Xreferat.com » Рефераты по физике » Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Содержание:


Введение

1. Характеристика потребителей электрической энергии

1.1 Характеристика по режиму работы приёмников

1.2 Характеристика потребителей по степени бесперебойности электроснабжения

2. Характеристика среды отделений цеха

3. Требование к схемам электроснабжения в соответствии со средой и категорией

4. Определение расчётной мощности и нагрузок методом упорядоченных диаграмм

5. Определение месторасположения цеховой подстанции, её типа, типа трансформаторов, их количества и мощность на основе технико-экономического расчёта

5.1 Выбор типа и числа трансформаторов

5.2 Технико-экономический расчёт и выбор трансформатора

6. Выбор схемы электроснабжения цеха

7. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии

8. Расчёт и выбор параметров схемы

8.1 Определение расчётной нагрузки на питающую линию ТП-ШРА 1

8.2 Выбор типа шинопровода и питающего его кабеля

8.3 Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии

8.4 Технико-экономический расчёт проводов, кабельных линий шинопроводов

8.5 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

а) Выбор предохранителей

б) Выбор автоматических выключателей

в) Выбор рубильников ввода и магнитных пускателей

9. Конструктивное исполнение цеховой сети

10. Описание принятой схемы

Список литературы


Аннотация


В курсовой работе произведен расчет электроснабжения цеха. По исходным данным составлен план сети 0,4 кВ для участка цеха, выбрана схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок участка цеха выполнен методом упорядоченных диаграмм с применением коэффициента расчетной нагрузки. Выбор сечения проводов и кабелей осуществлен по условию нагрева, выбранное сечение проверено по допустимой потере напряжения и на соответствие току защитного аппарата.

Выбрана коммутационная и защитная аппаратура. При выборе мощности трансформаторов цеховой подстанции определена мощность компенсирующих устройств, обеспечивающая выбор оптимальной мощности цеховых трансформаторов.


ВВЕДЕНИЕ


Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии – городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.

В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных

процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.

В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.


1. Характеристика потребителей электрической энергии


1.1 Характеристика по режиму работы приёмников


Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии

потребляется промышленными предприятиями.

Приёмники данного металлообрабатывающего предприятия можно

разделить на группы:

- Приёмники трёхфазного тока напряжением до 1000 В.частотой 50 Гц.

- Приёмники однофазного тока напряжением до 1000 В.частотой 50 Гц.

- Приёмники постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и подстанций.

Приёмники цехов могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т.е. по сходству графиков нагрузки.

1. Приёмники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой.

2.Приёмники, работающие в режиме повторно – кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно – кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения и длительностью цикла.


1.2 Характеристика потребителей по степени бесперебойности электроснабжения


С точки зрения обеспечения надёжного и бесперебойного питания, преемники электрической энергии делятся на три категории.

К 1 категории относят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприёмники должны обеспечиваться электропитанием от 2 и более источников, причём перерыв в электроснабжении допускается на время АВР 1 – 2 сек.

Во 2 категорию входят электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Для приёмников перерыв питания допускается на время необходимое для включения резерва, но не более 1 – 2ч.

К 3 категории относят все остальные электроприёмники, не подходящие под определение к 1 и 2 категорий. Это главным образом различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цеха несерийного производства. Перерыв на всё время ремонта, но не более чем на 1 сутки.


2. Характеристика среды цеха


В помещениях механического цеха отсутствует химически активная или органическая среда, т.е. не содержаться агрессивные пары, газы, жидкости не образуются отложения или плесень.

В помещениях по технологическим условиям производства не выделяется технологическая пыль в таком количестве, чтобы она оседала на проводах или проникала бы внутрь машин или аппаратов.

Помещения в цеху не относятся к взрывоопасным, поскольку объём взрывоопасной смеси не превышает 5 % от свободного объема помещения.

Помещения в цеху относятся к сухим помещениям, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 %. А при отсутствии различных вышеперечисленных агрессивных сред можно отнести помещения в цеху с нормальной средой.

Среда цеха характеризуется как нормальная на основании следующих параметров:

относительная влажность воздуха не выше 60 % . ПУЭ 1.1.6.

температура воздуха не выше 350С ПУЭ 1.1.10.

технологическая пыль отсутствует ПУЭ 1.1.11.

агрессивные пары ,жидкости и газы не применяются ПУЭ 1.1.11


3. Требование к схемам электроснабжения в соответствии со средой и категорией


При проектировании систем электроснабжения должны рассматриваться вопросы: Перспектива развития электрических систем электроснабжения, обеспечение комплексного и централизованного электроснабжения потребителей, снижение потерь электрической энергии. Вопрос о надёжности электроснабжения потребителей связан с числом источников питания, схемой электроснабжения и категорией потребителей. В механическом цехе преобладают приёмники третьей категории, они имеют один источник питания.

Экономичность – минимальные затраты на схему электроснабжения, но при этом схема должна обеспечивать надёжное электроснабжение в соответствии с категорией потребителей

Гибкость – схема должна допускать переделки и изменения в схеме связанные с вводом новых мощностей, увеличением нагрузки без существенных переделов схемы.

Удобство в эксплуатации – оборудование должно быть доступно для осмотра и ремонта и быстрого устранения неисправностей.

Принципы построения схем электроснабжения:

1. Отказ от холодного резерва – т.е. все линии и трансформаторы должны находиться под напряжением или под нагрузкой

2. Раздельная работа линий и трансформаторов – все линии и трансформатор работают раздельно.

3. Глубокое секционирование – все секции шин секционированы

4. Приближение ВН к потребителям.


4. Определение расчётной мощности и нагрузок методом упорядоченных диаграмм


Электрические нагрузки являются исходными данными для решения комплекса вопросов при проектировании системы электроснабжения цеха и в целом промышленного предприятия.

Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения и производится для выбора трансформаторов цеховых ТП, токоведущих элементов, компенсирующих установок, защитных устройств и т.д.

Исходными данными для определения электрических нагрузок являются количество и мощность приемников электроэнергии, находящихся в цехе, категория по степени надежности, характеристика помещений по окружающей среде.

Для определения расчетных нагрузок групп электроприемников цеха наибольшее применение получил метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки. Этот метод позволяет по номинальной мощности и характеристике приемников определить расчетный максимум нагрузки.

Расчет электрических нагрузок ведется по длительному режиму работы приемников. При наличии приемников электроэнергии, работающих в повторно-кратковременном режиме, установленная мощность Ру, кВт, должна быть приведена к длительному режиму по одной из формул: для двигателя повторно-кратковременного режима

Для примера рассмотрим расчет на примере группы Б

К ним относятся станки продолжительного режима работы: - 21, 22, 36, 47, 59.

1. Произведем расчет отдельно по приемникам на примере Вентилятора №53

Найдем общую установленную мощность:

Электроснабжение цеха


2. Используя справочные данные cosц и Ки находим расчетные величины


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


Результаты запишем в таблицу для каждого приемника

3. Находим итоговые величины


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


При нахождении


Электроснабжение цеха


Удовлетворяет условию m>3, Kи>0,2

По таблице находим значение Кр=1,16

Находим расчетные мощности по группе


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


Аналогичный расчет произведем по группе А

4. Расчет электрического освещения

Площадь цеха


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


5. Находим итоговые значения по цеху


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


5. Определение месторасположения цеховой подстанции, её типа, типа трансформаторов, их количества и мощность на основе технико-экономического расчёта


На подстанциях всех напряжений, как правило, применяется не более двух трансформаторов по соображениям технической и экономической целесообразности.

1;2 трансформаторные подстанции применяются в тех случаях, когда большинство электроприёмников относится к первой или второй категориям.

Комплектные ЦТП должны размещаться с наибольшим приближением к центру питаемой ими нагрузки предпочтительно с некоторым смещением в сторону источника питания.

Требования:

а) минимум занимаемой полезной площади цеха;

б) отсутствие помех производственному процессу;

в) соблюдение электрической и пожарной безопасности;


5.1 Выбор типа и числа трансформаторов


3. Мощность компенсирующих устройств


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


По проведенным расчётам выбираем компенсирующее устройство 2ЧККУ – 0.38 – 160.3

4. Расчётная нагрузка по цеху с учётом компенсирующих устройств


Электроснабжение цеха


5. По расчётному значениюЭлектроснабжение цеха выбираем мощность трансформаторов для потребителей с преобладанием 2 категории по надёжности электроснабжения.


Таблица 1

Вариант Тип трансформатора Кол.

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Потери, кВт. Стоимость Т.руб.





Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


1 2ЧТМ – 400 2 17,6 14,4 1,35 4,65 1062
2 2ЧТМ – 250 2 8,69 17,019 1,05 3,7 931
3 ТМ - 630 1 7,564 20,801 1,42 7,6 1750

6. Определим Электроснабжение цеха в нормальном и аварийном режиме.


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


5.2 Технико-экономический расчёт и выбор трансформатора


Вариант 1 2ЧТМ -400

1. Приведённые потери мощности в трансформаторе

Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


2. Полные потери мощности в трансформаторе.


Электроснабжение цеха


3. Потери электроэнергии в трансформаторе


Электроснабжение цеха


где: Электроснабжение цеха - число часов работы предприятия в году при числе смен 2 – 6500(ч)

4. Стоимость потерь электроэнергии.


Электроснабжение цеха


где: Электроснабжение цеха стоимость электроэнергии 1кВт ∕ ч

5. Амортизационные отчисления на трансформатор


Электроснабжение цеха


К – капиталовложения на трансформаторную подстанцию.

Электроснабжение цеха - коэффициент амортизационных отчислений 0.03 или 3%

6. Эксплуатационные расходы


Электроснабжение цеха


7. Затраты на рассматривание варианта номинальной мощности трансформатора.


Электроснабжение цеха


Электроснабжение цеха - нормативный коэффициент – 0.125

Вариант 2 2Ч ТМ – 250

1. Приведённые потери мощности в трансформаторе


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


2. Полные потери мощности в трансформаторе.


Электроснабжение цеха


3. Потери электроэнергии в трансформаторе


Электроснабжение цеха


где: Электроснабжение цеха - число часов работы предприятия в году при числе смен 2 – 4500(ч)

4. Стоимость потерь электроэнергии.


Электроснабжение цеха


где: Электроснабжение цеха стоимость электроэнергии 1кВт ∕ ч

5. Амортизационные отчисления на трансформатор


Электроснабжение цеха


К – капиталовложения на трансформаторную подстанцию.

Электроснабжение цеха - коэффициент амортизационных отчислений 0.03 или 3%

6. Эксплуатационные расходы


Электроснабжение цеха


7. Затраты на рассматривание варианта номинальной мощности трансформатора.


Электроснабжение цеха


Электроснабжение цеха - нормативный коэффициент – 0.125

Вариант3 ТМ –630

1. Приведённые потери мощности в трансформаторе


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


2. Полные потери мощности в трансформаторе.


Электроснабжение цеха


3. Потери электроэнергии в трансформаторе


Электроснабжение цеха


где: Электроснабжение цеха - число часов работы предприятия в году при числе смен 2 – 6500(ч)

4. Стоимость потерь электроэнергии.


Электроснабжение цеха


где: Электроснабжение цеха стоимость электроэнергии 1кВт ∕ ч

5. Амортизационные отчисления на трансформатор


Электроснабжение цеха


К – капиталовложения на трансформаторную подстанцию.

Электроснабжение цеха - коэффициент амортизационных отчислений 0.03 или 3%

6. Эксплуатационные расходы


Электроснабжение цеха


7. Затраты на рассматривание варианта номинальной мощности трансформатора.


Электроснабжение цеха


Электроснабжение цеха - нормативный коэффициент – 0.125

На основании проведённого технико-экономического расчёта принимаем вариант трансформатора с наименьшими затратами.

Принимаем трансформатор 2х ТМ - 250


6. Выбор схемы электроснабжения цеха


Схемы электроснабжения приёмников электрической энергии

промышленных предприятий зависят от мощности отдельных приёмников, их количества, распределения по территории и других факторов и должны отвечать следующим требованиям:

1. Обеспечить необходимую надёжность электроснабжения в зависимости от категории приёмников;

2. Иметь оптимальные технико-экономические показатели по капитальным затратам, расходу цветных металлов, эксплуатационным расходам и потерям энергии;

3. Быть удобными в эксплуатации;

4. Допускать применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Схемы цеховых сетей бывают радиальные и магистральные.

Для механического цеха выберем два варианта схем электроснабжения

и произведем технико-экономический расчёт для каждой из них.

Вариант 1


Таблица 2

Распределение цехового ЭО по пунктам питания и шинопроводам

№ отделения/цеха № ЭО по прану цеха (кол-во) № тип пункта питания
1 1(2),2,3,4(3) РП-3
1 5(2),6,7,8,9,49 РП-4
2 14, 15(3) РП-1
2 11,12(2), 13 РП-2
3 16(3),17,18(2),19,20(2),21(2),22(2) ШРА-1
3 23(2),24(2),25(2),27(3),28(2),29,30,31(3),32(2),33,34(2) ШРА-2
4 42(2), 43(2),44, 45(4), 46 (3), 47(3), 48,35 РП-9
5 52,51,50,53(2),35(3) РП-8
6 54(2),58,56,57 РП-5
6 55,59(2),60(3),61(2) РП-6
7 62,63,64,65(2),66,67,68(2) РП-7
4 42(2), 43(2),44, 45(3) РП-10
4 36,37(2),38(2),39,40,41(2) РП-11

Вариант 2

№ отделения/цеха № ЭО по прану цеха (кол-во) № тип пункта питания
1 1(2),2,3,4(3) РП-3
1 5(2),6,7,8,9,49 РП-4
2 14, 15(3) РП-1
2 11,12(2), 13 РП-2
3 36,37(2),38(2),39,40,41(2),16(3),17,18(2),19,20(2),21(2),22(2) ШРА-1
3 23(2),24(2),25(2),27(3),28(2),29,30,31(3),32(2),33,34(2) ШРА-3
4 42(2), 43(2),44, 45(4), 46 (3), 47(3), 48 ШРА-2
5 52,51,50,53(2),35(3) РП-8
6 54(2),58,56,57 РП-5
6 55,59(2),60(3),61(2) РП-6
7 62,63,64,65(2),66,67,68(2) РП-7

7. Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии


При наличии электроприёмников с интервалом мощностей Рн = 0,1 – 120 кВт

Принимаем напряжение распределения электроэнергии Uн = 380 В. Это напряжение так же выгодно для освещения 220 В.


8. Расчёт и выбор параметров схемы


Используем метод упорядоченных диаграмм. Расчёт ведём по двум вариантам схем.


8.1 Определение расчётной нагрузки на питающую линию ТП-ШРА 1


Количество оборудования n = 11 (шт.)

Суммарная мощность


Электроснабжение цеха


Находим эффективное число приемников


Электроснабжение цехачисло наибольших приемников, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего приемника (включая сам наибольший приемник)


Электроснабжение цеха где Электроснабжение цеха - суммарная номинальная мощность Электроснабжение цеха наибольших приемников группы


Электроснабжение цеха


Где Электроснабжение цеха - относительное число ЭП группы, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего ЭП


Электроснабжение цеха


где Электроснабжение цеха относительная мощность Электроснабжение цеха наибольших ЭП

По полученным значениям Электроснабжение цеха и Электроснабжение цеха по графикам определения эффективного числа электроприемников определяется


Электроснабжение цеха


Определяем Электроснабжение цеха по значениям Ки и Электроснабжение цеха

где


Электроснабжение цеха


Определим расчетную активные, реактивные и полную мощности.


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


Аналогичные расчёты производим для остальных параметров двух вариантов схем, полученные расчётные данные заносим соответственно в таблицы 4


8.2 Выбор типа шинопровода и питающего его кабеля


а) По полученному расчётному току Iр, выбираем по справочнику тип шинопровода ШРА - 73

Электроснабжение цеха, Размер на фазу 35Ч5

Материал шин – алюминий марки АДО.

б) Выбор кабеля питающего шинопровод.

АПВБ – Алюминиевая жила однопроволочная, полиэтиленовая изоляция, поливинилхлоридная оболочка, броня из двух стальных лент, нормальная подушка под бронёй, нет наружного покрова.


Электроснабжение цеха; Электроснабжение цеха


Проверим самый загруженный и удаленный шинопровод

ШРА – 2


Электроснабжение цеха


Кабель питающий шинопровод


Электроснабжение цеха

Электроснабжение цеха


Условие выбора кабеля.


Электроснабжение цеха 60,2 (А.) < 140 (А.)


Аналогичные действия производим для остальных параметров двух вариантов схем.


8.3 Выбор марки и сечения проводов питающих непосредственно приёмники электроэнергии


Распределительную сеть выполняем проводом АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция).

Сечения проводов выбираем по условию:


Электроснабжение цеха


Ток линий, питающих отдельные приемники:


Электроснабжение цеха


Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Диаметр труб D выбираем по формуле:


Электроснабжение цеха


где Электроснабжение цеха-наружные диаметры проводов

Электроснабжение цеха- число проводов и кабеля данного диаметр

Принятый диаметр труб в соответствии с их сечением

2,5; 4Электроснабжение цеха-20мм

6; 8 Электроснабжение цеха-25мм

10Электроснабжение цеха-40мм

16Электроснабжение цеха-63мм

25Электроснабжение цеха-80мм

Например: рассмотрим линию РП–3 – 4(вертикально сверлильный станок)

По его установленной мощности Электроснабжение цеха из справочника определяем коэффициент мощностиЭлектроснабжение цеха и КПД Электроснабжение цеха

Далее рассчитываем ток питающей линии


Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: