Файл: 1. Характеристика производства и приемников электрической энергии 4.doc
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 300
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СодержаниеВведение 21. Характеристика производства и приемников электрической энергии 41.1. Описание технологического процесса 41.2. Характеристика основных приемников электрической энергии цеха 41.3. Характеристика производственной среды с классификациейпомещений по окружающей среде 62. Выбор электрооборудования 73. Разработка принципиальной схемы электроснабжения 94. Расчет электрических нагрузок 104.1. Расчет электрических нагрузок участков цеха и предприятия 104.2. Расчет электрических нагрузок электроосвещения 125. Расчет мощности компенсирующих устройств 146. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов,месторасположения и типа цеховой подстанции 156.1. Типовой расчет трансформаторов 156.2. Выбор комплектных устройств в сетях с напряжением до 1000 В 177. Расчет распределенной электрической сети 207.1. Расчет силовой электрической сети 207.2 Расчет осветительной сети цеха 228. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры 238.1. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры силовой сети 238.2 Выбор аппаратуры осветительной сети 279. Определение годового расхода и годовой стоимости энергии,потребляемой цехом 28Заключение 30Список литературы 31ВведениеЭлектрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управлении им. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.
Электромашиностроение – одна из ведущих отраслей машиностроительной промышленности. Процесс изготовления электрической машины складывается из операций, в которых используется разнообразное технологическое оборудование. При этом основная часть современных электрических машин изготовляется методами поточно-массового производства. Специфика электромашиностроения заключается главным образом в наличии таких процессов, как изготовление и укладка обмоток электрических машин, для чего применяется нестандартизированное оборудование, изготовляемое обычно самими электромашиностроительными заводами.Электромашиностроение характерно многообразием процессов, использующих электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка металлов и материалов давлением и резанием, термообработка и т.д. Предприятия электромашиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными, компрессорными и вентиляторными установками.Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Для обеспечении подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Для передачи электроэнергии на большие расстояния используются сверхдальние линии электропередач (ЛЭП) с высоким напряжением: 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока.В современных многопролетных цехах автомобильной промышленности широко используют комплектные трансформаторные подстанции (КТП), комплектные распределительные установки (КРУ), силовые и осветительные шинопроводы, аппараты коммутации, защиты, автоматики, контроля, учета и так далее. Это создает гибкую и надежную систему электроснабжения, в результате чего значительно уменьшаются расходы на электрообеспечение цеха.Автоматизация затрагивает не только отдельные агрегаты и вспомогательные механизмы, но во все большей степени целые комплексы их, образующие полностью автоматизированные поточные линии и цехи.
Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а так же возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов.Целью настоящей курсовой работы является проектирование электроснабжения механического цеха. Основной задачей настоящего проекта является проектирование надежного бесперебойного электроснабжения приемников цеха с минимальными капитальными затратами и эксплуатационными издержками и обеспечение высокой безопасности.1. Характеристика производстваи приемников электрической энергии1.1. Описание технологического процессаМеханический цех относится к основному производству машиностроительного предприятия. В нем выполняются операции по обработке деталей после отливки и доведение их до завершенного состояния с последующей отправкой в цех сборки. Преобладает оборудование по обработке металлов резанием. Присутствуют станки массового производства с ЧПУ.Размеры цеха 24х22х4 м. Согласно требуемой технологии обработки изделий цех оснащен современными металлорежущими станками. Имеется общепромышленное оборудование – это подъемно-транспортные механизмы, вентиляторы1.2. Характеристика основных приемников электрической энергии цехаОсновными потребителями электрической энергии механического цеха являются металлорежущие станки, вентиляторы и краны. Цех оснащен станками различного назначения: токарные, сверлильные, шлифовальные, фрезерные, плоско и круглошлифовальные, заточные, координатно-расточные, МРС с ЧПУ и другие.Согласно Правилам Устройства Электроустановок электроприемники по бесперебойности электроснабжения относятся ко II и III категории. Электроприемники работают в повторно-кратковременном (ПКР) и длительном режимах.Важной технической задачей, которую нужно решать при проектировании электроснабжения, является выбор напряжения силовой и осветительной сети. От правильности выбора будут зависеть потери напряжения, электроэнергии и многие другие факторы. Выбор напряжения основывается на сравнении технико-
экономических показателей различных вариантов. При выборе напряжения для питания силовых и осветительных потребителей следует отдавать предпочтение варианту с более высоким напряжением, так как чем больше величина U, тем меньше ток в проводах, тем меньше сечение, меньше потери мощности и энергии.Согласно Правилам Устройства Электроустановок и Правилам Технической Эксплуатации в Российской Федерации для электроустановок с U ≤ 1000 В приняты следующие стандартные напряжения переменного тока: 110 В, 220 В, 380 В, 660 В. Наибольшее распространение на предприятиях машиностроительной промышленности получила система трехфазного тока напряжением 380/220 В частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью. Широко используется так же система напряжения 660/380 В.Для проектируемого цеха применяем систему трёхфазного переменного тока с напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью, что позволяет питать от одних и тех же трансформаторов силовые и осветительные нагрузки. Силовые потребители питаются напряжением 380 В, а освещение напряжением 220 В.При питании силовой и осветительной сети от однотрансформаторной ТП возникает мигание света осветительных приборов, так как происходит запуск мощных двигателей и возникают большие пусковые токи. Поэтому питание осуществляют от двухтрансформаторной КТП. Силовые приемники с большими и частыми пиковыми нагрузками нужно подключить к одному из трансформаторов КТП, а более «спокойную» нагрузку к другому трансформатору. В этом случае рабочее освещение необходимо запитывать от трансформатора со «спокойной» нагрузкой, а аварийное освещение от трансформатора с «неспокойной» нагрузкой, с тем чтобы обеспечить надлежащее качество рабочего освещения.Выбор схемы электроснабжения приемников цеха зависит от многих факторов:- мощности отдельных потребителей;- расположения потребителей;- площади цеха;- технологического процесса цеха, определяющего категорию электроприемников по бесперебойности электроснабжения.Система электроснабжения должна удовлетворять следующим требованиям:- удобство и надежность обслуживания;- надлежащее качество электроэнергии;- бесперебойность и надежность электроснабжения как в нормальном, так и в аварийном режиме;
- экономичность системы, то есть наименьшие капитальные затраты и эксплуатационные издержки;- гибкость системы, то есть возможность расширения производства без существенных дополнительных затрат.Для передачи и распределения электроэнергии к цеховым потребителям применяем наиболее совершенную схему блока «трансформатор – магистраль», что удешевляет и упрощает сооружение цеховой подстанции. Такие схемы очень распространены и обеспечивают гибкость системы и ее надежность, а также экономичность в расходе материалов.1.3. Характеристика производственной среды с классификацией помещений по окружающей средеВ цехе производятся работы по холодной обработке металла. Среди технологического оборудования отсутствует оборудование, излучающее тепло в большом количестве (сушилки, обжигательные печи, котельные установки). Отходами производства является металлическая стружка. Данное помещение не является пыльным и жарким. Относительная влажность воздуха в нем не превышает 60%. Следовательно помещение, согласно Правил эксплуатации электроустановок, является нормальным.В отношении опасности поражения людей электрическим током цех является помещением с повышенной опасностью, так как пол в нем является токопроводящим.2. Выбор электрооборудованияТаблица 1. Выбор электрооборудования*
Электромашиностроение – одна из ведущих отраслей машиностроительной промышленности. Процесс изготовления электрической машины складывается из операций, в которых используется разнообразное технологическое оборудование. При этом основная часть современных электрических машин изготовляется методами поточно-массового производства. Специфика электромашиностроения заключается главным образом в наличии таких процессов, как изготовление и укладка обмоток электрических машин, для чего применяется нестандартизированное оборудование, изготовляемое обычно самими электромашиностроительными заводами.Электромашиностроение характерно многообразием процессов, использующих электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка металлов и материалов давлением и резанием, термообработка и т.д. Предприятия электромашиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными, компрессорными и вентиляторными установками.Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Для обеспечении подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Для передачи электроэнергии на большие расстояния используются сверхдальние линии электропередач (ЛЭП) с высоким напряжением: 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока.В современных многопролетных цехах автомобильной промышленности широко используют комплектные трансформаторные подстанции (КТП), комплектные распределительные установки (КРУ), силовые и осветительные шинопроводы, аппараты коммутации, защиты, автоматики, контроля, учета и так далее. Это создает гибкую и надежную систему электроснабжения, в результате чего значительно уменьшаются расходы на электрообеспечение цеха.Автоматизация затрагивает не только отдельные агрегаты и вспомогательные механизмы, но во все большей степени целые комплексы их, образующие полностью автоматизированные поточные линии и цехи.
Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а так же возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов.Целью настоящей курсовой работы является проектирование электроснабжения механического цеха. Основной задачей настоящего проекта является проектирование надежного бесперебойного электроснабжения приемников цеха с минимальными капитальными затратами и эксплуатационными издержками и обеспечение высокой безопасности.1. Характеристика производстваи приемников электрической энергии1.1. Описание технологического процессаМеханический цех относится к основному производству машиностроительного предприятия. В нем выполняются операции по обработке деталей после отливки и доведение их до завершенного состояния с последующей отправкой в цех сборки. Преобладает оборудование по обработке металлов резанием. Присутствуют станки массового производства с ЧПУ.Размеры цеха 24х22х4 м. Согласно требуемой технологии обработки изделий цех оснащен современными металлорежущими станками. Имеется общепромышленное оборудование – это подъемно-транспортные механизмы, вентиляторы1.2. Характеристика основных приемников электрической энергии цехаОсновными потребителями электрической энергии механического цеха являются металлорежущие станки, вентиляторы и краны. Цех оснащен станками различного назначения: токарные, сверлильные, шлифовальные, фрезерные, плоско и круглошлифовальные, заточные, координатно-расточные, МРС с ЧПУ и другие.Согласно Правилам Устройства Электроустановок электроприемники по бесперебойности электроснабжения относятся ко II и III категории. Электроприемники работают в повторно-кратковременном (ПКР) и длительном режимах.Важной технической задачей, которую нужно решать при проектировании электроснабжения, является выбор напряжения силовой и осветительной сети. От правильности выбора будут зависеть потери напряжения, электроэнергии и многие другие факторы. Выбор напряжения основывается на сравнении технико-
экономических показателей различных вариантов. При выборе напряжения для питания силовых и осветительных потребителей следует отдавать предпочтение варианту с более высоким напряжением, так как чем больше величина U, тем меньше ток в проводах, тем меньше сечение, меньше потери мощности и энергии.Согласно Правилам Устройства Электроустановок и Правилам Технической Эксплуатации в Российской Федерации для электроустановок с U ≤ 1000 В приняты следующие стандартные напряжения переменного тока: 110 В, 220 В, 380 В, 660 В. Наибольшее распространение на предприятиях машиностроительной промышленности получила система трехфазного тока напряжением 380/220 В частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью. Широко используется так же система напряжения 660/380 В.Для проектируемого цеха применяем систему трёхфазного переменного тока с напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью, что позволяет питать от одних и тех же трансформаторов силовые и осветительные нагрузки. Силовые потребители питаются напряжением 380 В, а освещение напряжением 220 В.При питании силовой и осветительной сети от однотрансформаторной ТП возникает мигание света осветительных приборов, так как происходит запуск мощных двигателей и возникают большие пусковые токи. Поэтому питание осуществляют от двухтрансформаторной КТП. Силовые приемники с большими и частыми пиковыми нагрузками нужно подключить к одному из трансформаторов КТП, а более «спокойную» нагрузку к другому трансформатору. В этом случае рабочее освещение необходимо запитывать от трансформатора со «спокойной» нагрузкой, а аварийное освещение от трансформатора с «неспокойной» нагрузкой, с тем чтобы обеспечить надлежащее качество рабочего освещения.Выбор схемы электроснабжения приемников цеха зависит от многих факторов:- мощности отдельных потребителей;- расположения потребителей;- площади цеха;- технологического процесса цеха, определяющего категорию электроприемников по бесперебойности электроснабжения.Система электроснабжения должна удовлетворять следующим требованиям:- удобство и надежность обслуживания;- надлежащее качество электроэнергии;- бесперебойность и надежность электроснабжения как в нормальном, так и в аварийном режиме;
- экономичность системы, то есть наименьшие капитальные затраты и эксплуатационные издержки;- гибкость системы, то есть возможность расширения производства без существенных дополнительных затрат.Для передачи и распределения электроэнергии к цеховым потребителям применяем наиболее совершенную схему блока «трансформатор – магистраль», что удешевляет и упрощает сооружение цеховой подстанции. Такие схемы очень распространены и обеспечивают гибкость системы и ее надежность, а также экономичность в расходе материалов.1.3. Характеристика производственной среды с классификацией помещений по окружающей средеВ цехе производятся работы по холодной обработке металла. Среди технологического оборудования отсутствует оборудование, излучающее тепло в большом количестве (сушилки, обжигательные печи, котельные установки). Отходами производства является металлическая стружка. Данное помещение не является пыльным и жарким. Относительная влажность воздуха в нем не превышает 60%. Следовательно помещение, согласно Правил эксплуатации электроустановок, является нормальным.В отношении опасности поражения людей электрическим током цех является помещением с повышенной опасностью, так как пол в нем является токопроводящим.2. Выбор электрооборудованияТаблица 1. Выбор электрооборудования*
| Наименование участка | Номер по плану | Технологическое оборудование | Тип электрооборудования | Количество оборудования, согласно варианту | Номинальные параметры электрооборудования | |||
| тип | мощность, кВт | мощность, кВт | cosφ | Ки | ||||
| механический | 1 | металлорежущие станки | 4 | станок координатно-расточный | 4 | 1 | 0,6 | 0,16 |
| 8 | станок сверлильный | 5 | 1,6 | |||||
| 6 | станок сверлильный | 3 | 2 | |||||
| 10 | станок радиально-сверлильный | 4 | 2,5 | |||||
| 2 | 20 | станок круглошлифовальный | 4 | 5 | ||||
| 42 | станок плоскошлифовальный | 6 | 7 | |||||
| 50 | станок токарно-винторезный | 5 | 10 | |||||
| 60 | станок токарно-винторезный | 4 | 15 | |||||
| 102,5 | станок вертикально-фрезерный | 5 | 20,5 | |||||
| 3 | карусельные станки с ЧПУ | 105 | станки карусельные с ЧПУ | 1 | 105 | 0,7 | 0,6 | |
| 125 | 1 | 125 | ||||||
| 150 | 1 | 150 | ||||||
| 4 | универсальные станки с ЧПУ | 55 | станки универсальные с ЧПУ | 1 | 55 | |||
| 70 | 1 | 70 | ||||||
| 170 | 2 | 85 | ||||||
| 5 | вентиляторы | 15 | вентиляторы | 2 | 7,5 | 0,85 | 0,8 | |
| 44 | 4 | 11 | ||||||
| 6 | кран-балки | 44 | кран-балки | 2 | 22 | 0,5 | 0,06 | |