Эсн и эо сварочного участка цеха

Обновлено: 06.05.2024

Характеристика цеха и потребителей электроэнергии. Общие требования к электроснабжению объекта. Выбор величины питающего напряжения. Значение освещенности и основные светотехнические величины. Расчет количества светильников, осветительных сетей.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	20.09.2014
Размер файла	424,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Электрическая энергия находит широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствуют такие её свойства, как универсальность и простота использования; возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на значительные расстояния.

В современной технологии и оборудования промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, по средствам которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

В настоящем дипломном проекте выполнено электроснабжение и электрооборудование сварочного цеха

Расчет освещения производственных помещений

электроэнергия напряжение освещенность светильник

Раздел 1. Расчетная часть

1.1 Характеристика цеха и потребителей электроэнергии

В данной дипломной работе мы разберем инструментальных цех фирмы ООО «АВЕК» находящийся по адресы Индустриальная 7а

Категория помещения - В1

Класс зоны - П-lla

1.2 План цеха и список оборудования

Рис.1 План размещения силового оборудования Инструментального цеха .(размеры в см)

Список электрооборудования по плану.

1.3 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения

Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а так же технологической части проекта. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории: Первая категория объединяет такие электроприёмники, перерыв в электроснабжении которых связан с опасностью для жизни людей, нанесением значительного ущерба народному хозяйству, расстройством сложного технологического процесса, повреждением оборудования, массовым браком продукции. Перерыв в электроснабжении приёмников первой категории допускается только на время автоматического ввода резервного питания. Из приёмников первой категории выделяется особая группа, недопускающая перерыва в питании. В случае нарушения технологического режима при кратковременном перерыве в электроснабжении приёмников первой категории эти приёмники обеспечивают безаварийную остановку технологического процесса и предотвращают возможность взрыва, пожара или разрушения технологического оборудования.Вторая категория надёжности включает приёмники, перерыв в электроснабжении которых может привести к массовому не до отпуску продукции, простою технологических механизмов, рабочих, промышленного транспорта. Перерыв в электроснабжении приёмников этой категории допускается на время, необходимое для включения резервного питания силами эксплуатационного персонала, но не более 1 суток.

Третья категория объединяет электроприёмники, которые не подходят под вышеуказанные характеристики. Приёмники данной категории допускают перерыв в электроснабжении не более одних суток. Инструментальный цех относится ко второй категории электроприемников, то есть при их отключении возможен не до отпуск продукции. По режиму работы электроприёмники относят к одному из трёх режимов: продолжительному (S1), кратковременному (S2) или повторно-кратковременному (S3) S1 - продолжительный режим. Он продолжается столь длительное время, что превышение температуры нагрева всех его частей, а температурой окружающей среды достигает практически установившегося значения tуст. К нему относятся все остальные электроприёмники не попадающие под режимы S2 и S3. S2 - кратковременный режим -характеризуется не большими по времени периодами работы и длительными паузами, с отключением электроприёмника от сети. К режиму S2 относятся электроприёмники, которые работают при ремонте оборудования. S3- повторно-кратковременный режим, при котором кратковременные периоды работы чередуются с паузами. Металлические части не успевают остывать до температуры окружающей среды. К нему относятся: мостовые, грейферные краны, тельферы и кран-балки. В цехе большая часть электроприемников относится ко второй категории, так как они характеризуется не большими по времени периодами работы и длительными паузами, с отключением электроприёмника от сети.

1.4 Общие требования к электроснабжению объекта

При проектировании системы электроснабжения и реконструкции электрических установок должны рассматриваться следующие вопросы: 1) Перспективы развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжений; 2) Обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их ведомственной принадлежности; 3) Снижение потерь электрической энергии; 4) Ограничение токов короткого замыкания предельными уровнями. При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и экономической целесообразности технологического резервирования.

1.5 Ведомость потребителей электроэнергии с указанием необходимых данных для проектирования

Таблица 1. Ведомость установленного оборудования.

Мощность установленная КВт

1.6 Выбор величины питающего напряжения

Учитывая, что определяющим параметром технико-экономических показателей является в основном принятое напряжение, рассматриваются возможные варианты электроснабжения, т.е. осуществляется выбор питающего напряжения. Напряжение 10 кВ применяют для внутризаводского распределения энергиина крупных предприятиях с наличием двигателей, допускающих непосредственное присоединение к сети 10 кВ;на предприятиях небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе двигателей, которые могут быть присоединены непосредственно к сети 6 кВ а так же при наличии заводской электростанции с напряжением генераторов 10 кВ. Напряжение 6 кВ применяют при наличии на предприятии значительного количества электроприемников на это напряжение, при наличии заводской электростанции на напряжение 6кВ, на реконструируемых предприятиях, имеющих напряжение 6кВ. Для внутрицеховой системы электроснабжения используется напряжение 380 и 660В. Напряжение 380 В применяют для питания силовых общепромышленных электроприемников. Напряжение 660 В рекомендуется для применения в следующих случаях: если по условиям генплана, технологии и окружающей среды не могут быть осуществлены в должной мере глубокие вводы, дробление цеховых подстанций и приближение их к центрам питаемых ими групп электроприемников, и в связи с этим имеют место протяженные и разветвленные сети до 1000 В, а также при крупных концентрированных нагрузках. Целесообразность применения напряжения 660 В должна обосновываться технико-экономическими сравнениями с напряжением 380/220 В с учетом перспективного развития предприятия. Для осветительных установок преимущественно применяют осветительные сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В. Сети с изолированной нейтралью напряжением 220 В и ниже используют, в основном, в специальных электроустановках при повышенных требованиях к электробезопасности. Постоянный ток применяется для резервного питания особо ответственных осветительных приемников и в специальных электроустановках. При напряжении силовых приемников 380 В питание освещения, как правило, осуществляют от трансформаторов 380/220 В, общих для силовой и осветительной нагрузок. Обеспечение качества электроэнергии на зажимах приемников электроэнергии - одна из наиболее сложных задач, решаемых в процессе проектирования и эксплуатации систем электроснабжения. Для рациональной работы электроприемников необходимо, чтобы качество электроэнергии трехфазных сетей соответствовало качественным показателям регламентируемых ГОСТ 13109-77: - отклонение напряжения (+- 5 % для осветительной сети, +- 5-10% для силовой сети); - отклонение частоты (от 1,5 до 4%); -коэффициенты не симметрии и неуравновешенности напряжений (Ки <=2%) Исходя из вышеперечисленных требований устанавливаем напряжение для оборудования инструментального цеха 380/220В для силовой и осветительной сети, с учетом требований показателей качества напряжения внутризаводского распределения энергии - 10 кВ.

1.7 Характеристика помещения

1.8 Значение освещенности и основные светотехнические величины

Нормирование искусственного или естественного освещения - это установление норм и правил выполнения осветительных установок (ОУ), обеспечивающих требуемые в процессе эксплуатации уровни количественных и качественных показателей этих установок. Правила и нормы освещения регламентируются соответствующими нормативными документами, в основу которых заложены обычно материалы научных исследований, физиологии зрения, гигиены труда, техники и экономики освещения и др. смежных наук, при этом учитывается материальные и энергетические ресурсы страны. Поэтому нормативные документы составляются в каждой стране и отражают уровень развития в ней светотехнической науки и промышленности, а так же техническую политику в области развития производства источников света (ИС) и светотехнических изделий. Целью и задачей нормирования является создание в освещаемом помещении световой среды, обеспечивающей зрительную эффективность ОУ с учётом требований физиологии зрения, гигиены труда, техники безопасности и т.п. при минимальных затратах электроэнергии и других материальных затрат на монтаж и эксплуатацию ОУ. Выбор показателей эффективности ОУ определяется её функциональным назначением. Так же к основным светотехническим величинам относятся:

Световой поток - мощность излучения, оценивается глазом человека, ЛМ.

Освещённость - интенсивность освещения поверхности, которая характеризуется плотностью распределения светового потока

ЛК (люкс) =ЛМ/м^2 . Согласно ПУЭ (6-е изд.) в разд. 1.1.13 определяют в отношении опасности поражения людей электрическим током следующие классы помещений:

1.Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. 2.Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

сырости (влажность более 75 %) или токопроводящей пыли

токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.)

высокой температуры (выше 35 °С)

возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой

3.Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

химически активной или органической среды

одновременно двух или более условий повышенной опасности

Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо опасным помещениям. Учитывая вышеперечисленные факторы, определяем категорию помещения как: Помещение без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. По точности работы производственные помещения разделяются на восемь разрядов , из которых первые шесть (I -VI) характеризуются размером объектов наблюдения, разряд VII регламентируют работы с самосветящими материалами, а разряд VIII относиться к работам, связанным с общим наблюдением за ходом производственного процесса. Объекты наблюдения характеризуются линейными размерами. Характеристика помещений согласно ПУЭ.

ЭСН и ЭО сварочного участка цеха

Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.
Для иллюстрации принятых решений выполнить два чертежа на листах формата А1.
Исходными данными на проект служат:
План расположения оборудования цеха.
Мощности электроприемников цеха.

Файлы: 1 файл

курсовой мой.doc

Общее число ламп ЛБ-40 в цехе: Nл=108

Число ДРЛ400: Nд=36

Установленная мощность ламп:

Руст= 36·400+108·40=14400+4320=18720 Вт.

По [3,с 271] определили значение коэффициентов спроса и учета потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре для люминесцентных ламп и ламп ДРЛ: Кс=0,95; КПРА Л = 1,2; КПРА Д = 1,1. Следовательно, осветительная нагрузка цеха:

Pро=14,4∙0,95·1,1+4,32·0,95·1, 2=19,97 кВт;

Qро= Pро∙tgφo=19,97∙0.33=6,59 кВАр

Таким образом, полная нагрузка цеха, с учетом осветительной нагрузки составляет:

Рр∑= Pцех р+ Рро (2.9)

Qр∑=Qцех р+Qро (2.10)

Рр∑= 392,0724+19,97=412,04 кВт.

Qр∑= 291,4748+6,59=298,064 кВАр.

Принимаем, что на рассматриваемом объекте имеется складской резерв трансформаторов, тогда с учетом того что потребители цеха имеют только 2 и 3 категории по надежности электроснабжения, принимаем что подстанция выполняется однотрансформаторной [3,с.106].

Расчетную мощность трансформатора определяем по формуле

здесь Кз = 0,9 –рекомендуемый коэффициент загрузки для однотрансформаторной ТП [3,с. 103].

Выбираем трансформатор ТМ-630/10

Определяем реактивную мощность, которую целесообразно передавать через силовой трансформатор из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ [3,с.106]:

Находим мощность низковольтных компенсирующих установок (НКУ) [3.с.106]:

Мощность НКУ, необходимых для сведения потерь электроэнергии в распределительной сети к минимуму:

QНКУ2=298,064-97,92-0,42·630=- 64,45 кВАр

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

- обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;

- быть удобные и безопасные в эксплуатации;

- иметь оптимальные технико- экономические показатели (минимум приведенных затрат);

- иметь конструктивное исполнение, обеспечивающие применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приемников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитывают на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений. Рекомендуется применять магистральные схемы с числом отходящих от ТП магистралей, не превышающим числа силовых трансформаторов.

Распределительные магистрали предназначены для питания приемников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали. Такие схемы выполняют с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховой подстанции.

Магистральные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без особых изменений электрической сети). Поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если тому не препятствуют территориальные расположения нагрузок, условия среды и технико-экономические показатели.

Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от РУ низшего напряжения ТП и предназначенных для питания небольших групп приемников электроэнергии, расположенных в различных местах цеха.

Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляют самостоятельными линиями от силовых пунктов, располагаемых в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Рекомендуется использовать как наиболее дешевые силовые пункты с предохранителями (типов СП, СПУ, ШРСУЗ). Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения. Однако они требуют больших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

Рис. 4.1. Схема электроснабжения цеха

4.2 Расчет электрических нагрузок

Для данного проекта выбрана радиальная схема электроснабжения, расчет которой выполняется по алгоритму, показанному в главе 1 данного проекта. Разница заключается в том, что электроприемники распределяются по подключениям, для каждого из которых расчетная нагрузка определяется по отдельности. При этом коэффициенты расчетной нагрузки находятся по [2,табл. 1] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников для данного подключения Кр=f(Ки.ср, nэ). Расчет выполнен в таблице 4.1.

Расчетный ток электроприемников, присоединяемых к РЩ или СП, определяется по фактически потребляемой мощности ЭП по формуле [3,с.292]:

где Pном- номинальная активная мощность электроприемника, кВт;

Uном- номинальное линейное напряжение сети, кВ;

Cosφ- номинальный коэффициент мощности нагрузки;

η- номинальный КПД электроприемника.

Для токарных станков показанных на плане цеха под номером 14-16:

Для питания станка выбираем провод АВВГ - 3х10 с длительно допустимым током Iдл.доп=38А.

Аналогично выбираются сечения питающих проводов для остальных ЭП, результаты сведены в таблицу 3.2.

Выбор сечения проводников к ЭП

Номер ЭП на плане

5.2 Расчет сечения проводов для осветительных сетей

Выбор проводников для осветительных сетей произведен по условию минимума расхода проводникового материала. Осветительная сеть выполняется как трехфазной для ламп ДРЛ, так и однофазной – ЛБ, но распределение светильников по фазам выполнено таким образом, что в целом по цеху осветительная нагрузка является симметричной.

Выбор сечений проводников для каждого из участка проведем по формуле:

здесь F – сечение данного участка сети;

М – момент нагрузки данного участка;

С – коэффициент, зависящий от материала проводника. С =46 для меди;

ΔUдоп =4,1 % - располагаемые потери напряжения осветительной сети, зависящие от мощности трансформатора (630 кВА), его коэффициента загрузки (0,9) и коэффициента мощности (0,85) [4,табл.12-6].

Определяем моменты нагрузки участков осветительной сети.

здесь Pсв – мощность светильника, равная мощности лампы.

Nсв – Число светильников на участке;

Где L0i – длина от ЩО до первого светильника, м;

Li – длина от первого светильника до i-го светильника, м;

Определяем момент и сечение проводника на участке 1 – 2:

М1-2= 0,4∙18·(6+0,5∙91)=370,8 кВт∙м

Аналогично находим моменты для остальных участков, расчеты сводим в таблицу 5.3.

Определяем момент на участке 0-1 (ГРЩ1 до ЩО);

Принимаем ближайшее большее по стандарту сечение – 6мм2.Выбираем кабель АВВГ-3х10[5,с.291,340].

Определяем токовую нагрузку для участков трехфазной осветительной сети:

Определяем токовую нагрузку для участков однофазной осветительной сети:

Проверяем сечение проводника по длительной токовой нагрузке:

Аналогично производим расчет для остальных участков осветительной сети. Расчетные данные заносим в таблицу 5.3.

Выбор сечения проводников для освещения

Для защиты осветительных установок выбираем автоматические выключатели АЕ2046МП-100 (Iном =63А, Iрас∙ном = 156А) и ВА51-31-1 для однофазных приемников.

В сетях до 1 кВ защиту электрооборудования выполняют плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.

6.1 Выбор предохранителей

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрических установок от коротких замыканий и перегрузок. Основными его характеристиками являются ток плавкой вставки Iном вст, номинальный ток предохранителя Iном пр, номинальное напряжение предохранителя Uном пр, номинальный ток отключения предохранителя Iном откл, защитная (времятоковая) характеристика предохранителя.

Номинальным током плавкой вставки называют ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы в нормальном режиме. Номинальный ток предохранителя – это ток, при длительном протекании которого не наблюдается перегрева предохранителя в целом. Необходимо иметь в виду, что в предохранителе может использоваться плавкая вставка с номинальным током, меньшим номинального тока предохранителя. Номинальное напряжение предохранителя определяет конструкцию предохранителя и длину плавкой вставки. Отключающая способность предохранителя характеризуется номинальным током отключения, являющимся наибольшим током КЗ, при котором предохранитель разрывает цепь без каких- либо повреждений, препятствующих его дальнейшей работе после смены плавкой вставки.

Наибольшее распространение в сетях до 1 кВ получили предохранители типа НПН (насыпной неразборный) и типа ПН2 (насыпной разборный).

Различают плавкие предохранители инерционные (типа ИП), способные выдерживать значительные кратковременные перегрузки, и безинерционные (типов НПН, ПН2) с ограниченной способностью к перегрузкам.

Выбор предохранителей производится по следующим условиям:

Iном.пр ≥ Ip.max, (6.2)

Где Uc –номинальное напряжение сети ;

Ip.max – максимальный рабочий ток.

Плавкая вставки для безинерционных предохранителе выбирается следующим образом:

Iном.вст ≥ Ip.max, (6.3)

Iном.вст ≥ in./Кпер, (6.4)

Где in – пусковой ток одного двигателя.

Кпер – 2,5 коэффициент перегрузки для легких условий пуска[3,с.284]

Выбор предохранителей для токарного станка №27:

Выбираем предохранитель типа НПН2-60 с током плавкой вставки

Аналогично выбираются предохранители для остальных ЭП, результаты представлены в таблице 6.1.

6.2. Выбор автоматических выключателей

Наряду с плавкими предохранителями в установках напряжением до 1 кВ широко применяют автоматические воздушные выключатели, выпускаемые в одно-, двух- и трехполюсном исполнении, постоянного и переменного тока.

Автоматические выключатели снабжают устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в реле токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле.

Эти реле называют расцепителями.

Конструктивно автоматические выключатели намного сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя и расцепителя. Номинальным током автоматического выключателя Iном.а называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Номинальным напряжением автоматического выключателя Uном.а называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель предназначен. Номинальным током расцепителя Iном.рас называют указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывание расцепителя. Током уставки расцепителя называют наименьший ток, при протекании которого расцепитель срабатывает.

При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

- Номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети;

- Отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу:

- Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу.

Iном.рас≥ Ip.max; (6.5)

Автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

Iном.рас ≥(1,1: 1,3) Ip.max; (6.6)

При допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать; это достигается выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя по условию

Не одно промышленное предприятие в мире в настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен километров.

Поэтому очень остро для систем электроснабжения промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения.

В настоящее время при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ, размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в самих элементах.

Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.

Для иллюстрации принятых решений выполнить два чертежа на листах формата А1.

Исходными данными на проект служат:

План расположения оборудования цеха.
Мощности электроприемников цеха.

1.РАСЧЕТ СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ

Расчет силовой нагрузки производится в два этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка цеха для выбора трансформаторов цеховой КТП. На втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприемников, перечень которых дан в таблице 1.1.

Токарные станки импульсной наплавки

Мощности кранов с повторно- кратковременным режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:

Здесь Pном – Приведенная к длительному режиму мощность;

Sn - паспортная мощность;

ПВ – продолжительность включения, о.е.

Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в таблице 1.2 в следующем порядке.

Для каждой группы одинаковых электроприемников (ЭП) определены значения коэффициента использования Киi и коэффициента мощности tgφi по [1,табл.1.5.1].

Средние активные Pcpi и реактивные мощности Qcpi каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:

Где Pномi – номинальная мощность одного электроприемника в i-ой группе, кВт.

Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφcp по цеху в целом определялись по формулам:

Здесь Pном ∑ - суммарная номинальная мощность электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.

Эффективное число электроприемников находится по формуле:

Где Рном max – наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.

Коэффициент расчетной нагрузки Kp определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников

Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в целом:

Расчет электрических нагрузок для трансформаторов КТП

Средняя мощность группы ЭП

По справочным данным

Номинальная мощность, кВт

2.РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ

Кроме силовой нагрузки в цехе имеется осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле (2.1)

Pр.о.= Руст ∙ Кс ∙ КПРА, (2,1)

Где: Руст – Установочная мощность ламп;

Кс – коэффициент спроса;

КПРА – Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

Для определения установочной мощности ламп необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в цехе.

Размещение светильников в плане и в разрезе цеха определяется следующими размерами:

Н=8м, Нв=4м – заданными высотами цеха и вспомогательных помещений;

hc= 2м - расстоянием светильника от перекрытия;

hп= Н - hc – высотой светильника над полом;

hp = 1 м – высотой расчетной поверхности над полом;

h = hп - hp – расчетной высотой;

L – расстояние между соседними светильниками или рядами ламп;

I – расстояние от крайних светильников до стены.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте λ=L / h, уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживании, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.

При лучшем освещении легче обнаруживаются недостатки, допускаемые при обработке деталей и, следовательно, улучшается качество продукции. В свою очередь, недостаточное или нерациональное освещение могут стать причиной повышения травматизма, так как при недостаточной освещенности затрудняется различение опасных частей станков.

Существуют два вида освещения: естественное и искусственное.

Роль естественного освещения в обеспечении благоприятных условий труда на производстве очень велика. За счет дневного света в помещениях можно добиться высокого уровня освещенности на рабочих местах; естественный свет наиболее привычен для глаза человека.

Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, специальные лампы с повышенной световой отдачей – ртутные высокого и сверхвысокого давления.

Для освещения сварочного участка цеха предварительно выбираем светильники РСП 05-700-001с ртутно-кварцевыми лампами с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для выбранного светильника РСП 05-700-001, имеющего глубокую кривую силы свечения по [3,с.260,таблица 10.4] принимаем λ=1. Для освещения вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО 12-2х40-904 с люминесцентными лампами ЛБ, для которых λ=0,9.

Находим значение расчетной высоты h для цеха и вспомогательных помещений по формуле:

Следовательно, расстояние между рядами светильников в цехе и во вспомогательных помещениях:

В соответствии с полученными значениями L выполнено размещение светильников в сварочном участке цеха которое показано на рисунке 2.1.

Для определения мощности ламп методом коэффициента использования рассчитывается световой поток каждого светильника, необходимый для получения нормы освещённости:

Где Ф – световой поток одного светильника, лм;

Ен – нормированная минимальная освещенность, лк;

Кзап = 1,5 – коэффициент запаса;

S – площадь помещения, m2;

z = 1,15- коэффициент неравномерности для ламп ДРЛ;

ŋ- коэффициент использования светового потока, о.е.;

N- число светильников.

Для остальных помещений по формуле (2.4) при подстановки в неё вместо числа светильников N числа рядов n люминесцентных ламп рассчитывается световой поток ламп одного ряда.

Норма освещенности для станочного отделения цеха – ЕН.i =300лк [4,c.94-100.]

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i:

Здесь А – длина помещения, m;

В – ширина помещения, m.

Индекс помещения для механического отделения цеха согласно плану:

Кроме индекса помещения, для нахождения коэффициента использования светового потока необходимо знать коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности. Для чистого бетонного потолка, бетонных стен с окнами и темной расчетной поверхностью: рп= 70%, рс=50%, рр=30% [4,табл.5-1] .

По [4,табл.5-9] определили коэффициент использования светового потока для половины механического отделения –ŋ= 90%.

В соответствии с планом размещения светильников (рис. 1.1.) определяем требуемый световой поток для половины механического отделения

По [4, табл.2,15] выбираем лампы ДРЛ 400, имеющие мощность ламп Рном = 400 Вт и световой поток Фном =23500лм. Световой поток выбранных ламп отличается от расчетного значения на 2,2%,что допустимо [3,с.261].

Индекс помещений для сварочного поста-1:

Требуемый световой поток для двух рядов светильников в сварочном

Выбираем лампы ЛБ40-1, имеющие мощность Pном =40 Вт и световой поток Фном = 3000 лм.

Определяем число светильников N в одном ряду:

Здесь 2- число ламп в одном светильнике ЛПО12-2х40-904:

Суммарная длина N светильников ЛПО12-2х40-904

Здесь L1 = 1,54m – длина одного светильника ЛПО12-2х40-904 [4,табл.3-9].

Аналогичным образом рассчитано число светильников и их суммарная длина для остальных помещений, расчет показан в таблице 2.1. При этом для всех остальных помещений выбраны светильники ЛПО12-2х40-904 с лампами ЛБ40-1

Анализ схемы электроснабжения сварочного участка цеха

Характеристика производства и потребителей электроэнергии. Расчет электрических осветительных нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов. Сущность расчета компенсирующих устройств. Особенность избрания системы электроснабжения.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	26.04.2015
Размер файла	320,5 K

1. Характеристика производства и потребителей электроэнергии

2. Расчет электрических нагрузок цеха

3. Расчет осветительной нагрузки

4. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

5. Расчет и выбор компенсирующих устройств

6. Выбор системы электроснабжения

Список используемой литературы

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии.

В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющих высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей.

В настоящее время разработаны метода расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

Сварочный участок предназначен для подготовительных работ с изделиями. Он является частью крупного механического цеха завода тяжелого машиностроения.

На сварочном участке предусмотрены работы различного назначения: ручая электродуговая сварка и наплавка, полуавтоматическая и автоматическая импульсная наплавка под слоем флюса.

Он оборудован электроустановками: термическими сварочными, вентиляционными, а также металлообрабатывающими станками.

Участок имеет механическое, термическое отделение, сварочные посты, отделение импульсной наплавки, где размещено основное оборудование.

Электроприемники, обеспечивающие жизнедеятельность (вентиляция и кондиционирование) относятся к 2 категории надежности электроснабжения, а остальные - к 3. Количество рабочих смен - 2.

Таблица 1 - Перечень электрооборудования сварочного участка цеха.

Расчет производится методом упорядоченных диаграмм. Этот метод сводится к расчету максимальных расчетных нагрузок электроприемников.

где Кс - коэффициент спроса электроприемников, определяется по [1, таблице 1.5.1];

РЭП - активная мощность электроприемника.

где Рр - средняя активная мощность;

tg ц - коэффициент реактивной мощности.

Qр - средняя реактивная мощность.

где Si - полная мощность i-го электроприемника;

m - масштаб нагрузки.

1) Сварочные преобразователи:

1) Сварочный полуавтомат:

2) Вентиляционные установки:

3) Сварочные выпрямители:

4) Токарные станки импульсной наплавки:

5) Сварочные агрегаты:

7) Электропечи сопротивления:

8) Слиткообдирочные станки:

9) Сверлильные станки:

11) Конвейеры ленточные:

12) шлифовальные станки:

13) Сварочный стенд:

14) Сварочные трансформаторы:

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2:

Таблица 2 - Сводная ведомость нагрузок

Pр.о.= Руст • Кс • КПРА,

Где: Руст - Установочная мощность ламп;

Кс - коэффициент спроса;

КПРА - Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

Н=8м, Нв=4м - заданными высотами цеха и вспомогательных помещений; электроэнергия осветительный мощность трансформатор

hп= Н - hc - высотой светильника над полом;

hp = 1 м - высотой расчетной поверхности над полом;

h = hп - hp - расчетной высотой;

L - расстояние между соседними светильниками или рядами ламп;

I - расстояние от крайних светильников до стены.

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте л=L / h, уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживании, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.

Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, специальные лампы с повышенной световой отдачей - ртутные высокого и сверхвысокого давления.

Для освещения сварочного участка цеха предварительно выбираем светильники РСП 05-700-001с ртутно-кварцевыми лампами с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для выбранного светильника РСП 05-700-001, имеющего глубокую кривую силы свечения по [3,с.260,таблица 10.4] принимаем л=1. Для освещения вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО 12-2х40-904 с люминесцентными лампами ЛБ, для которых л=0,9.

Где Ф - световой поток одного светильника, лм;

Ен - нормированная минимальная освещенность, лк;

Кзап = 1,5 - коэффициент запаса;

S - площадь помещения, m2;

?- коэффициент использования светового потока, о.е.;

В цеху находятся электроприемники второй категории которые обеспечивающие жизнедеятельность(вентиляция и кондиционирование) поэтому на трансформаторной подстанции будут установлены два трансформатора.

Определяем мощность трансформаторов:

где SЦ - полная мощность цеха.

Определяем потери в трансформаторе:

C учетом расчетов выбираем 2 трансформатораТМ - 400-10/0,4 - трансформаторы силовые масляные

Технические характеристики трансформатора

Напряжение ВН, кВ

Напряжение НН, кВ

Схема и группа соединения

Напряжение к.з. при 75 С, %

Расчетную реактивную мощность компенсирующих устройств можно определить из соотношения:

где QK. P. - расчетная мощность компенсирующего устройства, кВАР;

б - коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным способом, принимается б=0,9;

- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации соответственно.

Компенсацию мощности производим до cosц=0.92.

1) Сварочный преобразователь:

2) Сварочный полуавтомат:

3) Сварочный выпрямитель:

4) Токарный станок импульсной наплавки:

6) Слиткообдирочные станки:

7) Сверлильные станки:

9) Обдирно - шлифовальные станки:

10) Сварочный стенд:

11) Сварочный трансформатор:

Компенсирующие устройства буду установлены в точках I, II, III и IV.

Расчетная мощность компенсирующего устройства в точке I равна:

Расчетная мощность компенсирующего устройства в точке II равна:

Расчетная мощность компенсирующего устройства в точке III равна:

Типы компенсирующих устройств занесены в таблицу 3:

Таблица 3 - Типы компенсирующих устройств

Тип компенсирующего устройства

Номинальный ток фазы, А

Габаритные размеры (ВЧШЧГ)

400 Ч 300 Ч 200

600 Ч 600 Ч 200

Структура условного обозначения

Пример маркировки: УКРМ-0,4-40-УХЛ4

* УКРМ - установка компенсации реактивной мощности;

* 0,4 - номинальное напряжение, кВ;

* 40 - номинальная мощность, кВАр;

* УХЛ4 - климатическое исполнение и категория размещения.

Разработка системы электроснабжения

- иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

Расчет электрических нагрузок

Таблица 4.1 Расчет электрических нагрузок низковольтной сети по группам подключения

Читайте также: