Оглавление
Введение
1 Общая часть проекта
1.1 Характеристика потребителей электроэнергии
1.2 Описание однолинейной электросхемы
2.1 Расчет сети электрического освещения
2.2 Расчет электрических нагрузок
2.3 Компенсация реактивной мощности
2.5 Выбор электрооборудования к схеме электроснабжения
2.6 Выбор проводов и кабелей к схеме электроснабжения
2.7 Расчёт сети заземления
3.1 Расчет затрат на электроснабжение ремонтно-механического цеха
4 Мероприятия по технике безопасности
Заключение
Список литературы
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.
Неуклонно возрастает мощность турбогенераторов и гидрогенераторов в единице оборудования. Промышленностью освоен серийный выпуск турбогенераторов единичной мощности 300 и 500 тыс. кВт, изготавливаются генераторы мощностью 800, 1000 и 1200 тыс. кВт и более с более высоким КПД. Растут протяженность и напряжение передающих высоковольтных сетей. Действуют линии напряжением 1000, 1150 и 1500 кВ.
Монтаж электрооборудования современного предприятия представляет собой сложный комплекс работ. В число этих работ входит монтаж: общезаводских и цеховых трансформаторных и распределительных подстанций; воздушных и кабельных передающих и распределительных сетей большой протяженности и различных напряжений; подъемно-транспортных устройств (лифтов, кранов, электротележек и т.д.); технологического электрооборудования и т. д.
В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизации существующего электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков и электриков. Требования к электрооборудованию вытекают из технологических данных и условий. Электрооборудование нельзя рассматривать в отрыве от технологических и конструктивных особенностей электрифицируемого объекта, и наоборот. Поэтому для, обслуживающего персонала, недостаточно знать только электрическую часть, необходимо так же знать механику и другие системы в обслуживаемом оборудовании.
В наше время в Российских энергосистемах эксплуатируются более 600 тыс. км воздушных и кабельных линий проходящим по ним напряжением 35 кВ и 2 млн. км напряжением 0,4…20 кВ, более 17 тыс. подстанций напряжением 35 кВ с общей мощностью около 575млн. кВ*А.
Перед энергетикой в ближайшем будущем стоит задача всемирного развития и использования возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной, ветровой, приливной и др.; развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов.
1 Общая часть проекта
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.
В ремонтно — механическом цехе 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.
Кратковременный режим- это режим, в котором рабочий период не столько длителен, чтобы температуры отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки машины настолько длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды. В предложенном цехе нет электроприемников, работающих в кратковременном режиме.
По общности технологического процесса электроприемники можно разделить на производственные механизмы, общепромышленные установки, подъемно-транспортное оборудование, преобразовательные установки, электросварочное оборудование, электронагревательные и электролизные установки. Общепромышленные установки (вентиляторы, компрессоры, насосы) занимают значительное место в системе электроснабжения.
Надёжность электроснабжения заключается в обеспечении предприятия электроэнергией хорошего качества, то есть работы должны проводиться без срыва плана производства и без аварийных перерывов в электроснабжении. Электроприемники ремонтно-механического цеха относятся ко второй категории потребителей, так как перерыв в их электроснабжении приводит к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих мест и механизмов
1.2 Описание однолинейной электросхемы
Электроснабжение ремонтно-механического цеха осуществляется по двум линиям с РП 10 кВ ячейки 3 и 14.
Напряжение подводится в шкаф ввода высокого напряжения, который комплектуется выключателями нагрузки и с предохранителями и. Выключатели нагрузки предназначены для отключения трансформаторов, а защиту от токов короткого замыкания осуществляют предохранители и .
В цехе установлена комплектная трансформаторная подстанция, трансформаторы и выбраны на напряжение, которое понижают до величины .
Напряжение с трансформаторов подается на шкаф ввода низкого напряжения , который состоит из вводных автоматические выключатели и , которые служат для зашиты шин распределительного устройства, а также из отходящих автоматических выключателей и , которые служат для питания электроприемников.
Секционный автоматический выключатель предназначен для включения и отключения первой и второй секции шин.
Автоматические выключатели и защищают конденсаторные установки и от токов короткого замыкания. КУ предназначены для компенсации реактивной мощности.
От автоматических выключателей запитываются распределительные пункты РП-1,2,3,4, которые комплектуются вводными автоматическими выключателями и отходящими автоматическими выключателями: с РП-1 — и для питания щитов освещения, с РП-2 — — и с РП-3 — — питание получают электроприёмники, с РП-4 — и для питания аварийных щитов освещения.
От автоматических выключателей питание подается на шинопроводы распределительные ШС-1,2,3, которые комплектуются вводными автоматическими выключателями и отходящими автоматическими выключателями — с которых запитываются электроприёмники
Трансформаторы тока и предназначены для подключения к ним измерительных приборов. Измерительные приборы применяемые в сетях, это амперметры и , вольтметры и , а также счетчики активной и реактивной мощности и .
От автоматических выключателей и питание получают ЩСУ-1 и ЩСУ-2. Щиты станций управления предназначены для управления электрическими двигателями приточно – вытяжных вентиляций.
Для подключения распределительных пунктов, шинопроводов и электроприемников используются кабели марки АВВГ сечением 2,5 150 и провода марки ПВ3 сечением 2,5 6 .
2 Специальная часть
2.1 Расчет сети электрического освещения
В ремонтно-механическом применяются следующие системы освещения: общее освещение, местное и комбинированное. Применение одного местного освещения не допускается. Освещение делится на рабочее и аварийное. Аварийное освещение применяется для эвакуации людей.
Согласно СНИП 2-4-79 для общего освещения производственных помещений с высотой 4-8 метров применяются светильники с газоразрядными лампами, в административно бытовых помещениях и производственных участках небольшой площади и высоты применяются светильники с лампами накаливания и люминесцентными лампами.
Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока (коэффициент использования), учитывающий световой поток лампы , лм, при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах.
Расчет по методу коэффициента использования ведется в следующем порядке:
Определяется требуемая нормами освещенность Е, лк, для каждого помещения.
Определяется высота подвеса светильника по формуле:
где h – высота помещения, м;
hc – расстояние светильников от перекрытия (свес), м;
hp – высота расчетной поверхности над полом, м.
Высота помещения для участка доводки и других h=4м; для участка механической обработки h=6м.
расстояние светильников от перекрытий должно быть в пределах 0,3-1,5м.
В цехе hc=1,5 или hc=0,3м.
Для примера расчета берётся участок доводки:
Располагаются светильники.
Основное требование при выборе расположения светильников доступность их для обслуживания.
При необходимости получения равномерного освещения отношение расстояния светильника от перекрытия hc к высоте потолка над рабочей поверхности H должен быть равным 0,2-0,25.
Светильники рекомендуется располагать по вершинам квадратов или прямоугольников. Если располагаются светильники в вершинах ромба, то угол в вершинах ромба должен быть близким к 60о.
В линиях с разрывами люминесцентных ламп, расстояние между концами светильников не должно быть больше половины его высоты подвеса над рабочей поверхностью. Ряды светильников располагают параллельно стенам, на которых есть окна.
Определяется тип и количество светильников, n:
Т.к. светильник подвесной то выбираем ЛВП04 кривая силы света Д-2; n=12
Определяется индекс помещения по формуле:
где: – площадь помещения, м2;
— расстояние от светильника до рабочей поверхности, м;
— длина, и ширина помещения, м.
Определяются приблизительные значения коэффициента, отражения стен ; потолка ; рабочей поверхности :
В зависимости от кривой силы светильника, индекса помещения и коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности определяется коэффициентом использования , %:
Определяется коэффициент запаса:
Определятся коэффициент минимальной освещённости, Z:
Определяется необходимый поток каждого светильника , лм, по формуле:
где: Е – требуемая нормами освещённость, лк;
Е=500 лк;
Выбирается мощность лампы так, чтобы световой поток выбранной лампы был равен расчетному или незначительно отличался ( %) от него:
ЛВП04 — 4 80 Р=80 Вт
Для примера расчета берётся участок механической обработки:
Определяется тип и количество светильников, n:
РСП 05, кривая силы света Г-2; n=24.
Определяется индекс помещения по формуле:
Определяются приблизительные значения коэффициента, отражения стен ; потолка ; рабочей поверхности :
В зависимости от кривой силы светильника, индекса помещения и коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности определяется коэффициентом использования , %:
Определяется коэффициент запаса:
Определяется коэффициент минимальной освещённости, Z:
Определяется необходимый поток каждого светильника , лм, по формуле:
Е=400 лк.
Выбирается мощность лампы так, чтобы световой поток выбранной лампы был равен расчетному или незначительно отличался ( %) от него:
РСП 05 Р=400 Вт
Все данные расчета освещения для участка доводки и участка механической обработки сводим в таблицу 2.1.1:
Таблица 2.1.1 Данные расчета освещения для участка доводки и участка механической обработки.
| № | Наименование помещения | а, м | б, м | h, м | S, м2 | Е, лк | Тип светильника | к.с.с |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Участок доводки | 9,5 | 6 | 4 | 57 | 500 | ЛВП04 4 80 | Д-2 |
| 2 | Участок механической обработки | 42 | 10 | 6 | 420 | 400 | РСП 05 1 400 | Г-2 |
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 1,99 | 0,7 0,5 0,3 | 0,84 | 1,5 | 1,1 | 12 | 4665,2 | 4720 | 3840 |
| 1,65 | 0,5 0,5 0,3 | 1 | 1,5 | 1,15 | 24 | 13269,2 | 14400 | 9600 |
Вывод: Таким образом, можно определить мощность, затрачиваемую на освещение данного цеха, по формуле
2.2 Расчет электрических нагрузок
Расчет электрический нагрузок является основным в проектировании систем электроснабжения. Все аппараты, сечения токоведущих частей определяются в зависимости от величины нагрузки. При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение величины электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу материала, удорожанию строительства; занижение нагрузи – к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников.
Существуют различные методы расчета электрических нагрузок. Наиболее часто применяется расчет методом упорядочных диаграмм, по которому и производится расчет в данном проекте.
Группируются электроприемники по коэффициенту использования , т.е. электроприемники имеющие одинаковый технологический процесс, но не одинаковую мощность, подключенные к ШС №1.
К ШС №1 подключены двадцать семь станков, объединяются в группу.
Определяется коэффициент использования и для станков малой мощности ;
Определяется из :
Определяется общая рабочая мощность :
Определяется сменная активная мощность за наиболее загруженную смену по формуле:
где -коэффициент использования;
общая рабочая мощность группы токарно-винторезных станков, кВт.
Аналогично рассчитывается для группы фрезерных станков, токарных станков с ЧПУ, универсально-заточных и результаты сводятся в таблицу 2.2.1, которая наглядно показывает нагрузку, затраченную в наиболее загруженную смену.
Определяется суммарная номинальная активная мощность электроприемников, подключенных к ШС №1:
Определяется суммарная сменная активная и реактивная мощность электроприемников, подключенных к ШС №1:
Определяется средний коэффициент использования электроприемников, подключенных к ШС №1 по формуле:
Определяется показатель силовой сборки по формуле:
где, — номинальная мощность наибольшего электроприемника, кВт;
— номинальная мощность наименьшего электроприемника, кВт.
Определяется эффективное число электроприемников по формуле:
Определяется коэффициент максимума
Определяется активная максимальная мощность по формуле:
где, — коэффициент максимума;
— суммарная сменная активная мощность, кВт.
Реактивная максимальная мощность при >10 определяется по формуле:
где, — суммарная сменная реактивная мощность, кВАр
Определяется полная максимальная мощность по формуле:
где, — активная максимальная мощность электроприемников, подключенных к ШС №1, кВт;
— реактивная максимальная мощность электроприемников, подключенных к ШС №1, кВАр.
Определяется максимальный ток нагрузки распределительного шинопровода ШС №1 по формуле:
где, — полная максимальная мощность электроприемников, подключенных к ШС №1, кВА;
— номинальное напряжение электроприемников, кВ.
Таким же образом рассчитываются электрические нагрузки для всех остальных ШС и РП и всего по цеху, результаты сводятся в таблицу 2.2.1.