ЭСН и ЭО участка токарного цеха

 

 

Аннотация

 

В курсовом  проекте рассмотрено электроснабжение участка токарного цеха.

Проект состоит из 3 частей: раздела исходных данных к проекту, расчетного раздела, графической части.

В разделе  исходных данных к проекту представлена характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта.

В расчетном разделе представлен расчет электрических нагрузок: силовой при U=380В, сети электроосвещения, суммарной; расчет силовой питающей и распределительной сети при U=380В с выбором сечения проводов, кабелей и аппаратов защиты; выбор средств компенсации реактивной мощности с определением их типа, места подключения к схеме и места установки; обоснование выбора схемы электроснабжения, при U = 6/10кВ и схема ТП; расчет нагрузки при U =6/10кВ и линий питающих цеховую ТП; расчет токов короткого замыкания; расчет наружного заземления и конструктивное исполнение сети заземления; выбор оборудования цеховой подстанции.

В графической части представлен план электрооборудования цеха с разводкой электропитания и схема электроснабжения оборудования цеха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение	3
1. Раздел исходных данных к  проекту
1.1 Характеристика объекта с  исходными данными на разработку  проекта
1.2 Схема и конструктивное исполнение  силовой сети 380В с выбором электрооборудования и комплектных устройств
2. Расчетный раздел
2.1 Расчет электрических нагрузок: силовой при U=380В, сети электроосвещения, суммарной
2.2 Расчет силовой питающей и распределительной сети при U=380В с выбором сечения проводов, кабелей и аппаратов защиты
2.3 Выбор средств компенсации  реактивной мощности с определением их типа, места подключения к схеме и места установки
2.4 Обоснование выбора схемы  электроснабжения, при U = 6/10кВ и схема ТП
2.5 Расчет нагрузки при U =6/10кВ и линий питающих цеховую ТП
2.6 Расчет токов короткого замыкания
2.7 Расчет наружного заземления  и конструктивное исполнение  сети заземления
2.8 Выбор оборудования цеховой  подстанции
3. Графическая часть
3.1 План электрооборудования цеха  с разводкой электропитания
3.2 Схема электроснабжения оборудования  цеха
4. Список литературы

 

 

 

 

 

Введение

 

К области электроснабжения относятся: производство, передача и распределение электроэнергии. Электроэнергию вырабатывают электростанции, которые подразделяются на гидравлические и тепловые. Последние в свою очередь делятся на конденсаторные, противодавленческие и смешанные.

Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия, которые обычно находятся либо в соответствующих сырьевых районах, либо в близи населённых пунктов промышленных районов.

Очевидно, что месторасположения заводов и фабрик не может совпадать с местом строительства гидростанций и крупных конденсационных станций.

Чем мощнее электростанция, тем больше фабрик, заводов или цехов она может снабжать электроэнергией и тем значительнее будет обслуживаемый ей район. Следовательно, при любых условиях возникает необходимость в передаче электроэнергии от электростанции к потребителям.

Передача электроэнергии осуществляется посредством линий электропередач и трансформаторов, устанавливаемых на повышающих и понижающих подстанциях.

Промышленными потребителями электроэнергии в большинстве случаев являются электродвигатели и светильники, количество которых весьма велико. Поэтому при передаче электроэнергии, одновременно должно происходить её постепенное распределение, сначала между крупными потребителями, а затем между всё более и более мелкими.

Распределение электроэнергии осуществляется в распределительных устройствах подстанций и в распределительных пунктах.

В электроснабжении предприятий все связанные с подстанциями вопросы имеют важное значение.

Внутрицеховые сети условно делят на питающие и распределительные. К первым относят провода и кабели, отходящие непосредственно от распределительных устройств трансформаторных подстанций к первичным силовым пунктам и щитам, ко вторым - отходящие от распределительных щитов, или шинопроводов к электроприемникам. Питающие сети могут выполняться по радиальным или магистральным схемам. Распределительные сети чаще всего бывают радиальными.

Для питания значительного числа электроприемников небольшой мощности, расположенных компактно по площади цеха, следует применять распределительные шинопроводы серии ШРА , присоединяемые к шинам до 1 кВ ТП с помощью аппаратов защиты и управления.

Радиальные схемы распределительных сетей с силовыми пунктами следует предусматривать в тех случаях, когда применению распределительных шинопроводов препятствуют условия среды, территориальное размещение электроприемников, наличие кранов и другие местные условия. При этом рекомендуется использовать силовые распределительные шкафы серии ШР, ШРС, СПУ, а также ШР с трехфазными группами плавких предохранителей ПН и НПН для защиты отходящих линий.

           При построении схем необходимо стремиться к тому, чтобы длина линий была минимальной. Следует также исключать или сводить к минимуму случаи обратных перетоков мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Раздел исходных данных к  проекту

1.1 Характеристика объекта с  исходными данными на разработку  проекта

 

Участок токарного цеха относится к вспомогательным цехам завода. Он обслуживает все цеха основного и вспомогательного производства завода, производит текущий и капитальный ремонт и изготавливает запасные части к оборудованию.

Электроприёмники цеха не связаны между собой технологическим процессом, их работа происходит независимо друг от друга и остановка одного или нескольких из них не вызывает остановки других электроприёмников.

В основном производстве механизмы УТЦ служат для обработки металлов.

В большинстве случаев такие цеха разбиваются на отделения, например: механическое, сварочное, кузнечное, сборочное, и т.д. Которые выполняют те или иные заказы основных цехов в соответствии с их требованиями.

Среда в цехе – нормальная.

По степени надёжности электроснабжения – относится к второй категории.

Размеры цеха АхВхН=48х28х8 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

 

Таблица 1.

№ на плане	Наименование участка цеха и производственного оборудования	Номинальная мощность P кВт	Примечание
1,2	Токарно-револьверные многоцелевые станки	10
3,21,27	Кран-балки	5,2	ПВ-60%
4,5	Токарные станки с ЧПУ	8
6,7,15,16	Сверлильно- фрезерные станки	6,4
8	Кондиционер	4,8	1-фазный
9…12	Токарные станки с ЧПУ повышенной точности	9,2
13,17,18	Координатно-сверлильные горизонтальные станки	12,5
14	Строгальный станок	15
19	Шлифовальный станок	7,5
20	Наждачный станок	3	1-фазный
22,23	Токарные многоцелевые прутково-патронные модули	18
24,29,30	Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ	35
25,26,28	Координатно-сверлильные вертикальные станки	11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Схема и конструктивное исполнение  силовой сети 380В с выбором  электрооборудования и комплектных  устройств

Согласно заданию ЭСН обеспечивается по 2 категории, а это говорит о том что должно быть 2 трансформатора на ТП.

Между трансформаторами ТП должно быть выполнено устройство АВР. Для запитки потребителей электроэнергии участка токарного цеха считаю целесообразным использовать следующие электрооборудование. Шинопровод расприделительный алюминиевый (ШРА). Схема подключения потребителей к данным электрическим аппаратам согласно планорасположения электрооборудования участка токарного цеха. Шинопроводы по сравнению с кабельными линиями и открытыми магистралями имеют большие преимущества: высокую надежность, длительный срок службы, удобство монтажа и обслуживания. Наличие готовых комплектных секций позволяет создать универсальную сеть, подключать дополнительные электроприемники при изменении технологии производства.

Стандартные секции шинопроводов и большой ассортимент соединительных элементов (угольников, тройников, крестовин, штепсельных соединений, компенсаторов) позволяет конструировать и собирать из них разнообразные схемы распределения энергии.

Освещение участка токарного цеха выполняем используя щиты освещения и щиты аварийного освещения. Для освещения складов и вспомогательных помещений используем светильники с люминесцентных лампами мощностью 40-80 ВТ. Освещение станочного отделения производим лампами ДРЛ мощностью 1000Вт. Количество ламп и светильников определяется в процессе расчета. ТП

 

 

 

 

 

 

 

   10кВ

 

            ТРА1                  ТРА2

    0,4кВ             Q3

 

Q4            Q5                      Q6          

ШРА1    ЩОп                  ШРА2   

 

Рис. 1. Примерная схема электроснабжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчетный раздел

2.1 Расчет электрических нагрузок: силовой при U=380В, сети электроосвещения, суммарной

 

Расчёт освещения методом коэффициента использования

Таблица 2

№ п/п	Название помещения	Площадь помещения, м2	Удельная мощность помещения, Руд/м2	Мощность освещения активности, Рор, Вт	Мощность освещения реактивная, КВАР	Полная мощность, КВА	Расчет Тока Iр
р1.	Раздевалка	24	18	432	142	564	2,5
2.	Комната отдыха	24	18	432	142	564	2,5
3.	Мастерская	36	18	648	213	710	3,2
3.1	Инструментальная	12	18	216	71	254	1,1
4.	Склад готовой продукции	36	20	720	237	864	3,9
5.	Склад материалов	36	20	720	237	864	3,9
6.	Станочное отделение	1176	22	25976	8537	31160	141
	ИТОГО:	1308	134	29144	9579	33420	151

 

 

Для предприятий удельная мощность нагрузки освещения pУД принимается равной:

- станочное отделение, Руд= 22 кВт/ м2;

- служебно-бытовые  помещения, Руд= 18-20 кВт/ м2.

Расчет освещения в цехе выполним методом удельной установленной мощности. Установленная мощность зависит от нормы освещенности, типа светильника, высоты подвеса светильника и площади помещения. В качестве источника света принимается лампа ДРЛ. По нормируемой общей освещенности для производственных цехов принимаем нормативную освещенность 100 лк [2]. Точность работ в цехах средняя, контраст средний, фон темный.

Определяем расчетную ориентировочную осветительную нагрузку(Рор):

Р(ор) = Р(уд) х S

Рор(раздевалка) = 18х24 = 432 Вт.

Остальные расчеты сведены в таблице 2.

Далее представим расчет реактивной нагрузки:

Qр.осв = Рросв. х tqϕ

где tqϕ – соответствует характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности. Для газоразрядных ламп tqϕ - равен 0,33.

Qр.осв(раздевалка) = 432х0,33 = 142 Вт.

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Далее рассчитаем полную мощность, Sква

 

Sква (раздевалка) = .

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Находи расчетный ток (Iр)

Iр = S / U

Iр (раздевалка)  = 564 / 220 = 2,5 А

Остальные расчеты сведены в таблицу 2.

Расчет электрических нагрузок производим методом коэффициента максимума.

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.

Пример приведем для токарного станка с ЧПУ.

Рассчитываем установленную нагрузку Рн∑  для ШРА-1 и ШРА-2 по формуле:

 

Рн∑ = Рн × п,

 

Рн∑ = 8× 2=16кВт

           Все значения Рн∑ для ШРА – 1и ШРА-2 считается аналогично. Результаты заносим в таблицы 3.

Расчёты производятся для ШРА – 1и определяется модуль сборки   m, результат заносится в таблицу 3.

 

 

ШРА-2 рассчитывается аналогично.

Определяем среднюю активную мощность Рсм, среднюю реактивную мощность Qсм, среднюю нагрузку Sсм. Результат заносим в таблицу 3.

Ки, tg и по таблице 1.5.1.

Рсм=Ки×Рн∑

 

Рсм=0,14×16=2,24 кВт

 

Qсм=Рсм×tg

 

Qсм=2,24×1,73=3,87кВАР

 

Sсм.=

 

Sсм.=

Для остальных Рсм, Qсм, Sсм электроприемников считается аналогично.

Результаты заносятся в таблицу 3 соответственно.

Определяем средний коэффициент использования для ШРА -1:

 

 

Результаты заносятся в таблицу 3 соответственно.

Определяем пэ для ШРА-1.

n =19, т=3 Ки.ср.=0,14

    n                                    Ки.ср.                                     т