Электроснабжение ремонтно-механического цеха

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.О.СУХОГО

 

 

 

 

 

 

 

КАФЕДРА “ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу:”Электроснабжение промышленных предприятий”

Тема:” Электроснабжение ремонтно-механического цеха”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ ГРУППЫ  ЗЭ – 53 АПОНИК А.Н. ПРИНЯЛ: к.т.н ГРУНТОВИЧ Н.В.

 

 

 

 

 

ГОМЕЛЬ  2012

 

Содержание
	Пояснительная записка.
	Введение.	3
1.	Характеристика анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения.	4
2.	Формирование первичных групп электроприемников для проектируемой электрической сети цеха.	7
3.	Выбор силового исполнительного электрооборудования по заданной установленной мощности электроприемников.	9
4.	Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников. Расчет ответвлений к электроприемникам.	11
5.	Расчет электрических нагрузок первичных групп электроприемников.	16
6.	Расчет осветительных нагрузок цеха.	24
7.	Разработка схемы питания силовых электроприемников цеха и выбор конструктивного ее исполнения.	25
8.	Расчет электрических нагрузок узлов электрической сети и всего цеха.	27
9.	Выбор сетевых электротехнических устройств (ШР, ШРА, ШМА) и аппаратов защиты в них.	28
10.	Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха.	30
11.	Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП или ВРУ.	32
12.	Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях цеха.	33
13.	Рассчитать токи трехфазного и однофазного короткого замыкания на напряжение до 1 кВ.	34
14.	Проверка на электодинамическую стойкость к токам КЗ ШР (ШРА) и на успешность срабатывания от токов КЗ защитного аппарата линии, питающей ШР (ШРА) выбранные панели ВРУ. Выполнить проверку по условию успешного срабатывания при однофазном коротком замыкании автоматического выключателя QF2.	36
15.	Определение величины напряжения на зажимах наиболее удаленного от ВРУ (ТП). электроприемника цеха.	38
	Заключение.	40
	Список используемой литературы.	41
Графическая часть. Лист 1. План цеха с расположением технологического оборудования и силовой сетью. Принципиальная схема силовой электросети. Формат А 1.

 

 

 

Введ ение

 

Рационально выполненная современная система электроснабжения цеха должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При построении системы электроснабжения цеха необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок,  число, расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемого источника питания; требования энергетической системы и др.

При проектировании электроснабжения цеха необходимо тщательно изучать особенности технологии данного вида производства и ее развитие. Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта технологической и строительной части и общего плана цеха. При этом вопросы электроснабжения должны полностью учитываться как важные составляющие, что дает наиболее рациональные решения всего цеха в целом.

Задачей курсового проектирования является разработка проекта схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха отвечающая требованиям безопасности, надежности, экономичности, экологичности, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

Курсовой проект состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.

Согласно задания в пояснительной записке выполнено следующее: проанализированы основные исходные данные для проектирования системы цехового электроснабжения; сформированы первичные группы электроприемников для проектируемой электрической сети цеха;  рассчитаны электрические нагрузки первичных групп электроприемников; рассчитана электроосветительная нагрузка цеха; разработана схема питания силовых электроприемников цеха и выбрана система заземления электрической сети; рассчитаны электрические нагрузки узлов электрической сети и всего цеха; выбрано конструктивное исполнение электрической сети, марки проводников, шинопроводов и способов их прокладки; выбраны типы сетевых объектов и типы защитных аппаратов в них; рассчитаны защитные аппараты электрической сети и электроприемников; выбраны сечения проводников и шинопроводов для подключения электроприемников и сетевых объектов; произведен выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП или ВРУ, произведен расчет компенсации реактивных нагрузок в электрических сетях цеха, рассчитаны токи трех- и однофазного КЗ питающей электрической сети на напряжение до 1 кВ; выполнена проверка на электродинамическую стойкость к токам КЗ панелей ТП или ВРУ и на успешность срабатывания от токов КЗ автоматического выключателя линии питающей ТП или ВРУ; определена величина напряжения на зажимах наиболее удаленного от ТП или ВРУ электроприемника цеха.

Согласно задания в графической части проекта выполнены чертежи плана цеха с силовой сетью.

 

1. Характерист ика анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения

 

Все исходные данные сведены в листе задания на курсовой проект, в него входит.

1. Номер цеха, (план цеха, территориальное расположение электроприемников, расположение помещений, площадь цеха).
2. Таблица номеров, наименования и установочной мощности электроприемников проектируемого цеха (на одной странице с планом цеха).
3. Ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ питающего ТП, являющимся источником питания для проектируемого цеха, Iкз, кА.
4. Мощность трансформатора питающего ТП, Sт, кВА.
5. Коэффициент загрузки трансформатора ТП, β, о.е.
6. Коэффициент мощности на трансформатора ТП, cosφ, о.е.
7. Расстояние от питающего ТП до проектируемого цеха, L, м.

 

Остальные данные выбраны исходя из того что не предъявлялись какие либо отдельные требования к категории надежности электроснабжения проектируемого цеха, окружающей среде и среде помещений, электробезопасности, электроприемникам, роду тока, напряжению, способности к перегрузкам, защищенности электрооборудования, режиму работы нейтрали электроустановки, наличия резерва, требования к освещению и т.д. Следовательно принимались нормальные условия по всем параметрам цеха и принимались нормальные требования к схеме электроснабжения проектируемого цеха.

По категории надежности электроснабжения проектируемого цеха принимаем третью категорию, так как исчезновение электропитания не приведет к угрозе жизни и здоровья персонала цеха, массовому недоотпуску продукции, остановки и прерывания технологического процесса или массовому простою механизмов.

Окружающая среда оказывает большое влияние на выбор применяемого электрооборудования. Каталоги и технические условия на электрооборудование, составляемые изготовителями и согласованные с потребителями, определяют область их применения, включая и условия окружающей среды. Условия окружающей среды в производственных помещениях и зонах, где размещается технологическое и связанное с ним электротехническое оборудование, определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов и пыли, возможностью возникновения условий взрывопожароопасности. Принимаем нормальные условия окружающей среды в проектируемом цехе; не пыльная, химически активных сред нет, не пожаровзрывоопасная, влажной среды нет.

По категории электробезопасности цех относится к категории без повышенной опасности так как пол нетокопроводящий деревянный, открытая проводка отсутствует, электрооборудование выполнено в закрытом исполнении. В проектируемом цехе предполагается допускать к работе и посещению цеха только квалифицированный персонал.

В основном помещении цеха имеется большое количество электроприемников равномерно распределенных по помещению, что позволяет применить распределительный шинопровод. Так-же имеется в основном помещении кран-балка что не исключает возможность применения шинопровода при размещении его вдоль стены и опорных колонн конструкций цеха. Питание вспомогательного оборудования в связи с малым их количеством возможно осуществить силовыми шкафами типа ПР 85 и ШР 86.

 

Питание проектируемого цеха возможно осуществить согласно задания на курсовое проектирование. На расстоянии 45 метров от проектируемого цеха находится источник питания с мощностью короткого замыкания 9,6 кА, от которого возможно запитать проектируемый цех по кабельной линии. В цехе установлена КТП с силовым трансформатором 2500 кВа от которого запитана сторонняя нагрузка потребителей.

При расчетах для определения электрических нагрузок учитываем продолжительность и режим работы, мощность, напряжение и род тока электроприемников. В проектируемом цехе предполагаем в основном продолжительный режим работы электрооборудования, напряжение сети 380 В, род тока переменный, трехфазный.

Также при проектировании схемы электроснабжения  важным составляющим является перспектива развития производственного процесса и наличие резерва для ввода нового электрооборудования.

Исходные данные электроприемников проектируемого цеха сведем в таблицу 1.1.

План конструкции проектируемого цеха и размещения в нем электроприемников представлен на рисунке 1.1.

Рисунок. 1.1. План конструкции проектируемого цеха и

размещения в нем электроприемников.

 

Таблица 1.1 – Характеристика электроприемников цеха по наименованию и мощности.
№	Наименование электроприемников.	Руст, кВт
1	2	3
1, 3 – 11	Токарно-винторезный станок	11,5
2, 26, 46	Вентиляция	3
12, 49	Станок для заточки резцов	3,4
13, 19, 23	Токарно-винторезный станок	13
14, 15, 18, 20, 57	Токарно-винторезный станок	11,5
21, 31	Зубонарезной станок	9,6
22, 43, 50, 51	Токарно-винторезный станок	11,5
24, 25	Консольно-фрезерный станок	2,6
17, 34	Круглошлифовальный станок	10,5
16, 30, 42	Поперечно-строгальный станок	8,6
32, 33, 35	Вертикально-фрезерный станок	9
29, 36	Заточной станок	11,1
40, 41	Станок для заточки сверл	0,8
44	Обмоточный станок	2,2
45	Станок для намотки катушек	0,4
39, 47	Заточный станок	2,2
48	Резьбонарезной станок	2,2
52, 55	Плоскошлифовальный станок	37,5
37, 53, 54	Настольный сверлильный станок	0,6
56	Вертикально-сверлильный станок	1,1
58	Станок для притирки крановых пробок	2,2
27	Кран-балка	4,1
28, 38	Горизонтально-расточный станок	22
59 – 61	Машина для испытания металла	0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Формирование первичных групп электроприемников для проектируемой электрической сети цеха

 

Одной из задач при проектировании цехового электроснабжения является формирование групп электроприемников. По этим группам определяются расчетные нагрузки, которые учитываются при намечаемых вариантах схем электроснабжения.

Признаки, по которым формировались первичные группы.

1. Территориальное размещение электроприемников по проектируемому цеху.
2. Число электроприемников.
3. Режим работы электроприемников.
4. Класс напряжения электроприемников.
5. Мощность электроприемников.
6. Род тока электроприемников.
7. Удобство обслуживания электроприемников.
8. Классификация помещений, требования окружающей среды.
9. Удаленность от источника питания.
10. Размещение источника питания.
11. Требования электробезопасности, взрыво-пожаробезоапсности и т.д.
12. Надежность электроснабжения.
13. Требования к качеству электроэнерии (отсутствие электроприемников ухудшающие качество электроэнергии).

 

Электропитание проектируемого цеха планируется осуществить следующим способом; все находящееся оборудование в основном помещении  подключим к шинопроводу, во вспомогательных помещениях питание осуществим от силовых пунктов, кран-балка будет запитываться от силового пункта.

Распределение электроприемников по группам представлено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Распределение электроприемников по группам.
№	Наименование электроприемников.	Количество.	Руст, кВт	Ки о.е.	сos φ о.е.	Iн А.	Iп/Iн о.е.
1	2	3	4	5	6	7	8
СП 1
1, 3 – 10	Токарно-винторезный станок	9	11,5	0,13	0,5	21,82	7
2	Вентиляция	1	3	0,8	0,8	6,13	6,5
СП 2
22	Токарно-винторезный станок	1	11,5	0,13	0,5	21,82	7
23	Токарно-винторезный станок	1	13	0,13	0,5	24,66	7
24, 25	Консольно-фрезерный станок	2	2,6	0,13	0,5	5,31	6,5
26	Вентиляция	1	3	0,8	0,8	6,13	6,5
27	Кран-балка	1	4,1	0,1	0,5	9,4	3,7