Проект электроснабжения ремонтно-механического цеха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

     Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине ХIХ века.

Основными направлениями использования были недавно изобретенный телеграф, гальванотехника, военная техника. Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы. Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии – генераторов. По сравнению с гальваническими элементами, генераторы обладали большей мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети – электроэнергетика становиться отдельной отраслью промышлености.

      Энергетика – область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Ее целью является обеспечение производства энергии путем преобразования первичной природной энергии во вторичную, например, в электрическую или тепловую энергию.

     Электроэнергетика – это подсистема энергетики, охватывающая производство электроэнергии на электростанциях и ее доставку потребителям по линии электропередач. Центральными ее элементами являются электростанции, которые принято классифицировать по виду используемой первичной энергии и виду применяемых для этого преобразователей. Необходимо отметить, что преобладание того или иного вида электростанций в определенном государстве зависит в первую очередь от наличия соответствующих ресурсов.

     

 

 

 

  Электроснабжение - это совокупность мероприятий для обеспечения электроэнергией потребителей и поддержания комфортных условий жизнедеятельности.

       Система электроснабжения – совокупность взаимосвязанных электроустановок, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии.

       Электроснабжения промышленных предприятий и установок является профилирующим предметом в подготовке техников-электромехаников, при этом в процессе учебы даются ряд сведений о работе электриков на промышленных предприятиях в сфере электрической энергии. Работа современных промышленных предприятий связана с потреблением электрической энергии, вырабатываемой электростанциями. Приемники электрической энергии промышленных предприятий получают питание от системы электроснабжения, которая является составной частью единой энергетической системы.

     В данном курсовом проекте рассмотрена тема: «Проект электроснабжения ремонтно-механического цеха».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

1. Классификация и характеристика потребителей электроэнергии

 

В данном ремонтно-механическом цехе находятся следующие потребители.

Станки мелкосерийного производства, работающие в нормальном режиме:

1. Три строгальных станка мощностью по 5 кВт;
2. Пять долбежных станка мощностью по 6 кВт;
3. Три фрезерных станка мощностью по 6,5 кВт;

Станки крупносерийного производства, работающие в нормальном режиме:

4. Три токарных станка мощностью по 32 кВт;
5. Два долбежных станка мощностью по 18 кВт;
6. Три сверлильных станка мощностью по 28 кВт;
7. Два расточных станка мощностью по26,8 кВт;

Станки крупносерийного производства, работающие в тяжелом режиме:

8. Три токарных станка мощностью по 14 кВт;
9. Два фрезерных станка мощностью по 42 кВт

Также цех содержит следующее оборудование:

10. Два крана мощностью по 35 кВт;
11. Один тельфер мощностью 45 кВт;
12. Пять вентиляторов мощностью по 6 кВт;
13. Две печи сопротивления мощностью по 22 кВт.

      Электроприемники данного цеха относятся ко второй и третей категориям по надежности электроснабжения.

Завод относиться к промышленной зоне.

 

 

 

 

1.2    Выбор схемы цехового электроснабжения

 

   Электрические  сети служат для передачи и  распределения электрической энергии  к цеховым потребителям промышленных  предприятий. Электроприемники электроэнергии  присоединяются через внутрицеховую  комплектную подстанцию при помощи  защитных и пусковых автоматов [1].

   В данном  курсовом проекте рассмотрен  цех, электроприемники которого  относятся ко второй и третей  категории по надежности электроснабжения, следовательно, трансформаторная подстанция  будет одержать два силовых  трансформатора типа ТМ, получающие  питание от двух независимых  источников питания. Блок ввода  высокого напряжения ВВ-1 выполнен  глухим присоединением кабеля.

    Силовые  трансформаторы в нормальном  режиме загружены на 63%, т.к. при  выходе из строя одного трансформатора  другой берет на себя его  нагрузку и работает в режиме  перегрузки, загружен на 126%, допустимая  перегрузка силового трансформатора  – 140%.

Питание электроприемников от КТП производится на напряжении 380В по токопроводам типа ШМА, укрепленным на колоннах.

     Присоединение  трансформаторов на низшей стороне  производится через вводные шкафы  с автоматическими выключателями  QF1 – QF2.

    Электроприемники  распределяем между магистральными  шинопроводами так, чтобы была  нагрузка была примерно равномерной. Электроприемники меньшие по  мощности получают питание через  автоматические выключатели типа  ВА 51 от РП1 – РП4. (См. лист КП. ЭСЗиС.13.01.000, КП. ЭСЗиС.13.01.000.)

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Расчет  нагрузок методом коэффициента  максимума

 

По таблице 12.1 [1] находим значение коэффициента использования и коэффициента мощности для групп электроприемников.

Станки мелкосерийного производства, работающие в нормальном режиме:

 

Ки = 0.12                cosφ = 0.5

 

Вычисляем номинальную мощность по формуле:

 

Рном = Рпасп ×√ПВ                                                 (2.1)

 

где: Рпасп – паспортная мощность оборудования, кВт;

        ПВ – продолжительность включения

Долбежный станок мелкосерийного производства (нормальный режим) :

 

Рном=6×√0.5=4.24 кВт

 

Вычисляем номинальную мощность для группы Долбежных станков:

 

Рном гр=Рном×n                                                       (2.2)

 

где: n – количество станков данного вида в группе.

 

Рном гр= 4.24×3=12.72 кВт

 

 

По значению cosφ находим значение tgφ:

 

 

tgφ =                                                       (2.3)

 

tgφ=1.73

 

Определяем номинальную мощность наибольшего и наименьшего электроприемников, подключенных к РП:

 

Рном. min=4.24 кВт    Pном. max=4.6 кВт

 

Находим отношение мощностей наибольшего электроприемника к наименьшему:

 

                                                        (2.4)

 

m=1.08

 

Для каждой группы электроприемников находим среднюю активную (Рсм) и среднюю реактивную (Qсм) за наиболее загруженную смену:

 

     Рсм=Ки×∑Рном                                                   (2.5)

 

Qсм=tgφ×Рсм                                                     (2.6)

 

 Рсм=0.12×12.72=1.53 кВт

 

Qсм=1.53×1.73=2.65 кВАр

 

Вычисляем средневзвешенное значение коэффициента использования и коэффициента реактивной мощности:

 

 

                                                (2.7)

 

                                                   (2.8)

 

                                       (2.9)

 

где, – суммарная активная мощность за наиболее загруженную смену на РП, кВт;

        – суммарная реактивная мощность за наиболее загруженную смену на РП, кВАр;

        – суммарная номинальная мощность всех электроприемников подключенных к РП, кВт

= 0.12

 

= 1.73

 

=0.5

 

Находим эффективное число электроприемников для РП1:

при n=5; =0.12<0,2; m=1.08<3, то nэф=n

 

nэф=n=5                                                            (2.10)

 

В зависимости от средневзвешенного значения коэффициента использования и эффективного числа электроприемников, находим по таблице 12.4[1] коэффициент максимума:

Kmax=3.23

 

Вычисляем расчетную максимальную активную мощность на РП по формуле:

Рmax=Kmax×∑Pcм                                                 (2.11)

 

Рmax=3.23×2.63=8.49 кВт

Вычисляем расчетную максимальную реактивную мощность на РП по формуле:

Qmax=K`max×∑Qсм                                               (2.12)

 

где, K`max – коэффициент максимума реактивной мощности

K`max=1,1, т.к. =0.12<0.2; nэф 5<100

 

Qmax=1.1×4.55=5.01 кВАр

 

Вычисляем полную максимальную мощность на шинах РП:

 

Sмах =                                         (2.13)

 

Sмах ==9.86кВА

 

Определяем расчетный максимальный ток на РП:

 

Iмах =                                                           (2.14)

 

где: Uном – номинальное напряжение, В

 

Iмах = =15А

Все остальные расчеты производятся аналогично и результаты заносим в таблицу 2.1

 

Таблица 2.1

Поз. обозн. электроприемн	Кол	Рном кВт	∑Рном кВт	m	Ки	cosφ	tgφ	Рсм кВт	Qсм кВАр	nэ	Кмах кВт	Рмах кВт	Qмах кВАр	Sмах кВА	Iмах А
ШМА1
РП1
2	3	4,24	12,72		0,12	0,5	1,73	1,53	2,65	-	-	-	-	-	-
3	2	4,6	9,2		0,12	0,5	1,73	1,9	1,9	-	-	-	-	-	-
Итого на РП1	5	-	21,92	1,08	0,12	0,5	1,73	2,63	4,55	5	3,23	8,49	5,01	9,86	15
РП2
1	1	3,87	3,87		0,12	0,5	1,73	0,46	0,8	-	-	-	-	-	-
8	1	10,84	10,84		0,17	0,65	1,17	1,84	2,15	-	-	-	-	-	-
12	3	6	18		0,6	0,8	0,75	10,8	8,1	-	-	-	-	-	-
Итого на РП2	5	-	32,71	2,8	0,4	0,77	0,84	13,1	11,05	5	1,76	23,06	12,16	26,07	39,66
4	2	24,64	49,28		0,16	0,6	1,33	7,88	10,48		-	-	-	-	-
6	1	21,5	21,5		0,16	0,6	1,33	3,44	4,58		-	-	-	-	-
7	1	23,21	23,21		0,16	0,6	1,33	3,71	4,93		-	-	-	-	-
9	2	33,86	67,62		0,17	0,65	1,17	11,51	13,47		-	-	-	-	-
10	1	22,14	22,14		0,1	0,5	1,73	2,21	3,82		-	-	-	-	-
13	1	22	22		0,75	0,95	0,33	16,5	5,45		-	-	-	-	-
Итого на ШМА1	18	-	260,48	8,75	0,23	0,72	0,96	60,98	58,33	15	1,61	98,18	58,33	114,2	173,71

 

 

 

Поз. обозн. электроприемн	Кол	Рном кВт	∑Рном кВт	m	Ки	cosφ	tgφ	Рсм кВт	Qсм кВАр	nэ	Кмах кВт	Рмах кВт	Qмах кВАр	Sмах кВА	Iмах А
ШМА2											-	-	-	-	-
РП3											-	-	-	-	-
3	1	4,62	4,62		0,12	0,5	1,73	0,55	0,95		-	-	-	-	-
8	1	10,34	10,34		0,17	0,65	1,17	1,84	2,15		-	-	-	-	-
12	2	6	12		0,6	0,8	0,75	7,2	5,4		-	-	-	-	-
Итого на РП3	4	-	27,46	2,35	0,35	0,75	0,89	9,59	8,5	4	1,87	17,93	9,35	20,22	30,76
РП4											-	-	-	-	-
1	2	3,87	7,74		0,12	0,5	1,73	0,93	1,61		-	-	-	-	-
2	2	4,24	8,48		0,12	0,5	1,73	1,02	1,76		-	-	-	-	-
8	1	10,84	10,84		0,17	0,65	1,17	1,84	2,15		-	-	-	-	-
Итого на РП4	5	-	27,06	2,8	0,14	0,57	1,46	3,79	5,52	5	2,87	10,88	6,07	12,46	18,95
4	1	24,64	24,64		0,16	0,6	1,33	3,94	5,24		-	-	-	-	-
5	2	13,94	27,88		0,16	0,6	1,33	4,46	5,93		-	-	-	-	-
6	2	21,5	43		0,16	0,6	1,33	6,88	9,15		-	-	-	-	-
7	1	23,21	23,21		0,16	0,6	1,33	3,71	4,93		-	-	-	-	-
10	1	22,14	22,14		0,1	0,5	1,73	2,21	3,82		-	-	-	-	-
11	1	22,5	22,5		0,1	0,5	1,73	2,25	3,89		-	-	-	-	-
13	1	22	22		0,75	0,95	0,33	16,5	5,45		-	-	-	-	-
Итого на ШМА2	18	-	239,89	6,37	0,22	0,71	0,98	53,33	52,43	18	1,55	82,66	52,43	97,89	148,9
Итого на ТП	36	-	500,37	8,75	0,23	0,72	0,97	114,31	110,76	30	1,34	153,18	110,76	189,03	287,54