ЭСН и ЭО инструментального цеха

ДЕПОРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ 
ПОЛИТИКИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное образовательное бюджетное учреждение среднего профессионального образования Воронежской области

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОМЫШЛЕННО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

(ГОБУ СПО ВО «ВГПЭК»)

 

 

 

Специальность: 140448 ТЭиОЭиЭМО

Дисциплина: Электроснабжение отрасли

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: 
ЭСН и ЭО инструментального цеха.

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 3 курса

                                                                       Елисеев Владимир

Проверил преподаватель: 

Кизима П.Г._________

Курсовая работа защищена

«___»_______2013 г.

Подпись преподавателя

_________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воронеж 2013

 

Содержание

Введение

 Создание любой системы электроснабжения промышленных предприятий начинается с оценки будущих электрических нагрузок. От качественно проведенной оценки нагрузок на сеть в дальнейшем будет зависеть эффективность выбранной схемы и элементов системы электроснабжения промышленных предприятий. При оценивании электрических нагрузок на предприятиях необходимо учитывать надежность питания электроприемников, мощность, напряжение, режим работы, род тока.

 В настоящее время  электроснабжение промышленных  предприятий осуществляется на  трехфазном переменном токе. Чтобы  осуществлять питание нескольких  приемников постоянного тока  необходимо использовать преобразовательные подстанции, оборудованные агрегатами преобразовательными (ртутные выпрямители, полупроводниковые выпрямители, двигатели-генераторы).

 Инструментальный  цех (ИЦ) предназначен для изготовления и ремонта инструмента, а также для изготовления штампов горячей и холодной штамповки. Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, производственные, служебные и бытовые помещения. Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъёмно-транспортные механизмы.

По надежности электроснабжения потребители относятся к 3 категории. Для этой категории, электроснабжение должно выполняться от одного источника питания. Для распределения электрической энергии в данном случае применяется магистральная схема. Эта схема имеет свои  преимущества: небольшой расход проводов, кабелей, труб, защитной аппаратуры; не требует дополнительных площадей для установки распределительных шкафы.

Количество рабочих смен-2

Грунт в районе цеха – чернозём с температурой +10°С, окружающая среда не агрессивная. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха A • B • h = 48 • 30 • 8 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ.

 

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. УМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,5 км от подстанции глубокого ввода (ПГВ) завода. Проводимое напряжение- 6, 10 или 35 кВ. ПГВ подключена к энергосистеме (ЭСН), расположенной на расстоянии 8 км. Потребители  ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН.

Количество рабочих смен – 2.  
Грунт в районе цеха – глина с температурой + 5 С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длинной 6 и 8 м каждый. Размеры участка А х В х Н = 50 х 30 х 9 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 4,2 м.

Перечень ЭО участка механосборочного цеха дан в таблице 3.14.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для каждого электроприемника.

Расположение основного ЭО показано на плане.

 

 

 

 

Таблица 3.14. перечень ЭО участка полуавтоматов механосборочного цеха.

Наименование ЭО	Рэп, кВт
Наждачные станки	2,2
Карусельно – протяжные станки	10
Вертикально – протяжные станки	14
Токарные полуавтоматы	10,5
Продольно – фрезерные станки	5,5
Горизонтально – расточные станки	7,5
Вертикально – сверлильные станки	7,5
Агрегатные горизонтально – сверлильные станки	17
Агрегатные вертикально – сверлильные станки	13
Шлифовально – обдирочные станки	4
Вентиляторы	14,5
Круглошлифовальные станки	5
Закалочная установка	6,55
Клепальная машина	5
Компрессор	35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет электрических нагрузок

Одной из первых и основных частей проекта электроснабжения объекта является определение ожидаемых электрических нагрузок на всех ступенях электрических сетей.

Именно нагрузки определяют необходимые технические характеристики элементов электрических сетей – сечения жил и марки проводов, мощности и типы трансформаторов, электрических аппаратов и другого электротехнического оборудования.

Преувеличение ожидаемых нагрузок при проектировании по сравнению с реально возникающими нагрузками при эксплуатации объекта приводит к перерасходу проводников и неоправданному омертвлению средств, вложенных в избыточную мощность электрооборудования.

Преуменьшение – к излишним потерям мощности в сетях, перегреву, повышенному износу и сокращению срока службы электрооборудования.

Правильное определение электрических нагрузок обеспечивает правильный выбор средств компенсации реактивной мощности, устройств регулирования, а также релейной защиты и автоматики электрических сетей.

По этим причинам ожидаемые электрические нагрузки желательно определять при проектировании возможно точнее. Однако вследствие недостаточной полноты, точности и достоверности исходной информации, ибо всех многолетних случайных факторов, формирующих нагрузки, последние не могут быть определены с высокой точностью. Обычно при определении нагрузок считают допустимыми ошибки в +10%.

В настоящее время основным методом расчета электрических нагрузок промышленных предприятий является метод упорядоченных диаграмм. Метод применим в тех случаях, когда известны номинальные данные всех электроприемников и  их размещение на плане цеха. Метод позволяет по номинальной мощности электроприемников с учетом их чисел и характеристик определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения.

В качестве примера приведем расчет электрических нагрузок группы электроприемников, зачитанных от ШРА – 1.              

Все электроприемники группы разбивают на однородные по режиму работы подгруппы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности.

Все  электроприемники группы работают в длительном режиме работы, поэтому Рн = Рпасп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ШРА – 1.

Металлорежущие станки I подгруппа

Kи1=0.17    cosφ1=0.72    tgφ1=0.35

1). станки – 112,1 Квт

2). Станки – 124,5 кВт

1. определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам:

∑Ру1=112,1 кВт  ∑Ру2=124,5 кВт

2. определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену:

Рсм1 = Ки1 • ∑Ру1 = 0,17 • 112,1= 19,05 кВт

Qсм1 = Рсм1 • tgφ1 = 19,05 •0,35=6,667 квар

где Рсм1 – среднесменная активная мощность

      Qсм1 – среднесменная реактивная мощность

Рсм2  = Ки1 • ∑Ру2 = 0,17 • 124,5=21,16 кВт

Qсм2 = Рсм2 • tgφ1 = 21,16 •0,35=7,40 квар

 

         3. определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе:

Рсм = Рсм1 + Рсм2= 19,05+21,16=40,22 кВт

Qсм = Qсм1 + Qсм2= 6,66+7,40=14,06 квар

         4. определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки:

m = Рн max / Pн min =28,55/46,5 = 6,1

где Рн max – максимальная номинальная мощность электроприемника в группе; Рн min – минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

5. так как m>3; Ки<0,2; n>5, то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины  n* и  Р*:

n* = n1 / n = 6/18 = 0,33

 

где n1 – число электроприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника; n – общее число электроприемников.

Р* = Р1 / ∑Рн = 180/314 = 0,57

где  Р1 – суммарная мощность  n1 электроприемников;

∑Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы.

n* = 0,37

P* = 0,57

По этим значениям из таблицы определяем величину nэ* = 0,81

nэ = n • nэ* = 0,81 • 18 = 14,58 ≈ 15

 

6. по значению Ки   и  nэ определяем из таблицы Кмакс:

Кмакс = 1,81

 

7. определяем максимальную расчетную активную мощность:

Рмакс = Рсм • Кмакс = 40,22 • 1,81 = 72,79 кВт

 

8. определяем максимальную расчетную реактивную мощность:

Qмакс = К′макс • Qсм = 1 • 14,06 = 14,06 квар

где К′макс = 1,1; если nэ ≤ 10; Ки ≥ 0,2  и  nэ ≤ 100, в остальных случаях К′макс = 1.

 

9. определяем полную максимальную расчетную мощность:

Sмакс = √Р2макс + Q2макс = √722+14,12=73,4 кВА

 

10. определяем максимальный расчетный ток:

Iмакс = Sмакс / (√3 • Uн) =73,4  /(1,7 • 0,38) = 113,6 А

 

 

ШРА – 2.

1. по таблицам для каждой группы определяем Ки; cosφ.

Вентилятор: Ки1=0,16; cosφ1=0,7; tgφ1=0,75

Компрессор: Ки1=0,26; cosφ1=0,6; tgφ1=1,18

∑Ру1=70 кВт  ∑Ру2=29 кВт

2. определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену:

Рсм1  = Ки1 • ∑Ру1 = 0,16 • 29= 4,64 кВт

Qсм1 = Рсм1 • tgφ1 = 4,64•0,75= 3,48 квар

где Рсм1 – среднесменная активная мощность

       Qсм1 – среднесменная реактивная мощность

Рсм2  = Ки1 • ∑Ру2 = 0,17 • 70=11,9 кВт

Qсм2 = Рсм2 • tgφ1 = 11,9 •0,75=8,9 квар

 

3. определяем среднюю  мощность за максимально загруженную  смену в целом по группе:

Рсм = Рсм1 + Рсм2= 11.9+4,64=16,5 кВт

Qсм = Qсм1 + Qсм2= 8,9+3,4=12,3 квар

4. определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки:

m = Рн max / Pн min =70/29 = 2,4

где Рн max – максимальная номинальная мощность электроприемника в группе; Рн min – минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

5. так как m>3; Ки<0,2; n>5, то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины  n* и  Р*:

n* = n1 / n = 6/18 = 0,33

где n1 – число электроприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника; n – общее число электроприемников.

Р* = Р1 / ∑Рн = 180/314 = 0,57

где  Р1 – суммарная мощность  n1 электроприемников;

∑Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы.

 

n* = 0,37

P* = 0,57

По этим значениям из таблицы определяем величину nэ* = 0,81

nэ = n • nэ* = 0,81 • 18 = 14,58 ≈ 15

 

6. по значению Ки   и  nэ определяем из таблицы Кмакс:

Кмакс = 1,81

 

7. определяем максимальную  расчетную активную мощность:

Рмакс = Рсм • Кмакс = 16,5 • 1,81 =29,9 кВт

 

8. определяем максимальную  расчетную реактивную мощность:

Qмакс = К′макс • Qсм = 12,3 квар

 

9. определяем полную  максимальную расчетную мощность:

Sмакс = √Р2макс + Q2макс = √29,92+12,32=32,9 кВА

 

10. определяем максимальный  расчетный ток:

Iмакс = Sмакс / (√3 • Uн) =32,9/(1,7 • 0,38) = 50,9 А

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Расчет распределительной сети

 

Цеховые сети должны:

1. Обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников  электроэнергии в зависимости от их категории;
2. Быть удобными и безопасными в эксплуатации;
3. Иметь оптимальные технико-экономические показатели;
4. Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.