Проектирование электроснабжения и электрического освещения механического цеха тяжелого машиностроения

http://

Курсовая работа Проектирование электроснабжения и электрического освещения механического цеха тяжелого машиностроения

электрический освещение трансформатор

Системой электроснабжения называется комплекс устройств предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии.

Сложность вопросов проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий заключается в оптимальном, рациональном и эффективном решении этой проблемы. Именно комплексное решение данной задачи в совокупности с необходимыми требованиями и стандартами электроснабжения позволяют экономически и технически грамотно работать всему предприятию.

Нет необходимости говорить тяжелом финансовом состоянии промышленности, поэтому руководителям предприятий нужно решать данную проблему. Одними из самых прогрессивных мер в этом направлении являются мероприятия по сбережению энергоресурсов и, следовательно, уменьшению энергоемкости выпускаемой продукции, что приводит к снижению её себестоимости и повышению конкурентоспособности. Оптимальное сочетание экономических и технических решений при проектировании систем электроснабжения совместно с внедрением энергосберегающих технологий есть наиболее существенная мера решения этой задачи.

Качество электроэнергии в нашей энергосистеме часто не удовлетворяет нормам установленным ГОСТ. В этом повинны предприятия, на которых не всегда соблюдаются правила устройств электроустановок, а также не применяются технические решения по уменьшению влияния электроприемников (полупроводниковые преобразователи, вентильные электроприводы, дуговые печи, и т. д.) на качество электроэнергии.

Технически правильное решение при создании систем электроснабжения исключает появление недопустимых отклонений параметров электроэнергии (падение напряжения), неравномерное распределение токов по фазам, удорожание ремонтных, монтажных и эксплуатационных работ. Все это влияет на производительность предприятия и качество продукции.

Проект электроснабжение предприятия должен учитывать возможность дальнейшего развития и укрупнения производства и связанного с этим увеличения потребляемой мощности.

Основной целью задания ставится закрепление полученных на протяжении всего курса обучения знаний, получение опыта проектирования системы электроснабжения конкретного предприятия и подготовка к выполнению дипломного проекта.

2. Определение центра электрических нагрузок цеха Исходные данные Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий.

Он является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет подготовительные операции (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках.

Для этой цели установлено основное оборудование, обдирочные, шлифовальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

МЦТМ получает ЭСН от ГПП или ПГВ завода.

Расстояние от ГПП до цеховой ТП — 1,2 км. Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подается ЭСН от ЭНС, расстояние — 8 км. Количество рабочих смен — 2.

Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН, работают в нормальной окружающей среде. Грунт в районе цеха — песок с температурой 120 ⁰С.

Каркас здания МЦТМ смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха, А х В х Н = 48×30×9 м.

Вспомогательные, бытовые и служебные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования цеха дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного оборудования показано на плане (рис.5)

Таблица 1

2.1 Выбор метода расчета электрической нагрузки Для расчета выбираем Метод упорядоченных диаграмм Р_р= К_м*К_и*Р_уст

где:

Р_уст — сумма установленных мощностей К_м — коэффициент максимума К_и — коэффициент использования

2.2 Реактивную нагрузку Q_н, находим по формуле: Q_н = Р_н*tg ?

tg? = =

— берем из справочника для шлифовальных станков — 0,5; tg? — 1,73

для анодно-механических станков — 0,65; tg? -1,17

для обдирочных станков — 0,6; tg? — 1,33

для крана мостового — 0,5; tg? — 1,73

для вентиляторов — 0,8; tg? — 0,75

Делаем расчеты и заполняем таблицу 1.

2.3 Центры активной нагрузи Р_а находим по формулам Х_ц.а.н =; У_ц.а.н =

Х_ц.а.н =

==

= == 25,90 26

У_ц.а.н =

= = 18,1918,2

2.4 Центры реактивной нагрузки Q_н, находим по формулам Х_ц.р.н =; У_ц.р.н =

Х_ц.р.н =34 783,2/ 1768,1=19,7

У_ц.р.н = 34 261,2/1768,1=19,4

3. Расчёт системы электроснабжения цеха методом упорядоченных диограмм

1. В таблицу № 2, графу2, записываем наименование узла для которого проводится определение электрических нагрузок.

Последовательностьвначале записываются электроприёмники длительного режима работы с переменным графиком работы, затем электроприёмники с повторно-переменным режимом работы (кратковременный).

2. В графу 3 в числитель число рабочих, в знаменатель-число резервных (если нет-0)

3. В графу 4 по каждой группе записывают при одинаковой мощности ЭП группыноминальная установленная мощность в кВт. При ЭП разной мощности номинальная мощность наименьшего по мощности и через тире номинальная мощность наибольшего.

4. В графу 5 в виде дроби в числитель суммарная установленная мощность только рабочих ЭП данной группы, в знаменатель суммарная мощность резервных ЭП. Однофазные ЭП приведённые к продолжительности 100% учитываются как трёхфазные.

5.Графа 6 заполняется по всему расчётному узлу. Если mзаведомо >3, эта величина не определяется, а записывается m>3.

6. Графы 7 и 8 для отдельных групп приёмников выбираются из справочных материалов.

7.Графа 9 — средняя нагрузка за максимально загруженную смену

Pсм =Kn (гр.7)хPн (гр5) кВт

Мощность резервных ЭП не учитывается.

8.Графа 10 — средняя реактивная нагрузка.

Qcм= Pсм (гр9)х (гр8) кВАр

9.Для заполнения графы 7 и 8 по узлу необходимо подвести итоги по графам 5; 9; 10; Средневзвешенное значение.

Кu=

tg=

10.Заполнение графы 11- число эквивалентных приёмников.

Если m<3 то nэ=n

При m>3

nэ=

Если nэ>n, то nэ=n

При числе отдельных ЭП в группе n>3, но при nэ<4 расчётная нагрузка.

Pm=?Рн х Кз

Кзкоэффициент загрузки.

Кз=0,9- длительный; Кз=0,75- повторно-кратковременный

11.Графа 12 коэффициент максимума определяется с использованием специальной таблицы или графика как функция числа эквивалентных приёмников и от средневзвешенного коэффициента использования. nэ и Кu

12.Графа 13 максимальная активная нагрузка от силовых ЭП узла.

Pm=Кm (гр.12) х Pсм (гр.9) кВт

13.Графа 14 максимальная реактивная нагрузка

При nэ?10 Qm=1,1 х Qсм

При nэ>10 Qm=Qсм

14.Для ЭП с практически постоянным режимом работы коэффициент максимума принимается =1

Pm=Km х Кu х Pн =Кu х Рн Qm=Qсм

15.Графа 15 максимальная полная нагрузка от силовых ЭП.

Sm= кВА

Sm= кВА

Подставляя значения, заполняем таблицу№ 2

4.Расчёт систем искусственного освещения цеха по методу использования светового потока

Цель расчётаопределить количество светильников, необходимых для освещения рабочих мест и расчёт мощности осветительной установки.

Ф=

Еmin-минимальная нормируемая освещённость в люксах.

Kкоэффициент запаса.

Sосвещаемая площадь в квадратных метрах.

Zкоэффициент минимальной освещённости.

Nчисло светильников.

nчисло ламп в светильнике.

?- коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Р=NЧnЧP1

P1-мощность одной лампы.

Основные этапы расчёта:

1.Выбрать систему освещения.

2.Обосновать нормированную освещённость рабочих мест (3 разряда). От 300 до 500 люкс.

3.Выбрать источник света (лампа ДРЛ).

4.Выбрать тип светильника (ДРП-01).

5.Определить коэффициент запаса освещённости и коэффициент неравномерности освещения.

6.Оценить коэффициент отражения поверхностей в помещении.

Zn-потолок; Zcстен; Zp-пола ;

7.Расчитать индекс помещения.

8.Найти коэффициент использования светового потока.

Для производственных помещений с незначительным пылевыделением коэффициент пылевыделения

Zn=50%

Zc=30%

Zp=10%

i=AЧB / hЧ (A+B)

A и Вдлинна и ширина;

h-высота установки светильника.

h=H-hсв-hр=9−1,5−1=7,5 м

При А=48м

В=30м

h=7,5 м

i=48Ч30 /7,5Ч (48+30)=5,27

Коэффициент использования светового потокасложная функция зависящая от типа светильника и индекса помещения

?=0,67 =0,6

Ф=23 000

Коэффициент запаса Кучитывает запылённость помещения и снижения светового потока лампы в процессе её эксплуатации.

При запылении менее 1 мг/см 3 для люминисцентных ламп К=1,5

Коэффициент минимальной освещённости Z характеризует неравномерность освещения

Z=L/h

Z=1,15 -при расположении светильников в ряд для ламп ДРЛ

L=7,5Ч1,15=8,6 -расстояние между рядами светильников.

Кс-коэффициент спроса равен 0,95

Рос.ц=КсЧР=0,95Ч400=380 Вт

Р=NЧPос=52Ч380=19,8 кВт

tg =1,4-величина сдвига фаз

Реактивная мощность

Qос.ц=Рос.цЧ tg=19,8Ч1,4=27,7 кВт

Для определения потребляемой электрической мощности с учётом электроосветительной установки:

Sm=

Sm= 430кВт

5.Выбор трансформатора

Число и мощность трансформаторов выбираются по:

Графику нагрузки потребителя и подсчитанным величинам средней и максимальной мощности;

Технико-экономическим показателям отдельных намеченных вариантов числа и мощности трансформаторов с учётом капитальных затрат и эксплуатационных расходов;

Категории потребителей с учётом наличия у потребителей нагрузок 1-й категории, требующих надлежащего резервирования;

Экономически целесообразному режиму, под которым понимается режим, обеспечивающий минимум потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки.

При удельной плотности и суммарной нагрузке наиболее экономично использовать трансформаторы 630 кВА

При 3-й категории надёжности достаточно использование одного трансформатора.

6. Схема электроснабжения цеха

Заключение

1. Для соблюдения нормативной освещённости (от 300 до 500лк) в механическом цехе тяжелого машиностроения требуется установить светильники марки ДРП-01−400 с лампой ДРЛ-400 в количестве 52 штук.

2. Установить один трансформатор 6−10/0,4кВ мощностью 630кВА, так как два по 250кВА не поместятся по габаритам (при 3 категории надёжности иметь один трансформатор в резерве).

Б.Н. Неклепаев И. П. Крючков Электрическая часть станций и подстанций М: Энергоатомиздат, 1989 г.

Правила устройства электроустановок М: 1996 г.

Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Д. Г. Барыбина и др. М: Энергоатомиздат, 1990

Федоров А. А. Смирнв Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по ЭсПП М: Энергоатомиздат 1987 г.

Методические указания для выполнения курсового проекта по ЭсПП. Сост. С. Г. Диев А.Я. Киржбаум

Справочник по проектированию электрических сетей и систем /Под ред. С. С. Рокотяна, И. М. Шапиро М: Энергоатомиздат 1985 г.

В.К. Грунин, С. Г. Диев, В. В. Карпов, В. Ф. Небускин, В. К. Федоров, А. В. Щекочихин Расчет электрических нагрузок, выбор главных схем и оборудования промышленных предприятий, 2001 г.