Электроснабжение электромеханического цеха

 

Введение

 

Системой электроснабжения называют совокупность устройств производства, передачи и распределения электроэнергии ( далее ЭЭ). Системы электроснабжения промышленных предприятий (далее ПП) создаются для обеспечения питания  ЭЭ промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели разных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Задача электроснабжения (ЭС) ПП возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти) или местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей ЭЭ – городов и ПП. Передача ЭЭ на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения.

В настоящее время большинство  потребителей получают ЭЭ от энергосистемы. В то же время на ряде предприятий  продолжается сооружение и собственных  теплоэлектростанций.

Необходимость в производстве ЭЭ на фабрично-заводских электростанциях обуславливается следующими причинами:

- потребность в теплоте для технологических целей и отопления, и фиктивностью попутного производства при этом ЭЭ;

- необходимостью резервного питания для ответственных потребителей (второй независимый источник питания);

- необходимость использования вторичных ресурсов;

- большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистем.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения (СЭС) ПП. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных теплоэлектростанций. Возникает необходимость внедрять автоматизацию СЭС ПП и производственных процессов, осуществлять  в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления, и вести активную работу по экономии ЭЭ.

Переход на автоматизированные системы управления может быть успешным только при наличии средств автоматики и квалифицированных инженеров в области автоматизированного электроснабжения.

 

Краткая характеристика производства

и потребителей электроэнергии.

 

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, выполняющего и обрабатывающего металл. Электромеханический цех имеет станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные, токарные, фрезерные, строгальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены помещения для цеховой трансформаторной подстанции, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. Электромеханический цех получает электроснабжение от подстанций глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от подстанции глубокого ввода до цеховой трансформаторной подстанции – 0.5 км, а от ЭНС до ПГВ – 10 км. Напряжение на ПГВ – 10кВ.

Количество рабочих смен – 2. Потребители электроэнергии цеха имеют 2 и 3 категорию надежности электроснабжения.

Грунт в районе электромеханического цеха – песок с температурой + 20^оС. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н=48х30х9 м.

Вспомогательные помещения  двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования ЭМЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указаны для одного электроприемника.

Расположение основного  оборудования показано на плане.

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Перечень ЭО ремонтно механического цеха

№ на плане	Количество	Наименование ЭО	РНОМ, кВт	КИ	cosφ	Примечание
1,21	2	Краны мостовые	12,6	0,1	0,5	ПВ=25%
2,3,22, 23	4	Манипуляторы электрические	3,2	0,1	0,5
6,28	2	Точильно-шлифовальные станки	2	0,12	0,5
7,8,26, 27	4	Настольно-сверлильные  станки	2,2	0,14	0,5
9,10,29, 30	4	Токарные полуавтоматы	10	0,13	0,5
11…14	4	Токарные станки	13	0,12	0,5
15….20 33…37	9	Слиткообдирочные станки	3	0,17	0,65
24,25	2	Горизонтально-фрезерные  станки	7	0,1	0,5
31,32	2	Продольно-строгальные  станки	10	0,14	0,5
41	1	Тельфер	5	0,1	0,5
42,43	2	Вентиляторы	4,5	0,6	0,5
38…40	3	Анодно-механические станки	75	0,17	0,65

 

Определение расчетных  силовых нагрузок

Все электроприемники объекта делятся  на группы. Каждой группе присваивается  номер от 1 до 100.

Затем намечается схема электроснабжения объекта и для каждого узла фиксируются электроприемники, которые подключены к узлу. Исходные данные для всех ЭП приведены в таблице 1.

Данные по всему объекту  заносятся в файл результатов relna.dis в диалоговом режиме во время работы программы.

Расчет электрических  нагрузок проводится для:

а) отдельно взятого распределительного пункта (РП);

б) цеха.

Расчет электрических  нагрузок РП1

Исходные данные приведены в таблице 2

Тип установки	Количество  ЭП (Ni), шт	Номинальная мощность ЭП (Pном,i), кВт			Коэффициент мощности (cosφ)	Коэффициент использования (Ки,i)	Группа
Краны мостовые	1	12,6			0,5	0,1	А
Манипуляторы электрические	2	3,2			0,5	0,12	А
Точильно-шлифовальные станки	1	2			0,5	0,12	А
Настольно –сверлильные станки	2	2,2			0,5	0,14	А
Токарные полуавтоматы	2		10	0,5		0,65		А

 

1. Определяется общее число электроприемников РП (n):   

,

 где m – количество групп ЭП;

 n_i – количество ЭП в i – ой группе.

.

 

 

2 Исходя из таблицы 2, определяем долю ЭП группы А:

Так как все приемники  относятся к группе А, то расчет будем вести по группе А.

3. Определяем суммарную номинальную активную мощность группы  ЭП ( , кВт) :

,

где    – номинальная активная мощность i – го ЭП.

;

4. Определяем суммарную номинальную реактивную мощность группы ЭП ( , квар) :

,

где – коэффициент реактивной мощности i–го ЭП, соответствующий                                                                                                            cosφ приведенным в таблице 2;

 кВар;

5. Определяем среднюю активную мощность ( , кВт) :

,

    где    – коэффициент использования i–го ЭП;

 кВт;

6. Определяем среднюю реактивную мощность ( , кВар) :

;

7. Определяем эффективное число электроприемников группы А ( ) :

 

 

.

8 Определяем коэффициент использования РП ( ) группы А:

;

.

8. По таблице на с.48 /6/ находим коэффициент максимума ( ) для 4, при 0,54. Занесем все в таблицу 3.

Таблица 3 – Значения коэффициента максимума

Эффективное число электроприемников	Коэффициент использования
	0,1	0,15
	Коэффициент максимума
5	3,23	2,64
6	30,4	2,64

Рассмотрим две точки:

.

 

 

 

 

 

 

Коэффициент использования	Эффективное число электроприемников
	5	6
0,1	3,23	3,04

 

Тогда коэффициент максимума по активной мощности ( ) при

.

9. Определяем коэффициент максимума по реактивной мощности ( ):

 

10.  Определяем расчетную активную мощность ( , кВт) :

11. Определяем расчетную реактивную мощность ( , кВар) :

 кВар.

12. Определяем средний коэффициент мощности РП ( ):

;

.

13. Определяем полную расчетную мощность РП ( , кВА) :

;

 кВА.

14. Определяем расчетный ток ( , кА) :

,

     где   – номинальное напряжение РП, кВ ;

 А.

Расчет закончен. Правильность ручного расчета подтверждается совпадением результатов с результатами, полученными в распечатке в приложении.

Распечатки результатов  автоматизированного расчета, выполненного с помощью программы RELNA пакета прикладных программ PRES-1.