Проект электроснабжения и электрооборудования участка механосборочного цеха

       Введение 

       В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество давно  и прочно вошло во все отрасли  народного хозяйства и быт  людей. Основное достоинство электрической  энергии – относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

       В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

1. по производству электроэнергии – электрические станции;
2. по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии – электрические сети и подстанции;
3. по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах – приемники электроэнергии.

       Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуются в электрическую энергию.

       В зависимости от используемого  вида первичной энергии все существующие электрические станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные и др.

       Приемником электроэнергии называется электрическая часть  производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая  ее в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля.

       

       Совокупность электроприемников  производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединенных с помощью  электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

       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, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называются электроэнергетической системой.

       Электрической сетью называется совокупность электроустановок для  передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи, и работающая на определенной территории.

       Электрическая сеть объекта  электроснабжения, называемая системой электроснабжения объектов, является продолжением электрической системы. Система электроснабжения объектов соединяет понижающие и преобразовательные подстанции, распределительные пункты, электроприемники и линии электропередач.

       Энергетической программой России предусматривается дальнейшее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов осуществляется путём перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствование энергетического оборудования; сокращение всех видов энергетических потерь и повысить уровень использование вторичных ресурсов; решение структуры производства; преобразования и использования энергетических ресурсов.

       Следует подчеркнуть, что  энергетика России развивается на базе новых технических достижений в  области проектирования и строительства  электростанций и линий электропередачи, ставшего надёжной основой развития электроэнергетического хозяйства страны.

       Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности  и надёжности их работы в сочетание  с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления, распределении и потреблении электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных кадров.

       Важнейшим этапом развития творческой деятельности будущих специалистов является курсовое проектирование, в ходе которого развиваются навыки самостоятельного решения задач и практического применения теоретических знаний. 
 
 
 
 
 
 

       

         
 

       

       

       1 Общая  часть 

       1.1 Краткая характеристика объекта 

       Цех металлоизделий (ЦМ) является составной частью отрасли тяжелого машиностроения и предназначен для выпуска различных изделий для этого производства.

       В цехе предусмотрено термическое  отделение, в котором производиться  предварительная подготовка заготовок  и окончательная подготовка готовых изделий.

       В станочном отделении  установлены станки различного назначения. Транспортные операции производятся с  помощью мостовых кранов и наземных электротележек.

       Кроме названных в цехе имеются вспомогательные, бытовые  и служебные помещения.

       ЦМ получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,6 км от заводской подстанции глубокого  ввода (ПГВ). Напряжение 10 кВ. От энергосистемы  до ПГВ – 15 км.

       Количество рабочих  смен – 2. Потребители ЭЭ по надежности ЭСН – 2 и 3 категории.

       Грунт в районе цеха –  песок с температурой 10. Каркас здания сооружен из блоков – секций длиной 4, 6 и 8 м каждый.

       Размеры цеха А*В*С=50*32*10 м.

       Все помещения, кроме станочного и термического отделений, двухэтажные высотой 4 м.

       Перечень ЭО участка  цеха металлоизделий дан в таблице 1.

       

       По режиму работы электроприёмники станции делят на две группы, для  которых предусмотрены два режима работы:

       1) В повторно-кратковременном  режиме работают электродвигатели мостовых кранов.

       2) В продолжительном  режиме работают осветительные  приборы (лампы накаливания и  люминесцентные) и все остальное  оборудование. 

       Таблица 1 - Перечень ЭО участка цеха металлоизделий

 
 
 
 

       1.2 Технические условия на проектировании согласно ПУЭ и ПЭЭП

       

       

       Размеры КТП  должны быть меньше размеров обычных подстанций тех же схем и мощностей, что позволят размещать их близко к центру нагрузки. В КТП защитная и коммутативная аппаратура имеют обычное исполнение. КТП напряжением 6-10/0,4-0,23 кВ наиболее широко применяют для  непосредственного электроснабжения промышленных объектов, установок. КТП внутренней установки устанавливают в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей, что значительно упрощает и удешевляет распределительную сеть, идущую к токоприёмникам, и даёт возможность выполнить её совершенными магистралями и распределительными шинопроводами.

       КТП внутренней установки  состоит из трёх основных элементов: вводного устройства высшего напряжения (10кВ), силового трансформатора и распределительного устройства низшего напряжения (0,4 кВ).

       Внутрицеховая подстанция размещается на первом этаже основного помещения производства.

       Применяемое на подстанции электрооборудование (трансформаторы, аппараты, измерительные приборы, аппараты защиты, привода, кабели и д.р.), а  также материалы, должны соответствовать требованиям ГОСТ, установленных в утвержденном порядке. На электрооборудовании имеются таблички с техническими данными, предусмотренными ГОСТами. Применяемое на подстанциях оборудование по своим нормированным, гарантийным и расчетным характеристикам соответствуют условиям работы на подстанции.

       Полы подстанции должны быть не ниже уровня пола цеха; пол в  помещении КТП должен быть рассчитан  на частое перемещение тележек без  повреждения его поверхности. КТП  следует размещать в пределах «мертвой зоны» работы механизмов.

       ТП находится  ближе  к центру размещения потребителей. Выбранная ТП должна занимать минимум  полезной площади цеха, удовлетворять  требованиям электрической и  пожарной безопасности, не должна создавать  помех производственному процессу.

       

       

       2 Расчетная часть проекта

       2.1 Расчет нагрузок

       2.1.1 Методика расчета

       2.1.1.1 Расчет начинают с определения номинальной мощности каждого электроприемника независимо от его технологического процесса средней мощности. Номинальная мощность – это полезная мощность электроприемника, совершающая работу. Одиночные электроприемники группируют и присоединяют к силовым щитам. Следовательно,

Р_ном= Р_пасп·n, кВт;

                  где Р_пасп- активная  номинальная мощность по паспорту, кВт;

                        n -  количество  ЭП.

       2.1.1.2 Среднюю нагрузку групп ЭП за максимально загруженную смену Рсм, кВт, вычисляют по формуле

  ,

       где К_и – коэффициент использования активной мощности электроприёмника .

       2.1.1.3 Определяем сменную реактивную мощность Q_см, кВАр, по формуле

,

       где tgφ – соответствует cosφ данной группы приёмников ;

                  cosφ – коэффициент мощности  данной группы приёмников  .

       2.1.1.4 Определяем расчетную максимальную нагрузку P_max, кВт – это наибольшая мощность, потребляемая участком в течение первой смены за 30 минут, по формуле

Р_mаx=Р_ном*К_заг,,

       где Кзаг – коэффициент  загрузки, принимаемый для продолжительного режима 0,9 .

       2.1.1.5 Определяем максимальную реактивную мощность Q_mаx, кВАр, по формуле

· ,

       где - коэффициент максимума;