Электроснабжение и электрическое оборудование инструментального цеха

метки: Курсовой, Электрический, Оборудование, Эксплуатация, Электрооборудование, Работа, Мощность, Электроприемник

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.

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.

Расчет электроснабжения станкостроительного завода

... электроснабжения завода тяжелого машиностроения является: генеральный план предприятия; установленная мощность по цехам таблица 1.1.; характеристика технологического процесса; характеристика режима работы ... установка КСС - кривая силы света ТП - трансформаторная подстанция ГПП - главная понизительная подстанция НБК - низковольтные батареи конденсаторов КРУ - комплектное распределительное ...

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.

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

Мощность электропотребления (Рэп) указана для каждого электроприемника.

Расположение основного ЭО показано на плане.

ШРА-1.

Металлорежущие станки I подгруппа:

K _{и 1} =0.17 cosц₁ =0.72 tgц₁ =0.35.

1) станки — 112,1 Квт.

2) Станки — 124,5 кВт.

1. Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам:

?Р _{у 1} =112,1 кВт ?Р_{у 2} =124,5 кВт.

2. Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену:

Р _{с м 1} = К_{и 1} * ?Р_{у 1} = 0,17 * 112,1= 19,05 кВт.

Q _{с м 1} = Р_{с м 1} * tgц₁ = 19,05 *0,35=6,667 квар,

где Р _{с м 1} — среднесменная активная мощность.

Q _{с м 1} — среднесменная реактивная мощность.

Р _{с м 2} = К_{и 1} * ?Р_{у 2} = 0,17 * 124,5=21,16 кВт.

Q _{с м 2} = Р_{с м 2} * tgц₁ = 21,16 *0,35=7,40 квар.

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

Р _см = Р_{с м 1} + Р_{с м 2} = 19,05+21,16=40,22 кВт.

Q _см = Q_{с м 1} + Q_{с м 2} = 6,66+7,40=14,06 квар

4. Определяем значение числа «m» — модуля силовой сборки:

m = Р _{н max} / P_{н min} =28,55/46,5 = 6,1.

где Р _{н max} — максимальная номинальная мощность электроприемника в группе; Р_{н min} — минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

5. Так как m>3; К _и <0,2; n>5, то эффективное значение электроприемников n_э определяем, используя относительные величины n* и Р*:

n* = n ₁ / n = 6/18 = 0,33.

где n ₁ — число электроприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника; n — общее число электроприемников.

Р* = Р ₁ / ?Р_н = 180/314 = 0,57.

где Р ₁ — суммарная мощность n₁ электроприемников;

?Р _{н —} суммарная мощность всех электроприемников группы.

n* = 0,37.

P* = 0,57.

По этим значениям из таблицы определяем величину n _э* = 0,81.

n _э = n * n_э* = 0,81 * 18 = 14,58 ? 15.

6. По значению К _и и n_э определяем из таблицы К_макс :

К _макс = 1,81.

7. Определяем максимальную расчетную активную мощность:

Р _макс = Р_см * К_макс = 40,22 * 1,81 = 72,79 кВт.

8. Определяем максимальную расчетную реактивную мощность:

Q _макс = К?_макс * Q_см = 1 * 14,06 = 14,06 квар.,

где К? _макс = 1,1; если n_э ? 10; К_и ? 0,2 и n_э ? 100, в остальных случаях К?_макс = 1.

9. Определяем полную максимальную расчетную мощность:

S _макс = vР ² _макс + Q² _макс = v72² +14,1² =73,4 кВА.

10. определяем максимальный расчетный ток:

I _макс = S_макс / (v3 * U_н ) =73,4 /(1,7 * 0,38) = 113,6 А.

ШРА-2.

1. По таблицам для каждой группы определяем К_и ; cosц.

Вентилятор: К _{и 1} =0,16; cosц₁ =0,7; tgц₁ =0,75.

Компрессор: К _{и 1} =0,26; cosц₁ =0,6; tgц₁ =1,18.

?Р _{у 1} =70 кВт ?Р_{у 2} =29 кВт.

2. Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену: распределительная электрическая трансформатор заземляющее

Р _{с м 1} = К_{и 1} * ?Р_{у 1} = 0,16 * 29= 4,64 кВт.

Q _{с м 1} = Р_{с м 1} * tgц₁ = 4,64*0,75= 3,48 квар,

где Р _{с м 1} — среднесменная активная мощность.

Q _{с м 1} — среднесменная реактивная мощность.

Р _{с м 2} = К_{и 1} * ?Р_{у 2} = 0,17 * 70=11,9 кВт.

Q _{с м 2} = Р_{с м 2} * tgц₁ = 11,9 *0,75=8,9 квар.

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

Р _см = Р_{с м 1} + Р_{с м 2} = 11.9+4,64=16,5 кВт.

Q _см = Q_{с м 1} + Q_{с м 2} = 8,9+3,4=12,3 квар.

4. Определяем значение числа «m» — модуля силовой сборки:

m = Р _{н max} / P_{н min} =70/29 = 2,4,

где Р _{н max} — максимальная номинальная мощность электроприемника в группе; Р_{н min} — минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

5. Так как m>3; К _и <0,2; n>5, то эффективное значение электроприемников n_э определяем, используя относительные величины n* и Р*:

n* = n ₁ / n = 6/18 = 0,33.

где n ₁ — число электроприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника; n — общее число электроприемников.

Р* = Р ₁ / ?Р_н = 180/314 = 0,57.

где Р ₁ — суммарная мощность n₁ электроприемников;

?Р _{н —} суммарная мощность всех электроприемников группы.

n* = 0,37.

P* = 0,57.

По этим значениям из таблицы определяем величину n _э* = 0,81.

n _э = n * n_э* = 0,81 * 18 = 14,58 ? 15.

6. По значению К _и и n_э определяем из таблицы К_макс :

К _макс = 1,81.

7. Определяем максимальную расчетную активную мощность:

Р _макс = Р_см * К_макс = 16,5 * 1,81 =29,9 кВт.

8. Определяем максимальную расчетную реактивную мощность:

Q _макс = К?_макс * Q_см = 12,3 квар.

9. Определяем полную максимальную расчетную мощность:

S _макс = vР ² _макс + Q² _макс = v29,9² +12,3² =32,9 кВА.

10. Определяем максимальный расчетный ток:

I _макс = S_макс / (v3 * U_н ) =32,9/(1,7 * 0,38) = 50,9 А.

ШРА-1 . Для запитки электроприемников выбираем шинопровод АВВГ 70 м м² , I_доп =140 А.

ШРА-2. Шинопровод АВВГ 25 мм² , I_доп =75 А.

3. Расчет силовой сети от КТП до ШРА

Силовая питающая сеть от КТП до ШРА имеет следующий вид: КТП ШРА.

Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА-1. , Максимальный расчетный ток для линии берем из таблицы: I _max = 113,6 А. , Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току из таблицы 1. , Принимаем кабель марки АВВГ сечением 75 мм ² с I_доп = 120 А.

I _max ? I_доп ;

113,6 ? 120.

Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям:

I _пик = I_пуск + (I_макс — К_и * I_ном );

I _пв ? I_пик / б;

I _пв ? I_р ;

где I _ном и I_пуск — номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; К_и — коэффициент использования.

I _пик = 77,4*5 + (254-0,17 * 77,4) = 627 А.

I _пв ? 627/2,5 = 251,8 А.

Принимаем предохранитель ПН-2-250 с I _пв = 247 А.

Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию:

I _доп ? к_з * I_за ;

120? 0,33 * = А.

В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО — 70М с рубильником на номинальный ток I _ном = 100 А

Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА-2.

Максимальный расчетный ток для линии I _max = 50,9 А. , Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току. , Принимаем кабель марки АВВГ сечением 16 мм ² с I_доп = 60 А.

I _max ? I_доп ;

50,9 ? 60.

Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям:

I _пик = I_пуск + (I_макс — К_и * I_ном );

I _пв ? I_пик / б;

I _пв ? I_р ;

где I _ном и I_пуск — номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; К_и — коэффициент использования.

I _пик = 60 + (58,4-0,26 * 16) =114,24 А.

I _пв ? 114,24 /2,5 = 45,7 А.

Принимаем предохранитель ПН — 2-250 с I _пв = 140 А.

В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩР-70М с рубильником на номинальный ток I _ном = 200 А.

4. Расчет мощности осветительной установки

Находим площадь помещения: A=a*b=40*30=1200 м ² .

Находим значение удельной мощности по справочнику для ДРЛ с глубокоизлучателем с высотой h=8 м.

W — удельная мощность лампы 15,5 Вт.

Прикидываем число светильников n=18.

Определяем мощность ламп:

Р _л =А*W/N=1200*15.5/18=1033 Вт.

Р _осв =N*P_лном =18*100=18 кВт.

Р _расчет =1,25*К_с *Р_осв =1,25*0,9*18=20,25 кВт.

Р _см =Р_расчет *К_и =20,25*0,95=19,2.

Т.к. cosц ДРЛ=0,95 > tgц = 0,33.

Находим максимальную реактивную мощность:

Q _max = P_см * tgц = 19,2 * 0,33 = 6,3 квар.

Находим максимальную активную мощность:

Р _max =Р_см / cosц=19,2/0,95=20,2 кВт.

Рассчитываем полную максимальную мощность:

S _max =vPІ_max + QІ_max = v20,2² +6,3² =26,5 квар.

5. Расчет осветительной установки вспомогательных помещений

Трансформаторная подстанция (ТП) .

S=4,5*5,5=24,75 м ² .

N =W*S/P _л =10*24,75/15,5?8 св.

Бытовка 1.

S=5,5*5,5=30,25 м ² .

N =W*S/P _л =5*30,25/15,5?4 св.

Инструментальная .

S=4,5*6,5=29,25м ² .

N =W*S/P _л =10*29,25/15,5=9 св.

Вентиляция .

S=6*3,5=21 м ² .

N =W*S/P _л =5*21/15,5=3 св.

Бытовка 2.

S=4*6=24 м ² .

N =W*S/P _л =5*24/80= 2св.

Административное помещение.

S=8*6=48 м ² .

N =W*S/P _л =15*48/160= 8 св.

Сварочное отделение .

S=9*8=72 м ² .

N =W*S/P _л =15*82/160= 8 св.

Наименование РУ и электроприёмников	Нагрузка, установленная при ПВ=100 %	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
	Рн кВт	n	РнУ кВт	Ки	cosц	tgц	m	Рсм кВт	Qсм квар	Sсм кВА	nэ	Км	Км	Рм кВт	Qм квар	Sм кВ*А	Iм А
ШРА-1
Станки	87,5	18	210	0,16	0,6	1,33		33,6	44,6	55,8
Мостовые краны	19	4	76	0,1	0,5	1,73		7,6	13,1	15,1
Сварочные трансформаторы	30	5	150	0,17	0,65	1,73		25,5	44,1	50,9
Итого:	136,5	27	436	_	_	_	4,8	66,7	103,8	121	15	1,81	1	120,7	111,9	164,5	255
ШРА-2
Электропечи	35	2	70	0,7	0,77	1,23		49	60,2	77,6
вентиляторы	5	4	20	0,17	0,13	0,75		3,4	2,5	4,2
Компрессоры	30	2	60	0,25	1,18	1,18		15	17,7	23,2
Итого:	70	8	150	_	_	_	7	67,4	80,4	105,1	15	1,81	1	121,9	88,4	149,8	230
РП	206,5	35	586	_	_	_	_	134,1	184,2	226				242,6	200,3	314,3	485
Итого по цеху
По освещению														81,6	26,1	85,6
Всего на шинах
Компенсация																131
Итог с компенсацией																39,4
Потери в тр.																12,8
Нагрузка на стороне																373

Выбор схемы и линий электроснабжения оборудования. Расчет электрических нагрузок, числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующей установки, аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства и молниезащиты.

курсовая работа