Проектирование схемы электроснабжения инструментального цеха

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ На  тему "Проектирование схемы электроснабжения инструментального цеха" По  дисциплине Электроснабжение промышленных предприятий и городов         Выполнил:   Проверил:   Екатеринбург, 2013

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

КП 030504.19.129

 Разраб.

Меньшикова А.

 Провер.

Морозова И.М

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утв.

 

 

Проектирование  схемы электроснабжения инструментального  цеха

Лит.

Листов

30

РГППУ группа ЭС-402

Содержание

 

Введение	3
1 Общие сведения об объекте	5
2. Определение электрических нагрузок  и расхода электрической энергии  в цехе	6
3. Расчет электрических нагрузок  цеха. Выбор числа и мощности  питающих трансформаторов. Выбор  компенсирующего устройства	8
4. Расчет и выбор аппаратов  защиты и линии электроснабжения	15
5. Выбор кабельной линии	17
6. Расчет и выбор аппаратов  защиты и линий электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания	19
7. Расчет заземляющего устройства электроустановок	22
8. Расчет молниезащиты	26
Заключение		29
Список литературы		30

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КП 030504.19.129

Введение

Создание  энергосистем и объединение их между  собой на огромных территориях стало  основным направлением развития электроэнергетики  мира. Это обусловлено отличительной  особенностью отрасли, в которой  производство и потребление продукции  происходят практически одновременно. Невозможно накопление больших количеств  электроэнергии, а устойчивая работа электростанции и сетей обеспечивается в очень узком диапазоне основных параметров режима. В этих условиях надежное электроснабжение от отдельных  электростанций требует резервирование каждой станции, как по мощности, так  и по распределительной сети.

Известно, что объединенная работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую  установленную мощность в основном за счет разновременности наступления  максимумов электрической нагрузки объединения, включая и поясной  сдвиг во времени, сокращения необходимых  резервов мощности вследствие малой  вероятности одновременной крупной  аварии во всех объединяемых системах.

Кроме того, удешевляется строительство электростанций за счет укрупнения их агрегатов и  увеличения дешевой мощности на ГЭС, используемой только в переменной части  суточного графика электрической  нагрузки. В объединении может  быть обеспечено рациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счет оптимизации режимов загрузки различных типов электростанций.

Но главным преимуществом энергообъединения  является возможность широкого маневрирования мощностью и электроэнергией  на огромных территориях в зависимости  от реально складывающихся условий. Дополнительное электросетевое строительство, связанное с созданием энергообъединений, не требует больших затрат, так  как при их формировании используются в основном линии электропередачи, необходимые для выдачи мощности электростанций, а затраты на них  с лихвой окупаются удешевлением строительства крупной электростанции по Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КП 030504.19.129

сравнению с  несколькими станциями меньшей  мощности. И, следовательно, только объединенная работа энергосистем позволяет обеспечить более экономичное, надежное и качественное электроснабжение потребителей.

Однако  параллельная работа энергосистем на одной частоте требует создания соответствующих систем управления их функционированием, включая и  противоаварийное управление, а также  координации развития энергосистем. Это обусловлено тем, что системные  аварии в большом объединении  охватывают огромные территории и при современной «глубине» электрификации жизни общества приводят к тяжелейшим последствиям и огромным ущербам.

Поскольку электроэнергия «не складируется», при возникновении дефицита она  не может быть свободно куплена на мировом рынке и доставлена в  любое место, как и другие продукты и товары. Поэтому обеспечение  надежного и экономичного электроснабжения требует заблаговременного начала строительства новых генерируемых источников и электрических сетей, так как энергетические объекты  весьма дороги и трудоемки. При этом необходимо обеспечить рациональный состав этих источников по используемым энергоресурсам, их основным техническим характеристикам; их регулировочным возможностям в суточном, недельном и годовом разрезе, а также их размещение.

Для этого  необходима координация развития энергосистем и энергообъединений путем прогнозирования, как на долгосрочную, так и на краткосрочную перспективу, которое  должно периодически повторяться. Последнее  обусловлено тем, что все исходные данные для прогнозирования весьма неопределенны даже в условиях плановой экономики страны. Очевидно, что  в условиях рыночной экономики эта  неопределенность многократно возрастает.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КП 030504.19.129

Общие сведения об объекте

В качестве проектируемого объекта был выбран инструментальный цех.

Инструментальный  цех (ИЦ) предназначен для изготовления и сборки различного измерительного, режущего, вспомогательного инструмента, а также штампов и приспособлений для горячей и холодной штамповки.

ИЦ является вспомогательным цехом завода по изготовлению механического оборудованию и станков. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые  положения.

Станочный парк размещен в станочном отделении. Электроснабжение цеха осуществляется от собственной цеховой ТП. Здание расположено на расстоянии 0,6 км от заводской главной понизительной  подстанции (ГПП), напряжение- 1 кВ. Расстояние ГПП от энергосистемы- 12 км.

Количество  рабочих смен-2. Потребителей от электроэнергии- 2 и 3 надежности ЭСН.

Грунт в  районе цеха - чернозем с температурой +10°С. Каркас здания цеха смонтирован  из блоков-секций длиной 6м каждый.

Размеры цеха А×В×Н=48×30×8м.

В состав инструментального цеха входят отделения: станочное, заточное, инструментальное, склад, щитовая, ТП, бытовка, административное помещение, комната отдыха.

В станочном  отделении находится следующее  оборудование:

1. Поперечно-строгательные станки (5 шт)
2. Токарно-револьверные станки (8 шт.)
3. Одношпиндельные автоматы токарные (5 шт.)
4. Токарные автоматы (9шт.)
5. Алмазно-расточные станки (6 шт.)
6. Горизонтально-фрезерные станки (8 шт.)
7. Наждачные станки (4 шт.)
8. Кран-балки (2 шт.)
9. Заточные станки (6 шт.)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

КП 030504.19.129

2. Определение электрических нагрузок и расхода электрической энергии в цехе

Для всех цехов  определяем местоположение, т.е X и Y для каждого электроприемника.

Таблица 1.1.

Оборудование	Мощность	X в м	Y в м	P*X	P*Y
1	5,5	3,8	26,2	10,45	144,1
2	5,5	9,8	26,2	26,95	144,1
3	4,8	15	27	36	129,6
4	1,8	18,4	26	16,56	46,8
5	4,8	4,2	23	10,08	110,4
6	4,8	8,2	23	19,68	110,4
7	4,8	13	23	31,2	110,4
8	1,8	16,4	22	14,76	39,6
9	4,5	3,2	19,8	7,2	89,1
10	4,5	8,2	19,8	18,45	89,1
11	4,5	13,2	19,8	29,7	89,1
12	4,5	3,2	17	7,2	76,5
13	4,5	8,2	17	18,45	76,5
14	4,5	13,2	17	29,7	76,5
15	4,5	17,8	17	40,05	76,5
16	2,8	24,8	17,6	34,72	49,28
17	2,8	29,6	17,6	41,44	49,28
18	10	34	17	170	170
19	2,8	3,2	11,6	4,48	32,48
20	2,8	8,2	11,6	11,48	32,48
21	10	13,2	11,6	66	116
22	10	17,6	11,6	88	116
23	10	25,2	11,6	126	116
24	10	33,2	11,6	166	116
25	10	33,8	11,2	169	112
26	4,5	3,2	8,2	7,2	36,9
27	4,5	8,2	8,2	18,45	36,9
28	4,8	13	8,2	31,2	39,36
29	4,8	18	8,2	43,2	39,36
30	4,8	24,8	8,2	59,52	39,36
31	4,8	29,6	8,2	71,04	39,36
32	1,8	3,2	4,8	2,88	8,64
33	1,8	8,4	4,8	7,56	8,64
34	1,8	13,2	4,8	11,88	8,64
35	1,5	17,8	5,4	13,35	8,1
36	1,5	17,8	2,4	13,35	3,6
37	10	25,6	5,6	128	56
38	10	30,8	5,6	154	56
39	3,9	23,2	3	45,24	11,7
40	5,5	3,8	1,2	10,45	6,6
41	5,5	9,8	1,2	26,95	6,6
42	2,3	15	1,6	17,25	3,68
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 КП 030504.19.129   43	2,3	17,8	1,6	20,47	3,68
44	2,8	25,6	1,6	35,84	4,48
45	2,8	30,8	1,6	43,12	4,48
46	5,5	35,2	2,6	96,8	14,3
47	3,9	38,2	6	74,49	23,4
48	2,3	42	4,4	48,3	10,12
49	2,3	44,8	4,4	51,52	10,12
50	1,5	42	2,8	31,5	4,2
51	1,5	44,8	2,8	33,6	4,2
52	2,3	42	1,6	48,3	3,68
53	2,3	44,8	1,6	51,52	3,68
	239,8			2390,53	2814

Находим центр электрических нагрузок, где  наиболее рационально разместить главную  понизительную подстанцию.

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КП 030504.19.129

3. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов. Выбор компенсирующего устройства

Метод коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм). Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Р_м, Q_м, S_м) расчетных нагрузок группы электроприемников.

;        ;        ,

где Р_м - максимальная активная нагрузка, кВт;

Q_м - максимальная реактивная нагрузка, кВар;

S_м - максимальная полная нагрузка, кВА;

К_м - коэффициент максимума активной нагрузки;

К'_м - коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Р_см - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Q_см - средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВар.

;       , 

где К_и - коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта.

Р_н - номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

- коэффициент реактивной мощности;

К_м = F(К_и, п_э)

n_э = F(n, m, К_и.ср, Р_н)

где n – фактическое число электроприемников в группе;

m – показатель силовой сборки в группе,

,

где Р_н.нб, Р_н.нм – номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

В соответствии с практикой проектирования принимается

 К'_м=1,1 при  n_э 10;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КП 030504.19.129

 К'_м =1    при n_э> 10.

Приведение мощностей 3-фазных электроприемников  к длительному режиму

Р_н = Р_n  - для электроприемников ДР;