Расчет механического участка цеха

Оглавление

Введение

1. Характеристика потребителей электрической энергии по требуемой степени бесперебойности электроснабжения.
2. Выбор рода тока и величины напряжения.
3. Выбор схемы электроснабжения.
4. Расчет электрических нагрузок.
1. Привязка технологического оборудования к узлам питания.
2. Расчет электрических нагрузок по узлам питания.
3. Расчет нагрузок по всему участку.
5. Выбор компенсирующих устройств.
6. Выбор числа и мощности трансформаторов.
1. Выбор числа и мощности трансформаторов по техническим условиям.
2. Выбор числа и мощности трансформаторов по технико-экономическим условиям.
7. Расчет цеховой сети и выбор защитных аппаратов.
1. Расчет распределительной сети.
1. Расчет и выбор проводов.
2. Расчет и выбор плавких предохранителей.
3. Выбор автоматических воздушных выключателей.
2. Расчет питающей сети.
1. Выбор магистрального шинопровода.
2. Выбор вводного автомата.
3. Выбор опусков.
8. Расчет токов короткого замыкания.
1. Проверка шинопровода на динамическую устойчивость.
2. Проверка опусков на термическую устойчивость.
9. Расчет защитного заземления.
10. Охрана труда и техника безопасности.
11. Энергосбережение в сетях электроснабжения.

Заключение

Список используемых источников информации

Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Энергетика нашей страны обеспечивает электроснабжение народного  хозяйства и бытовые нужды  различных потребителей электрической  энергии. Основными потребителями  являются промышленные предприятия, сельское хозяйство, коммунальные нужды. 70% всей электроэнергии расходуется на технологические  процессы предприятий. Для передачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества существуют следующие энергосистемы: Цеховая – обеспечивающая энергоснабжение потребителей, Заводская – служат для электроснабжения основных цехов и вспомогательных объектов, Городские или Районные – служат для электроснабжение предприятий, сельского хозяйства, коммунальных объектов. При проектировании электроснабжения необходимо учитывать технико-экономические аспекты. При выборе напряжений питающих линий, сети и чисел трансформаторных подстанций, систем управления, защиты – должны учитывать усовершенствования технологического процесса, роста мощностей при номинальном напряжении. Для других электрических приемниках активная номинальная мощность Pн[кВт] или полная мощность S [кВ×А], потребляемая из сети при номинальном напряжении. Номинальная мощность электроприемника обозначается на заводской таблице или в паспорте. Паспортная мощность электрического приемника повторно кратковременного режима в расчетах приводится номинально – длительной мощности при ПВ=1 по формуле:

 

Pн =Pпасп ÖПВ%;

Sн =Sпасп ÖПВ%;

 

где ПВ – паспортная продолжительность  включения, в долях единицы.

Групповая номинальная активная мощность Pн – это сумма номинальных(паспортных), активных мощностей отдельных рабочих приемников, приведенных к ПВ=1, кроме резервных

 

Pн =åPн;

 

По полученным результатам  осуществляется выбор количества и  мощности трансформатора.

Определение расчетных нагрузок промышленных предприятий базируются на следующих положениях:

а) большинство механизмов работают с переменной нагрузкой  и электрические двигатели этих механизмов, выбранные по наиболее тяжелым режимам, значительную часть  времени оказываются незагруженными.

б) не все электрические  приемники включены одновременно и  постоянно. Время их работы и остановки  зависит от технологического режима производства.

в) в отдельные моменты  времени нагрузка может превышать  среднюю величину мощности за счет изменения технологического процесса. Возникает необходимость определения  максимально возможного значения потребляемой мощности в течение какого-то периода  времени. Эту мощность называют максимальной.

г) При включении крупных  осветительных приемников, так же при запуске асинхронных двигателей с коротко замкнутым ротором, происходят увеличение потребления мощности над средним и минимальным значениями.

Значения мощности длительностью  несколько секунд называют типовыми.

При расчете электрических  установок, не всегда есть график нагрузок и поэтому прибегают к расчетным  коэффициентам. С их помощью можно  определить основные параметры графика  нагрузки.

Такие расчетные коэффициенты вычислены в экспериментальных  работах по изучению характера нагрузок на предприятиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика потребителей электроэнергии по требуемой степени бесперебойности

Приемники электрической  энергии могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки. Деление потребителей на группы позволяет более точно находить суммарную электрическую нагрузку.

Различают три характерные  группы приемников:

1. Приемники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом режиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов и т.п.
2. Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины или аппарата настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды. Примерами данной группы приемников являются электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков (механизмы подъема поперечины, зажимы колонн, двигатели быстрого перемещения суппортов и др), гидравлических затворов и т.д.
3. Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ) и длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.

Надежность (бесперебойность) питания. С точки зрения обеспечения надежного и бесперебойного питания, приемники электрической энергии делятся на три категории:

1-я категория – приемники, перерыв в элекроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный материальный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции или длительным расстройством сложного технологического процесса производства.

2-я категория – приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с существенным недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов, промышленного транспорта.

3-я категория – приемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий (например, приемники второстепенных цехов, не определяющих технологический процесс основного производства).

Вопрос о надежности электроснабжения потребителей связан с числом источников питания, схемой электроснабжения и  категорией потребителей. Приемники 1-й категории должны иметь не менее двух независимых источников питания. Приемники 2-й категории могут иметь один-два источника питания (решается конкретно в зависимости от значения, которое имеет данное промышленное предприятие в народном хозяйстве страны, и местных условий). Приемники 3-й категории, как правило, могут иметь один источник питания, но если по местным условиям можно обеспечить питание без существенных затрат и от второго источника, то применяется резервирование питания и для этой категории приемников.

Потребителями электроэнергии в цеху являются средние по мощности приемники электрической энергии-станки, печи, сварочные аппараты, пилы, прессы, подъёмно-транспортные устройства, вентиляторы  с установленной мощностью от 0,85 до 75 кВт. Все приемники электроэнергии питаются трёхфазным переменным током  на напряжение 380 В промышленной частоты. По надежности электроснабжения относятся ко 2-ой и 3-ей категории, устанавливаются стационарно и по площади участка распределены равномерно. Микроклимат на участке нормальный, то есть температура не превышает +30ºС, отсутствует технологическая пыль, газы и пары, способные нарушить нормальную работу оборудования.

В задании на проектирование установленная мощность электроприемников приведена к длительному режиму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор напряжения цеховой сети

 

Цеховые электрические сети до 1000 В выполняются на следующие стандартные напряжения трехфазного переменного тока:

Напряжение на зажимах Напряжение на зажимах

генераторов и трансформаторов, В приемников, В

133  127

230  220

400  380

690  660

Использование напряжений 127 и 220 В для питания электродвигателей экономически не оправдано ввиду больших потерь электроэнергии и большего расхода цветного металла. Напряжение 127В иногда применяется для питания однофазных электродвигателей малой мощности или осветительных сетей в особых помещениях, например в подземных установках. Напряжение 220 В как фазное напряжение в сетях 380–220 В применяется для целей освещения, питания мелких однофазных электродвигателей и нагревательных приборов. Самое широкое распространение для питания электродвигателей в системах электроснабжения промышленных предприятий получило напряжение 380 В, которое используется также в системах с заземленным нулевым проводом для питания осветительных установок.

Система 380–220В удовлетворяет основным условиям питания потребителей:

а) возможности совместного питания осветительных приборов 
и электродвигателей;

б) относительно низкому напряжению между «землей» и «проводом» (220 В).

Для уменьшения потерь электроэнергии в цеховых сетях следует применять напряжения не ниже 380 В. Напряжение 500 В из стандартных величин в СССР исключено, так как его применение связано с рядом трудностей, которые обусловлены тем, что напряжение 500 В не является следующей ступенью по отношению к напряжению 380 В.

Из изложенного вытекают следующие положения:

1. Для цеховых электрических сетей, как правило, выгоднее 
   применять систему напряжений 380–220 В.
2. Для производств с повышенной удельной нагрузкой на 1 м² 
   поверхности пола цеха и мощными двигателями до 700 кВт целесообразно применять напряжение 660 В.
3. При выборе напряжения цеховых сетей необходимо учитывать технологические особенности производства.

Таким образом, для электроснабжения столярного цеха выгоднее применить  напряжение 380 В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор схемы электроснабжения цеха

 

Основным условием рационального  проектирования сети электроснабжения промышленного объекта является принцип одинаковой надежности питающей линии (со всеми аппаратами) и одного электроприемника технологического агрегата, получающего питание от этой линии. Поэтому нет смысла, например, питать один электродвигатель технологического агрегата по двум взаиморезервируемым линиям. Если технологический агрегат имеет несколько электроприемников, осуществляющих единый, связанный группой машин технологический процесс, и прекращение питания любого из этих электроприемников вызывает необходимость прекращения работы всего агрегата, то в таких случаях надежность электроснабжения вполне обеспечивается при магистральном питании. В отдельных случаях, когда требуется высокая степень надежности питания электроприемников в непрерывном технологическом процессе, применяется двустороннее питание магистральной линии.

 

Магистральная схема питания  электроприемников цеха

 

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

 

Магистральная схема цеховой  сети с двусторонним питанием

Магистральные схемы позволяют  отказаться от применения громоздкого  и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, 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.