Электрооборудование ремонтного цеха вагоноремонтного депо
Расчет электрических нагрузок, освещения, трансформаторной подстанции и силовой сети ремонтно-механического цеха вагоноремонтного депо, определение мощности двигателя привода консольного крана. Требования экологии, охраны труда и пожарной безопасности.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.04.2010 |
Размер файла | 173,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Содержание
1 Общая часть
1.1 Историческая справка
1.2 Географическое положение, климат, грунты, характер окружающей среды цеха
1.3 Характеристика электроприемников цеха
1.4 Технологический процесс цеха
2. Электротехническая часть
2.1 Расчет электрических нагрузок
2.2 Расчет освещения ремонтно-механического цеха
2.2.1 Светотехнический расчет
2.2.2 Расчет сети освещения
2.3 Расчет и выбор трансформаторной подстанции
2.3.1 Расчет общесиловой нагрузки
2.3.2 Расчет осветительной нагрузки
2.3.3 Расчет общей нагрузки без учета компенсирующего устройства
2.3.4 Расчет мощности и выбор компенсирующего устройства
2.3.5 Общая нагрузка на силовую сеть с учетом КУ
2.3.6 Выбор числа и мощности трансформаторов
2.3.7 Выбор комплектной трансформаторной подстанции
2.4 Расчет мощности двигателя главного привода консольного крана
2.5 Расчет силовой сети ремонтно-механического цеха
2.5.1 Выбор схемы электроснабжения
2.5.2 Выбор распределительных щитов
2.5.3 Выбор пусковой и защитной аппаратуры
2.5.3.1 Расчет токов
2.5.3.2 Выбор автоматических выключателей
2.5.3.3 Выбор магнитных пускателей
2.5.4 Выбор проводов и кабелей
3 Охрана труда и противопожарная безопасность
3.1 Расчет заземления
3.2 Противопожарная безопасность
3.3. Охрана труда на предприятии
3.3.1 Общие требования безопасности
3.3.2 Средства индивидуальной защиты
4 Экологическая часть
Список использованных источников и литературы
Приложение
Введение
В развитии цивилизации и научно-технического прогресса все возрастающую роль играет энергетика. При этом быстро развивающееся энергетическое хозяйство сложно и многогранно, а основными видами топлива остаются такие невозобновляемые источники, как уголь, сланцы, газ и нефтепродукты. До недавнего времени считали, что этих запасов хватит на долгие годы. Лишь в последние десятилетия выяснилось, что запасы этих ресурсов ограничены. Известно, что однажды использованная энергия не может быть применена повторно, и в любой замкнутой системе, к какой относится и наша планета, энтропия непрерывно возрастает и даже с помощью механизма цен, к которому, как правило, прибегает человечество, нехватку невозможно превратить в изобилие.
Мировое сообщество живет в настоящее время в эпоху прогрессирующего энергетического кризиса. Вместе с тем в результате интенсивного использования невозобновляемых источников энергии для отопления, транспортных средств, строительно-дорожных машин, сельскохозяйственных агрегатов и различных бытовых устройств, образуется огромное количество оксидов углерода, серы и азота. Все это способствует повышению температуры земной и водной поверхности, вызывает загрязнение окружающей среды, выпадение кислотных дождей, а также стимулирует интенсивное таяние льдов, повышение уровня океанов, затопление огромных территорий суши, зарождение циклонов и ураганов, охватывающих целые континенты. Эти явления ведут к широкомасштабному разрушению сельскохозяйственных угодий, исчезновению лесов и животного мира, повышенному размножению вредных насекомых, возрастанию частоты засух, лесных пожаров, проливных дождей, наводнений и т.п.
Поэтому актуальна разработка альтернативных решений использования энергии на основе нетрадиционных подходов, а также с использованием возобновляемых источников. Исследования в области использования возобновляемых источников энергии связаны с созданием и практическим применением гелио- и ветроустановок, гидроэлектростанций и различного рода преобразователей. Вырабатываемые при этом энергоресурсы, кроме использования по прямому назначению, могут также накапливаться различными аккумулирующими системами.
Среди перечисленных видов возобновляемых источников прежде всего необходимо остановиться на энергии солнечного излучения, поток которой составляет примерно 3,8*1026 Вт и представлен всем спектром электромагнитных волн. При этом энергетическая освещенность земной атмосферы достигает примерно 1,4 кВт/м2, а непосредственно поверхности нашей планеты - около 1 Вт/м2. За двое суток Солнце посылает нам столько тепла и света, сколько способны дать при сжигании все земные запасы угля, нефти, газа и сланцев. Однако пока не создано достаточно экономичного способа преобразования солнечной энергии в электрическую, хотя уже и имеются разработки, приемлемые для практической реализации. Например, солнечные батареи, питающие электроэнергией космические объекты. Коэффициент полезного действия таких систем, работающих по схеме фотоэлектрического преобразования, уже превышает 20% и может быть заметно увеличен в случае использования вместо химически чистых полупроводников типа кремния, арсенида галлия и сульфида кремния, менее дорогостоящих, но более эффективных материалов. Одним из них может быть соединение сурьмы с алюминием. Можно ожидать заметного повышения коэффициента полезного действия также и от солнечных батарей, созданных на основе сплавов сурьмы с индием. Они могут быть перспективными при освоении области инфракрасного излучения, которое составляет около половины от всей лучистой энергии Солнца.
Наряду с солнечным излучением, перспективно использование и энергии ветра. Согласно данным, последняя классифицируется как "солнечная", поскольку возникает в результате нагрева атмосферного воздуха солнечными лучами. Ветровая энергия давно используется в мореплавании, а также для приведения в движение мельничных колёс. С недавних пор она находит применение и для выработки электроэнергии.
Ветровые установки, как правило, сооружаются на принципе использования воздушных потоков, к тому же они громоздки, сложны и даже при диаметре колеса 150 м улавливается не более половины энергии ветра и в узком диапазоне скоростей. К тому же стоимость выработанной ими электроэнергии заметно превышает стоимость энергоресурсов, получаемых по другим технологиям. Кроме того, одной из самых сложных проблем, препятствующих более широкому распространению ветроэнергетических установок, является непостоянство действия ветра и часто меняющаяся его скорость. В этом направлении следует обратить внимание на совершенствование ветровых установок для конвенционных электростанций и способов аккумулирования электроэнергии.
К исключительно ценным возобновляемым источникам энергии относится биогумус, состоящий из птичьего помета, навоза животных, отходов жизнедеятельности человека и разлагающейся растительности. Уже накоплен опыт переработки перечисленных отходов, в результате чего получаются экологически чистые энергетические ресурсы в виде биогаза (70% CH4 и 30% СО2) с теплотой горения 5500-6000 ккал/м3. При этом одновременно осуществляется обеззараживание как вредных для природной среды патогенных микроорганизмов, так и выработка высококачественных удобрений и кормовых добавок в виде различных модификаций витаминов группы В. Причем после биообработки органических удобрений заметно сокращается или вовсе исключается применение ядохимикатов для борьбы с сорняками. Производство биогаза, высококачественных удобрений и кормовых добавок способствует улучшению экологической обстановки в местах образования и переработки биогумуса.
Еще один вид возобновляемых источников энергии - это энергия падающей воды. Преобразование потенциальной энергии падающей воды в механическую энергию вращения с целью приведения в действие мельничных колес и других механизмов, известен давно. Физические принципы преобразования энергии падающей воды в электрическую заключаются в том, что упомянутая среда под напором, создаваемым плотиной гидроэлектростанций, направляется в водовод, который заканчивается турбиной. Благодаря этому турбина воздействует на вал, связанный с ротором генератора, вращающимся в магнитном поле статора. Здесь все зависит от потенциальной энергии падающей воды и коэффициента полезного действия ее преобразования в электрическую.
Мощность гидроэлектростанций определяется как количеством воды, так и перепадом между водной поверхностью водохранилища и уровнем размещения гидроагрегата. Для получения одинаковой мощности на высоконапорной гидроэлектростанции требуется меньший расход воды. Причем от напора воды зависят габариты турбины, что в целом способствует удешевлению стоимости гидросооружения.
Следует отметить, что строительство крупных гидросооружений может оказать негативное влияние на природную среду. Так, возведение высоких плотин и создание огромных водохранилищ ведет к истреблению уникальной флоры и фауны, затоплению больших площадей сельскохозяйственных угодий, сокращению стока рек и т.п. При этом с водой выносится значительное количество наносов, которые, оседая в водохранилищах, со временем снижают их мощность. Кроме того, строительство крупных гидроэлектростанций создает значительное давление на малый участок земной поверхности, что вызывает большие перенапряжения в подстилающих грунтах и создает благоприятные условия для инициирования землетрясений, особенно в сейсмоопасных зонах. Естественно, что в таких местах предпочтение следует отдавать строительству микро- и малых гидроэлектростанций.
В Центральноазиатском регионе возможности возведения малых гидроэлектростанций, не требующих больших инвестиций, давно привлекают к себе пристальное внимание. Исследовательские работы здесь ведутся по ряду направлений, во-первых, производится перевооружение и реконструкция действующих объектов; во-вторых, осуществляется восстановление законсервированных и части списанных станций; в-третьих, сооружаются малые гидроэлектростанции при ирригационных водохранилищах; в-четвертых, строятся новые их модификации на реках и, прежде всего, в районах децентрализованного электроснабжения. Кроме того, в связи с переходом на рыночные отношения и прогрессирующим развитием автономных фермерских хозяйств появилась необходимость в создании проектов по возведению микрогидроэлектростанций различной мощности. При этом следует иметь в виду тот факт, что горные реки характеризуются большим количеством наносов, интенсивными ледовыми явлениями и значительной деформацией русел. Все это существенно затрудняет нормальную эксплуатацию гидросооружений.
Кроме описанных, к важным направлениям производства энергоресурсов на основе водной и воздушной сред относится получение кислорода, водорода и его перекиси (пероксида). Кислород и водород используется в устройствах по сварке, пайке, резке и других видах обработки материалов. В то же время, как показывает опыт, водород является идеальным энергетическим ресурсом, например, при электролизе воды. Сам по себе способ весьма прост. При прохождении постоянного электрического тока через элемент, состоящий из катода и анода, помещенных в водный электролит, на катоде выделяется водород, а на аноде - кислород. Как правило, устройства для получения кислорода и водорода состоят из электролизеров, разделительных колонок, работающих за счет разности плотностей газожидкостных смесей, холодильников, регуляторов давления газов, циркуляционного и подпитывающего насосов. Может быть и другой вариант устройства для получения кислорода и водорода, который состоит из электролизера, вертикально размещенных разделительных колонок упомянутых газов, их промывателей и регуляторов давления с массивными поплавками.
В последнее время ведутся разработки других способов получения водорода, в том числе биологическим, биохимическим и синтетическим методам. В первом из них для разложения воды на водород и кислород используют микроорганизмы. Количество получаемого водорода по этому способу пока незначительно, но в перспективе можно ожидать появления разработки более эффективных его модификаций. Биохимический метод предлагает при разложении водной среды в реакторе использовать ферменты, однако и в этом случае водород тоже производится в малых количествах. Основу синтетического метода составляет фотолиз при полном отсутствии биологических компонентов. Нужно отметить, что хотя некоторые из перечисленных методов в настоящее время и недостаточно производительны, следует продолжать работы по повышению их эффективности.
Учитывая, что водород служит идеальным энергоносителем, необходимо найти более надежные способы его аккумулирования и последующего хранения. Согласно литературным данным, он может находиться в газообразной или жидкой формах, а также в качестве составной части какого-либо химического соединения. Однако следует иметь в виду, что аккумулирование водорода в виде сжатого газа имеет ограничения из-за низких соотношений между его количеством и массой баллонов, в которых он содержится. Что же касается хранения водорода в жидкой форме, то здесь также имеются сложности, поскольку он сжижается при температуре -252,87°С при расходе значительной энергии. При этом его криогенное хранение представляет сложную проблему и требует многогранных исследований. Наиболее приемлемым вариантом компактного и безопасного хранения водорода является его содержание в составе особого класса компаундов - металлических гидридов. Последнее достигается тем, что водород под давлением принудительно вступает во взаимодействие с очищенной поверхностью какого-либо металла и, находясь в атомарной форме, растворяется в его межкристаллитном пространстве. При очень высоких давлениях отношение количества атомов водорода к атомам металла больше единицы, а часто может превышать и двойку. В этом случае образуются химические соединения - гидриды. В принципе они могут создаваться при взаимодействии с любым чистым элементом и с большой частью двойных сплавов.
По разработанному способу источником аккумулирования энергии, пригодным для использования при работе всех видов техники, в том числе и любых транспортных средств, может быть водород, который по сравнению с другими видами горючего, наиболее дешевый и экологически чистый. В случае перевода двигателей внутреннего сгорания в современных машинах на такое водородное горючее необходимо лишь незначительно изменить конструкцию карбюратора и отрегулировать угол опережения зажигания для приведения его в соответствие с необходимым количеством воздуха и скоростью распространения фронта пламени. В процессе эксплуатации таких двигателей внутреннего сгорания выхлопными продуктами являются водяной пар и небольшое количество азота. Причем его выделение можно регулировать при помощи реакторов каталитической конверсии нашей разработки. Кроме того, при использовании водорода в качестве горючего для транспортных средств отсутствуют несгоревшие углеводороды, соединения свинца и окиси углерода, которые существенно загрязняют окружающую среду.
Таким образом, можно сделать вывод, что нетрадиционные подходы к выработке энергоресурсов с использованием возобновляемых источников, которые состоят из энергии солнечных лучей, ветровой энергии, биогумуса, являются как никогда актуальными.
1. Общая часть
1.1 Историческая справка
В июле 2000г. Вагоноремонтному депо исполнилось 100 лет. Предприятие в конце прошлого века возникло как главные железнодорожные мастерские, затем паровозовагоноремонтный завод, тепловозоремонтный и сегодня Вагоноремонтное депо.
Во II половине 1989г. Были построены основные корпуса мастерских, но потребовались еще 2 года на доставку и монтаж оборудования. 1 июля 1900г. Чит. Главные железнодорожные мастерские были сданы в эксплуатацию. Еще 8 лет дооборудовали и достраивали мастерские, после чего они достигли основной мощности. В 1908г. Из ремонта было выпущено 40 паровозов, в 1909 - 46, в 1910- 48.
Во время ВОВ в паровозосборочном цехе производили капитальный ремонт маневровых паровозов. Ремонтировали и паровозы узкой коли и только в 1951г. перешли на ремонт мощных магистральных паровозов.
После выпуска в 1967г. последнего паровоза, профиль завода изменился с уклоном на машиностроительную продукцию. Освоен выпуск вагонных замедлителей для сортировочных горок, деталей рельсового скрепления, подвески тормозного башмака, колесных пар с роликовыми подшипниками, а с 1968г. и ремонт цельнометаллических пассажирских вагонов.
Период с 1971 по 1985 гг. обозначен как этап подъема производства, достигшего предельного уровня в 25,2%. Спад производства на заводе начался с 1991г., стала расти неплатежеспособность заказчиков. Росла дебиторская и кредиторская задолжности, предприятие двигалось к банкротству. С 1995г. стал прорабатываться единственно возможный в данной ситуации вариант - вхождение завода в состав Забайкальской железной дороги, что и произошло в 1996г году.
В 1998 г. завод включен в состав Читинского отделения и переименован в Вагоноремонтное депо. Дорога приобрела предприятие с высоким технологическим и творческим потенциалом. В 1997-1998 годы заводом освоен выпуск 37 наименований новых видов продукции, в том числе капитальный ремонт хоппер - дозаторов, изготовление тупиковых и весовых замедлителей, капитальный ремонт кранов КДЭ, капитальный ремонт купейных вагонов, дрезины, изготовление заградительного устройства <<Барьер>>. Предприятие сохраняет работоспособность и вносит достойный вклад в функционирование З.Ж.Д.
1.2 Географическое положение, климат, грунты, характер окружающей среды цеха
Вагоноремонтное депо расположено в Восточном Забайкалье, в г.Чита.
Расположение в области резко континентального климата умеренного пояса обуславливает резкие сезонные и суточные температурные перепады и неустойчивое увлажнение в течение года.
Грунт по всему ВРД - супесок.
Окружающая среда в различных цехах значительно изменяется, в зависимости от технологического цикла. В выбранном нами ремонтно-механическом цехе характер окружающей среды - нормальный.
1.3 Характеристика электроприемников цеха
В механическом цехе имеются 27 электроприемников - краны, станки. Все приемники питаются от трехфазной сети напряжением 380В промышленной частоты 50 Гц. Мощности электроприемников и их номинальные токи указаны в таблице 2.1.
1.4 Технологический процесс цеха
Технологический процесс ремонтно-механического цеха ВРД заключается в ремонте и изготовлении механических запасных частей электрооборудования и агрегатов. Производство и массовый выпуск деталей с соблюдением всех стандартов для узлов поезда.
2. Электротехническая часть
2.1 Расчет электрических нагрузок
При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Неверный расчет нагрузки в сторону увеличения может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства, занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей.
Существует 3 метода расчета электрических нагрузок.
- метод коэффициента спроса;
- метод упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума);
- метод удельного потребления электрической энергии на единицу выпускаемой продукции.
Расчет электрических нагрузок ведем методом упорядоченных диаграмм, так как для определения электрических сетей и установок необходимо знать кроме средних нагрузок также максимальные нагрузки для выбора электрических сетей, электрооборудования и защиты. Также в данном ремонтно-механическом цехе установлены разные по режиму работы и по мощности электропотребители и влиянием отдельного потребителя на общую нагрузку пренебречь нельзя.
Коэффициент максимума Кmax служит для перехода от средней нагрузки к максимальной и представляет собой отношение расчетного максимума активной мощности нагрузки группы электрических приемников к средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену.
Для удобства расчета составляем таблицу, в которой расписываем электроприемники по распределительным пунктам. В моем случае имеется 4 РП.
Таблица 2.1 Электроприемники ремонтно-механического цеха
№ п/п |
Наименование электроприемника |
Количество электроприемников, шт. |
Установленная мощность, кВт |
№ приемника на плане |
|
РП 1 |
|||||
1 |
Настольно-сверлильный станок |
1 |
1,5 |
1 |
|
2 |
Вертикально-сверлильный станок |
2 |
4 |
2;4 |
|
3 |
Машина сортогибочная |
2 |
4,5 |
3;5 |
|
4 |
Вертикально-фрезерный станок |
1 |
10 |
6 |
|
РП 2 |
|||||
5 |
Заточный станок |
2 |
3 |
7;9 |
|
6 |
Станок для заточки резцов с алмазным кругом |
1 |
2,2 |
8 |
|
7 |
Универсальный заточный станок |
1 |
3 |
10 |
|
8 |
Поперечно-строгальный станок |
1 |
7,5 |
11 |
|
9 |
Зубодолбежный станок |
1 |
7,5 |
12 |
|
10 |
Опресовочный станок |
1 |
10 |
13 |
|
РП 3 |
|||||
11 |
Ножницы кривошипные |
1 |
10 |
21 |
|
12 |
Заточный станок |
1 |
3 |
22 |
|
13 |
Кран консольный |
1 |
6,5 |
23 |
|
14 |
Вертикально-фрезерный станок |
1 |
10 |
24 |
|
15 |
Токарно-винторезный станок |
3 |
14;10;11 |
25;26;27 |
|
РП 4 |
|||||
15 |
Ножницы кривошипные |
1 |
10 |
14 |
|
16 |
Заточный станок |
1 |
3 |
15 |
|
17 |
Токарно-винторезный станок |
2 |
10 |
16;17 |
|
18 |
Станок координатно-расточный |
3 |
11 |
18;19;20 |
|
Итого по цеху |
27 |
195,2 |
- |
Произведем расчет по РП-1, а остальные распределительные пункты рассчитываются аналогично.
2.1.1 Находим среднюю активную мощность Рсм каждого приемника. Она равна произведению его номинальной мощности Рном на его коэффициент использования Ки, показывающий, как используется активная мощность за смену. Ки для каждого электроприемника берем из справочных данных («Справочник по проектированию электроснабжения линий электропередач и сетей», табл. 2-2).
Рсм=Рном*Ки
Рсм1=Рном1*Ки1=1,5*0,12=0,18 кВт
Рсм2=Рном2*Ки2= 4*0,12=0,48 кВт
Рсм3=Рном3*Ки3=4,5*0,12=0,54 кВт
Рсм4=Рном4*Ки4=4*0,12=0,48 кВт
Рсм5=Рном5*Ки5=4,5*0,12=0,54 кВт
Рсм6=Рном6*Ки6=10*0,2=2 кВт
2.1.2 Находим среднюю реактивную мощность Qсм каждого приемника. Она равна произведению его средней мощности на tg. Находим для данной формулы tgц по тригонометрической таблице, при условии что cosц нам известен и записан для каждого электроприемника в таблице 2.1
Qсм=Рсм*tg
Qсм1=Рсм1*tg1=0,18*2,29=0,41 квар
Qсм2=Рсм2*tg2=0,48*2,29=1,09 квар
Qсм3=Рсм3*tg3=0,54*1,73=0,93 квар
Qсм4=Рсм4*tg4=0,48*2,29=1,09 квар
Qсм5=Рсм5*tg5=0,54*1,73=0,93 квар
Qсм6=Рсм6*tg6=2*1,17=2,34 квар
2.1.3 Находим сумму средних мощностей всех приемников данного РП:
?Рсм=Рсм1+Рсм2+…+Рсмn
?Qсм=Qсм1+Qсм2+…+Qсмn
?Рсм=0,18+0,48+0,54+0,48+0,54+2=4,22 кВт
?Qсм=0,41+1,09+0,93+1,09+0,93+2,34=6,79 квар
2.1.4 Определяем модуль - m силового распределительного пункта, для РП1
,
где - номинальная мощность наибольшего электроприемника, кВт
- номинальная мощность наименьшего электроприемника, кВт
2.1.5 Определяем среднее значение коэффициента использования. Ки.с. электроприемников характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение средней активной мощности Рсм одного или группы приемников за наиболее загруженную смену к номинальной мощности Рном.
,
где - сумма активной мощности;
- общая мощность по РП-1, кВт
РП-1: Ки.общ.= < 0,2
2.1.6 Находим nэ - эффективное число однородных по режиму работы электроприемников одной мощности, которые обеспечивают тот же расчетный максимум, что и группа разных по мощности и режиму работы приемников. nэ , в зависимости от величин n (число приемников в группе), Кис (коэффициент использования электроприемников, равен отношению средней мощности к полной номинальной), m (отношение мощности самого крупного приемника группы к мощности самого маломощного).
В данном случае, для РП1:
При n ? 5; Kи < 0,2; m ? 3; Pном ? const (Л.С. Коновалова «Электроснабжение промышленных предприятий и установок», стр. 83).
где - относительное число наибольших по мощности электроприемников;
- число приемников наибольшей мощности;
- количество приемников данного РП
- относительная мощность наибольших по мощности электроприемников.
,
где - относительное эффективное число
2.1.7 Следующим этапом является нахождение коэффициента максимума Кmax. Это отношение суммарной максимальной нагрузки группы электроприемников к средней суммарной нагрузке за наиболее тяжелую смену.
Kmax=2,87. (Л.С. Коновалова «Электроснабжение промышленных предприятий и установок», стр. 84, рисунок 2.6)
2.1.8 Определяем среднее значение коэффициента мощности:
,
где ?Qсм- средняя реактивная мощность,
?Рсм -суммарная мощность.
.
2.1.9 Рассчитаем максимальную суммарную активную мощность РП1 Pmax. Она равна произведению суммарной средней мощности всех приемников группы ?Рсм и коэфициента максимума Kmax:
Pmax1=?Рсм1* Kmax1=4,22*2,87=12,1 кВт.
Ищем максимальную суммарную реактивную мощность РП1 Qmax. Если nэ?10, то
Qmax=1,1*?Qсм;
если nэ?10, то
Qmax=?Qсм.
В данном случае nэ?10:
Qmax1=1,1*6,79=7,5 квар.
Находим максимальную суммарную полную мощность всех приемников РП1 Smax. Она равна корню из суммы квадратов Qmax и Pmax:
Рассчитаем максимальный ток РП Imax:
Imax
По тому же алгоритму рассчитываем данные для РП2-РП4. Результаты вычислений заносим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 Расчет электрических нагрузок
№ п/п |
Наименование потребителей |
Количество |
Установленная мощность, Pном, кВт |
Коэффициент использования Ки |
Средняя мощность |
Эффективное число приемников Nэ |
Коэффициент максимума Kм |
Максимальная расчетная мощность |
Imax, А |
|||||||
одного |
общая |
Pсм, кВт |
Qсм, квар |
Pmax, кВт |
Qmax, квар |
Smax, кВА |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
РП 1 |
||||||||||||||||
1 |
Настольно-сверлильный станок |
1 |
1,5 |
1,5 |
0,12 |
0,4/2,29 |
0,18 |
0,41 |
||||||||
2 |
Вертикально-сверлильный станок |
1 |
4 |
4 |
0,12 |
0,4/2,29 |
0,48 |
1,09 |
||||||||
3 |
Машина сортогибочная |
1 |
4,5 |
4,5 |
0,12 |
0,5/1,73 |
0,54 |
0,93 |
||||||||
4 |
Вертикально-сверлильный станок |
1 |
4 |
4 |
0,12 |
0,4/2,29 |
0,48 |
1,09 |
||||||||
5 |
Машина сортогибочная |
1 |
4,5 |
4,5 |
0,12 |
0,5/1,73 |
0,54 |
0,93 |
||||||||
6 |
Вертикально-фрезерный станок |
1 |
10 |
10 |
0,2 |
0,65/1,17 |
2 |
2,34 |
||||||||
Итого: |
6 |
28,5 |
>3 |
<0,2 |
0,53/1,609 |
4,22 |
6,79 |
5 |
2,87 |
12,1 |
7,5 |
14,2 |
21,6 |
|||
РП 2 |
||||||||||||||||
7 |
Заточный станок |
1 |
3 |
3 |
0,12 |
0,5/1,73 |
0,36 |
0,62 |
||||||||
8 |
Станок для заточки резцов с алмазным кругом |
1 |
2,2 |
2,2 |
0,2 |
0,5/1,73 |
0,44 |
0,76 |
||||||||
9 |
Заточный станок |
1 |
3 |
3 |
0,12 |
0,5/1,73 |
0,36 |
0,62 |
||||||||
10 |
Универсальный заточный станок |
1 |
3 |
3 |
0,12 |
0,5/1,73 |
0,36 |
0,62 |
||||||||
11 |
Поперечно-строгальный станок |
1 |
7,5 |
7,5 |
0,09 |
0,4/2,29 |
0,67 |
1,53 |
||||||||
12 |
Зубодолбёжный станок |
1 |
7,5 |
7,5 |
0,2 |
0,5/1,73 |
1,5 |
2,59 |
||||||||
13 |
Опресовочный станок |
1 |
10 |
10 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2 |
3,46 |
||||||||
Итого: |
7 |
36,2 |
>3 |
<0,2 |
0,48/1,793 |
5,69 |
10,2 |
5 |
2,87 |
16,3 |
11,22 |
19,78 |
30 |
|||
РП 3 |
||||||||||||||||
21 |
Ножницы кривошипные |
1 |
10 |
10 |
0,12 |
0,65/1,17 |
1,2 |
1,4 |
||||||||
22 |
Заточный станок |
1 |
3 |
3 |
0,09 |
0,65/1,17 |
0,27 |
0,32 |
||||||||
23 |
Кран консольный |
1 |
6,5 |
6,5 |
0,09 |
0,5/1,73 |
0,59 |
1,02 |
||||||||
24 |
Вертикально-фрезерный станок |
1 |
10 |
10 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2 |
3,46 |
||||||||
25 |
Токарно-винторезный станок |
1 |
14 |
14 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2,8 |
4,84 |
||||||||
26 |
Токарно-винторезный станок |
1 |
10 |
10 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2 |
3,46 |
||||||||
27 |
Токарно-винторезный станок |
1 |
11 |
11 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2,2 |
3,8 |
||||||||
Итого: |
7 |
64,5 |
>3 |
<0,2 |
0,51/1,655 |
11,06 |
18,3 |
6 |
2,24 |
24,8 |
20,13 |
31,9 |
48,5 |
|||
РП 4 |
||||||||||||||||
14 |
Ножницы кривошипные |
1 |
10 |
10 |
0,12 |
0,65/1,17 |
1,2 |
1,4 |
||||||||
15 |
Заточный станок |
1 |
3 |
3 |
0,09 |
0,65/1,17 |
0,27 |
0,32 |
||||||||
16 |
Токарно-винторезный станок |
1 |
10 |
10 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2 |
3,46 |
||||||||
17 |
Токарно-винторезный станок |
1 |
10 |
10 |
0,2 |
0,5/1,73 |
2 |
3,46 |
||||||||
18 |
Станок координатно-расточный |
1 |
11 |
11 |
0,12 |
0,5/1,73 |
1,32 |
2,28 |
||||||||
19 |
Станок координатно-расточный |
1 |
11 |
11 |
0,12 |
0,5/1,73 |
1,32 |
2,28 |
||||||||
20 |
Станок координатно-расточный |
1 |
11 |
11 |
0,12 |
0,5/1,73 |
1,32 |
2,28 |
||||||||
Итого: |
7 |
66 |
>3 |
<0,2 |
0,52/1,642 |
9,43 |
15,48 |
6 |
2,64 |
24,9 |
17,03 |
30,12 |
45,82 |
|||
Общесиловая нагрузка |
27 |
195,2 |
78,1 |
55,88 |
96 |
|||||||||||
Осветительная нагрузка |
11,2 |
16,12 |
19,63 |
|||||||||||||
Общая нагрузка без КУ |
89,3 |
72 |
114 |
|||||||||||||
КУ |
40 |
|||||||||||||||
Общая нагрузка с КУ |
89,3 |
32 |
95 |
|||||||||||||
Потери в трансформаторе |
3,2 |
16 |
||||||||||||||
Общая нагрузка с учетом потерь |
92,5 |
48 |
104 |
2.2 Расчет освещения ремонтно-механического цеха
2.2.1 Светотехнический расчет
Дано помещение: ремонтно-механический цех. Размеры а=36 м, в=18 м, h=8 м. Условия среды - нормальные. Коэффициенты отражения: потолка pп=0,3; стен рс=0,1 (Методические указания по расчету освещения, стр. 126, табл. 5.1 для стен и потолков в помещениях с большим количеством темной пыли).
Исходя из условий среды и высоты помещения выбираем светильники типа СЗ5ДРЛ-400 (Кноринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», стр.54, табл. 3-7) с лампами ДРЛ-400, Фл=19000 лм (Кноринг Г.М, стр.28, табл. 2-15). Данные светильника: m=13кг; D*H=584мм*518мм.
Определяем высоту освещаемой рабочей поверхности и коэффициент запаса. Г=0,8 (плоскость нормирования освещенности и её высота от пола, м), Emin=300лк; Кз=1,5 (Кнорринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», стр.105 табл. 4-4-л); P(показатель ослепленности)=40; Кп=15% - коэффициент пульсации.
Определяем расчетную высоту h (расстояние от светильников до рабочей поверхности):
h=H-(hp+hc)
H - высота помещения, 8м;
hp - высота рабочей поверхности, 0,8 м;
hc - свес светильников, 0,3 м;
h=8-(0,8+0,3)=6,9 м.
Рассчитываем индекс помещения:
Находим коэффициент использования светового потока з:
При условии pп=0,3, рс=0,1, светильник СЗДРЛ, i=1,59 данный коэффициент будет равен 0,62 (Кноринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», стр.135, табл. 5-10)
Определим необходимое число светильников:
,
где Emin - требуемое освещение для данного цеха (лк),
Кз - коэффициент запаса =1,5,
S - площадь цеха (м2) =36*18=648м2,
z - коэффициент, постоянный для ламп ДРЛ =1,15,
n - число ламп в светильнике - для СЗДРЛ =1,
Фл - световой поток, выдаваемый лампой (лм) - для ДРЛ-400=19000лм,
- постоянный коэффициент =0,62.
Для удобства расчета и для запаса возьмем 28 светильников. Расположим их в 4 ряда. Расстояние между рядами поперек - 4,4 м, от стен - 2,4 м. В одном ряду 7 светильников.
Расстояние между светильниками в ряду - 5 м, от стен - 3 м.
Эскиз плана освещения цеха показан на рис. 2.1
Проверяем расчет методом удельной мощности:
?Pуст=Рл*nл=400*28=11200 Вт=11,2 кВт,
где Рл - мощность 1 лампы,
nл - число ламп.
Находим удельную мощность освещения, приходящуюся на 1 м2 площади цеха:
.
Табличная удельная мощность щтабл равна 5,28 Вт/м2 при 100 лк и сп=0,5, сс=0,3 (Кноринг Г.М. «Справочная книга для проектирования электрического освещения», стр.148, табл.5-40).
В нашем случае, при Еmin =300 лк,
щтабл=5,28*3=15,84 Вт/м2.
Для случая сп=0,3, сс=0,1:
щтабл'=1,1* щтабл=1.1*15.84=17.4 Вт/м2.
Таким образом, для нашего случая при Emin=300 лк, сп=0,3, сс=0,1, щтабл=17,4 Вт/м2.
Проверяем расчетную удельную мощность на допустимое отклонение (-10%, +20%) от табличной:
Отклонение соответствует допустимому, следовательно расчет освещения верен.
2.2.2 Расчет сети освещения
Для осветительной сети необходимо выбрать питающие провода и кабели, защитную аппаратуру и осветительные щиты.
2.2.2.1 Выбор проводников
Для выбора проводников необходимо найти расчетный ток каждой линии освещения. Поскольку в нашем случае количество светильников в каждой линии одинаково, т.е. одинаковы мощности всех 4-х линий, то достаточно будет рассчитать проводник для одной линии. Производим расчет:
,
где ?Pmax - полная мощность сети освещения:
?Pmax=1,1*Кс*?Рсв,
где Кс - коэффициент спроса=1,
?Рсв - сумма мощностей светильников линии,
cosц - коэффициент мощности для применяемых ламп (для ДРЛ=0,57),
Рассчитаем ток магистрали, учитывая количество светильников всех 4 линий:
Для осветительной сети напряжением 220В, согласно ПУЭ, берем 3-х проводный проводник - фаза, ноль, заземление. Провода прокладываем в трубах. Согласно ПУЭ, 1.3.4, о длительно допустимых токах для 3-х 1-жильных провода марки ПВ, проложенных в одной трубе, минимальное сечение 1,5 мм2.
Исходя из всего этого, выбираем провод 3ПВ(1*2,5) для каждой линии.
Для магистрали выбираем 5 одножильных проводов 5ПВ(1*6) - 3 фазы, нейтраль, заземление.
Проверим выбранные провода наиболее длинной линии на допустимую потерю напряжения. ДU не должно превышать 2,5%.
,
где Рл - мощность всех светильников в линии,
lл - длина линии,
с - постоянный коэффициент, для медных проводников=12,8,
s - сечение выбранного проводника.
Так как проводник линии не прошел проверку, значит увеличиваем его сечение до 4 мм.2
условие выполнено.
Т.к. длины проводников последующих 3 линий меньше длины 1 линии, значит потери напряжения ДU будут также меньше 2,5%.
Окончательно принимаем проводник 3ПВ(1*4) для каждой линии.
2.2.2.2 Выбираем осветительный щиток ЩО 8505-1605 на 5 отходящих линий с автоматом на вводе ВА 61F29-3C-63Na и с автоматами на отходящих линиях ВА 61F29-1B-31,5Na, способ присоединения на 3 фазы.
2.3. Расчет и выбор трансформаторной подстанции
2.3.1 Расчет общесиловой нагрузки
Находим ?Рном:
?Рном=Рном1+Рном2+Рном3+Рном4=28,5+36,2+64,5+66=195,2 кВт.
Находим ?Рmax:
?Рmax=Рmax1+Рmax2+Рmax3+Рmax4=12,1+16,3+24,8+24,9=78,1 кВт.
Находим ?Qmax:
?Qmax=Qmax1+ Qmax2+Qmax3+Qmax4=7,5+11,22+20,13+17,03=55,88 квар.
Находим ?Smax:
?Smax= Smax1+ Smax2+Smax3+Smax4=14,2+19,78+31,9+30,12=96 кВА.
2.3.2 Расчет осветительной нагрузки
Находим общую активную мощность осветительной сети. Для механического цеха Е=300 лк, поэтому:
Pу.о.=11,2 кВт (из светотехнического расчета)
Находим общую реактивную мощность освещения. Для ламп ДРЛ =1,44, таким образом:
Qу.о.=Ру.о.* =11,2*1,44=16,12 квар.
Находим общую полную мощность освещения:
.
2.3.3 Расчет общей нагрузки без учета компенсирующего устройства
Общая активная мощность равна сумме активной мощности электрооборудования ?Pmax и активной мощности освещения Pу.о:
P'max=?Pmax+Pу.о.=78,1+11,2=89,3 кВт.
Общая реактивная мощность равна сумме реактивной мощности электрооборудования ?Qmax и реактивной мощности освещения Qу.о:
Q'max=?Qmax+Qу.о.= 55,88+16,12=72 квар.
Полная общая мощность равна корню квадратному из суммы квадратов P'max и Q'max:
=114 кВА.
2.3.4 Расчет мощности и выбор компенсирующего устройства
В процессе передачи потребителям активной и реактивной мощностей в линии системы электроснабжения создаются потери активной мощности.
Увеличение потребления реактивной мощности электроустановкой вызывает рост тока в линии любого звена системы электроснабжения и снижение величины коэффициента Р электроустановок.
Повышение коэффициента мощности электроустановки зависит от снижения потребления реактивной мощности. Для уменьшения реактивной мощности применяют синхронные двигатели в качестве компенсаторов которые работают в холостом режиме либо конденсаторные батареи.
Конденсаторные установки собирают из определенного числа секций соединенных между собой параллельно, последовательно или смешанно.
Находим расчетную мощность компенсирующей установки:
Qку=P'max*(1-2)*б,
где P'max - общая активная нагрузка без учета КУ;
1 - тангенс угла сдвига фаз, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности предприятия без компенсации
1=;
Q'max - общая реактивная мощность без КУ;
2 - тангенс угла сдвига фаз после компенсации. Равен 0,3;
б =0,9- коэффициент, учитывающий улучшение мощности без применения компенсирующих устройств.
Qку=89,3*(0,8-0,3)*0,9=40 квар.
Выбираем компенсирующее устройство по справочнику («Справочник по проектированию электроснабжения линий электропередачи и сетей», табл.2-3, стр. 250) компенсирующее устройство: КРМ 0,4, Qк.у.=40 квар, m=56кг, I=58A, размеры 1000*800*280 мм.
2.3.5 Общая нагрузка на силовую сеть с учетом КУ
Q*max=Q'max-Qку,
где Q'max - общая реактивная нагрузка без учета КУ,
Qку - реактивная мощность, компенсируемая КУ,
Q*max=72-40=32 квар,
S*max=,
где P'max - активная нагрузка без учета КУ,
Q*max - общая реактивная нагрузка в сети с учетом КУ,
S*max=
2.3.6 Выбор числа и мощности трансформаторов
Выбор числа и мощности трансформаторов проводят по:
- графику нагрузки потребителя и подсчитанным величинам средней и максимальной мощности;
- технико-экономическим показателям отдельных намеченных вариантов с учетом капитальных затрат на эксплуатационные расходы;
- категории потребителей;
- экономически целесообразному режиму, обеспечивающему минимум потерь мощности и электроэнергии в заданном режиме. Все потребители электрической энергии по требуемой надежности электроснабжения можно условно разделить на 3 категории:
1. Потребители, перерыв в электроснабжении которых грозит гибелью людей, порчей дорогостоящего оборудования, нарушением сложного технологического цикла и, как следствие, массовым браком продукции, несущим существенные убытки предприятию. Электроснабжение таких потребителей осуществляется от 2-х независимых линий подачи электроэнергии, а переключение на резерв производится автоматически, в течение времени не более 20 секунд. Кроме того, особо ответственные объекты, например больницы, имеют свой резервный источник питания в виде дизель-генератора.
2. Ко второй категории относятся предприятия серийного производства, перерыв в электроснабжении которых может привести к массовому недовыпуску продукции, т.е., к убыткам для предприятия. Схема электроснабжения аналогична первой, исключение составляет то, что автомат ввода резерва отсутствует, а резерв включается вручную.
3. Все потребители, не относящиеся к вышеперечисленным, входят в третью категорию. Перерыв в снабжении их, как правило, не приводит к убыткам значительного размера, а сами потребители - предприятия и цеха мелкосерийного производства. Их электроснабжение осуществляется от одной линий подачи электроэнергии, с условием, что возникшие неисправности возможно будут исправлены в течение суток.
Ремонтный цех ВРД РЖД - потребитель III категории надежности электроснабжения, поэтому расчет ведем для 1-го трансформатора.
Рассчитаем мощность трансформатора:
S'тр=,
где S* - общая полная мощность с учетом КУ,
n=1 - число трансформаторов,
вт - коэффициент загрузки трансформатора=0,95.
Выбираем трансформатор («Электроснабжение промышленных предприятий и установок», ред. Л.Л. Коновалов, Л.Д. Рожков, Москва-1986, Таблица П.1.1 Технические данные трансформаторов).
Таблица 2.3 Технические данные трансформатора
Тип трансформатора |
Sном, кВА |
ВН, кВ |
НН, кВ |
Потери (Вт) |
Iхх, % |
Uкз, % |
||
Pхх |
Pкз |
|||||||
ТМ-160 |
160 |
6 |
0,4 |
0,56 |
2,65 |
2,4 |
4,5 |
Проверим, подходит ли трансформатор, посчитав коэффициент его загрузки:
коэффициент загрузки не больше 0,95, таким образом, выбранный нами трансформатор подходит.
Рассчитаем потери мощности в трансформаторе:
потери активной мощности составляют 0,02 от общей мощности трансформатора:
ДР=0,02*Sтр=0,02*160=3,2кВт.
потери реактивной мощности составляют 0,1 от общей мощности трансформатора:
ДQ=0,1*Sтр=0,1*160=16квар.
Определим полную мощность нагрузки с учетом потерь:
Рполн=89,3+3,2=92,5кВт;
Qполн=32+16=48квар.
2.3.7 Выбор комплектной трансформаторной подстанции
В настоящее время широкое распространение получила практика, когда вместо выбора множества высоковольтного и низковольтного оборудования, приборов контроля и учета электроэнергии, выбирают и заказывают комплектную трансформаторную подстанцию (КТП).
КТП с внутренней (КТП) и наружной (КТПН) установкой выпускают с одним или двумя трансформаторами мощностью 250-250 кВА для внутренней установки и до 100 кВА для наружной установки при напряжении 6-10 кВ. Подстанции комплектуются защитной коммутационной аппаратурой, приборами измерения, сигнализации и учета электроэнергии, силового трансформатора и РУ 0,4 кВ.
КТП бывают тупикового и проходного типов, а также различных модификаций - киоскового, шкафного и других.
В тупиковых подстанциях со стороны высокого напряжения предусмотрены разъединитель с заземляющими ножами и предохранитель, в проходных подстанциях в цепях линий 6-10 кВ - выключатели нагрузки.
Силовой трансформатор подстанции присоединяется к сборным шинам 6-10 кВ через разъединитель с заземляющими ножами и предохранителями. Ввод от трансформатора осуществляется через рубильник. От шин через автоматические выключатели или предохранители отходят линии 0,38 кВ для питания электроприемников.
Защита силовых трансформаторов от Iк.з. со стороны высокого напряжения осуществляется предохранителями ПК-10.
Выбираем КТПН (ВВ)-160/6/0,4-93-УХЛ1 с трансформатором ТМ 160/6; высоковольтный предохранитель ПКТ 101-6-10-31,5 УЗ, масса общая 1460 кг, автомат на вводе Э06С на 250А. Предельная отключающая способность при переменном токе 380В - 40 кА. (И.И. Алиев «Справочник по электротехнике и электрооборудованию», табл. 10.4.1)
Автоматические выключатели:
на вводе А3134, Iном=250А,
на отходящих линиях А3124, Iном=100А.
Трансформаторы тока ТА 30R 250/5 (шина 30*20, кабель ш20мм, класс точности - 3).
Приборы учета энергии:
активной ЦЭ 6811,
реактивной ЦЭ 6812.
Ограничитель перенапряжения ОПН-Н/TEL 0,4/0,4.
Сборные шины поставляются в комплекте с КТП.
2.4 Расчет мощности двигателя главного привода консольного крана
2.4.1 Подъемный кран - грузоподъёмная машина циклического действия с возвратно-поступательным движением грузозахватного органа; служит для подъёма и перемещения грузов. Цикл работы подъемного крана состоит из захвата груза, рабочего хода для перемещения груза и разгрузки, холостого хода для возврата порожнего грузозахватного устройства к месту приёма груза. Движения подъемного крана могут быть как рабочими, так и установочными для периодического изменения положения крана, стрелы и т. п. Основная характеристика подъемного крана - грузоподъёмность, под которой понимают наибольшую массу поднимаемого груза.
В нашем случае необходимо рассчитать мощность двигателя главного привода механизма подъема консольного крана.
Таблица 2.4 Исходные данные
Скорость подъема и опускания, м/мин |
Высота подъема, м |
Грузоподъемность, т |
Вес захватывающего приспособления (крюка), т |
Диаметр барабана, м |
КПД механизма подъема |
||
при полной нагрузке |
при подъеме порожнего крюка |
||||||
8 |
6 |
3,2 |
0,012 |
0,20 |
0,75 |
0,25 |
2.4.2 Определяем время подъема и спуска груза порожнего крюка, принимая скорость установившегося движения постоянной:
а) при подъеме и спуске груза:
б) при подъеме и спуске порожнего крюка:
,
где высоту подъема и спуска крюка принимаем Н0=5м.
2.4.3 Найдем продолжительность цикла работы механизма подъема:
tц=0,75*2+1,0*4+0,63*2=6,76 мин.
Определим режим работы крана, найдя ПВ:
ПВф%=,
где ?tр - суммарное время работы крана за один цикл,
tц - полное время цикла.
?tр=0,75+0,75+0,63*2=2,76мин.
В нашем случае режим работы кран-балки средний, повторно-кратковременный, т.к. ПВф% больше 40% (4М).
2.4.4 Найдем кратность подъемного механизма крана:
i=ip*iп=2*50=100,
где ip - передаточное число редуктора, принимаем равным 50,
iп - кратность полиспаста, равна 2.
2.4.5 Расчет моментов и построение диаграммы нагрузок консольного крана
Рассчитаем момент, развиваемый двигателем главного привода крана при подъеме груза 3,2 т (номинальная грузоподъемность):
где Gг - масса груза (т),
Gо - масса крюка (т),
Dб - диаметр барабана (м),
зн - КПД крана при полной нагрузке.
Определим момент статической нагрузки на валу двигателя:
Рассчитаем момент при подъеме порожнего крюка:
Момент при спуске порожнего крюка:
Составляем диаграмму, на которой отобразим изменение нагрузки на двигатель главного привода кран-балки в течение рабочего цикла:
2.4.6 Находим среднеквадратичный (эквивалентный) момент двигателя при ПВрасч%=40,8%.
2.4.7 Находим скорость вращения двигателя:
,
где Vп - скорость подъема груза,
i - передаточное число подъемного механизма крана,
Dб - диаметр барабана подъемного механизма.
2.4.8 Находим предварительную величину мощности двигателя при ПВрасч%=40,8%:
Мощность двигателя, пересчитанная на стандартное значениеПВ%=40%:
Р'экв=
Таблица 2.5 Характеристики выбранного двигателя
Наименование |
Число полюсов |
Номинальная мощность Рном, кВт |
Номинальная скорость вращения nном, об/мин |
Номинальный ток Iном, А |
Пусковой ток Iпуск, А |
Максимальный момент Ммакс, Н*м |
Пусковой момент Мпуск, Н*м |
|
4MTKF(H)-112LB4 |
4 |
5,5 |
1400 |
15,2 |
61 |
91 |
85 |
Выбор двигателя по условию:
Рн.к ? Р'экв = 5,5 кВт ? 5,25 кВт;
nн.к ? nдв.р. = 1400 об/мин ? 1274 об\мин;
U н.дв.=Uсх = 380В=380В.
2.4.9 Выполним проверку двигателя:
а) на максимальную перегрузку по условию
0,8Mmax.дв.?,
где =Мп.г. - максимальный статический момент из графика нагрузки.
0,8*91?65,6
72,8?65,6 - условие проверки выполняется.
б) на достаточность пускового момента по условию
Мпуск.дв.> :
85>65,6 - данное условие также выполняется.
Таким образом, выбранный нами двигатель подходит по всем параметрам, т.к. он прошел обе проверки.
2.4.10 В консольном кране присутствуют также 1 вспомогательный двигатель меньшей мощности чем главный. Он необходим для перемещения тележки крана.
Найдем мощность вспомогательного двигателя:
Т.к. общая мощность крана - 6,5 кВт, а мощность выбранного главного двигателя - 5,5 кВт, то мощность вспомогательного двигателя:
?Рвспом.=Рном.крана-Рном.двиг.=6,5-5,5=1 кВт.
Рдв.2=1 кВт.
2.4.11 Согласно правилам Росгортехнадхора, установленный на механизме механический тормоз должен удерживать груз, составляющий 125% от номинального, при его остановке только при помощи этого тормоза.
Коэффициент запаса тормозного момента Кз.т. выбирается из таблицы 4.1. (Яуре А.Г. Крановый электропривод. Справочник. Стр.135), с учетом режимов работы механизмов разного назначения и количества тормозов.
а) Тормозной момент рассчитываем по формуле:
Мт=Кз.т.*Мт.р, Н*м,
где Мт.р. - расчетный момент тормоза, который находится по следующей формуле:
,
где Gном - номинальная грузоподъемность, кг
Vном - скорость подъема груза, об/мин
nном.т. - номинальная частота вращения тормозного шкива, соответствующая скорости Vном, об/мин.
б) Кз.т.=1,75 (Яуре А.Г. Крановый электропривод. Справочник. Стр. 135. табл. 4.1)
в) Мт=1,75*21,4=37,45 Н·м.
г) ПВст.н.=40%; рассчитаем требуемый тормозной момент:
д) Выбираем тормоз (Яуре А.Г. Крановый электропривод. Справочник. Стр. 135. табл. 4.12).
Выбор тормоза ведем по следующим условиям:
а) расчетному тормозному моменту;
б) диаметру тормозного шкива;
в) роду тока и напряжению катушки электромагнита;
г) по стандартной продолжительности включения.
а) Мт.н. ? М'm; 40 Н*м ? 37,8 Н*м
Таблица 2.6 Характеристики выбранного механического тормоза
Наименование |
Диаметр шкива, мм |
Тормозной момент Н*м |
Род тока и напряжение катушки электромагнита |
Стандартная продолжительность включения, % |
|
ТКТ 200/100 |
200 |
40 |
~220В |
40 |
2.4.12 Описание работы консольного крана
К данному диплому прилагается принципиальная схема работы рассчитанной нами консольного крана. Опишем её работу:
Напряжение на схему подается с троллеев, подключенных к сети через автоматический выключатель QF. Двигателями подъема М1 и передвижения М2 управляют при помощи реверсивных магнитных пускателей КМ1, КМ2 (подъем - спуск) и КМ3, КМ4 (передвижение вперед - назад), катушки которых включаются с помощью кнопок SB1, SB2 и SB3, SB4.
В свою очередь, пускатели КМ1 и КМ2 включаются через кнопки SB1 и SB2 (вверх-вниз); КМ3 и КМ4 - включаются через кнопки SB3 и SB4. Для предотвращения одновременного включения контакторов, переключающих двигатели на противоположное вращение предусмотрена блокировка - к примеру, при нажатии SB1 разрывается цепь КМ2 и замыкается цепь КМ1, при нажатии SB2 - разрывается цепь КМ1 и замыкается КМ2. Кроме того, при срабатывании КМ1 его размыкающий контакт разрывает цепь контактора КМ2. По такому же принципу устроена цепь управления вторым двигателем.
Подобные документы
Характеристика ремонтно-механического цеха. Описание схемы электроснабжения. Конструкция силовой и осветительной сети. Расчет освещения и электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов, места расположения, оборудования питающей подстанции.
курсовая работа [681,5 K], добавлен 13.01.2014Характеристика ремонтно-механического цеха и его технологического процесса. Определение центра электрических нагрузок и места расположения цеховой трансформаторной подстанции. Выбор мощности конденсаторных установок и определение их места расположения.
курсовая работа [272,7 K], добавлен 18.05.2016Общая характеристика производства и потребителей цеха. Расчет и выбор электрооборудования мостового крана и цеховой трансформаторной подстанции металлургического предприятия. Описание спроектированной схемы, взаимодействие и назначение ее элементов.
курсовая работа [987,8 K], добавлен 23.09.2014Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности трансформаторов на цеховой подстанции. Определение мощности компенсирующих устройств. Расчет токов короткого замыкания питающей и цеховой сети. Молниезащита здания ремонтно-механического цеха.
курсовая работа [518,5 K], добавлен 04.11.2021Проектирование ремонтно-механического цеха. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций, сбор электрических нагрузок цеха. Компенсация реактивной мощности. Расчет параметров, выбор кабелей марки ВВГ и проводов марки АПВ распределительной сети.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 19.08.2016Расчет электрических нагрузок ремонтно-механического цеха. Компенсация реактивной мощности. Мощность силовых трансформаторов на подстанции. Провода и кабели силовых сетей: проверка на соответствие защиты. Потеря напряжения в электрических сетях.
курсовая работа [332,7 K], добавлен 08.11.2011Расчёт электрических нагрузок, где с учётом компенсации реактивной мощности выбран силовой трансформатор, обеспечивающий подачу напряжения к электроприёмникам. Расчёт освещения производственных и служебных помещений. Организация труда на участке.
дипломная работа [626,8 K], добавлен 12.06.2009Проектирование системы электроснабжения локомотивного депо с использованием устройств компенсации реактивной мощности и без них. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор местного источника питания, схемы питающей, осветительной и распределительной сети.
курсовая работа [1020,1 K], добавлен 23.01.2014Краткая характеристика ремонтно-механического цеха, технологического режима работы, оценка электрических нагрузок. Описание рода тока, питающего напряжения. Алгоритм расчета электрических нагрузок, необходимых для выбора электрооборудования подстанции.
дипломная работа [635,4 K], добавлен 13.07.2015Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети. Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения, мощности компенсирующих устройств. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. Нагрузки на участки цеховой сети.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 07.04.2015