Электроснабжение завода “Шарикоподшипник”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой      проект

 

Электроснабжение завода

“Шарикоподшипник”

по дисциплине

“Электроснабжение промышленных предприятий”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 С о д е р ж а н и  е :

 

 

1. Введение……………………………………………………………………………………….…

 

2. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов………. …….

 

3. Определение электрических нагрузок …..……………………………………………….….

 

4. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети………………………………

 

5. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности……

 

6. Построение картограммы электрических нагрузок…………………………………………

 

7.  Разработка схемы электроснабжения напряжением выше 1кВ…………………………

 

8. Расчет токов КЗ…………...………………………………………………………………………

     

9. Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов

 

      напряжением выше 1 кВ ………………………………………………………………………

 

10.  Электрические измерения и учет электрической энергии………………………………

 

  11. Л и  т е р а т у р а ……………………………………………………………………………………….

 

1. Введение

Системы электроснабжения промышленных предприятий, представляющие собой совокупность электроустановок, предназначены для обеспечения электроэнергией промышленных потребителей. Они оказывают значительное влияние на работу различных электроприёмников и, в конечном счете, на производственный процесс в целом. Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению – надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки предприятия в целом и его цехов в отдельности, выбирать число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защит, системы компенсации реактивной мощности, и способы регулирования напряжения.

Надежное и  экономичное снабжение потребителей электроэнергией требуемого качества – необходимое условие функционирования любого промышленного предприятия. В связи с этим специалисты в области электроснабжения должны иметь глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования и эксплуатации электроустановок промышленных предприятий.

Целью учебного проектирования по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» является получение студентами практических навыков в разработке экономичных, удобных в эксплуатации и безопасных в обслуживании систем электроснабжения на основе достижений научно-технического прогресса.

Целью данного курсового  проекта является разработка системы  электроснабжения завода “Шарикоподшипник” на основе исходной информации. При этом для одного из структурных подразделений проектируемого предприятия - ремонтно-механического цеха выполнены расчеты по выбору силового электрооборудования и цеховых электрических сетей напряжением до 1 кВ.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки  и графической части.

В процессе курсового  проектирования разрабатывалась система  электроснабжения ремонтно-механического цеха и завода в целом: определены расчетные нагрузки; произведён выбор цеховых трансформаторов и расчёт компенсации реактивной мощности, выбран оптимальный вариант схемы электроснабжения.

При разработке системы  электроснабжения применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования, а так же с использованием современной вычислительной техники. Приведенные в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.

 

 

2. Выбор электродвигателей  , их коммутационных

 и  защитных аппаратов

    

2.1. Выбор  электродвигателей

Электродвигатели  для привода производственных механизмов выбираются по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды.

Электродвигатель  необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность P_Н соответствовала мощности приводного механизма P_МЕХ , т.е.

       

При этом номинальная  мощность электродвигателей повторно-кратковременного режима работы (краны, подъемники и т.п.) определяется по формуле

      

где P_Н – паспортная мощность электродвигателя, кВт;

                  ПВ_П – продолжительность включения в относительных единицах.

Номинальный ток электродвигателя определяется по выражению

     

где P_Н – номинальная мощность двигателя, кВт;

                  U_Н – номинальное напряжение, В;

                  h_Н - КПД при номинальной нагрузке;

                   cos j _н - номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток  двигателя:

      

где к_пуск  - кратность пускового тока по отношению к I_Н.

В данном курсовом проекте применяются асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором серии АИР, с частотой вращения 1500 об/мин,U_Н =380 В.

Электроснабжение  электропривода производственных механизмов будет осуществляться по одной из схем показанных на рис 2.1.(а, б, в).

Приведем в качестве примера выбор электродвигателей  для электроприемников под № 7, 25, 26 (соответственно одно- , двух-  и четырёхдвигательного).

В соответствии с условием (2.1) имеем

                                                      Р_н 4,7 кВт

По [2] для электроприемника № 7 выбираем электродвигатель АИР112М4 c P_Н  = 5,5 кВт; cos j _н = 0,88; h_Н = 87,5 %; I_П/I_Н =7.

По формуле (2.3)

 

По формуле (2.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

   а)                                 б)                                                     в)  

 

Рис.2.1. Схемы питания электроприводов: а) однодвигательного; б) двухдвига-   

        тельго; в) четырёхдвигательного.

Аналогично  для двухдвигательного электропривода электроприемника № 25 по условию (2.1) по  [2]  выбираем  электродвигатели АИР160М4 c P_Н  = 18,5 кВт; cos j _н  = 0,89; h_Н  = 90 %; I_П/I_Н  = 7 и АИР100S4 c P_Н  = 3 кВт; cos j _н = 0,83; h_Н = 82 %; I_П/I_Н  = 7.

По формулам (2.3) и (2.4) определяем номинальные и пусковые токи электродвигателей данного электроприемника.

В соответствии с условием (2.1) по [2] для электроприемника № 26 выбираем четыре электродвигателя: 2 АИР180М4 c P_Н = 30 кВт; cos j _н = 0,86; h_Н = 91,5%; I_П/I_Н  = 7;  АИР160М4 c P_Н  = 18,5 кВт; cos j _н  = 0,89; h_Н  = 90 %; I_П/I_Н  = 7 и АИР132S4 c P_Н  = 7,5 кВт; cos j _н = 0,86; h_Н = 87,5 %; I_П/I_Н  = 7,5.

По формуле (2.3) определяем номинальные токи для каждого  из электродвигателей данного электроприемника

                                                         

    

  

По формуле (2.4) определяем соответствующие им пусковые токи

Выбор остальных электродвигателей  производится аналогично одному из рассмотренных выше примеров. Данные выбора электродвигателей сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Выбор электродвигателей

Характеристика  технологического оборудования						Технические данные электродвигателя
№ по плану		Наименование оборудования		РМЕХ , кВт		Тип электро- двигателя		РН , КВт		h , %		cosj			IН , A		IП/IН		кИ		IП , A
1		Вертикально-сверлильный  станок		1,8		АИР90L4		2,2		81,0		0,83			4,97		6,5		0,16		32,3
2		Пресс		4,05		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,17		76,3
3		Токарно-винторезный  станок		15		АИР160S4		15,0		89,5		0,89			28,6		7,0		0,16		200,2
4		Вертикально-сверлильный  станок		1,8		АИР90L4		2,2		81,0		0,83			4,97		6,5		0,16		32,3
5	Плоскошлифовальный  станок		36,8		АИР100S4		22,0		90,0		0,87			42,7		6,5		0,3		277,6
					АИР160S4		15,0		89,5		0,89		28,6			7,0		0,3		200,2
6		Кругло шлифовальный станок		7,0		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,3		113,3
7		Плоскошлифовальный  станок		4,7		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,3		76,3
8		Шлице шлифовальный станок		6,0		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,3		113,3
9		Плоскошлифовальный  станок		4,7		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,3		76,3
10		Кругло шлифовальный станок		7,0		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,3		113,3
11		Долбежный станок		2,8		АИР100S4		3,0		82,0		0,83			6,70		7,0		0,14		46,9
12		Зубодолбежный станок		2,3		АИР100S4		3,0		82,0		0,83			6,70		7,0		0,14		46,9
13		Токарно-винторезный  станок		10,1		АИР132М4		11,0		87,5		0,87			21,95		7,5		0,16		164,6
14-16		Вертикально-фрезерный  станок		6,3		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,14		113,3
17		Универсально-зубофрезерный  станок		3,8		АИР100L4		4,0		85,0		0,84			8,5		7		0,14		59,5
18		Универсально-зубострогальный  станок		10,1		АИР132М4		11,0		87,5		0,87			21,95		7,5		0,14		164,6
19-20		Токарно-винторезный  станок		10,1		АИР132М4		11,0		87,5		0,87			21,95		7,5		0,16		164,6
21		Вертикально-сверлильный  станок		2,8		АИР100S4		3,0		82,0		0,83			6,70		7,0		0,16		46,9
22		Обдирочно-шлифовальный станок		4.0		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,3		76,3
23		Пресс гидравлический		6,9		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,17		113,3
24		Продольно-строгальный  станок		125		АИР112М4		30,0		91,5		0,86			57,9		7		0,17		405,3
						АИР112М4		30,0		91,5		0,86			57,9		7		0,17		405,3
						АИР100S4		22,0		90,0		0,87			42,7		6,5		0,17		277,6
						АИР100S4		22,0		90,0		0,87			42,7		6,5		0,17		277,6
						АИР160S4		15,0		89,5		0,89			28,6		7,0		0,17		200,2
						АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,17		113,3
25		Горизонтально-протяжной  станок		20,9		АИР160М4		18,5		90,0		0,89			35,1		7		0,16		245,7
						АИР100S4		3,0		82,0		0,83			6,70		7,0		0,16		46,9
26		Продольно-строгальный  станок		85,8		АИР112М4		30,0		91,5		0,86			57,9		7		0,17		405,3
						АИР112М4		30,0		91,5		0,86			57,9		7		0,17		405,3
						АИР160М4		18,5		90,0		0,89			35,1		7		0,17		245,7
						АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,17		113,3
27		Горизонтально-расточной  станок		2,5		АИР100S4		3,0		82,0		0,83			6,70		7,0		0,14		46,9
28		Вальцы гибочные		6,8		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,14		113,3
29		Пресс гидравлический		5,0		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,17		76,3
30		Пресс гидравлический		4,0		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,17		76,3
31		Станок для  наплавки колёс		2,8		АИР100S4		3,0		82,0		0,83			6,70		7,0		0,14		46,9
32		Пресс гидравлический		7,3		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,17		113,3
33		Вальцы гибочные		7,3		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,14		113,3
34		Комбинированные ножницы		4,5		АИР112М4		5,5		87,5		0,88			10,9		7		0,14		76,3
35		Пила Гейлера		7,0		АИР132S4		7,5		87,5		0,86			15,1		7,5		0,14		113,3
36		Механическая  ножовка		1,82		АИР90L4		2,2		81,0		0,83			4,97		6,5		0,14		32,3

 

         2.2.Выбор коммутационных и защитных аппаратов

 

Магнитные пускатели  предназначены для дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. С их помощью также осуществляется нулевая защита. Применяем магнитные пускатели серии ПМЛ без теплового реле. Условие выбора магнитного пускателя

      

где I_НП – номинальный ток пускателя, А;

            I_Р – расчетный ток электроприемника, A.

Электрические сети и электроприемники необходимо защищать от токов короткого замыкания и от длительных токовых перегрузок.

В качестве аппаратов защиты от коротких замыканий следует широко применять  плавкие предохранители. Автоматы должны устанавливаться только в следующих  случаях:

1. необходимость автоматизации управления;
2. необходимость обеспечения более скорого по сравнению с предохранителями восстановления питания, если при этом не имеют решающего значения вероятность неселективных отключений и отсутствие эффекта ограничения тока короткого замыкания;
3. частые аварийные отключения.

Проанализировав все  выше изложенное, принимаем решение выполнить защиту электродвигателей автоматическими выключателями серии ВА с комбинированным расцепителем, которые выбираются по следующим условиям:

      

      

где  I_НА – номинальный ток автомата, А;

             I_НР – номинальный ток расцепителя, А.

Ток срабатывания электромагнитного  расцепителя  I_{СР Э}  проверяется по максималь-ному кратковременному току линии I_КР

     

Для подключения электроприемников  к распределительным шинопроводам необходимо обеспечить защиту отходящих линий, которая осуществляется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.

Номинальный ток  плавкой вставки I_ВС предохранителя определяется:

1) по величине  длительного расчетного тока I_Р

     

2) по условию  перегрузок пусковыми токами

                   

где I_КР – максимальный кратковременный (пиковый) ток, A;

  a - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска принимается равным 2,5, при тяжелых - 1,6 …2,0, для ответственных потребителей – 1,6.

При выборе предохранителя для одного электродвигателя в качестве I_Р принимается его номинальный ток I_Н, а в качестве I_КР – пусковой ток I_ПУСК.