценное ведение технологического процесса, лабораторного контроля и учета. Похоже, что формирование целой отрасли под названием "сельскохозяйственное мукомолье" прошло без участия ученых-мукомолов.

Промежуточное положение между рассмотренными группами предприятий занимают появившиеся сравнительно недавно немного-численные производства, которые созданы путем "усечения" традиционных схем переработки и укомплектованные отечественным и зарубежным промышленным оборудованием. Опыт эксплуатации украинскими переработчиками таких объектов (в т.ч. и тех, что произведены зарубежными фирмами) показывает, что их авторы не располагали до-статочными знаниями и опытом по созданию подобных производств. Построенные на основе предположений мельницы и крупоцеха сразу же требовали серьезных усовершенствований и наладок. Тем не менее, указанные производства в большинстве случаев удалось довести до таких соотношений выхода, энергозатрат и качества, которые дают им существенные преимущества над предприятиями групп А и В.

Проведенный анализ позволяет рассматривать предприятия группы Б как основных претендентов на региональное лидерство. Вместе с тем, большая часть производств группы А, которые не войдут в число производителей национального масштаба, а также некоторые предприятия группы В, которые "перерастут" местные рынки, будут "форматироваться" на региональном уровне. Указанные процессы повлекут неизбежную необходимость технического переоснащения производств групп А и В и дооснащения предприятий группы Б.

Создание производств не существовавшего ранее формата путем "приспосабливания" оборудования в рамках не свойственных им схем и грузопотоков не может быть прогрессивным путем развития. По-настоящему высокоэффективные производства, как производства ново-го формата, требуют разработки соответствующих им технологий, схем и оборудования. Совершенно справедливо, что такая работа должна проводится при максимальном использовании отечественных и зарубежных знаний и опыта, вплоть до использования, где это оправданно, существующих технологических решений и машин.

. краткая характеристика объекта проектирования

Мельница расположена на внутридворовой территории комбикормового завода. Производительность мельницы 100т/сутки при трехменной работе 300 дней в году.

Мельница относится ко второй категории электроснабжения. Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. До-пускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 сут. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II 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 1 сут. допускается питание электроприемников II категории от одного трансформато-ра[16]

Работа мельницы обеспечивается оператором с центрального пульта управления или компьютера.

Здание мельницы было построено в 1982 году. Теперь назрела необходимость капитального ремонта и реконструкции. Реконструкция и ремонт проводятся поэтапно.

Необходимо произвести замена технологического на более современное, что позволит стабилизировать работу производства. Регулярные до замены станков остановки мельницы, прекратятся. Реконструкция мельницы проводится без остановки технологического процесса производства муки.

Также нуждается в замене отопительное, вентиляционное и освети-тельное оборудование, проводки силовых и осветительных сетей, а также пускозащитное оборудование.

Установленная мощность электропиемников после реконструкции составит 207,32 кВт, что на 18 кВт ниже, чем до реконструкции. Это позволит снизить энергоемкость процесса, без снижения производительности.

Для работы на мельнице требуется четыре человека в зерноподготовительное отделение, четыре в размольное. Руководит мельницей начальник участка по производству муки. Учет продукции производит бухгалтер. Применение устройства защиты электродвигателей позволит сократить простои из-за выхода из строя оборудования и снизить затраты на ремонт.

7.3. Выбор силовых щитов

В качестве силового щита ЩС1 и ЩС2 принимаем щит БУ33311УХЛ4, с аппаратом на вводе. В качестве осветительных щитков принимаем щитки ЩРН24. В качестве щитов автоматического управления принимаем щиты ПДУ выполненные в соответствии с установленным оборудованием.

7.4. Учет расхода электроэнергии

В настоящее время для коммерческого учета электроэнергии могут применяться счетчики с классом точности не менее 1,0. Измерение и учет потребленной электрической энергии осуществляется электрическими индукционными счетчиками. Современные счетчики делятся на электромеханические, электронные и электронные с механическим счетным устройством. Электромеханические счетчики самые распространенные в настоящий момент. Они наиболее надежны, способны выдерживать длительные перегрузки, но имеют ряд недостатков: на точность измерения оказывают существенное влияние колебания напряжения в сети, низкие температуры. Электронные счетчики свободны от указанных недостатков, однако имеют меньшую стойкость к перегрузкам, кроме того их легко вывести из строя, при это невозможно будет восстановить показания счетчика. Этот факт существенно снижает область применения подобных счетчиков и некоторые организации не допускают их использования для коммерческого учета. Электронные счетчики с механическим счетным устройством при всех достоинствах электронных, сохраняют показания счетного устройства да-же после выхода из строя.

Счетчики подразделяются на однофазные и трехфазные, которые бывают двух модификаций – для трех- и четырехпроводной сети, последние делятся на счетчики активной и реактивной энергии. Оплата за потребленную электроэнергию производится в соответствии с установленными тарифами. Существуют одноставочный, двухставочный и повременной тарифы. Для данного предприятия наиболее приемлемым вариантом является двухставочный тариф. Он состоит из годовой оплаты за каждый кВт заявленной потребителем максимальной мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы и платы за каждый кВт·ч, отпущен-ной потребителю активной энергии.

При расчетах с предприятиями используются надбавки и скидки к тарифу за компенсацию реактивной мощности.

Расчетная сила тока на вводе в здание равна 285 А. Для установки на вводе во ВРУ устанавливаем счетчик активной энергии СЭТ42, двух-тарифный, класс точности 1,0, максимальный учитываемый ток 100А, подключаемый через трансформатор тока.

10 разработка устройства защиты электродвигателей от аварийных режимов

Короткозамкнутый асинхронный двигатель считается самой надежной электрической машиной. Вместе с тем на практике наблюдается сравнительно высокий процент их выхода из строя. Объясняется это главным образом тем, что в процессе эксплуатации возникают такие условия, на которые машина не рассчитана при проектировании. Статистический материал, собранный в ряде научно-исследовательских организаций и вузов, свидетельствует о том, что в отдельных колхозах и совхозах ежегодно приходится заменять 20—25% электродвигателей. Высокая аварийность электрооборудования наносит большой ущерб производству.[25]

Благодаря простоте конструкции, высокой надежности и невысокой стоимости асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (далее по тексту АД), является наиболее распространенным электродвигателем. Свыше 85% всех электрических машин — это трехфазные асинхронные электродвигатели. По статистике сейчас в общественном производстве России находится не менее 50 млн. единиц трехфазных АД напряжением 0,4 кВ.

АД обычно рассчитаны на срок службы 15–20 лет без капитального ремонта, при условии их правильной эксплуатации. Однако в реальной жизни имеет место значительное отступление от номинальных режимов эксплуатации. Это, в первую очередь, плохое качество питающего напряжения и нарушение правил технической эксплуатации: технологические перегрузки, условия окружающей среды (повышенные влажность, температура), снижение сопротивления изоляции, нарушение охлаждения. По-следствием таких отклонений являются аварийные режимы работы АД. В результате аварий ежегодно выходят из строя до 10% применяемых электродвигателей. Выход из строя АД приводит к тяжелым авариям и большому материальному ущербу, связанному с простоем технологических процессов, устранением последствий аварий и ремонтом вышедшего из строя электродвигателя. Совершенно очевидно, что применение надежной и эффективной защиты от аварийных режимов работы значительно сократит количество и частоту аварийных ситуаций и продлит срок службы АД, сократит расход электроэнергии и эксплутационные расходы.

Аварии АД подразделяются на два основных типа: механические и электрические. Механические аварии – это: деформация или поломка вала ротора, ослабление крепления сердечника статора к станине, ослабление опрессовки сердечника ротора, выплавление баббита в подшипниках скольжения, разрушение сепаратора, кольца или шарика в подшипниках качения, поломка крыльчатки, отложение пыли и грязи в подвижных элементах, пр.

Электрические аварии АД, в свою очередь, делятся на три типа:

сетевые аварии (аварии по напряжению), связанные с авариями в пи-тающей электросети;

токовые аварии, связанные с обрывом проводников в обмотках статора, ротора или кабеля, межвитковым и междуфазным замыканием обмоток, нарушением контактов и разрушением соединений, выполненных пай-кой или сваркой; аварии, приводящие к пробою изоляции в результате нагрева, вызванного протеканием токов перегруза или короткого замыкания;

аварии, связанные со снижением сопротивления изоляции вследствие ее старения, разрушения или увлажнения.

Сетевые аварии АД. Из-за аварий на подающих подстанциях, КЗ в распределительных сетях, коммутационных и грозовых возмущений, не-равномерности распределения нагрузки по фазам, фактические значения ряда показателей больше допустимых, что ведет к аварийным режимам работы АД. По статистическим данным, до 80% аварий электродвигателя напрямую или косвенно связаны именно с авариями сетевого напряжения.

Анализ показателей качества электрической энергии (ПКЭ) относительно условий работы АД показывает, что, например, при уменьшении напряжения в сети возрастает ток статора, приводящий к интенсивному нагреву изоляции АД и сокращению срока службы вследствие ускоренно-го старения изоляции и ее пробоя, а повышение напряжения приводит к увеличению магнитного потока статора, тока намагничивания, нагреву сердечника (вплоть до «пожара» в стали), потребляемой из сети реактив-ной мощности, снижающей коэффициент мощности.

Следует отметить, что существует еще несколько типов сетевых аварий, которые происходят наиболее часто, но напрямую ГОСТом не регламентируются, т. к. являются крайними случаями проявления несимметричных режимов работы АД. Это обрыв одной из фаз, нарушение последовательности фаз и «слипание» фаз.

Обрыв фаз, как правило, связан с обрывом жилы питающего кабеля, сгоревшим предохранителем или отключением автомата в одной из линий или обрывом самой линии. При соединении обмоток двигателя звездой напряжение в двух фазах делится поровну и составляет половину линейно-го Uф= Uл/2, в третьей отсутствует. Такие режимы приводят к повышен-ному энергопотреблению из сети, перегреву обмоток статора. Поле из вращающегося превращается в пульсирующее, ток в оборванной фазе будет отсутствовать, в двух других увеличится на 50%. Двигатель не разворачивается даже на холостом ходу. В некоторых типах двигателей в случае, если обрыв произошел во время работы двигателя, на оборванной фазе генерируется т. н. напряжение «рекуперации», близкое по фазе и амплитуде сетевому, двигатель переходит в тормозной режим работы и, если его не отключить, сгорает в течение нескольких минут.

Аварийный режим «слипания» фаз происходит в случае обрыва од-ной из питающих фаз и замыкании ее со стороны двигателя на другую фазу. При этом одно и то же фазное напряжение подается на две фазы двигателя, на третьей остается в норме. При незначительной амплитудной несимметрии наблюдается значительная фазная несимметрия, приводящая к появлению значительных напряжений обратной последовательности, вызывающих перегрев двигателя и выход его из строя.

Нарушение закрепленной ГОСТом последовательности фаз А-В-С (В-С-А, С-А-В) на любую другую обуславливает реверсивный режим работы – вращение двигателя в другую сторону, что часто недопустимо по условиям технологического процесса, т. к. вызывает вращение приводного механизма в другую сторону и может привести, помимо аварии самого двигателя, к тяжелым, порой катастрофическим последствиям.

Постоянный контроль наличия и качества сетевого напряжения, включая гармонический анализ, вычисление действующих или средних значений напряжения до включения двигателя, контроль за его состоянием во время работы АД, в т. ч. за изменениями параметров фазных напряжений, вызванных режимами работы самого двигателя, позволит зачастую избежать причин возникновения аварийных режимов, предотвратить по-явление режимов короткого замыкания и токового перегруза.

Токовые аварии АД. Напряжение на зажимах АД и фазные токи, протекающие по его обмоткам, тесно взаимосвязаны, и любые, даже небольшие, изменения сетевого напряжения вызывают значительные изменения фазных токов. Для эффективной защиты АД необходимо измерять фазные токи как можно точнее. Согласно последним исследованиям, дли-тельная работа двигателя с токовым перегрузом всего лишь на 5% от номинального сокращает срок его службы в 10 раз. В связи с сильной несинусоидальностью кривой тока, особенно во время пусков, в ней присутствует большое количество гармоник высшего порядка, оказывающих существенное влияние на величину действующего значения тока. Поэтому, если принимать решение о работе АД не по вычисленным действующим значениям тока, а по неким усредненным сигналам или, еще хуже, по пиковым значениям, это может привести к ложным выводам о наличии или отсутствии токового перегруза.

Различают два вида токового перегруза АД: симметричный и несимметричный. Симметричный токовый перегруз, как правило, связан с механическими перегрузками на валу двигателя. Их значение напрямую связано с режимами работы АД и тепловым перегрузом, о которых речь пойдет ниже.

Большая часть токовых аварий АД связана в первую очередь с повреждениями внутри самого двигателя, приводящими к несимметричному токовому перегрузу. Во всех случаях внутренних аварий электродвигателя наблюдается значительная асимметрия фазных токов, превышающая в несколько раз асимметрию напряжений. Поэтому постоянный контроль токов, соотношение токового перекоса с перекосом напряжений позволяют принимать достаточно достоверные выводы о наличии таких аварий и оперативно отключать двигатель.

Методы защиты от аварийных режимов.

Стремясь защитить двигатели от аварийных режимов, еще с середины прошлого века в энергетике стали применять различную релейную защиту: тепловую, токовую, температурную, фильтровую и комбинированную. Многолетний опыт эксплуатации АД показал, что большинство существующих защит не обеспечивают безаварийную работу АД. Так, например, тепловые реле рассчитывают на длительную перегрузку – 25–30% от номинальной. Но чаще всего они срабатывают при обрыве одной фазы при нагрузке 60% от номинальной. При меньшей нагрузке реле не срабатывает и АД продолжает работать на двух фазах и выходит из строя в результате перегрева изоляции обмоток. Правильный выбор защитного устройства – это важный фактор в обеспечении безопасной эксплуатации АД.

Приборы защиты АД от аварийных режимов можно разделить на несколько видов:

а) тепловые защитные устройства: тепловые реле, расцепители;

а) токозависимые защитные устройства: плавкие предохранители, автоматы;

в) термочувствительные защитные устройства: термисторы, термостаты;

г) защита от аварий в электросети: реле напряжения и контроля фаз, мониторы сети;

д) приборы МТЗ (максимальной токовой защиты), электронные токовые реле;

е) комбинированные устройства защиты.

Современные стандарты большинства стран мира, включая и Россию, предъявляют все более высокие требования к безопасной эксплуатации асинхронных электродвигателей. Высокие показатели надежности и долговечности АД возможны только при условии их эксплуатации при номинальных или близких к ним режимах, что можно обеспечить только установкой надлежащей защиты. Все из перечисленных защитных устройств служат для быстрого, в течение доли секунды, определения характера и степени повреждения двигателя и локализации аварийного участка путем отключения его от остальной схемы электроснабжения. Но, вместе с тем, каждое из них имеет и целый ряд существенных недостатков, влияющих на качество их работы: одни отличаются неоправданной избирательностью, у других отсутствует отстройка от процесса пуска, третьи не реагируют на токи КЗ или перегруза и т. д. Для того, чтобы правильно выбрать защитное устройство, необходимо знать, как и от каких аварий защищает конкретное устройство, принцип действия и конструктивные особенности.

Диплом чертежи.dwg