Скачать

Проектирование системы электроснабжения cтанкостроительного завода

Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Система электроснабжения промышленного предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению.

Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производственным и мощным, изменяется технология и т. д. Система электроснабжения промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологии, рост мощности предприятий и изменение производственных условий.

Основные задачи, решаемые при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкции промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузок и подавление высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровню надежности и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т. д.

Исходными данными на проектирование электроснабжения завода являются:

1. Генеральный план предприятия, на котором обозначены места расположения цехов, пути внутризаводского транспорта.

2. Характеристика технологического процесса производства предприятия и отдельных цехов.

3. Электрические нагрузки по цехам предприятия в виде общей установленной мощности. Для цеха, электроснабжение которого надо разработать подробно – паспортные данные отдельных приемников электроэнергии (номинальная мощность, коэффициент мощности).

4. Сведения об источниках электроснабжения промышленного предприятия:

- возможные источники питания и их мощность;

- расстояние от источников питания до промышленного предприятия;

- напряжения на сборных шинах источников питания.

Задачи курсового проектирования: систематизация: расширение и закрепление теоретических знаний по специальным дисциплинам; приобретение и развитие навыков решения инженерных задач с использованием современных методов расчета, выполнения чертежей предлагаемых конструкций; овладение методикой выбора электрооборудования и схем электроснабжения с использованием директивных, инструктивных и справочных материалов, современных научных и инженерных разработок в области электроснабжения; умение оформлять техническую документацию в соответствии с требованиями ГОСТов.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТРЕБОВАНИЯ К НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

В качестве объекта проектирования выбран станкостроительный завод. В технологической цепочке по выпуску продукции участвуют следующие цеха и участки: токарно-механический, сборочный, инструментальный , литейный, кузнечный, ремонтный , насосная станция, компрессорная, деревообделочный цех, гараж, склад готовой продукции ,механический цех (рассчитываемый).

Все приемники электрической энергии в данных цехах потребляют трехфазный переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением 380 В, за исключением компрессорной и насосной станций, где кроме приемников 380В имеются приемники с рабочим напряжением выше 1кВ.

По бесперебойности энергоснабжения к потребителям 2-ой категории относятся: токарно-механический, сборочный, инструментальный, литейный, деревообделочный , ремонтный, механический, рассчитываемый, кузнечный цеха, компрессорная и насосная станции.

Остальные потребители предприятия относятся к 3-ей категории: электрифицированный гараж, склад готовой продукции.

Питание завода, возможно, осуществить от подстанции 110/10 кВ с двумя трансформаторами по 63 МВ*А, расположенной в 10 км от завода, или от линии 35 кВ, находящейся в 8 км от завода.

2. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм

При определении расчетных нагрузок цеха, используем метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным при определение расчетных нагрузок систем электроснабжения. При выполнение расчётов распределяем электроприёмники на характерные группы и намечаем узлы питания. Расчёт проводим для всех узлов нагрузки и всего цеха в целом.

Расчетная максимальная активная нагрузка группы электроприемников определяется по формуле , кВт

Р_макс = К_макс · К_и · Р_ном = К_макс · Р_см, (1)

где Р_ном – суммарная номинальная активная мощность электроприемников, кВт;

Р_см – средняя мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

К_и – групповой коэффициент использования;

К_макс – коэффициент максимума.

Для двигателей повторно-кратковременного режима номинальная мощность приводится к длительному режиму (ПВ = 100%) и определяется по формуле , кВт

р_ном = р_п,(2)

где р_п и ПВ_п – соответственно паспортная мощность и паспортная продолжительность включения.

Для сварочных трансформаторов номинальная мощность определяется по формуле , кВт

р_ном = S_п cosφ_п,(3)

где S_п – паспортная мощность сварочного трансформатора и паспортные значения cosφ_п и ПВ_п.

Суммарная номинальная активная мощность группы электроприемников определяется по формуле

Р_ном = .(4)

Средняя активная и реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приемника определяется по формуле

р_см = р_ном · к_и; (5)

q_см = р_см · tgφ_п,(6)

где к_и – коэффициент использования электроприемников принимаем по (3, с.31, прил.1).

Для группы электроприемников

Р_см = , (7)

Q_см = .(8)

Групповой коэффициент использования определяется по формуле :

К_и = Р_см / Р_ном .(9)

Коэффициент максимума К_макс определяется в зависимости от группового коэффициента использования К_и и эффективного числа электроприемников n_эф (3, с.9, табл.3).

Для нахождения n_эф определим показатель силовой сборки :

m = p_{ном.макс} / р_{нои.мин},(10)

где p_{ном.макс} – номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт;

р_{нои.мин} – номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт.

При К_и > 0,2 и m > 3 эффективного числа электроприемников определяют по формуле :

n_эф = 2·Р_ном / p_{ном.макс}.(11)

В тех случаях, когда n_эф > n, то следует принимать n_эф = n.

Расчетная максимальная реактивная мощность определяется по формуле :

Q_макс = К^’_макс · Q_см,(12)

где К^’_макс – коэффициент максимума реактивной нагрузки,

при n_эф ≤ 10 К^’_макс = 1,1, а при n_эф > 10 К^’_макс = 1.

Для освещения цеха принимаем лампы ДРЛ-400, соответственно для них выбираем светильники «РСП 05-400» и ПРА «1К 400ДРЛ 44-001УХЛ1»

Таблица 1- Параметры ПРА

Рисунок 3- Светильник РСП 0,5-400

Нагрузки электрического освещения учитываются по формулам (3,с.11, ф.9)

Р_p.o. = p_o. · F · K_c.o., (13)

Q_p.o. = P_p.o · tgφ_o(14)

где - нагрузка производственной площади, для высоты помещений 4-6 м и требуемой для таких цехов освещённости 300 лк , Вт/;

F - площадь цеха, F = 4200;

- для ламп ДРЛ , т.к.  = 0,85 , то =0,62

- коэффициент спроса на осветительную нагрузку, для производственных зданий, состоящих из ряда пролётов Кс.о = 0,95 (7, с.100, табл.2.7).

Полная расчетная нагрузка цеха с освещением определяется по формуле (3,с.11, ф.10)

 (15)

Потери в трансформаторе можно на этой стадии проектирования определить по формулам (3, с.13, ф.13, 14)

ΔР_Т = 0,02 S^’_p, (16)

ΔQ_Т = 0,1 S^’_p.(17)

Итого по цеху полная расчетная мощность

.(18)

Расчетный ток определяется по формулам:

для одного приемника

 (19)

для группы приемников

. (20)

Результаты расчетов занесем в таблицу 2.