ЭСН и ЭО механического цеха серийного производства

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 Сейчас практически невозможно представить себе современную жизнь без электроприборов и электричества. Уже несколько поколений удивляются и не понимают – как когда-то люди жили без такого блага цивилизации – электрики? В квартирах есть свет, вся бытовая техника и все телекоммуникации работают от электрического напряжения. Но для создания такого комфорта многие ученые работали не одно столетие, чтобы в результате получить такое нужное, и в то же время такое опасное изобретение. Ведь электричество несет в себе и смертельную опасность, если не соблюдать элементарных правил безопасности. Это для электриков или электромонтеров все легко и просто, они не один год изучали и осваивали навыки обращения с кабельной продукцией и электричеством, чтобы создавать в домах и промышленных зданиях условия для полноценной жизни и работы. А сколько неприятностей и неудобств приносит нам простое отключение света вследствие какой-то аварии или погодных условий!

Но ток берется не из воздуха – для его передачи нам нужны провода и кабели. Их существует огромное количество видов, провода и кабели классифицируются по разным предназначениям и изготовляются из различных металлов – алюминий, серебро, медь, могут быть и разные металлические сплавы. Они изолируются для безопасной эксплуатации, и в таком виде их можно увидеть в каждом доме.

Когда на свет появился изобретатель и ученый Рудольф Дизель, тогда никто и представить себе не мог, какую пользу он принесет человечеству в области электроснабжения. Благодаря такому изобретению, как дизельный двигатель, люди без проблем могут позволить себе автономное электрообеспечение. А это дает возможность регулировать и неплохо экономить использование электричества.

 Небольшие поселки, микрорайоны, мини-заводы, больницы и школы  – все эти социальные здания часто становятся заложниками разных причин и обстоятельств, по которым могут ограничивать подачу электроснабжения. Для этого и были придуманы разные способы, как создать бесперебойную подачу электрики. К таким «помощникам» можно отнести дизельные электростанции, которые работают практически независимо от внешних аварийных факторов.

Люди уже настолько привыкли к цивилизованным, комфортным условиям, что вряд ли бы согласились отказаться от них. Научные изобретения постоянно удивляют нас и делают нашу жизнь все более беззаботной.

 

 

 

 

 

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

1. Исходные данные проекта

 

 

Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий.

Он является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет подготовительные операции (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках.

Для этой цели установлено основное оборудование: обдирочные, шлифовальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

МЦТМ получает ЭСН от ГПП или ПГВ завода.

Расстояние от ГПП до цеховой ТП–1.2 км. Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подается ЭСН ОТ ЭСН, расстояние - 8 км. Количество рабочих смен – 2.

Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН, работают в нормальной окружающей среде. Грунт в районе цеха – песок с температурой +20 ºС.

Каркас здания МЦТМ смонтирован из блоков – секций длинной 6 м каждый.

Размеры цеха А×В×Н=48×30×9 м.

Вспомогательные, бытовые и служебные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования цеха дан в таблице 3.5.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного оборудования показано на плане (рис. 3.5).

 

 

Таблица 1.1

№ на  плане	Наименование ЭО	Pном, кВт	n, шт	Ки	cosφ	tgφ	Приме- чание
1..5	Шлифовальные станки	88,5	5	0,14	0,5	1,73
6, 16, 18..20	Обдирочные станки типа РТ-341	45	5	0,17	0,65	1,17
17	Кран мостовой	60 кВ*А	1	0,1	0,5	1,73	ПВ=25%
21..23 29..31	Обдирочные станки типа РТ-250	35	6	0,17	0,65	1,17
24..28 34..36	анодно-механические станки типа МЭ-31	18,4	8	0,17	0,65	1,17
7..15	анодно-механические станки типа МЭ-12	10	9	0,17	0,65	1,17
32	Вентилятор вытяжной	28	1	0,6	0,8	0,75
33	Вентилятор приточный	30	1	0,6	0,8	0,75

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категорий электроснабжения.

 

В соответствий с ПУЭ электроприемником является электрическая часть технологической установки (электродвигатель, электропечь, и.т.п.) непосредственно получающая электроэнергию для технологического процесса. Отдельные технологические установки – потребители электроэнергий – могут иметь несколько электроприемников, например мостовые краны, металлорежущие станки и.т.п.

Главным характерным показателем потребителей  электроэнергий является их номинальная мощность. Для электроприводов с двигателями асинхронными и постоянного тока номинальные мощности выражены в киловаттах. Для синхронных двигателей должны быть известны полная мощность, потребляемая из сети, выраженная в киловольт – амперах, и номинальный коэффицент мощности . В последнем случае произведение кВ*А дает потребляемую из сети мощность в киловаттах, которая больше отдаваемой на величину потерь в синхронном двигателе. Номинальной (установленной) мощностью плавильных электропечей и сварочных машин является мощностью питающих их трансформаторов, выраженных в киловольт-амперах.

Для электроприемников с повторно – кратковременным режимом работы за номинальную применяется мощность, приведенная к продолжительному режиму.

Основным током в электроустановках промышленных предприятий (имеющих собственные электростанции или от районных энергосистем) является переменный трехфазный ток.

Главными потребителями  постоянного тока являются: электроприводы с двигателями стандартного напряжения, питающихся непосредственно отобщей сети (например двигатели подъемно – транспортных механизмов, двигатели вспомогательных прокатных станков и др.); электролизные установки, питающихся от специальных преобразователей с нестандартным напряжением, и внутризаводской электрофецированный транспорт.

Согласно действующему стандарту для распределения электроэнергий на предприятиях применяются:

Системы переменного трехфазного тока напряжением 220/127 и 380/220 В согласно ПУЭ также выполняются с заземленной нейтралью, что обеспечивают величину потенциала относительно земли на любом проводе не выше 250 В (в частности осветительных установок).

Системой однофазного тока 12 и 36 В, трехфазного 220/127 и 380/220 В и постоянного 2×220 В являются системами с кратковременным током замыкания на землю, так как последнее немедленно влечет за собой срабатывание защиты: сгорание плавких предохранителей или отключение автомата на поврежденной фазе.

В тяжелом машиностроений средняя мощность приводов станков массового машиностроения колеблется в пределах 5 – 10 кВт.

Все металлорежущие станки являются потребителями переменного тока. Напряжение переменного тока обычно применяются 380 В с нормальной частотой 50 Гц.

По степени беспробойности станки относятся ко 2 – й категорий. Опасен перерыв питания магнитных плит шлифовальных станков, так как при этом деталь с большей скоростью выбрасываются из под наждака, что при  отсутствий ограждения может привести к травматизму.

По условиям производства станки часто представляются, что требует специальных конструкций электросетей.

 

1.3 Анализ категорий электроснабжения.

 

Потребители второй категорий – включают приемники перерыв в  электроснабжении    которых  связан  с  массовым  недоотпуском  продукции,  простоем  рабочих,      механизмов  и  промышленного  транспорта,  нарушением  нормальной  деятельности  значительного  количества  городских  жителей. ЭП 2 категории рекомендуется обеспечивать электропитанием   от  двух   независимых   источников,   для   них допустимы перерывы   на   время,   необходимое   для   включения   резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады – не более 1 суток. 

Третья категория — все остальные электроприемники, не подходящие под  определения первой и второй категорий, например электроприемники цехов несерийного цехов, вспомогательных цехов и т.п. Для этих ЭП электроснабжение может выполняться при условии, что перерыв в электроснабжении не должен превышать 1 суток.

     

1.3 Анализ и  выбор схемы электроснабжения.

 

 

Выбор схемы электроснабжения определяется технологическим процессом производства, категорией надёжности, взаимным расположениям цеховых ТП и электроприёмников, их единичной мощностью. Схема должна быть проста, безопасна и удобна в эксплуатации, экономична и должна удовлетворять характеристики окружающей среды.

Схемы сетей распределения электроэнергии могут быть: радиальными, магистральными и смешанными

 

            Рис. 1.1  Радиальная схема распределения  электроэнергии

 

 

Радиальные схемы принимают при наличии групп сосредоточенных нагрузок  неравномерным распределениям их по площади. 

Энергия в радиальной сети от отдельного узла питания поступает к одному достаточно мощному потребителю или группе потребителей без ответвлений на пути для питания других потребителей.

Такие схемы должны обладать большим количеством отключающей аппаратуры и иметь значительное число питающих линий. Радиальные  схемы выполняются кабелем или воздушными линиями.

Достоинствам радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу потребителей, получающих питания по другой линии.

Недостатками является: малая экономичность из-за значительного расхода проводникового материала; большое число отключающей аппаратуры.

     Рис 1.2  Магистральная схема распределения электроэнергии.

 

Магистральные схемы применяются в системе внутреннего электроснабжения предприятия в том случае, когда потребителей достаточно много и радиальные схемы питания явно нецелесообразны. Обычно магистральные схемы обеспечивают присоединение пяти, шести подстанций с общей мощностью потребителей не более 5000-6000кВА.

Достоинством магистральной схемы являются малые затраты на расход проводникового материала, уменьшение числа высоковольтных отключающих апортов.

Недостатки: низкая надёжность, так как при исчезновении напряжения на магистрали все подключенные к ней потребители теряют питан6ия.

 

 

         Рис 1.3 Смешанная схема распределения электроэнергии.

 

В схемах смешанного питания часть потребителей (средние и мелкие) запитывается по магистральной схеме, а часть (крупные и ответственные) по радиальной такое решения позволяет создать схему внутреннего электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями. В практике такие комбинированные схемы часто встречаются.

Вывод:

Для данного цеха выбираем смешанную схему распределения электроэнергии, так как она сочетает достоинства обеих схем и зависит от фактического расположения электрических приемников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

  2.1 Расчёт электрических нагрузок

 

 

Создание промышленного предприятия начинается с проектирования- это непростое суммирования установленных (номинальных) мощностей электроприёмников предприятия, а определения ожидаемых (расчётных) значений электрических нагрузок.

Расчётная максимальная мощность, потребляемая электроприёмниками всегда меньше суммы номинальных мощностей всех этих электроприёмников. Это связано с неполной загрузкой электроприёмников, не одновременностью  их работы, случайным характером включения и отключения, зависящим от особенности технологического процесса.

Правильное определения расчётных нагрузок имеет большое значения для выбора исходных данных всех элементов схемы данного объекта, для определения денежных затрат при установке, монтаже и эксплуатации.