Проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков (стр. 1 из 5)
ВВЕДЕНИЕ
Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которого приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.
В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.
Энергетическая политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования, реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией. Кроме прямого энерго- и ресурсосбережения существует целый ряд актуальных задач, решение которых в конечном итоге приводит к тому же эффекту в самих производственных установках, в производстве в целом. Сюда, в первую очередь, относится повышение надежности электроснабжения, так как внезапное, иногда даже весьма кратковременное прекращение подачи электропитания может привести к большим убыткам в производстве. Но повышение надежности связано с увеличением стоимости системы электроснабжения, поэтому важной задачей должно считаться определение оптимальных показателей надежности, выбор оптимальной по надежности структуры системы электроснабжения. Также важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит, помимо прочих нежелательных явлений, к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. Важное значение приобрело измерение показателей качества электроэнергии. За последние десятилетия достигнуты значительные успехи не только в микроэлектронике, но и в электроаппаратостроении, в разработке новых электрических и конструкционных материалов, в кабельной технике. Эти достижения открывают новые возможности в способах канализации электроэнергии и в конструкции распределительных устройств (РУ). В частности, применение новых комплектных легко заменяемых узлов электрических сетей и сетевых устройств может потребоваться в быстро изменяющихся производственных условиях современных предприятий.
Объект исследования – цех металлорежущих станков.
Предмет исследования – проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков.
Целью данного курсового проекта является овладение основами проектирования электроснабжения цеха металлорежущих станков.
Поставленная цель предполагает решение следующих задач:
1. изучить и проанализировать литературу, нормативные документы по электроснабжению объектов отрасли;
2. рассчитать характеристики данного оборудования;
3. спроектировать схему электроснабжения;
4. разработать мероприятия по правилам технической безопасности;
5. обобщить результаты, сделать выводы и оформить работу.
При написании курсового проекта применялись методы сбора первичной информации, аналитический и метод систематизации.
Структура данной работы: 1) введение, 2) теоретическая, практическая, графическая часть, 3) заключение, 4) список литературы.
1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕХА
1.1 Характеристика объекта электроснабжения, электрических нагрузок и его технологического процесса
Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (наиболее распространенным является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное исполнение цехов сетей оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещении по территории цеха, номинальные токи и напряжения.
Цех металлорежущих станков (ЦМС) предназначен для серийного производства деталей по заказу.
ЦМС предусматривает наличие производственных, служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Металлорежущие станки различного назначения размещены в станочном, заточном и резьбошлифовальном отделениях.
Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.
Цех получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,3 км от главной понизительной подстанции (ГПП) завода. Подводимое напряжение – 10 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 15 км.
Потребители электроэнергии относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения.
1) приемники 2 категории – перерыв электроснабжения, которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Приемники 2 категории рекомендуется обеспечивать электроснабжением от двух независимых источников питания;
2) приемники 3 категории – остальные приемники, неподходящие под определение 1и 2 категории. Перерыв электроснабжения этих приемников не приводит к существенным последствиям, простоям и другим неблагоприятным последствиям. Для таких электроприемников достаточного источника питания при условии, что перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного элемента СЭС, не превышает 1 суток.
Количество рабочих смен – 3. Грунт в районе цеха – глина при температуре +5 ° С.
Каркас здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 м каждый.
Размеры цеха A*B*H=50*30*8 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.
1.2 Классификация здания объекта по взрывобезопасности, пожаробезопасности и электробезопасности
Цех металлорежущих станков по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества.
По электробезопасности цех относится к классу ПО (повышенной опасности), так как в цехе очень много токоведущих частиц (пыли, стружки и т.д.) металла, которые оседают на ЭО. Также возможно соприкосновение обслуживающего персонала одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей.
Все приемники по режиму работы разделяются на 3 основных типа: продолжительный, кратковременный и повторнократковременный.
Продолжительный режим является основным для большинства ЭО. Это режим, при котором превышение температуры нагрева электроприемника над температурой окружающей среды достигает определенной величины τуст. Установившаяся температура считается такой, если она в течение часа не изменялась. В этом режиме работают все станки, печи, насосы, компрессоры и вентиляторы.
Кратковременный режим работы характеризуется небольшими включениями и длительными паузами. В этом режиме работают вспомогательные механизмы станков и другого оборудования.
Повторнократковременный режим – это кратковременные периоды работы, чередующиеся с паузами, при этом периоды включения не на столько велики, чтобы температура превысила установившееся значение, но и при паузах не успевает остыть, в конечном итоге достигая средней величины.
В этом режиме работают грузоподъемные механизмы, прокатные станы и сварочные аппараты.
1.3 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформаторов
Создание любого промышленного объекта начинается с его проектирования. Не простое суммирование установленных (номинальных) мощностей ЭП предприятия, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым и основополагающим этапам проектированием СЭС. Расчетная максимальная мощность, потребляемая электрприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих ЭП.
Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электросети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы.
Существующие методы определения расчетных нагрузок основаны на обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий.
Для расчета нагрузок разделим все ЭП цеха на 3 группы распределенных по силовым шкафам.
Силовой шкаф №1.
1) Данные по приемникам
Р1,11,40 = 2,1 кВт, kи = 0,1, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73
Р2,3,4 = 3,5 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73
Р5,10=8 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73
Р6,7 =5,2 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73
Р8,9 =3,2 кВт, kи = 0,14, cosφ = 0,5; tgφ = 1,73
2) Определяем активную номинальную групповую мощность приемников, приведенных к длительному режиму
(1)3) Определяем активную среднюю мощность за наиболее нагруженную смену
(2)4) Определяем средний коэффициент использования группы электроприемников
(3)по таблице выбираем кmax=2,54
5) Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее нагруженную смену
(4)6) Определяем средневзвешенный tg φ
(5)7) Определяем показатель силовой сборки в группе
(6)