ЭСН и ЭО цеха металлоизделий

Введение

Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатываемой в нашей стране.

Актуальность данного курсового проекта заключается в том, что ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологии во всех отраслях производств выдвигают проблему их рационального электроснабжения.

В настоящее время электроэнергетика Казахстана является важнейшим жизнеобеспечивающей отраслью страны

Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

 

Цех металлоизделий является составной частью отрасли тяжелого машиностроения и предназначен для выпуска различных изделий для этого производства.

В цехе предусмотрено термическое отделение, в котором производится предварительная подготовка заготовок и окончательная подготовка готовых изделий.

В станочном отделении установлены станки различного назначения. Транспортные операции производятся с помощью мостовых кранов и наземных электротележек.

Кроме названных в цехе имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

Цех металлоизделий получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной  подстанции, расположенной на расстоянии 1,6 км от заводской подстанции глубокого ввода . Напряжение – 10 или 35 кВ. От энергосистемы электроснабжения до подстанции глубокого ввода – 15км.

Количество рабочих смен – 2. Потребители электроэнергии по надежностиэлектроснабжения – 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха – песок с температурой +10°C. Каркас здания сооружен из блоков  - секций блинной 4, 6, и 8 м каждый.

Размеры цеха A× B × H = 48 × 30 × 10 м.

Все помещения, кроме станочного и термического отделений, двухэтажные высотой 4 м.

Перечень ЭО цеха дан в таблице 3.13.

Мощность электропотребления (Pэп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного электрооборудования показаны на листе №1 графической части курсового проекта.

 

Таблица 1. Перечень электрооборудования цеха металлоизделий

№ на плане	Наименование ЭО	Pэп, кВт	Примечание
1	2	3	4
1, 31, 42	Краны мостовые	25	ПВ = 25 %, ПКР
2, 3, 14	Продольно-строгальные станки	12,2	ДР
15…17	Плоско-шлифовальные станки	3	ДР, 1 – фазные
4…8, 32…35, 39…41	Токарно-револьверные станки	3,5	ДР
9…13	Токарные станки	15	ДР
18, 19	Вертикально-сверлильные станки	2,5	ДР, 1 – фазные
20	Расточный станок	13	ДР
21, 22	Фрезерные станки	3,8	ДР
23, 24	Радиально-сверлильные станки	9,5	ДР
25	Электрическая печь сопротивления	60	ДР
26, 27	Электрические печи индукционные	24	ДР
28…30	Электродуговые печи	50
36…38	Вентиляторы	5	ДР

 

2. Расчет электрических нагрузок цеха металлоизделий

 

2.1 Расчет ЛЭП и выбор  неизолированных проводов

 

Рассчитать линию электропередачи - это значит определить:

- сечение провода и  сформировать марку;

- потери мощности;

- потери напряжения.

Сечение провода, соответствующее минимальной стоимости передачи электроэнергии, называют экономическим. Правила устройства электроустановок рекомендуют для определения расчетного экономического сечения (Sэк) метод экономической плотности тока.

 

                                                    Sэк = ,                                                   (1)

 

где Sэк - экономическое сечение провода, мм2;

      Iм.р - максимальный расчетный ток в линии при нормальном режиме работы, А.

Для трехфазной сети

 

                                                 Iм.р =                                                  (2)

 

jэк - экономическая плотность тока, А/мм2; принимается на основании опыта эксплуатации.

jэк = F(Tм, вид проводника),

 

где Тм - время использования максимальной нагрузки за год, час.

Полученное расчетное экономическое сечение (Sэк) приводят к ближайшему стандартному значению.

Если получено большое сечение, то берется несколько параллельных проводов (линий) стандартного сечения так, чтобы суммарное сечение было близко к расчетному.

 

По экономической плотности тока определяется расчетное сечение проводов и приводится к стандартному значению:

 

jэк = F(Тм,Al) =F(5000,Аl) = 1,7 А/мм2

 

Sэк = = = 34,3

 

С учетом тока и экономической плотности выбирается сечение провода 3х35 марки А35.

По полному току и экономической плотности тока определяется сечение кабеля линии:

 

Sэк = =  = 37

 

Выбирается сечение кабеля ВВГ 3х50+1х25

          Рассчитывается провод по току  и экономическому сечению:

 

SРП1 = = 2,609

 

SРП2 = = =2,72

 

SШМА1 = = = 38,24

 

SШМА2 = = = 34,4

 

SЩО = = = 1,48

 

SЩОУ = = =  24,9

 

 

2.2 Расчет электрических  нагрузок методом упорядоченных  диаграмм

 

Одним из очень важных этапов при проектировании системы электроснабжения предприятия является определение расчётных нагрузок, а не простое суммирование установленных мощностей.

Расчетная максимальная мощность, которая потребляется электроприемниками предприятия, всегда меньше суммы номинальных мощностей этих приемников. Это объясняется неполной загрузкой мощностей электроприёмников, разновременностью их работы, обеспечением условий труда обслуживающего персонала.

От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит степень капиталовложений при организации электроснабжения. Завышение ожидаемых нагрузок ведёт к удорожанию строительства, перерасходу материалов, неоправданному увеличению питающих мощностей.

Занижение нагрузок, либо проектирование электроснабжения без учёта перспективного роста мощности производства может привести к дополнительным потерям мощности, перегрузке оборудования, либо к необходимости кардинальной перестройке системы электроснабжения.

Для определения расчетных нагрузок наиболее часто используется метод упорядоченных диаграмм. Метод применим, когда известны номинальные данные всех электроприёмников предприятия с учётом их размещения на территории предприятия.

Определяется средняя нагрузка групп приёмников за максимально загруженную смену Рсм и расчётный получасовой максимум Рр:

 

                                                 Рсм=kи*Рном                                                      (3)

 

Расчётная максимальная нагрузка:

 

                                                    Рр=kм*Рсм                                                           (4)

 

где kм – коэффициент максимума, в данном случае активной мощности, принимаемой по графикам, в зависимости от коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников.

Коэффициент максимума характеризует превышение максимальной нагрузки над средней за максимально загруженную смену.

Величина, обратная коэффициенту максимума называется коэффициентом заполнения графика нагрузки kзап:kзап

 

                                                  kм= =                                                          (5)

 

Расчёты нагрузок проводят для активных и для реактивных мощностей.

При расчёте соблюдается порядок расчёта по методу упорядоченных диаграмм:

1) все электроприёмники  разбиваются на однородные по  режиму работы группы с одинаковыми  значениями коэффициентов использования  и коэффициентов мощности,

2) в каждой группе электроприёмников  и по узлу в целом находят  пределы их номинальных мощностей  и приведённое число приёмников, при этом все электроприёмники  приводятся к ПВ=100%,

3) подсчитывается номинальная мощность узла,

4) определяется для групп  электроприёмников коэффициент использования и коэффициент мощности cosφ по справочным таблицам и по характеристикам оборудования,

5) определяется активная  и реактивная потребляемая мощность  за наиболее загруженную смену:

 

                                     Qсм=Рсм*tgφ,                                                      (6)

 

6) определяется суммарная  активная и реактивная нагрузка  для узла для разнородных групп  электроприёмников,

7) определяется средневзвешенное значение коэффициента использования узла и коэффициента мощности по tgφуз:Рном

 

                                               Kи.уз=                                                              (7)

 

                                               tgφ =                                                                (8)

 

8) определяется эффективное  приведённое число электроприёмниковnп,

9) с учётом коэффициента  максимума определяется расчётная  максимальная нагрузка,

10) определяется полная  мощность:

 

                                             Sр=                                                             (9)

 

и расчётный ток:

                                             Ip=                                                                  (10)

 

 

 

 

Рис. 1. Схема электроснабжения цеха  

 

 

 

 

 

 

 

Секция 1	Нагрузка приведенная, кВт		Секция 2
РП1			РП2
Краны мостовые 3 × 23	69	27	3× 9 Плоско-шлифовальные станки
		15	2 × 7.5 Вертикально-сверлильные танки
ШМА2			ШМА2
Продольно-строгальные станки 1 × 12,2	12,2	24,2	2 × 12,2 Продольно-строгальные станки
Токарно-револьверные станки 6 × 3,5	21	21	6 × 3,5 Токарно-револьверные станки
Токарные станки 2 × 15	30	45	3 × 15 Токарные станки
Фрезерные станки 1×3,8	3,8	3,8	1×3,8 Фрезерные станки
Радиально-сверлильные станки 1× 9,5	9,5	9,5	1× 9,5 Радиально-сверлильные станки
Электрические печи индукционные 1×24	24	24	1×24 Электрические печи индукционные
Электродуговые печи 1×50	50	100	2×50 Электродуговые печи
Вентиляторы 2×5	10	5	1×5 Вентиляторы
Электрическая печь сопротивления 1×60	60	13	1× 13 Расточный станок
ИТОГО	289,5	287,5	ИТОГО