Разработка системы внутрицехового электроснабжения

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

    ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….…..5

1. Характеристика производства и приемников электроэнергии…………………7

2. Выбор напряжения цеховой  питающей электросети…………………………...9

3. Составление сводной ведомости электрооборудования……………………….11

4. Разработка принципиальной схемы электроснабжения……………………….15

5. Расчет электрических нагрузок ……………………………………..…..…..…..13

6. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов и типа цеховой

    подстанции ……………………..……….…………………………….……....….25

7. Расчет силовой электрической сети…………………………………....……......29

8. Выбор защитной и коммутационной аппаратуры ……………………………..35

9. Выбор и проверка аппаратуры РП и высоковольтного кабеля ……………….43

10. Расчет токов короткого замыкания………………………………………..…...45

11. Расчет осветительной сети цеха…………………………………….…..……...71

12. Выбор способа выполнения защитного заземления ………………...……….87

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………...………...………………………..91

      СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………….……...…….......93

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время нельзя представить жизнь и деятельности современного человека без применения электричества. Электрическая энергия используется во всех сферах жизнедеятельности человека. Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют 67% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства передачи и распределения электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания промышленных электроприемников, к которым относятся электродвигатели, электрические печи, электролизные установки, аппараты и механизмы для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электрической энергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велась в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.

В настоящее созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.

Созданию рациональных систем способствует:

1.  Выбор и применение рационального числа трансформаций. В настоящее время имеют место системы электроснабжения с недопустимо большим числом трансформаций. Одновременное введение на промышленных предприятиях рациональных напряжений всегда будет способствовать сокращению числа трансформаций.

Причинами появления нерациональных систем электроснабжения промышленности является их постоянный рост и реконструкция при локальном решении задач электроснабжения.

2. Выбор и применение рациональных напряжений. Применение рациональных напряжений дает значительную экономию в потерях электроэнергии.

3. Правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных пунктов и понизительных подстанций. Расположение пункта питания в соответствующих центрах электрических нагрузок обеспечивает минимум годовых приведенных затрат.

4. Дальнейшее совершенствование методики определения электрических нагрузок.

5. Рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует решению общей задачи оптимизации построения СЭС.

6.    Принципиально новая постановка для решения таких задач, как, например, обеспечение требуемого качества электроэнергии.

7.  Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения кроме указанных выше положений включает рациональные решения по выбору сечения проводов и жил кабелей, способа компенсации реактивной мощности, автоматизации и диспетчеризации и д.р.

Оптимизация производственных процессов в сочетании с оптимизацией систем промышленного электроснабжения может и должна быть проведена на дополнительные средства за счет сокращения непроизводственных расходов.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА И ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Ремонтно-механический цех, для которого в настоящей работе требуется выполнить проект системы электроснабжения, включает в себя 2 участка: механический и сварочный, а также 2 отделения: термическое и электроремонтное.

По классификации помещений в зависимости от характера окружающей среды  механический участок и  электроремонтное отделение являются помещениями с нормальными условиями среды,  сварочный участок по условиям среды является пыльным, термическое отделение – жарким [2].

В механическом участке размещено 40 металлорежущих станков (мощностью от 1,0 до 20,5 кВт), 3 карусельных станка с ЧПУ (мощностью от 105 до 150 кВт), 4 универсальных станка с ЧПУ (мощностью от 55 до 85 кВт), 6 вентиляторов (мощностью от 7,5 до 11 кВт) и 2 кран-балки (мощностью по 22 кВт). В качестве электроприводов используются асинхронные электродвигатели. Режим работы большинства оборудования продолжительный с перерывами [3]. Все механизмы по требованиям к надежности электроснабжения относятся к III категории [2]. Нагрузка на сеть симметричная трехфазная.

В сварочном участке размещено 7 металлорежущих станков (мощностью от 1,2 до 5,0 кВт), 6 машин дуговой сварки (мощностью от 9 до 24 кВ•А), 5 установок шовной сварки (мощностью от 56 до 96 кВ•А), 6 установок стыковой сварки (мощностью от 98 до 120 кВ•А), 6 вентиляторов (мощностью от 7,5 до 11 кВ•А) и 2 кран-балки (мощностью по 30 кВт). Режим работы оборудования кратковременный и повторно-кратковременный [3]. Все механизмы по требованиям к надежности электроснабжения относятся к III категории [2]. Сварочные установки являются однофазной нагрузкой, требующей максимально равномерного распределения по фазам. В термическом отделении размещено 7 металлорежущих станков (мощностью от 2,5 до 4,5 кВт), 5 электропечей сопротивления (мощностью от 70 до 360 кВт), 10 индукционных канальных печей (мощностью от 18 до 60 кВт), 8 вентиляторов (мощностью от 3 до 7,5 кВт) и 2 кран-балки (мощностью по 30 кВт).

 Режим работы оборудования продолжительный с перерывами (электрические печи и вентиляторы) и кратковременный (остальные) [3]. Электрические печи по требованиям к надежности электроснабжения относятся ко II категории (26%), остальные к III [2].

В электроремонтном отделении размещено 17 универсальных электроремонтных стенда (мощностью от 3,5 до 10 кВт), 6 универсальных металлорежущих станков (мощностью от 10 до 18 кВт), 1 печь сопротивления (мощностью 35 кВт) и 3 вентилятора (мощностью 5,5 кВт). Режим работы оборудования кратковременный [3]. Все механизмы по требованиям к надежности электроснабжения относятся к III категории [2]. Нагрузка на сеть симметричная трехфазная.