Электроосвещение участка автоматизированного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ)

Авиационный колледж ДГТУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине МДК 01.02 Электрооборудование промышленных и гражданских зданий

на тему: Электроосвещение участка автоматизированного цеха

Обучающийся Георг Вячеславович Семыкин

Ростов-на-Дону

2020



Содержание проекта

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

1.3 Выбор величины питающего напряжения

1.4 Выбор схемы электроснабжения цеха

1.4.1 Задачи электроснабжения цеха

1.4.2 Выбор схемы электроснабжения по цеху

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующего устройства

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховой подстанции

2.4 Расчет и выбор силовой сети, сечения проводов и кабелей

2.5 Выбор аппаратов защиты и автоматики

3. Экономическая часть проекта

3.1 Система планово-предупредительного ремонта

3.2 Особенности ремонта электрооборудования и его техническая характеристика

3.3 Расчет ремонтной сложности электрооборудования

4. Охрана труда

Заключение

Список используемых источников



Введение

Важнейшая роль в экономике страны принадлежит машиностроению. От темпов развития машиностроения характерно зависит рост механической оснащенности всех отраслей народного хозяйства. Машиностроение характерно чрезвычайным многообразием технологических процессов, в которых используется электроэнергия: литейное производство и сварка, обработка металлов давлением и резанием, упрочняющая термообработка, нанесение защитных и отделочных покрытий и т.д. Предприятия машиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными компрессорными установками, механообрабатывающим и сварочным оборудованием. Автоматизация в машиностроении затрагивает не только отдельные технологические агрегаты и вспомогательные механизмы, но и целые комплексы, автоматизированные поточные линии, цеха и заводы. Научно-технический прогресс предполагает рост энерговооруженности в промышленности за счет совершенствования и внедрения нового, экономичного и технологичного электрооборудования. Электроприемники, преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, прочно занимают ведущее положение в подавляющем большинстве производственных процессов. Постоянное повышение энерговооруженности производства обеспечивается опережающим развитием электроэнергетики. Эффективность производства и качества продукции во многом определяются надежностью средств производства и, в частности, надежностью электрооборудования. Интенсивное развитие технических средств вызвало необходимость совершенствования методики проектирования и создания на ее основе новых высокоэффективных предприятий. В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует все более глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизация существующего электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков, электриков. Реконструкция действующих производств при использовании современного оборудования, на базе энергосберегающих технологий - одна из основных задач перевооружения производства. В условиях научно-технического прогресса значительно усложнились взаимоотношения человека с природой. Научно-технический прогресс создал огромные возможности для покорения сил природы, а вместе с тем для ее загрязнения и разрушения.

Промышленный прогресс сопровождается поступлением в биосферу огромного количества загрязнений, которые могут нарушить природное равновесие и угрожать здоровью людей.

Курс на интенсификацию экономического развития требует дальнейшего повышения эффективности использования природных ресурсов. Исходя из этого, намечено расширить научную разработку фундаментальных и прикладных проблем охраны природы, а также повысить эффективность использования имеющегося оборудования.

Актуальность темы курсового проекта соответствует задаче технического перевооружения - созданию высокоэффективного энергосберегающего производства.



1. Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

Основным электрооборудованием цеха металлорежущих станков являются группы токарных, шлифовальных и заточных станков. Рассмотрим эти группы:

1. К токарной группе можно относятся токарно-винторезные станки марки 16К25 мощностью 11 кВт.

2. К шлифовальному оборудованию относятся станки кругло-, плоско-, внутри- и резьбо-шлифовальные станки мощностью от 0,4 кВт у внутри-шлифовального станка марки 3М225В до 5,5 кВт у резьбо-шлифовального станка марки 5К823В.

3. К заточной группе относятся: универсально заточные станки, заточные, заточные для червячных фрез и заточные для круглых плашек. Мощность находится в пределах от 0,4 кВт у универсально заточных станков до 2,2 кВт у заточных.

Для станков существуют три режима работы:

1. Продолжительный, в котором машины могут работать долго, и превышение температуры отдельных частей машины не выходит за установленные пределы;

2. Повторно-кратковременный, здесь рабочие периоды t_р чередуются с периодами пауз t₀, а длительность всего цикла не превышает 10 минут. В этом режиме работают электродвигатели мостовых кранов, подъемников, сварочные аппараты.

3. Кратковременный, при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры отдельных частей машины достигали установившегося значения, а период остановки настолько длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Надежность электроснабжения - способность системы обеспечить предприятие электроэнергией хорошего качества.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

I. Электроприемники, где перерыв в электроснабжении повлечет за собой опасность для жизни людей, повреждения дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции.

II. Электроприемники, здесь перерыв приводит к массовому недоотпуску продукции, простоем рабочих мест, механизмов и промышленного процесса.

III. Электроприемники несерийного производства продукции, вспомогательные цеха, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Перерыв в электроснабжении до 24 часов.

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

Потребителями электроэнергии данного цеха являются станки токарной, заточной шлифовальной групп.

Токарно-винторезные станки предназначены для выполнения разнообразных работ. На этих станках можно обтачивать наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, растачивать цилиндрические и конические отверстия, обрабатывать торцовые поверхности; нарезать наружную и внутреннюю резьбы; сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия; производить отрезку, подрезку и др. операции.

Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифованными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и др. В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифования станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные и специальные.

Заточные станки. В зависимости от характера выполнения операций заточные станки делят на простые, универсальные, специальные, а по виду обработки - на станки для абразивной заточки и доводки и безабразивной (анодно-механический, электроискровой и др.). Универсальные заточные станки применяют для заточки и доводки резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков, фрез, долбяков, червячных фрез и выполняют наружное и внутреннее шлифование. Специальные заточные станки предназначены для заточки резцов, сверл, червячных фрез и т.п.

Все оборудование представлено в ведомости потребителей электроэнергии.

1.3 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 энергии:

- на 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;

- 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, удешевления электродвигателей 660 В и лучшего их КПД по сравнению с электродвигателями 6 кВ, а также с учетом уменьшения потерь электроэнергии в сети 660 В по сравнению с сетью 380 В.

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 (К_и <=2%)

Исходя из вышеперечисленных требований устанавливаем напряжение для цеха металлорежущих станков 380/220 В для силовой и осветительной сети, с учетом требований показателей качества напряжения внутризаводского распределения энергии - 10 кВ

1.4 Выбор схемы электроснабжения цеха

1.4.1 Задачи электроснабжения цеха

Основной задачей электроснабжения является обеспечение потребителей электроэнергией. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмы, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами и т.д.

Для обеспечения бесперебойности производственного процесса и постоянного обновления оборудования современные системы электроснабжения предприятия должны обладать повышенной надежностью и гибкостью, обеспечивать заданные показатели качества электроэнергии, быть высокоэкономичными, удобными в эксплуатации и соответствовать требованиям пожаро-, взрыво и электробезопасности.

На надежность системы электроснабжения влияют:

- соответствия пропускной способности сети;

- схемы соединения элементов сети;

- наличие чувствительных быстродействующих и селективных защит;

- наличие или отсутствие в энергосистеме дефицита мощности и запасных резервных элементов и другие факторы.

Системы электроснабжения предприятия должны удовлетворять также следующим требованиям:

1. Обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней и отклонения напряжения, стабильность частоты и др.;

2. Экономии цветных металлов и электроэнергии;

3. Максимального приближения источников высшего напряжения к электроустановкам потребителей, обеспечивающего минимум сетевых звеньев и ступеней промежуточной трансформации снижения первичных затрат и уменьшения потерь электроэнергии с одновременным повышением надежности.

Выполнение этих требований обеспечивается, прежде всего, надлежащим образом на основании соответствующих расчетов мощности источников электропитания и пропускной способности всех элементов системы электроснабжения, выборы их высоконадежного конструктивного исполнения и стойкости в аварийных режимах, использованием современных систем защиты и автоматики, надлежащей эксплуатацией.

Через системы электроснабжения осуществляется учет электроэнергии и контроль за рациональным ее расходованием.

К важнейшим задачам, которые должны быть решены в процессе проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий, относятся следующие:

1. Выбор наиболее рациональной с точки зрения технико-экономических показателей системы питания цеха;

2. Правильный, технически и экономически обоснованный выбор числа и мощности трансформаторов для главной понизительной и цеховых подстанций;

3. Выбор экономически целесообразного режима работы трансформаторов;

4. Выбор рациональных напряжений в схеме определяющих, в конечном счете, размеры капиталовложений, расход цветного металла, величину потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы;

5. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств в соответствии с требованиями технико-экономической целесообразности;

6. Выбор сечения проводов, шин, кабелей в зависимости от ряда технических и экономических факторов.

Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению - надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов и др.

При проектировании сооружений и эксплуатации систем электроснабжения промышленных цехов необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тираж, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений.

1.4.2 Выбор схемы электроснабжения по цеху

Цеховые сети делят на питающие, которые отходят от источника питания (подстанции), и распределительные, к которым присоединяются Электроприемники.

Внутрицеховое распределение электроэнергии может выполняться по трем схемам:

- радиальной;

- магистральной;

- смешанной.

Выбор определяется категорией надежности потребителей, их территориальным размещением, особенностями режимов работы и технико-экономическими показателями системы.

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

1. Обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;

2. Быть удобными и безопасными в эксплуатации;

3. Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Магистральная схема используется на большие токи (до 6300А), может подключаться непосредственно к трансформатору без распределительного устройства на стороне низшего напряжения, и выполняются с равномерным распределением электроэнергии к отдельным потребителям. Магистральные схемы обладают универсальностью, гибкостью (позволяют заменить технологическое оборудование без изменения электрической сети). Радиальная схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от распределительных устройств низшего напряжения трансформаторной подстанции и предназначенных для питания небольших групп приемников электроэнергии, расположенных в различных местах цеха. Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляется самостоятельными линиями от силовых пунктов, располагаемых в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Достоинством радиальных схем является высокая надежность питания и возможность применения автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных центров, проводку кабеля и проводов.

В проектируемой работе для электроснабжения цеха металлорежущих станков на основе анализа источников литературы выбрана магистральная схема, представленная на листе формата А3. Расчетные группы электроприемников представлены в таблице 1.

Таблица 1

№	№ позиции на чертеже	Наименование оборудования	Количество	Модель	Рн кВт	Ки	Cosц/tgц
1	1-3	Универсально-заточные	3	3644	0,4	0,14	0,5/1,73
2	4,5	Заточные для червячных фрез	2	3Б662ВФ2	2,2
3	6,11	Заточные	2	3Д642Е**	2,2
4	7,10	Токарно-винторезные	2	16К25	50
5	8,9	Заточные для круглых плашек	2	3616	0,8
6	12,18	Резьбошлифовальные	2	5К823В	5,5
7	13-15	Плоскошлифовальные	3	3Е710А	3
8	16,17,22	Внутришлифовальные	3	3М225В	1
9	19,21	Круглошлифовальные	3	3У10С	1,1
10		Вентиляторы	3	ВУ	20	0,6	0,8/0,75

электрическое освещение цех трансформатор



2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

В этом разделе рассматриваются методы определения электрических нагрузок, осуществляется расчет силовых нагрузок и составляется сводная ведомость.

Создание каждого промышленного объекта начинается с его проектирования: определения ожидаемых (расчетных) нагрузок.

При определении расчетных электрических нагрузок можно пользоваться основными методами:

1. упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума);

2. удельного потребления электроэнергии на единицу продукции;

3. коэффициента спроса;

4. удельной плотности электрической нагрузки на 1 м² производственной площади.

Расчет ожидаемых нагрузок приводится методом упорядоченных диаграмм,

являющимся в настоящее время основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения.

Расчетная максимальная мощность электроприемников определяется из выражения:

P_max=K_max * K_и * P_ном = K_max * P_см,

где: K_и - коэффициент использования;

K_max - коэффициент максимума активной мощности;

P_см - средняя активная мощность электроприемников за более загруженную схему.

Для группы электроприемников за более загруженную смену режима работы средняя активная и реактивная нагрузки определяются по формуле:

Р_см = К_u * Р_ном

Q_см = P_см * tg ц,

где tg ц - соответствует средневзвешенному cos ц, характерному для электроприемников данного режима работы.

Средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

К_U.СР.ВЗ. = ?Р_см / ?Р_ном,

где ?Р_см - суммарная мощность электроприемников и групп за наиболее загруженную смену;

?Р_ном - суммарная номинальная мощность электроприемников в группе.

Относительное число электроприемников определяется по формуле:

N^* = n₁/n,

где n₁ - число крупных приемников в группе;

n - число всех приемников в группе.

Относительная мощность наибольших по мощности электроприемников определяется из выражения:

Р^* = ?Р_{n 1}/?Р_ном,

где ?Р_{n 1} - суммарная активная номинальная мощность крупных электроприемников группы;

?Р_ном - суммарная активная номинальная мощность электроприемников группы.

Основное эффективное число электроприемников в группе определяется по справочным таблицам, исходят из значений n^* и Р^*

n^*_э = f(n^*; P^*)

Эффективное число электроприемников в группе определяется по формуле:

N_э = n^*_э * n

Коэффициент максимума определяется по справочным таблицам, исходя из значений n_э и К_{U.СР.ВЗ.:}

К_max = f(N_э; К_U.СР.ВЗ.)

Расчетная максимальная активная мощность цепи:

Р_мах = К_мах * ?Р_см

Расчетная максимальная реактивная мощность в цепи:

Q_max = 1.1 ?Q_см

Полная расчетная мощность группы определяется по формуле:

S_max = vP_max² + Q_max²

Максимальный расчетный ток группы определяется по формуле:

I_max = S_max/(v3 * U_ном)

Расчет ожидаемых нагрузок цеха металлорежущих станков.

1. Определяем среднюю активную и реактивную мощности за более загруженную схему электроприемников.

Пример расчета для станков позиции 1-3

Р_см1-3 = Р_ном Ч К_и = 0,4 Ч 0,14 Ч 3 = 1,68 кВт

Q_см1-3 = Р_см1-3 Ч tgц = 1,68 Ч 1,73 = 2,9 кВАр

Остальные данные по расчету представлены в таблице 4

2. Определяем суммарную мощность по группе:

?P_ном = 3 P_ном1-3 + 2 P_ном4,5 + 2 P_ном6,11 + 2 P_ном7,10 + 2 P_ном8,9 + 2 P_ном12,18 + 3 P_ном13-15 + 3 P_{ном16,17,22} + 2 P_ном19,21 + 3 P_{ном вент} = 193,5 кВт

3. Суммируем активные и реактивные нагрузки:

?P_см = P_см1-3 + P_см4,5 + P_см6,11 + P_см7,10 + P_см8,9 + P_см12,18 + P_см13-15 + P_см16,17,22 + P_см19,21 + P_{см вент} = 57,12 кВт

?Q_см = Q_см1-3 + Q_см4,5 + Q_см6,11 + Q_см7,10 + Q_см8,9 + Q_см12,18 + Q_см13,15 + Q_см16,17,22 + Q_см19,21 + Q_{см вент} = 36,53 кВАр.

4. Определяем средневзвешенное значение коэффициента использования: К_и.ср.вз = 57,12/193,5 = 0,3

5. Определяем относительное число электроприемников: N^{* =} 5/25 = 0,2

6. Определяем относительную мощность наибольших по мощности электроприемников:

Р^* = 160/193,5 = 0,83 кВт

7. Основное эффективное число электроприемников в группе определяем по таблице 2.2 исходя из значений N^* и Р^*:

n*_э = 0,27

8. Определяем эффективное число электроприемников в группе:

N_э = 0,27 Ч 25 = 6,75

9. Коэффициент максимума К_мах служит для перехода от средней нагрузки к максимальной. Коэффициент максимума активной мощности определяем по таблице 2.3, исходя из значений n_э и К_и.ср.вз:

К_мах = 1,8

10. Определяем расчетную максимальную активную мощность цепи:

Р_мах = 1,8 Ч 57,12 = 102,82 кВт

11. Определяем расчетную максимальную реактивную мощность цепи:

Q_мах = 1,1 Ч 36,53 = 40,18 кВАр

12. Определяем полную расчетную мощность группы:

S_мах =

13. Определяем максимальный расчетный ток группы:

I_мах = 110,4/(1,73 Ч 0,38) = 157,7 А

Таблица 3 Сводная ведомость электрических силовых нагрузок по цеху

№ п/п	Наименование оборудования	Кол-во	Рном, кВт	Рсм, кВт	Qсм, кВАр	Кмах	Ки	Iмах, А	Максимальная нагрузка
									Рмах, кВт	Qмах, кВАр	Sмах, кВА
1-3	Универсально-заточные	3	0,4	1,68	2,9	1,8	0,14
4,5	Заточные для червячных фрез	2	2,2	0,93	1,61
6,11	Заточные	2	2,2	0,62	1,07
7,10	Токарно-винторезные	2	50	14	24,23
8,9	Заточные для круглых плашек	2	0,8	0,22	0,38
12,18	Резьбошлифовальные	2	5,5	1,54	2,66
13-15	Плоскошлифовальные	3	3	1,26	2,18
16,17,22	Внутришлифовальные	3	1	0,42	0,73
19-21	Круглошлифовальные	3	1,1	0,45	0,78
	Вентиляторы	3	20	36	27,36		0,6
	Итого по							157,7	102,82	40,18	110,4

2.2 Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующего устройства

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям вызывает возникновение дополнительных потерь активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения.

Затраты, обусловленные этой передачей, можно уменьшить или даже устранить, если устранить влияние реактивной мощности в сетях низкого напряжения.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятия.

Для компенсации реактивной мощности применяются специальные, компенсирующие устройства, являются источниками реактивной энергии емкостного характера.

Мощность КУ (компенсирующие устройства) определяется из выражения:

Q_k=б Ч P_max Ч (tgц_max - tgц_э) кВар,



где Р_мах - максимальная расчетная мощность;

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

tgц_э определяется cosц_э = 0,92 - 0,95 коэффициентом мощности, устанавливаемым системой. Принимаем tgц_э = 0,33

tgц_max - расчетный максимальный коэффициент мощности

cosц_max = P_max / S_max

cosц_max = 102,82/110,4 = 0,93

tgц_max = 0,39

Q_к = 0,9 Ч 102,8 / (0,39 - 0,33) = 1542 кВАр

По расчетному значению реактивной мощности выбираем компенсирующие устройство типа УКН - 0,38 - 900 в количестве 2-х штук.

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховой подстанции

Трансформаторные цеховые подстанции являются основным звеном системы электроснабжения и предназначены для питания одного или нескольких цехов.

Одно-трансформаторные цеховые подстанции применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складного» резерва или при резервировании, осуществляемом по перемычкам на вторичном напряжении.

Двух-трансформаторные подстанции применяются при преобладании потребителей 1-ой и 2-ой категорий.

Выбор числа и мощности трансформаторов обусловлен величиной и характером нагрузки, с учетом его перегрузочной способности, которая должна составлять 40% от мощности трансформатора.

Мощность трансформатора, потребляемая с учетом 40% запаса, вычисляем по формуле:

S_m = 0,75 Ч S_p

где S_p - мощность трансформатора, потребляемая группой электроприемников после компенсации, кВА;

По расчетной мощности равной 94,3 кВА с учетом температуры местности и 40% запаса, принимаем к установке трансформатор типа ТМ-100/10 У1

2.4 Расчет и выбор силовой сети, сечения проводов и кабелей

Все приемники электроэнергии рассчитаны на трехфазный переменный ток и напряжение 380 В, промышленную частоту 50 Гц, по степени надежности электроснабжения относятся ко второй категории, устанавливаются стационарно и по площади распределены равномерно.

Проводки электрических сетей от проходящего по ним тока, согласно закону Джоуля-Ленца, нагреваются.

Количество выделенной тепловой энергии пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени протекания тока. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельно допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника в различных режимах.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наиболее длительно допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву.

При расчете сети по нагреву рассчитывается ток для каждого электроприемника и группы электроприемников, питающихся от одного силового пункта:



Таблица 4. Расчетно-монтажные данные по цеху

№ позиции на чертеже	Наименование оборудования	Количество	Модель	Рн, кВт	Iн, А	Марка Провода
1-3	Универсально- заточные	3	3644	0,4	1,4	АПВ 4Ч2
4,5	Заточные для червячных фрез	2	35662ВФ2	2,2	7,4	АПВ 4Ч2
6,11	Заточные	2	3Д642**	2,2	7,4	АПВ 4Ч2
7,10	Токарно-винторезные	2	16К25	50	169	АПВ 4Ч95
8,9	Заточные для круглых плашек	2	3616	0,8	2,7	АПВ 4Ч2
12,18	Резьбошлифовальные	2	5К823В	5,5	18,6	АПВ 4Ч2,5
13-15	Плоскошлифовальные	3	3Е710А	3	10,1	АПВ 4Ч2
16,17,22	Внутришлифовальные	3	3М225В	1	3,4	АПВ 4Ч2
19-21	Круглошлифовальные	3	3У10С	1,1	3,7	АПВ 4Ч2
	Вентиляторы	3	ВУ	20	42,3	АПВ 4Ч16

По номинальному расчетному току по таблицам выбираем сечение проводов и кабелей и определяем способ прокладки.

Расчетный ток для группы электроприемников определяем в пункте 2.1

I_max = 110,4/(1,73 Ч 0,38) = 157,7 А

По расчетному току выбираем ШРА 73 с номинальным током 250 А, а от трансформатора до ШРА - кабель типа АСГ (95 Ч 4) (таблица) и выключатель ВА 52Г-33 I_н = 160 А. Для электроприемников по номинальному току определяем провод АПВ различного сечения. Все провода четырехжильные с поливинилхлоридной изоляцией марки АПВ, исключение составляет рабочее место электромонтажника, там устанавливают двухжильные.

Расчетные данные по данному силовому пункту сведены в Расчетно-монтажные таблицы Приложения.

План цеха с нанесением силовой сети представлен на листе формата А1.



2.5 Выбор аппаратов защиты и автоматики

Для приема и распределения электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В, применяют силовые распределительные шкафы пункты.

Микроклимат в цехе нормальный, т.е. температура не превышает +30^оС, отсутствует технологическая пыль, газы и пары, способные нарушить нормальную работу электрооборудования.

Для цехов с нормальными условиями окружающей среды изготавливают шкафы серии СП-62,ШРС-2П1У3,ШРС-53У3 и ШРС-54У3.

Наряду с указанными силовыми шкафами применяют распределительные пункты серии ПР-9000. В распределительные пункты встроены автоматические выключатели для автоматизации управления.

Силовые пункты и шкафы выбирают с учетом условий воздушной среды и числа подключаемых приемников электроэнергии.

Для кабеля от трансформатора до ШРА 73 распределительного устройства выбираем автоматический выключатель марки автомат серии ВА 52Г-33 из таблицы

3.3 Расчет ремонтной сложности электрооборудования

Категория ремонтной сложности электротехнического оборудования определяется по формуле:

?R = R₁ + R₂ + R₃ + … + R_п

где: R₁ - категория ремонтной сложности электродвигателя;

R₂ - категория ремонтной сложности панели управления

R₃ - категория ремонтной сложности электроаппаратуры, электропроводки, расположенной непосредственно в агрегате.

Расчет ремонтной сложности оборудования по цеху:

1. Для станков токарной группы R = 8,5. В цехе установлено 2 станка данной группы, значит ?R = 17

2. Для станков заточной группы R = 1,5. В цехе установлено 9 станков данной группы, значит ?R = 13,5

3. Для станков шлифовальной группы R = 10. В цехе установлено 11 станков данной группы, значит ?R = 110

4. Для вентилятора R = 4. В цехе установлено 3 вентилятора, значит ?R = 12

Для большинства электротехнического оборудования категория ремонтной сложности определена и является справочной величиной.

Данные по категории ремонтной сложности представлены в таблице 5

Таблица 5 Ремонтная сложность электрооборудования

№	Наименование группы электрооборудования	Год выпуска	Количество	R	?R
1	Токарные	21. 1998	2	8,5	17
2	Заточные	16. 2001	9	1,5	13,5
3	Шлифовальные	3. 2000	11	10	110
4	Вентиляторы	5. 1999	3	4	12
	Итого по цеху



4. Охрана труда

Охрана труда (ОТ) - это система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

На предприятиях для обеспечения безопасных работ должны выполняться организационные и технические мероприятия.

Организационными мероприятиями обеспечивающими безопасность работы в электроустановках, являются: назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ, оформление работы нарядом допуском, распоряжением или перечнем работ, выполненных в порядке текущей эксплуатации; выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск; подготовка рабочего места и допуск к работе; надзор при выполнении работы; перевод на другое рабочее место; оформление перерывов в работе и ее окончание.

Работа в электроустановках производится по разряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

Наряд - это задание на производство работы, оформленное на специальном бланке установленной формы и определяющего содержания, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ и т.д.

По наряду могут производиться работы в электроустановках, выполняемые со снятием напряжения, без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них.

Распоряжение - это задание на производство работы, определяющее ее содержание, место, время, меры безопасности (если они предлагаются) и лиц, которым поручено ее выполнение. Распоряжение может быть передано непосредственно лицом с помощью средств связи с последующей записью в определенном журнале.

Текущая эксплуатация - это проведение оперативным (оперативно-ремонтным) персоналом самостоятельно на закрепленным за ними участке в течение одной смены работ.

Для подготовки рабочего места при работе со снятием напряжения должны быть выполнены в указанном порядке следующие технические мероприятия:

произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационной аппаратурой вывешены запрещающие плакаты;

проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;

наложение заземления (включая заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют установлены переносные заземления);

вывешены предписывающие и предупреждающие плакаты, ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части. В зависимости от местных условий токоведущие части ограждаются до или после наложения заземления.

При оперативном обслуживании электроустановок двумя и более лицами в смену перечисленные в настоящем пункте мероприятия должны выполнять двое. При единоличном обслуживании их может выполнять дно лицо, кроме наложения переносных заземлений в электроустановках напряжением выше 1кВ, не имеющих действующих устройств блокировки разъединителей от непрерывных действий.

Организация противопожарных мероприятий является важной частью в управлении любым предприятием или цехом.

В данном цеху принимаются следующие противопожарные мероприятия:

в качестве профилактики запрещается в проходах устраивать какие-либо кладовые или устанавливать оборудование;

в качестве средств пожаротушения используется песок, а также огнетушители.

Все это оборудование устанавливается возле стен, колонн и возле пожароопасного оборудования.

В электрических установках тушение пожаров водой категорически запрещается из-за возможности поражения электрическим током, для этой цели применяется либо песок, либо углекислотные огнетушители.

Весь персонал подвергается периодической проверке знаний по противопожарной техники безопасности.

В КТП должно обязательно иметься два выхода, у которых размещаются средства пожаротушения.

При безопасных условиях труда вредные и опасные производственные факторы либо исключены, либо их уровень не превышает нормативных. Обусловленные гигиеной труда нормативы рассчитаны на то, чтобы при 40-часовой рабочей неделе на протяжении всего трудового стажа вредные производственные факторы не вызывали заболеваний и отклонений здоровья.

Выделяют 4 класса условий труда:

Оптимальные условия: сохраняется здоровье работников и поддерживается высокий уровень их работоспособности.

Допустимые условия труда: соблюдение гигиенических нормативов, а возможные временные ухудшения состояния организма проходят за время отдыха.

Вредные условия труда: неблагоприятное воздействие на организм.

Опасные условия труда: высокий риск профессиональных поражений и угроза для жизни.

Вредные факторы производства приводят к развитию профзаболеваний в результате долговременного воздействия на организм, а также к острым заболеваниям в виде травм и отравлений.



Заключение

Промышленные предприятия представляют собою огромную энергоемкую сферу, в которой в итоге физического и морального старения техники случается постоянное и непрерывное повышение числа потребляемой электроэнергии. Издержки промышленных предприятий составляют 9-12 процента, и цифры эти беспрерывно растут. Так же огромные утери электроэнергии появляются при транспортировке. Для того чтобы белорусское производство развивалось, стоит остановить беспрерывный рост издержек предприятий, который в собственную очередь сопровождается существенными финансовыми потерями. Стоит провести комплекс мер по энергосбережению на предприятиях.

Энергосбережение промышленных предприятий - комплекс мер, направленных на сокращение расхода электроэнергии от внешних источников, который подразумевает, прежде всего, применение данных энергетических систем, которые заведомо экономичнее иных - к примеру: энергосберегающее оснащение. Системы электропитания промышленных предприятий, спроектированные на номинальный режим, работают, как правило, с недогрузкой. Это вызывает снижение коэффициента мощности в системе электропитания, повышение части потерь в трансформаторах, электрических машинах и аппаратах.

В данных условиях возрастает роль энергетических обследований систем электропитания с целью определения мест нерационального и расточительного применения энергии и создании мероприятий по её экономии.

Энергосбережение промышленных компаний в то же время предполагает вопросы экономии финансовых средств.

В последнее время промышленные предприятия получили вероятность самостоятельного подбора типа тарифов для оплаты за электроэнергию. Появились новые задачи: не лишь отыскать способы экономии энергии, однако и на базе анализа режима труды предприятия и электропотребления определить для предприятия максимально выгодный тип тарифов, помочь предприятию в составлении не ущемляющих его интересы договоров на электроснабжение.

Хотя, энергосбережение промышленных компаний не может рассматриваться как проведение чисто "электротехнических" мероприятий по экономии энергии, их не так уж и немало. Это снижение потерь в электросетях предприятия, в трансформаторах, в электрооборудовании и осветительных приборах, применение более энергоэффективного электрооборудования, оптимизация его загрузки, замена недогруженного электрического оборудования. Это к тому же снижение потерь путем регулировки напряжения питания, повышения коэффициента мощности. Для рационального применения энергоресурсов обязана быть составлена индивидуальная программа энергосбережения предприятия.

Энергосбережение промышленных компаний нельзя рассматривать без мероприятий направленных на сокращение энергопотребления системами обогрева, кондиционирования и вентиляции воздуха. Промышленные дома - как энергетическая система, представляющая собою совокупность комнат, любое из которых характеризуется индивидуальными особенностями.

Говоря о приоритетах энергосбережения, стоит иметь в виду, что, ранее в общей сложности, обязаны осуществляться меры по понижению тепловой годовой нагрузки на системы обогрева, кондиционирования и вентиляции воздуха. При проектировании систем стоит отдавать предпочтение рациональным видам систем. В то же время стоит закладывать меры по понижению энергопотребления в эксплуатационных условиях. Подобные мероприятия связаны с регулированием мощности систем.

Так, проведение мероприятий, направленных на энергосбережение промышленных предприятий, дают возможность решить вопросы эффективного применения энергоресурсов и снижения финансовой нагрузки на энергообеспечение изготовления.

Грамотно выстроенная структура энергосбережения предприятия, дает большую возможность добиться значительного повышения эффективности применения энергоресурсов и экономии финансовых расходов предприятия.

В теоретической части проекта характеристики потребителей электроэнергии и категории электроснабжения, внутренние схемы электроснабжения.

В расчетной части проекта произведены расчеты электрических нагрузок, расчет и выбор компенсирующего устройства, выбор силового трансформатора, сечений проводов и кабелей, выбор защитных устройств.

В экономической части проекта рассмотрены вопросы планово-предупредительного ремонта электрооборудования, его особенности и произведен расчет ремонтной сложности электрооборудования участка.



Список используемых источников

1 .ГОСТ 2.710-81 Обозначения буквенно-цифровые в электрические схемы.

2 .ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в электрических схемах.

3 .ГОСТ 2.756-76 Обозначения условные графические в схемах.

4 .Воспринимающая часть электромеханических устройств.

5 .ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.

6 .ГОСТ 12.1.009-76 Электробезопасность. Термины и определения.

7 .ГОСТ 12.1.010-76 Взрывобезопасность. Общие требования.

8 .ГОСТ 12.1.019-79 Электробезопасность, Общие требования и номенклатура видов защиты.

9 .ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

10 .ГОСТ 21.403-80 Обозначения условные графические в схемах.

11 .ГОСТ 21.607-82 Электрическое освещение территории промышленных предприятий. Рабочие чертежи.

12 .ГОСТ 21.608-84 Внутреннее электрическое освещение. Рабочие чертежи.

13 .ГОСТ 21.613-88 Силовое электрооборудование. Рабочие чертежи.

14 .ГОСТ 21.614-88 Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах.

15 .ГОСТ 721-77 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электроэнергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В.

16 .ГОСТ 1494-77 Электротехника. Буквенные обозначения основных величин.

17 .ГОСТ 13109-87 Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения.

18 .ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения.

19 .ГОСТ 19880-74 Электротехника. Основные понятия. Термины и определения.

20 .ГОСТ 21128 83 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи приёмники электроэнергии. Номинальные напряжения до 1000В и допускаемые отклонения.

21 .ГОСТ 23875 88 Качество электрической энергии. Термины и определения.

22 .ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети.

23 .ГОСТ 26522-85 Короткие замыкания в электроустановках. Термины и определения.

24 .ГОСТ 27514-87 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1кВ

25 .СНБ 1.02.03-97 Порядок разработки, согласования и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений.

26 .СНБ 1.03.02-96 Состав, порядок разработки и согласования проектной документации в строительстве.

27 .СНиП 3.05.06-85 Электрические устройства.

28 .СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации.

29 .СН 174-75 Инструкция: по проектированию электроснабжения в промышленных предприятий.

30 .СН 357-77 Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий.

31 .Коновалова, Л.Л Электроснабжение промышленных предприятий и установок: учеб. пособие / Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-528 с.

32 .Королев О.П. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. пособие/ О.П. Королев, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - Мн.: РИПО, 1995.-134 с.

Размещено на Allbest.ru