Модернизация существующей системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха №32 на «Усть-Катавском вагоностроитель

Аннотация

 

Дипломная работа на тему «Модернизация существующей системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха №32 на «Усть-Катавском вагоностроительном заводе»» состоит из 7 разделов. Объем работы 59 страница. В работе представлено 3 рисунка и 13 таблиц.

Первый раздел состоит  из пункта и двух подпунктов. В нем рассмотрены характеристика потребителей электроэнергии, выбор схемы электроснабжения и питающих напряжений.

Второй раздел- специальная  часть. В нем рассмотрены расчёт электрических нагрузок, компенсация реактивной мощности. Произведен выбор трансформаторной подстанции, выбор защитных аппаратов в распределительных сетях, выбор проводников распределительной сети, выбор проводов и кабелей к схеме электроснабжения. Произведен расчет токов короткого замыкания.

Третий раздел- расчет заземления.                                                                                 

Четвертый раздел- технико-экономический  расчет. В нем рассмотрен расчет затрат на электроснабжение ремонтно-механического цеха.

Пятый раздел- мероприятия по технике безопасности. В нем рассмотрены технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения; проверка отсутствия напряжения; отключения, при подготовке рабочего места. Вывешивание запрещающих плакатов и ограждение рабочего места. Установка заземлений в распределительных устройствах, заземлений на ВЛ

Шестой раздел- охрана труда. В нем рассмотрены меры безопасности при прокладке и эксплуатации кабельной сети. Рассмотрены общие требования по безопасности работ, порядок допуска персонала к самостоятельной работе, Основные правила по технике безопасности при работе в цехе, правила безопасности при прокладке кабелей.

Также рассмотрены нормы выдачи средств индивидуальной защиты.

При написании данной дипломной работы были использованы различные технические материалы.

 

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Характеристика потребителей электроэнергии.

1.2 Выбор схемы электроснабжения и питающих напряжений.

2. Специальная часть

2.1 Расчёт электрических нагрузок

2.2 Компенсация реактивной мощности

2.3 Выбор трансформаторной подстанции

2.4 Выбор проводов и кабелей к схеме электроснабжения

2.5 Расчет токов короткого замыкания

2.6 Выбор проводников распределительной сети

2.7 Выбор высоковольтной аппаратуры в распределительных сетях

2.7.1 Выбор выключателя нагрузки

2.7.2 Выбор предохранителей.

2.7.3 Выбор трансформатор тока.

2.7.4 Выбор автоматических  выключателей

3. Расчёт заземления

4. Экономика

5. Мероприятия по технике безопасности

5.1 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения

5.1.1 Отключения, при подготовке рабочего места

5.1.2 Вывешивание запрещающих плакатов

5.1.3 Проверка отсутствия напряжения

5.1.4 Установка заземления

5.1.5 Установка заземлений в распределительных устройствах

5.1.6 Установка заземлений на ВЛ

5.1.7 Ограждение рабочего места, вывешивание плакатов

6. Охрана труда

6.1. Меры безопасности при прокладке и эксплуатации кабельной сети

6.1.1. Общие требования по безопасности работ

6.1.2 Основные правила по технике безопасности при работе в цехе

6.1.3 Правила безопасности при прокладке кабелей

6.2 Нормы выдачи средств индивидуальной защиты

6.3 Порядок допуска персонала к самостоятельной работе

 

 

 

 

 

Введение

 

Электрическая энергия находит широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствуют такие ее свойства, как универсальность и простота использования; возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на значительные расстояния.

В современной  технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т. е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

В настоящем дипломном  проекте выполнена модернизация существующей системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха №32 на «Усть-Катавском вагоностроительном заводе». 

Необходимость модернизации возникла ввиду того, что система электроснабжения устарела физически и морально и не удовлетворяет сегодняшним требованиям к ней по надежности, электробезопасности.

Суть модернизации в  данном проекте состоит в выборе новой аппаратуры и электрооборудования.

Используя справочные данные по расчетным нагрузкам электроприемников  выбираем мощность комплектной трансформаторной подстанции; производим установку быстродействующих  средств компенсации реактивной мощности, улучшающие качество электроэнергии и позволяющие сократить активные потери в распределительных линиях; проводим расчет элементов системы электроснабжения, токов короткого замыкания, затем выбираем и проверяем коммутациооно-защитную аппаратуру, сечения и марки проводов.

 

 

 

 

 

 

 
1 Общая часть

 

1.1. Характеристика потребителей  электроэнергии

 

Потребители электроэнергии это совокупность машин, аппаратов, линий электропередачи и вспомогательных  устройств, предназначена для производства, преобразования, передачи и распределение  электрической энергии.

Потребителями считается  всё, что питается электроэнергией, то есть это предприятия, бытовые  потребители, электрифицированный  транспорт, освещение городов и  посёлков. Также к ним относятся  станки, подъёмно-транспортные устройства, компрессоры, вентиляторы, насосы, сварочные установки, трансформаторы и различные печи.       

Классифицируют электроприёмники по: напряжению, роду тока, мощности, режиму работы.

 По напряжению электроприёмники  различают на низковольтные и  высоковольтные. Низковольтные – напряжение их составляет до 1000 В, и высоковольтные – напряжением более 1000 В.  Всё электрооборудование в цехе относится к потребителям низкого напряжения, так как все установки работают от сети 220/380 Вольт.

По роду тока различают  электроприёмники работающие от:

-сети переменного  тока нормальной частоты 50 Гц;

-сети переменного  тока повышенной или пониженной  частоты;

-сети постоянного  тока.

 Инструментальный  цех № 32 предназначен  для изготовления  трамвайных вагонов с разной шириной колеи, а также для сборки различного  измерительного,  режущего,  вспомогательного  инструмента,  а также штампов  и приспособлений  для горячей  и холодной  штамповки. В  цехе № 32 все электроприёмники работают от сети переменного тока нормальной частоты 50 Гц. 

По мощности электроприёмники различают: малой мощности – до 10 кВт; средней мощности – до 100 кВт.

По режиму работы электроприемники делят на три группы:

Продолжительный режим - это режим, в котором электрические  машины работают длительное время, при  этом не перегреваясь. В данном цехе в продолжительном режиме работают такие установки как станки, камера нагрева, вентиляторы, прессы, ультразвуковые ванны. 

Повторно-кратковременный  режим – это режим, в котором  рабочие периоды работы чередуются с периодами пауз, а длительность всего цикла не превышает десяти минут. В цехе в этом режиме работают различные краны.

Инструментальный  цех  № 32 предназначен  для изготовления  трамвайных вагонов с разной шириной  колеи, а также для сборки различного  измерительного,  режущего,  вспомогательного  инструмента,  а также штампов  и приспособлений  для горячей  и холодной  штамповки.  Поэтому его  непрерывная  работа должна  быть полностью  обеспечена  системой  электроснабжения. 

Инструментальный  цех  №32 имеет станочное  отделение, в  котором установлено  штатное оборудование: поперечно-строгальные, токарно-револьверные,  горизонтально-фрезерные,  зуборезные,  станки.  Также имеется другое электрооборудование:  кран-балки,  токарные автоматы  и одношпиндельные автоматы токарные.

В цехе  предусмотрены  две рабочие  смены. По категории  надежности  электроснабжения  (ЭСН) разделяются  на 2 и 3 категории:

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.

Все электроприемники  электромеханического  цеха можно  отнести к 3  категории потребителей, так как перерыв в их электроснабжении не приводит к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих мест и механизмов.

Для электроприемников  третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника  питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для  ремонта или замены поврежденного  элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток. [2]

В продолжительном режиме работает большая часть оборудования механического цеха, в основном металлообрабатывающие  станки.

В повторнократковременном  режиме работают электрические двигатели  мостовых кранов, тельферов, подъёмников, а также сварочные аппараты.

Самостоятельную группу электрических приёмников составляют нагревательные аппараты и электрические  печи, работающие в продолжительном  режиме с постоянной или маломеняющейся нагрузкой.

Электрооборудование  работает при  нормальных  условиях окружающей  среды, +10° С.

В помещениях  с нормальной  средой электрооборудование  должно быть  защищено от  механических  повреждений,  а также от случайных  прикосновений  к голым токоведущим  частям.

Инструментальный  цех  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.

 

1.2 Выбор схемы электроснабжения и питающих напряжений.

 

На высокой стороне  напряжение 6кВ определяется существующими схемами электроснабжения.

Для внутрицеховых электросетей наибольшее распространение имеет  напряжение 380В, основным преимуществом  которого является возможность совместного  питания силовых и осветительных  электроприемников. Так как номинальное напряжение электроприемников равно 380В и единичная установленная мощность не превышает 20 кВт, то уровень питающего напряжения внутри цеха принят 380/220В.

Принятое напряжение 380/220В, соответствует номинальным  напряжениям электроприемников.

Для данного цеха наиболее оптимальным считается выбор  смешанной радиально-магистральной  схемы. Она характеризуется тем, что от источника питания (комплектной трансформаторной подстанции), отходят линии, питающие непосредственно отдельные распределительные пункты и шинопроводы, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприемники. Радиально-магистральная схема обеспечивает необходимую надежность питания отдельных потребителей, так как аварии локализуются действием автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители могут  потерять питание только при повреждении  на сборных шинах КТП, что весьма маловероятно.

Паспортные данные электроприёмников, необходимые для дальнейшего  расчета, сводим в таблицу 1.

Таблица 1Исходные данные электроприемников

Потребитель	кол-во	Ки	cosf	КПД, %
Зуборезные станки	9	0.14	0,5	70
Токарно-револьверные	2	0.14	0,5	55
Вентиляторы	2	0,13	0,45	70
Токарные автоматы	6	0,14	0,65	75
Трансформатор для нагрева  ванн	1	0.14	0,5	50
Сверлильный станок	1	0.14	0,5	50
П/автомат	2	0.6	0,7	60
Кран-балки (ПВ=60%)	1	0,25	0,5	65
Пресс	2	0.14	0,5	50
Освещение	2
Фрезерный станок	1	0,14	0,5
продолжение таблицы1
Консольный кран	1	0,1	0,5
Токарный с ЧПУ	2	0,14	0,5