Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков - ABCD42.RU

Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков

Курсовая работа: Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которого приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.

Энергетическая политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования, реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией. Кроме прямого энерго- и ресурсосбережения существует целый ряд актуальных задач, решение которых в конечном итоге приводит к тому же эффекту в самих производственных установках, в производстве в целом. Сюда, в первую очередь, относится повышение надежности электроснабжения, так как внезапное, иногда даже весьма кратковременное прекращение подачи электропитания может привести к большим убыткам в производстве. Но повышение надежности связано с увеличением стоимости системы электроснабжения, поэтому важной задачей должно считаться определение оптимальных показателей надежности, выбор оптимальной по надежности структуры системы электроснабжения. Также важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит, помимо прочих нежелательных явлений, к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. Важное значение приобрело измерение показателей качества электроэнергии. За последние десятилетия достигнуты значительные успехи не только в микроэлектронике, но и в электроаппаратостроении, в разработке новых электрических и конструкционных материалов, в кабельной технике. Эти достижения открывают новые возможности в способах канализации электроэнергии и в конструкции распределительных устройств (РУ). В частности, применение новых комплектных легко заменяемых узлов электрических сетей и сетевых устройств может потребоваться в быстро изменяющихся производственных условиях современных предприятий.

Объект исследования – цех металлорежущих станков.

Предмет исследования – проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков.

Целью данного курсового проекта является овладение основами проектирования электроснабжения цеха металлорежущих станков.

Поставленная цель предполагает решение следующих задач:

1. изучить и проанализировать литературу, нормативные документы по электроснабжению объектов отрасли;

2. рассчитать характеристики данного оборудования;

3. спроектировать схему электроснабжения;

4. разработать мероприятия по правилам технической безопасности;

5. обобщить результаты, сделать выводы и оформить работу.

При написании курсового проекта применялись методы сбора первичной информации, аналитический и метод систематизации.

Структура данной работы: 1) введение, 2) теоретическая, практическая, графическая часть, 3) заключение, 4) список литературы.

1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕХА

1.1 Характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и его технологического процесса

Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (наиболее распространенным является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное исполнение цехов сетей оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещении по территории цеха, номинальные токи и напряжения.

Цех металлорежущих станков (ЦМС) предназначен для серийного производства деталей по заказу.

ЦМС предусматривает наличие производственных, служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Металлорежущие станки различного назначения размещены в станочном, заточном и резьбошлифовальном отделениях.

Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.

Цех получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,3 км от главной понизительной подстанции (ГПП) завода. Подводимое напряжение – 10 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 15 км.

Потребители электроэнергии относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения.

1) приемники 2 категории – перерыв электроснабжения, которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Приемники 2 категории рекомендуется обеспечивать электроснабжением от двух независимых источников питания;

2) приемники 3 категории – остальные приемники, неподходящие под определение 1и 2 категории. Перерыв электроснабжения этих приемников не приводит к существенным последствиям, простоям и другим неблагоприятным последствиям. Для таких электроприемников достаточного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.

Количество рабочих смен – 3. Грунт в районе цеха – глина при температуре +5 ° С.

Каркас здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 м каждый.

Размеры цеха A*B*H=50*30*8 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

1.2 Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности

Цех металлорежущих станков по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества.

По электробезопасности цех относится к классу ПО (повышенной опасности), так как в цехе очень много токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.

Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа: продолжительный, кратковременный и повторнократковременный.

Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины τуст . Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы.

Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования.

Повторнократковременный режим – это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины.

В этом режиме работают грузоподъемные механизмы, прокатные станы и сварочные аппараты.

1.3 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов

Создание любого промышленного объекта начинается с его проектирования. Не простое суммирование установленных (номинальных) мощностей ЭП предприятия, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапам проектированием СЭС. Расчетная максимальная мощность, потребляемая электрприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих ЭП.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электросети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы.

Существующие методы определения расчетных нагрузок основаны на обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий.

Для расчета нагрузок разделим все ЭП цеха на 3 группы распределенных по силовым шкафам.

1) Данные по приемникам

Р1,11,40 = 2,1 кВт, kи = 0,1, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73

Р2,3,4 = 3,5 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73

Р5,10 =8 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73

Р6,7 =5,2 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73

Р8,9 =3,2 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73

2) Определяем активную номинальную групповую мощность приемников, приведенных к длительному режиму

(1)

3) Определяем активную среднюю мощность за наиболее нагруженную смену

(2)

4) Определяем средний коэффициент использования группы электроприемников

(3)

по таблице выбираем кmax =2,54

5) Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену

(4)

6) Определяем средневзвешенный tg φ

(5)

7) Определяем показатель силовой сборки в группе

(6)

8) Так как m > 3 и kи / , где S / =кВА

,

где βт – коэффициент загрузки трансформатора, для приемников второй категории принимается 0,7-0,8; Sр – расчетная максимальная мощность объекта.

Принимаем к установке трансформатор с номинальной мощностью 160 кВА.

3) Проверяем перегрузочную способность трансформатора в аварийном режиме по условию

Выбираем автоматический выключатель серии ВА51Г-31, Iн.а. = 100 А, Iн.р. = 40 А, U = 380 В.

Аналогично выбираем автоматические выключатели ко всем силовым шкафам. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

151191 (Электроснабжение и электрооборудование цеха металлорежущих станков)

Описание файла

Документ из архива «Электроснабжение и электрооборудование цеха металлорежущих станков», который расположен в категории «курсовые работы». Всё это находится в предмете «физика» из раздела «Студенческие работы», которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «курсовые/домашние работы», в предмете «физика» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «151191»

Текст из документа «151191»

ФГОУ СПО «Пензенский колледж управления

и промышленных технологий им. Е. Д. Басулина»

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Содержание проекта

1. Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

1.3 Выбор величины питающего напряжения

1.4 Выбор схемы электроснабжения цеха

1.4.1 Задачи электроснабжения цеха

1.4.2 Выбор схемы электроснабжения по цеху

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующего устройства

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховой подстанции

Читайте также  Ответственность за нарушение земельного законодательства

2.4 Расчет и выбор силовой сети, сечения проводов и кабелей

2.5 Выбор аппаратов защиты и автоматики

3. Экономическая часть проекта

3.1 Система планово-предупредительного ремонта

3.2 Особенности ремонта электрооборудования и его техническая характеристика

3.3 Расчет ремонтной сложности электрооборудования

Список используемых источников

Важнейшая роль в экономике страны принадлежит машиностроению. От темпов развития машиностроения характерно зависит рост механической оснащенности всех отраслей народного хозяйства.

Машиностроение характерно чрезвычайным многообразием технологических процессов, в которых используется электроэнергия: литейное производство и сварка, обработка металлов давлением и резанием, упрочняющая термообработка, нанесение защитных и отделочных покрытий и т.д.

Предприятия машиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными компрессорными установками, механообрабатывающим и сварочным оборудованием. Автоматизация в машиностроении затрагивает не только отдельные технологические агрегаты и вспомогательные механизмы, но и целые комплексы, автоматизированные поточные линии, цеха и заводы.

Научно-технический прогресс предполагает рост энерговооруженности в промышленности за счет совершенствования и внедрения нового, экономичного и технологичного электрооборудования. Электроприемники, преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, прочно занимают ведущее положение в подавляющем большинстве производственных процессов.

Постоянное повышение энерговооруженности производства обеспечивается опережающим развитием электроэнергетики.

Эффективность производства и качества продукции во многом определяются надежностью средств производства и, в частности, надежностью электрооборудования.

Интенсивное развитие технических средств вызвало необходимость совершенствования методики проектирования и создания на ее основе новых высокоэффективных предприятий. В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует все более глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизация существующего электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков, электриков.

Реконструкция действующих производств при использовании современного оборудования, на базе энергосберегающих технологий – одна из основных задач перевооружения производства.

В условиях научно-технического прогресса значительно усложнились взаимоотношения человека с природой. Научно-технический прогресс создал огромные возможности для покорения сил природы, а вместе с тем для ее загрязнения и разрушения. Промышленный прогресс сопровождается поступлением в биосферу огромного количества загрязнений, которые могут нарушить природное равновесие и угрожать здоровью людей.

Курс на интенсификацию экономического развития требует дальнейшего повышения эффективности использования природных ресурсов. Исходя из этого, намечено расширить научную разработку фундаментальных и прикладных проблем охраны природы, а также повысить эффективность использования имеющегося оборудования.

Актуальность темы курсового проекта соответствует задаче технического перевооружения – созданию высокоэффективного энергосберегающего производства.

1. Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

Электроснабжение цеха металлорежущих станков

Автор: Пользователь скрыл имя, 21 Ноября 2012 в 13:52, курсовая работа

Краткое описание

Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения цеха металлорежущих станков.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.

Файлы: 1 файл

Электроснабжение цеха металлорежущих станков.docx

Не одно промышленное предприятие в мире в настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен километров.

Поэтому очень остро для систем электроснабжения промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения.

В настоящее время при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ, размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в самих элементах.

Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения цеха металлорежущих станков.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.

Для иллюстрации принятых решений выполнить два чертежа на листах формата А1.

Исходными данными на проект служат:

  1. План расположения оборудования цеха.
  2. Мощности электроприемников цеха.

1.РАСЧЕТ СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ

Расчет силовой нагрузки производится в два этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка цеха для выбора трансформаторов цеховой КТП. На втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприемников, перечень которых дан в таблице 1.1.

Электропривод раздвижных ворот

Универсальные заточные станки

Заточные станки для червячных фрез

Заточные станки для фрезерныз головок

Мощности кранов с повторно- кратковременным режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:

Здесь Pном – Приведенная к длительному режиму мощность;

Sn — паспортная мощность;

ПВ – продолжительность включения, о.е.

Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в таблице 1.2 в следующем порядке.

Для каждой группы одинаковых электроприемников (ЭП) определены значения коэффициента использования Киi и коэффициента мощности tgφi по [1,табл.1.5.1].

Средние активные Pcpi и реактивные мощности Qcpi каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:

Где Pномi – номинальная мощность одного электроприемника в i-ой группе, кВт.

Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφcp по цеху в целом определялись по формулам:

Здесь Pном ∑ — суммарная номинальная мощность электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.

Эффективное число электроприемников находится по формуле:

Где Рном max – наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.

Коэффициент расчетной нагрузки Kp определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников

Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в целом:

Расчет электрических нагрузок для трансформаторов КТП

Средняя мощность группы ЭП

По справочным данным

Номинальная мощность, кВт

Электропривод раздвижных ворот

Универсальные заточные станки

Заточные станки для червячных фрез

Заточные станки для фрезерных головок

2.РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ

Кроме силовой нагрузки в цехе имеется осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле (2.1)

Где: Руст – Установочная мощность ламп;

Кс – коэффициент спроса;

КПРА – Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

Для определения установочной мощности ламп необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в цехе.

Размещение светильников в плане и в разрезе цеха определяется следующими размерами:

Н=8м, Нв=4м – заданными высотами цеха и вспомогательных помещений;

hc= 2м — расстоянием светильника от перекрытия;

hп= Н — hc – высотой светильника над полом;

hp = 1 м – высотой расчетной поверхности над полом;

h = hп — hp – расчетной высотой;

L – расстояние между соседними светильниками или рядами ламп;

I – расстояние от крайних светильников до стены.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте λ=L / h, уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживании, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.

При лучшем освещении легче обнаруживаются недостатки, допускаемые при обработке деталей и, следовательно, улучшается качество продукции. В свою очередь, недостаточное или нерациональное освещение могут стать причиной повышения травматизма, так как при недостаточной освещенности затрудняется различение опасных частей станков.

Существуют два вида освещения: естественное и искусственное.

Роль естественного освещения в обеспечении благоприятных условий труда на производстве очень велика. За счет дневного света в помещениях можно добиться высокого уровня освещенности на рабочих местах; естественный свет наиболее привычен для глаза человека.

Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, специальные лампы с повышенной световой отдачей – ртутные высокого и сверхвысокого давления.

Для освещения цеха металлорежущих станков предварительно выбираем светильники РСП 05-700-001с ртутно-кварцевыми лампами с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для выбранного светильника РСП 05-700-001, имеющего глубокую кривую силы свечения по [3,с.260,таблица 10.4] принимаем λ=1. Для освещения вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО 12-2х40-904 с люминесцентными лампами ЛБ, для которых λ=0,9.

Находим значение расчетной высоты h для цеха и вспомогательных помещений по формуле:

Следовательно, расстояние между рядами светильников в цехе и во вспомогательных помещениях:

В соответствии с полученными значениями L выполнено размещение светильников в цехе металлорежущих станков которое показано на

Для определения мощности ламп методом коэффициента использования рассчитывается световой поток каждого светильника, необходимый для получения нормы освещённости:

Где Ф – световой поток одного светильника, лм;

Ен – нормированная минимальная освещенность, лк;

Кзап = 1,5 – коэффициент запаса;

S – площадь помещения, m 2 ;

z = 1,15- коэффициент неравномерности для ламп ДРЛ;

ŋ- коэффициент использования светового потока, о.е.;

N- число светильников.

Для вспомогательных помещений по формуле (2.4) при подстановки в неё вместо числа светильников N числа рядов n люминесцентных ламп рассчитывается световой поток ламп одного ряда.

Норма освещенности для станочного отделения цеха – ЕН.i =300лк [4,c.94-100.]

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i:

Здесь А – длина помещения, m;

Читайте также  Сертификация услуг и сертификация продукции

В – ширина помещения, m.

Индекс помещения для станочного отделения цеха согласно плану:

Кроме индекса помещения, для нахождения коэффициента использования светового потока необходимо знать коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности. Для чистого бетонного потолка, бетонных стен с окнами и темной расчетной поверхностью: рп= 70%, рс=50%, рр=30% [4,табл.5-1] .

По [4,табл.5-9] определили коэффициент использования светового потока для половины станочного отделения –ŋ= 90%.

В соответствии с планом размещения светильников (рис. 1.1.) определяем требуемый световой поток для половины станочного отделения

По [4, табл.2,15] выбираем лампы ДРЛ 400, имеющие мощность ламп Рном = 400 Вт и световой поток Фном =19000лм. Световой поток выбранных ламп отличается от расчетного значения на 7,5%,что допустимо [3,с.261].

Индекс помещений для бытовки:

Требуемый световой поток для одного ряда светильников в бытовке:

Выбираем лампы ЛБ40-1, имеющие мощность Pном =40 Вт и световой поток Фном = 3000 лм.

Определяем число светильников N в одном ряду:

Здесь 2- число ламп в одном светильнике ЛПО12-2х40-904:

Суммарная длина N светильников ЛПО12-2х40-904

Здесь L1 = 1,54m – длина одного светильника ЛПО12-2х40-904 [4,табл.3-9].

Аналогичным образом рассчитано число светильников и их суммарная длина для вспомогательных помещений, расчет показан в таблице 2.1. При этом для всех вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО12-2х40-904 с лампами ЛБ40-1

Общее число светильников ЛПО12-2х40-904 в цехе:

Расчет числа светильников для помещений цеха

Проектирование энергоснабжения цехов предприятий

При проектировании сети электроснабжения крупных потребителей, в число которых входят также и отдельные цеха предприятий, важно учитывать достаточно много условий. Исходные данные для проектирования зависят от многих факторов, начиная от специализации предприятия и заканчивая географическим положением, поскольку нужно учитывать не только мощность, потребляемую оборудованием, но и расходы на освещение и теплоснабжение. Грамотно и рационально выполненный проект электроснабжения цеха существенно влияет на надежность работы установленного оборудования при минимально допустимом потреблении электроэнергии. Электроснабжение предприятия должно обеспечивать безопасные условия труда и не иметь вредного влияния на окружающую среду.

О построении однолинейной схемы энергоснабжения производственного предприятия читайте в нашей статье «Принципы построения однолинейной схемы энергоснабжения цеха».

Этапы проектирования

Наиболее сложный и трудоемкий этап проектирования внутреннего электроснабжения — это определение и расчет потребляемой мощности нагрузки. В основе расчета лежат данные, как по паспортной потребляемой мощности оборудования, так и режимы его работы. Учитываются все факторы, включая реактивную мощность, требующую компенсации при помощи специального оборудования – компенсаторов реактивной мощности для обеспечения равномерной нагрузки трехфазной сети.

Компенсатор реактивной мощности

Отдельной графой в определении мощности идет расчет системы освещения цеха, позволяющий выбрать и оптимизировать расположение и типы светильников, в зависимости от требований к освещенности различных участков. Наличие или отсутствие центрального отопления может потребовать введение в число потребителей сезонное подключение систем электроотопления.

Большинство цехов промышленного предприятия требуют проектирования систем вентиляции.

Указанные условия показывают, насколько может быть трудоемким расчет системы электроснабжения на первом этапе проектирования, особенно, если речь идет об электропитании цеха нестандартного оборудования.

На втором этапе проектирования, используя данные первого этапа и масштабный план размещения оборудования, выбирается тип распределительной сети. При этом, необходимо учитывать такие факторы:

  • Расположение приемников электроэнергии на территории цеха;
  • Степень ответственности приемников (требования к надежности электропитания);
  • Режим работы.

От выбранной схемы распределительной сети зависит расход материалов линий электропередач, расположение трансформаторных подстанций, распределительных щитов.

Масштабный план размещения оборудования

Используются такие виды распределительных сетей:

  • Радиальные схемы;
  • Магистральные;
  • Комбинированные.

При радиальной схеме каждый приемник питается от отдельной линии, проложенной от распределительного щита. Такой вид сетей используется для подключения мощных приемников, расположенных на достаточном удалении один от другого, а подстанция находится вблизи геометрического центра нагрузки.

Магистральная схема характеризуется тем, что применяется при сосредоточенной нагрузке, когда приемники энергии сгруппированы последовательно и на небольшом расстоянии друг от друга. В таком случае они подключаются к единой магистрали, проложенной от трансформаторной подстанции или распределительного щита.

К комбинированной относится магистральная схема с сосредоточенными нагрузками, когда от распределительно щита отходит несколько магистралей, каждая для своей группы нагрузок. Комбинированной сетью можно назвать и такое построение радиальной, когда мощные потребители получают питание непосредственно от питающей подстанции, а менее мощные объединены в группы и получают питание от распределительных щитов.

Именно комбинированные сети получили наибольшее распространение, так как они позволяют наиболее оптимально использовать материальные ресурсы без снижения надежности. На данном этапе также учитываются требования приемников к надежности питания и закладываются схемы резервирования подачи электроэнергии.

Схемы распределения сетей: а) радиальная; б, в) магистральная.

Третий этап разработки проекта основывается на двух предыдущих и предполагает расчет необходимого количества, мощности распределительных устройств, подстанций, компенсаторов реактивной мощности.

Расчет мощности приемников электрической энергии

Мощность нагрузки на питающую сеть во многом зависит от вида производства. К примеру, оборудование цеха металлорежущих станков комбината металлообработки при одинаковом количестве устройств, потребляет гораздо большую мощность, чем станки цеха обработки древесины. Таким образом, электроснабжение механического цеха тяжелого машиностроения требует более строгого подхода в отношении выбора количества и мощности преобразовательных подстанций и линий электропередач.

При проектировании следует учитывать суточный график работы потребителей, и в основе расчетов должна лежать средняя потребляемая мощность в часы максимальной нагрузки. Если в расчет брать суммарную мощность потребителей, то большую часть времени трансформаторы подстанции будут работать в недогруженном режиме, что приведет к лишним финансовым затратам на обслуживание питающего оборудования.

Считается, что оптимальный режим работы трансформатора должен составлять работу на 65 – 70% от номинальной мощности.

Требуемое сечение линий электропитания также выбирается с учетом средней потребляемой мощности, поскольку приходится учитывать допустимую плотность тока, нагрев и потери мощности.

Точно также на данном этапе должны учитываться характеристики потребления реактивной составляющей мощности, для рационального использования компенсаторов. Неправильное размещение и параметры компенсаторов приведут к перерасходу энергии, неправильному учету, а, главное, к увеличенным потерям и нагрузке на линии электропередач.

Данная задача ставится в первую очередь там, где в наличии имеется много мощных потребителей с индуктивной нагрузкой. Самым распространенным примером являются асинхронные двигатели, которые входят в большинство станочного оборудования.

Второй этап проектирования

Выбор типа распределительной сети частично определяется характеристикой оборудования по категорийности приемников. Различают три категории по требованиям к надежности электропитания:

  1. Первая категория – перерыв в подаче питания приводит к угрозе безопасности, авариям, полному срыву технологического процесса. К данной категории относятся большое количество оборудования машиностроительного и металлообрабатывающего профиля, а также предприятия серийного производства на основе конвейера, например, машиностроительного профиля.
  2. Вторая категория – нарушение производственного цикла, перебои в выпуске продукции, не приводящие к серьезным экономическим последствиям. Большинство производств относятся именно к этой категории. Здесь можно указать оборудование ремонтно — механического цеха (РМЦ).
  3. К третьей категории относятся потребители с более щадящими требованиями к электропитанию, чем первых двух категорий. Сюда можно отнести большинство производственного оборудования швейного цеха, и некоторые цеха металлоизделий.

Оборудование, относящееся к первой категории, требует выполнять проектирование электроснабжения с учетом взаимного резервирования нескольких (обычно двух) источников внешнего электрического снабжения.

В большинстве случаев наиболее рациональной является комбинированная магистральная схема с сосредоточенными нагрузками. Оборудование кузнечного цеха или сварочного цеха имеет свои особенности по энергопотреблению и требует прокладки отдельных питающих магистралей, а электроснабжение участка механосборочного цеха, напротив, вполне возможно выполнить по магистральной схеме. И когда в цехе установлено несколько поточных линий, то без нескольких магистралей питания не обойтись. То же необходимо учитывать, когда выполняется расчет электроснабжения инструментального цеха.

Однолинейная схема с резервированием питания

Отдельные линии питания закладываются на систему освещения и вентиляции, будь то электропроект деревообрабатывающего комбината или проект электрики авиазавода авиационного предприятия.

Заключительный этап

На основании данных предыдущих расчетов составляется электротехнический проект, состоящий из нескольких комплектов документов. Вначале разрабатывается рабочий проект, который в процессе выполнения работ может корректироваться в зависимости от местных условий и в конце работ будет отличаться от расчетного. Одним из основных документов при проектировании электроснабжения является однолинейная схема электроснабжения цеха. Чертеж однолинейной схемы позволяет быстро сориентироваться в тонкостях и особенностях электроснабжения цеха.

Подведем итоги

Проектирование системы электроснабжения отдельного цеха или целого завода является одним из самых ответственных мероприятий, выполнение которых возможно только специализированными организациями, имеющими право на такие работы. Не имеет смысла терять время на разработку проекта самостоятельно. Как бы он не был выполнен грамотно и точно, он все равно не получит согласования в организациях энергосбыта. Заказав типовой проект схемы внутрицехового электроснабжения до 1000 в или более у лицензированной организации, можно не беспокоится о безопасности и законности всех мероприятий по строительству и работе электрооборудования. Готовый проект будет иметь все необходимые допуски и согласования, начиная от эскиза и заканчивая полностью скорректированной документацией при сдаче объекта в эксплуатацию.

Читайте также  Эффект кривой опыта и процесс обучения

Заказать проект можно в компании «Мега.ру». На сайте компании имеется множество статей, раскрывающих суть и тонкости проектирования, с примерами проектов. Особое внимание следует обратить на статью «Организационные и технические этапы разработки систем электроснабжения», где подробным образом разъясняется, какие существуют стадии выполнения проекта электрики.

Но все же, гораздо больше интересующей информации можно получить, обратившись за консультацией непосредственно в компанию. В разделе «Контакты» указано, как можно связаться с нашими специалистами и получить ответы на все вопросы.

Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков

Все приложения, графические материалы, формулы, таблицы и рисунки работы на тему: Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков (предмет: Физика и энергетика) находятся в архиве, который можно скачать с нашего сайта. Приступая к прочтению данного произведения (перемещая полосу прокрутки браузера вниз), Вы соглашаетесь с условиями открытой лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная (CC BY 4.0) .

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которого приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.

Энергетическая политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования, реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией. Кроме прямого энерго- и ресурсосбережения существует целый ряд актуальных задач, решение которых в конечном итоге приводит к тому же эффекту в самих производственных установках, в производстве в целом. Сюда, в первую очередь, относится повышение надежности электроснабжения, так как внезапное, иногда даже весьма кратковременное прекращение подачи электропитания может привести к большим убыткам в производстве. Но повышение надежности связано с увеличением стоимости системы электроснабжения, поэтому важной задачей должно считаться определение оптимальных показателей надежности, выбор оптимальной по надежности структуры системы электроснабжения. Также важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит, помимо прочих нежелательных явлений, к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. Важное значение приобрело измерение показателей качества электроэнергии. За последние десятилетия достигнуты значительные успехи не только в микроэлектронике, но и в электроаппаратостроении, в разработке новых электрических и конструкционных материалов, в кабельной технике. Эти достижения открывают новые возможности в способах канализации электроэнергии и в конструкции распределительных устройств (РУ). В частности, применение новых комплектных легко заменяемых узлов электрических сетей и сетевых устройств может потребоваться в быстро изменяющихся производственных условиях современных предприятий.

Объект исследования — цех металлорежущих станков.

Предмет исследования — проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков.

Целью данного курсового проекта является овладение основами проектирования электроснабжения цеха металлорежущих станков.

Поставленная цель предполагает решение следующих задач:

1. изучить и проанализировать литературу, нормативные документы по электроснабжению объектов отрасли;

2. рассчитать характеристики данного оборудования;

3. спроектировать схему электроснабжения;

4. разработать мероприятия по правилам технической безопасности;

5. обобщить результаты, сделать выводы и оформить работу.

При написании курсового проекта применялись методы сбора первичной информации, аналитический и метод систематизации.

Структура данной работы: 1) введение, 2) теоретическая, практическая, графическая часть, 3) заключение, 4) список литературы.

1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕХА

1.1 Характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и его технологического процесса

Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (в наибольшей мерераспространенным является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное исполнение цехов сетей оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещении по территории цеха, номинальные токи и напряжения.

Цех металлорежущих станков (ЦМС) предназначен для серийного производства деталей по заказу.

ЦМС предусматривает наличие производственных, служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Металлорежущие станки различного назначения размещены в станочном, заточном и резьбошлифовальном отделениях.

Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.

Цех получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,3 км от главной понизительной подстанции (ГПП) завода. Подводимое напряжение — 10 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 15 км.

Потребители электроэнергии относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения.

1) приемники 2 категории — перерыв электроснабжения, которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Приемники 2 категории рекомендуется обеспечивать электроснабжением от двух независимых источников питания;

2) приемники 3 категории — остальные приемники, неподходящие под определение 1и 2 категории. Перерыв электроснабжения этих приемников не приводит к существенным последствиям, простоям и другим неблагоприятным последствиям. Для таких электроприемников достаточного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.

Количество рабочих смен — 3. Грунт в районе цеха — глина при температуре +5 ° С.

Каркас здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 м каждый.

Размеры цеха A*B*H=50*30*8 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

1.2 Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности

Цех металлорежущих станков по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества.

По электробезопасности цех относится к классу ПО (повышенной опасности), так как в цехе очень много токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.

Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа: продолжительный, кратковременный и повторнократковременный.

Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины ?уст. Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы.

Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования.

Повторнократковременный режим — это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при всём этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины.

В этом режиме работают грузоподъемные механизмы, прокатные станы и сварочные аппараты.

1.3 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов

Создание любого промышленного объекта начинается с его проектирования. Не простое суммирование установленных (номинальных) мощностей ЭП предприятия, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапам проектированием СЭС. Расчетная максимальная мощность, потребляемая электрприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих ЭП.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электросети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы.

Существующие методы определения расчетных нагрузок основаны на обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий.

Для расчета нагрузок разделим все ЭП цеха на 3 группы распределенных по силовым шкафам.

1) Данные по приемникам

Р1,11,40 = 2,1 кВт, kи = 0,1, cos? = 0,5; tg? = 1,73

Р2,3,4 = 3,5 кВт, kи = 0,14, cos? = 0,5; tg? = 1,73

Р5,10=8 кВт, kи = 0,14, cos? = 0,5; tg? = 1,73

Р6,7 =5,2 кВт, kи = 0,14, cos? = 0,5; tg? = 1,73

Р8,9 =3,2 кВт, kи = 0,14, cos? = 0,5; tg? = 1,73

2) Определяем активную номинальную групповую мощность приемников, приведенных к длительному режиму

3) Определяем активную среднюю мощность за в наибольшей меренагруженную смену

4) Определяем средний коэффициент использования группы электроприемников

по таблице выбираем кmax=2,54

5) Определяем среднюю реактивную мощность за в наибольшей меренагруженную смену

6) Определяем средневзвешенный tg ?

7) Определяем показатель силовой сборки в группе

8) Так как m > 3 и kи / , где S / =кВА

где ?т — коэффициент загрузки трансформатора, для приемников второй категории принимается 0,7-0,8; Sр — расчетная максимальная мощность объекта.

Принимаем к установке трансформатор с номинальной мощностью 160 кВА.

3) Проверяем перегрузочную способность трансформатора в аварийном режиме по условию

Выбираем автоматический выключатель серии ВА51Г-31, Iн.а. = 100 А, Iн.р.= 40 А, U = 380 В.

Аналогично выбираем автоматические выключатели ко всем силовым шкафам. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: