Проектирование электроснабжения трансформаторной подстанции ремонтно-механического цеха металлургического предприятии

 

Введение

 

В процессе эксплуатации техническое оборудование металлургических предприятий подвергается физическому и моральному износу и требует постоянного технического обслуживания. Работоспособность технического обслуживания и ремонта технологического оборудования является основной функцией ремонтного хозяйства в производственной инфраструктуре предприятия.

Экономической основой существования ремонта является неравнопрочность деталей и узлов техники. Действительно, экономически необоснованно и технологически невозможно изготовить машину, механизмы, агрегат с деталями и узлами с одинаковой прочностью, равномерностью износа, с примерно равными сроками службы. Поэтому и возникает потребность в ремонте техники, чтобы обеспечить её нормальное функционирование на весь период службы.

Весь комплекс работ, связанных с надлежащим и своевременным обслуживанием, как правило, на больших производственных предприятиях осуществляет ремонтное хозяйство. На крупномасштабных предприятиях оно является одной из структурных, а иногда и самостоятельных единиц, которое имеет свою иерархию связей. К примеру, на предприятиях таких отраслей как: машиностроение, металлургия, пищевая, легкая промышленности, где в производственном процессе используются агрегаты, станки, приспособления, которые при поломке могут нарушить весь цикл производства, где необходима оперативная реакция на такую ситуацию.

Грамотное осуществление ремонта и организация ремонтного хозяйства на производственном предприятии занимает весомую часть на пути к достижению поставленных целей предприятия, так, как эта система предназначена для поддержания надлежащего состояния производственных фондов, от которых зависит производительность, рентабельность и, как следствие, прибыльность деятельности хозяйствующего субъекта. Это особенно важно для металлургических предприятий, которые имеют в своем составе мощное и разнообразное оборудование, работающее в сложных и тяжелых условиях, беспрерывно.

Объектами ремонтного обслуживания являются здания, сооружения, металлургические агрегаты, нагревательные устройства и термические печи, подъемно-транспортное, механическое и энергетическое оборудование все виды коммуникаций. Ремонтное обслуживание указанных объектов требует наличие достаточно мощной ремонтной базы. Поэтому в условиях современного металлургического предприятия ремонтное хозяйство включает ряд крупных ремонтных цехов и служб, осуществляющих как собственно ремонты, так и изготовление сменного оборудования, специальных металлоконструкций, запасных частей и так названного нестандартного оборудования.

В процессе ремонта устраняются дефекты и отклонения, которые препятствуют нормальной работе оборудования. Поэтому различают следующие виды ремонта:

а) текущий ремонт осуществляется для гарантированного обеспечения нормального функционирования оборудования и других средств работы. Это есть минимальный по объему работ ремонт, в походке которого заменяют, быстро изнашиваемые детали, узлы, проводят техническое обслуживание и регулирование механизмов;

б) средний ремонт состоит в частичной разработке механизмов, замене изношенных деталей, узлов, складывания, регулирования и испытания под нагрузкой;

в) капитальный ремонт это наиболее сложный за объемами и затратами ремонт.

Он предусматривает полную замену всех изношенных частей деталей узловую сборку механизмов; складывание механизмов, их регулирование и испытание в отдельности и в целом всего оборудования. Капитальный ремонт имеет за цель восстановить все первоначальные показатели оборудования в максимально возможной степени.

 

 

Актуальность темы. Известно, что производственное оборудование в основных фондах предприятия занимает половину зданий и сооружений, а значит, оно является наиболее дорогостоящей частью основных фондов. Соответственно предприятия должно уделять надлежащее внимание поддержанию целостности, работоспособности оборудования, взаимозаменяемости деталей и сооружению трансформаторных подстанций ремонтно-механических цехов предприятия.

Цель курсового проекта: спроектировать схему электроснабжения трансформаторной подстанции ремонтно-механического цеха металлургического предприятии для надежного обеспечения электроэнергией основных потребителей цеха.

Задачи курсового проекта

1. Привести характеристику производства и потребителей цеха
2. Привести теоретические основы к расчету и выбору электрооборудования мостового крана и цеховой трансформаторной подстанции металлургического предприятия.
3. Провести расчет и выбор двигателей мостового крана для привода подъема груза и электрических нагрузок цеха.
4. Выбрать основное электрооборудование цеховой трансформаторной подстанции и описать спроектированную схему электроснабжения подстанции.
5. Привести основные требования по охране труда для электротехнического персонала по обслуживанию электрооборудования подстанций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Теоретическая часть

 

1.1 Характеристика производства  и потребителей цеха

 

Ремонтно-механические цеха промышленных предприятий осуществляют различные виды деятельности. Ряд ремонтно-механических цехов предназначен в, основном, для ремонта и настройки электромеханических приборов, электрических аппаратов напряжением до 1000 В, электрических машин, устройств и арматуры осветительных установок. [9]. В других - осуществляют ремонт электрооборудования металлургических агрегатов и устройств. В структуре металлургических предприятий ремонтно-механический цех выполняет, в основном, ремонт технологического оборудования, поступающего из электросталеплавильного цеха, кислородно-конверторного цеха и кислородных станций. В РМЦ выполняют ремонт котлоагрегатов, турбогенераторов, турбовоздуходувок; воздухоразделительных установок; компрессоров, насосов; теплоизоляции энергооборудования и трубопроводов и другие устройства.

В ремонтно-механических цехах для проведения ремонтных работ, изготовления запасных частей установлено следующее оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и другое электрооборудование. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и прочие помещения. Для транспортировки материалов, аппаратов в цехе имеются мостовые краны [9].

В металлургической промышленности принято два вида ремонтов оборудования, которые осуществляют ремонтно-механические цеха:

1) Текущие ремонты. Текущий ремонт непродолжителен. Он должен быть закончен в течение небольшого промежутка времени, отведенного по

графику (ремонтная смена, ремонтные сутки и т. д.).

В объем текущего ремонта входит:

 

- разборка отдельных  узлов механизма в пределах  отведенного времени для ремонта;

- замена отдельных  быстро изнашивающихся узлов  и деталей;

- промывка и  чистка отдельных узлов механизма, требующих небольшого объема  работ;

- замена масла, регулировка механизмов, устранение  повышенных зазоров, крепеж всего  агрегата и т. п.

Текущие ремонты могут проводиться, в зависимости от установленного в цехе порядка, по ремонтным ведомостям, или по записям в агрегатном журнале. Для проведения текущих ремонтов руководством цеха в разрезе годового графика ремонтов составляется месячный график, который должен быть согласован с главным механиком.

Обычно для однотипных машин и механизмов составляют типовые бланки проектов организации работ, в которых указываются постоянно действующие положения, соблюдение которых необходимо при ремонтах данного типа машин, а также имеются разделы (графы) для записи положений, меняющихся при отдельных ремонтах. Наличие типовых бланков для составления планов организации ремонтов облегчает оперативное составление этих планов. Планы организации работ, как правило, рассматриваются с ремонтными бригадами не позднее, чем за сутки до остановки агрегатов на ремонт. Работа на непринятом после ремонта оборудовании запрещается.

2) Капитальные ремонты. Капитальный ремонт имеет назначением полное восстановление работоспособности машин.

В объем капитального ремонта входит:

- полная разборка механизма;

- замена всех изношенных  узлов и деталей,

- ремонт, замена или  ремонт станин, основных рам, основных  валов и деталей, на которых  смонтированы все узлы машины;

- выверка и регулировка  всего агрегата;

 

- совершенствование  оборудования (замена валов более  усиленными, замена ременной передачи  редукторной и т. п.);

- доведение состояния  машины до требований, предъявляемых  к новой машине: производительность, точность, работоспособность.

При проведении капитальных ремонтов составляются соответствующие планы и графики, учитывается инструкции из «Основных правил безопасности при проведении ремонтных работ». План организации работ и руководитель капитального ремонта, как правило, утверждаются главным инженером предприятия или цеха.

Планирование капитальных ремонтов оборудования осуществляется двумя методами, принципа отличающимися друг от друга, а именно:

1) методом разового  проведения всего комплекса капитального  ремонта, при котором капитальные  ремонты выполняются в период  единовременной длительной остановки  оборудования цеха;

2) методом проведения  ремонтов по рассредоточенному  графику, при котором общий объем  капитального ремонта расчленяется  на более мелкие объемы, выполняемые  в дни плановых остановок цеха  для проведения текущего ремонта.

На большинстве промышленных предприятий капитальные ремонты оборудования осуществляются по первому методу, причем длительность остановок цехов при этом составляет от 5 до 25 суток. Обычно такой ремонт совмещается с капитальным ремонтом печей, производится в прокатных цехах один раз в год, в доменных — один раз в 2—3 года.

Перечень установленного основного электрооборудования цеха и их номинальные данные приведены в таблицах 1.1. и 1.2 и на листе 1 графической части курсового проекта.

Электрооборудование РМЦ относятся ко 2 и 3 категории по надежности электроснабжения. Количество рабочих смен в цехе – 2. Каркас здания цеха смонтирован из блоков – секций длиной 6 м каждый. Перечень оборудования, мощность электропотребления и режим его работы указаны в таблице 1.2 для одного электроприемника. Удельная мощность освещения цеха - 9 Вт/м2.

Цеховая трансформаторная подстанция в РМЦ является двухтрансформаторной, так как работа цеха имеет характерный неравномерный суточный и годовой график нагрузок, со значительной разницей загрузки смен [9],[10].

При проектировании трансформаторной подстанции учитываем, что электроприемники цеха имеют различный режим работы. Так, например, крановое оборудование и сварочные аппараты работают в повторно-кратковременном режиме, а электродвигатели станочного парка – в длительном или кратковременном.

В курсовом проекте для повышения коэффициента мощности цеховой подстанции выбираем конденсаторные установки, их устанавливаем на РУ

0,4 кВ.

Основным электрооборудованием трансформаторной подстанции (ТП), проектирование которой приводится в данном проекте, являются: силовые трансформаторы, высоковольтные выключатели и предохранители, автоматические выключатели 0,4 кВ. В проекте также выбираются кабельные линии, подводящие питание 10 кВ к силовым трансформаторам.

 

1.2 Теоретические  основы к расчету и выбору  электрооборудования мостового  крана

 

Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния.

По особенностям конструкции, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные.

В цехах промышленных предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производится подъем и опускание

 тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также  их перемещение вдоль и поперек  цеха. Вид мостового крана в  основном определяется спецификой  цеха и его технологией, однако  многие узлы кранового оборудования, например, механизмы подъема и  передвижения, выполняются однотипными  для различных разновидностей  кранов.

Управление работой механизмов крана производится из кабины оператора-крановщика, в которой установлены контроллеры или командоконтроллеры. Электроаппаратура управления приводами размещается в шкафах, установленных на мосту крана. Здесь же располагаются ящики резисторов. Для проведения операций обслуживания механизмов и электрооборудования предусмотрен выход на мост из кабины через люк.

Электроэнергия к крану подводится при помощи скользящих токосъемников от главных троллеев, уложенных вдоль подкранового пути. Для подвода питания к электрооборудованию, размещенному на тележке, служат вспомогательные троллей идущие вдоль моста.

В зависимости от вида транспортируемых грузов на мостовых кранах используют различные грузозахватывающие устройства: крюки, магниты, грейферы, клещи и т.п. Наибольшее распространение получили краны с крюковой подвеской или с подъемным электромагнитом, служащим для транспортировки стальных листов, скрапа, стружки и других ферримагнитных материалов.