Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработкой различными способами.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ имеет станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные, токарные, фрезерные, строгальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены помещения для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. ЭМЦ получает электроснабжение (ЭСН) от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой ТП — 0,5 км, а от ЭНС до ПГВ — 10 км. Напряжение на ПГВ — 10 кВ.

Количество рабочих смен — 2. Потребители ЭЭ цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.

Грунт в районе ЭМЦ — песок с температурой +20 °С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый.

Размеры цеха A × B × H = 48 × 30 × 9 м.

Вспомогательные помещения – двухэтажные высотой 4 метра.
2. Расчет электрической нагрузки
При выборе всех элементов в системе электроснабжения важнейшее значение имеет правильное определение электрической нагрузки. Методы расчета электрических нагрузок основываются на опытных данных.
2.1 Расчет начинают с определения номинальной мощности Рн каждого электроприемника
Номинальная мощность Рн это полезная мощность, которая указывается в паспортных данных электроустановок – Рп (паспортная). Для электродвигателей станков, вентиляторов, насосов, компрессоров Рн=Рп.

Для двигателей, работающих в повторно кратковременном режиме (краны, лифты)
Рн=Рп∙ [1, с.3]
Стандартные значения ПВ=15, 25, 40, 60%

Для электроосветительных установок расчет номинальной мощности можно определить
Рн=Руд∙F∙Кз [1, с.3]
Руд - (Вт/м2) - удельная мощность, определяемая из таблиц

F-(м2) - площадь помещения

Кз=1,5 коэффициент запаса.

Для многодвигательных станков Рн определяется как суммарная мощность установленных на станке или агрегате электрических двигателей. Этот расчет предоставляется в виде таблицы.

Таблица 3.1.1. Сводная таблица электрической нагрузки участка цеха

№ позиции на плане	Наименование электрических приемников	Паспортная мощность каждого, Рп, кВт	Количество приемников, шт.	Номинальная мощность каждого, Рн, кВт	Суммарная мощность, кВт
1, 21	Краны мостовые	17,5	2	8,75 (через ПВ=25% или 0,25)	17,5
34	Тельфер	3,5	1	1,75 (через ПВ=25% или 0,25)	1,75
2, 3 22, 23	Сверлильные станки	3 1,5	2	3 1,5	6 3
4, 28	Точильно-шлифовальные станки	4	2	4	8
5, 6, 26, 27	Настольно сверлильные станки	2,2	4	2,2	8,8
7, 8, 17, 18	Токарные полуавтоматы	15+2,2	4	17,2	68,8
9, 10, 35, 36	Токарные станки	11+2,2+0,12	4	13,32	53,28
11-14, 19, 20 31, 32, 37-39	Слиткообдирочные станки	5,5 4	6 5	5,5 4	33 20
24, 25	Горизонтально-фрезерные станки	7,5+1,1	2	8,6	17,2
29 30	Продольно-строгальные станки	11+0,75 15+2,2	1 1	11,75 17,2	11,75 17,2
33, 40, 41	Анодно-механические станки	30+3	3	33	99
15, 16	Вентиляторы	7,5	2	7,5	15
ЩО	Осветительная установка		-		15
	Итого		39		395,28

---

Нагрузка участка цеха площадью F= 1440 м2.

На участке работают:
А) 2 кран-балки, для которых Рп=17,5 кВт, ПВ=25%

Определяем Рн для грузоподъемных механизмов

Рн=2∙Рп∙

Рн=2∙17,5∙ =17,5 кВт
Б) Тельфер

Рн=Рп∙

Рн=3,5∙ =1,75 кВт
В) Электроосветительная установка

Руд=7 Вт/м2, Кз=1,5

Рн= Руд∙Кз∙F=7∙1,5∙1440=15120 Вт

Приняв стандартную мощность источника света 250Вт, определяем Рн=60∙0,25=15 кВт.
Г) Вентиляционная установка цеха работает от двух электродвигателей Рн=7,5 кВт.
Д) Группа металлообрабатывающих станков:

2∙3+2∙1,5=9 кВт

2∙4=8 кВт

4∙2,2=8,8 кВт

4∙17,2=68,8 кВт

4∙13,32=53,28 кВт

6∙5,5+5∙4=53 кВт

2∙8,6=17,2 кВт

1∙11,75+1∙17,2=28,95 кВт

3∙33=99 кВт

Робщ=9+8+8,8+68,8+53,28+53+17,2+28,95+99=346,03 кВт
2.2 Расчет сменной мощности
Сменная мощность учитывает мощность в период наиболее загруженной смены. Для вновь проектируемых предприятий

Р_см=Р_н∙К_и [1, с.6]

Q_см=Р_см∙tg [1, с.6]

К_и- коэффициент использования электроприемника.

Величина К_и, cos, tg определяются из таблицы 1 приложения.

Для расчета электроприемники объединяют в группы с одинаковым режимом работы и, следовательно, одинаковыми величинами К_и, cos, tg. Расчет производится в табличной форме.
Таблица 3.2.1. Расчет сменной мощности

№	Наименование электрического оборудования	N, шт.	Рн, кВт	Ки	cos	tg	Рсм, кВт	Qсм, кВар
1	Металлообрабатывающие станки	23	293,03	0,14	0,6	1,33	41	54,6
2	Слиткообдирочные станки	11	53	0,17	0,65	1,17	9	10,5
3	Вентиляторы	2	15	0,65	0,8	0,75	9,75	7,3
4	Грузоподъемные механизмы	3	19,25	0,06	0,45	1,98	1,2	2,3
5	Электроосвещение	-	15	0,9	0,95	0,33	13,5	4,5
	Итого по проектируемому участку	39	395,28	0,19 (это среднее значение по формуле)	0,68 (это среднее значение по формуле)		74,45	79,2

---

Определяем среднее значение Ки для участка цеха:

К_{и ср}= [1, с.7]

К_{и ср}=
Определяем среднее значение cos для участка цеха

cos _ср= [1, с.7]

cos _cр=

Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для цеха, или для нескольких цехов, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Поэтому необходимо для дальнейшего расчета общую сменную мощность необходимо определить с учетом нагрузки соседних участков.
Таблица 3.2.2. Расчет общей сменной мощности

№	Наименование	N, шт.	Рн, кВт	Ки	cos	Рсм, кВт	Qсм, кВар
1	Нагрузка проектируемого участка	39	395,28	0,19	0,68	74,45	79,2
2	Нагрузки соседних участков		1625,2	0,54	0,73	889	831
	Всего		2020,48	0,47 (это среднее значение по формуле)	0,72 (это среднее значение по формуле)	963,45	910,2

---

К_{и ср}= [1, с.7]

К_{и ср}=
cos _ср= [1, с.7]

cos _ср=
2.3 Расчет и выбор компенсирующего устройства
Расчетная величина cos _ср=0,72. Согласно ПТЭ для действующих электроустановок требуется обеспечить нормированное значение cos_ср в пределах

cos _н=0,92 - 0,95

Поэтому необходимо принять меры для повышения cos до принятого нормированного значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий, которые обеспечивают повышение cos естественным путем, те не требуют дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения cos недостаточно, поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок, которые устанавливают на подстанции на шинах 0,4 кВ.

Определяем расчетную мощность конденсаторных установок

Q_ку= ∙(tg₁-tg₂) [1, с.8]
При cos_ср=0,72, приняв cos_н=0,94 определяем (tg₁-tg₂)=0,599

Q_ку=963,45∙0,599 =576,8 кВар

Предполагая, что на проектируемой подстанции цеха будет установлено 2 трансформатора (так как электрическая нагрузка представлена в основном потребителями второй категории), необходимо выбрать две конденсаторные установки.

Выбираем две комплектные конденсаторные установки типа УКЛН -0,38 -300 УБ с Qн=300 кВар.
2.4 Определение максимальной расчетной мощности
Максимальная мощность - это наибольшая мощность, потребляемая цехом в течение смены за 30 минут.

Р_мах=К_мах∙Р_см [1, с.9]
Значение К_мах определяют из таблицы в зависимости от эффективного числа электроприемников n_э и среднего значения К_и
n_э= [1, с.9]

Р_1мах – единичная мощность наибольшего электроприёмника.

n_э=

---

шт.

Из таблицы 4 К_мах=1,06

Р_мах= 1,06∙963,45=1020,8 кВт

Согласно практике проектирования при n_э>10 Q_мах=Q_см

Следовательно, Q_мах=Q_см=910,2 кВар. Теперь можно определить полную расчетную мощность с учетом выбранных конденсаторных установок.

S_мах= [1, с.9]
S_мах= кВА
3. Построение годового и суточного графиков
Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток и месяцы года. Эти изменения изображают в виде графиков. При проектировании пользуются типовыми графиками, у которых по оси ординат указывается изменение нагрузки в течение суток и (или) года в процентах на основании анализа работы действующих предприятий различных отраслей промышленности. За основу можно взять упрощенный суточный график и считать его неизменным в течение года. При расчете за 100% нагрузки по графику принимают Р_мах или S_мах.


Рисунок 4.1. Суточный график
На основании расчетов для суточного графика нагрузки строится годовой график.


Рисунок 4.2. Годовой график
100% по типовому графику соответствует Р_мах или S_мах. Продолжительность работы в году с определенной нагрузкой рассчитывается:

T1=t1∙365 час;

T2=t2∙365 час;

T3=t3∙365 час;

T4=t4∙365 час;

T5=t5∙365 час;

T6=t6∙365 час;

T7=t7∙365 час;

T8=t7∙365 час;

T9=t7∙365 час;

T10=t7∙365 час;

T11=t7∙365 час;

T12=t7∙365 час;

Таким образом расход электроэнергии:

W=P∙T кВт∙ч [1, с.10]
Расчет выполняется в виде таблицы:

Таблица 4.1. Расчет продолжительности работы и потребления мощности на производстве в течение года

№ ступени	Часы	Рн, %	Sн, кВА	P, кВт	T, час	W, кВт ·ч
1	0-6	10	106,68	102,08	2190	223555
2	6-7	30	320,04	306,24	365	111778
3	7-8	60	640,08	612,48	365	223555
4	8-10	100	1066,8	1020,8	730	745184
5	10-11	30	320,04	306,24	365	111778
6	11-13	60	640,08	612,48	730	447110
7	13-15	80	853,44	816,64	730	596147
8	15-16	60	640,08	612,48	365	223555
9	16-17	80	853,44	816,64	365	298074
10	17-19	100	1066,8	1020,8	730	745184
11	19-20	30	320,04	306,24	365	111778
12	20-22	70	746,76	714,56	730	521629
13	22-24	60	640,08	612,48	730	447110
Итого					8760	4806437

---

Смотрите также файлы

• Формулировка проблемы в виде вопроса.docx

• Задание по теме 1.docx

• План тестирования sharev2.docx

• Эконометрикалы модельдеуді.docx

• Отметить вопрос.docx