Анализ потребителей электроэнергии, категория помещений, категория надёжности электроснабжения. Характеристика помещений цеха

1 Общая часть

1.1  Анализ потребителей электроэнергии, категория помещений, категория надёжности электроснабжения

1.1.1 Характеристика помещений цеха

Ремонтно-механический цех завода ЖБИ разделён на следующие участки:

- кузнечно-сварочный участок;

- электроремонтный участок;

- лаборатория;

- комплектно-трансформаторная подстанция (КТП);

- инструментальная кладовая (ИРК);

- участок складирования заготовок;

- слесарно-сборочный участок;

- заготовительный участок;

- механический участок;

- участок гидроиспытаний;

- венткамера оси 4-5;А-Б;

- венткамера оси 9-10;А-Б.

Ниже приведены характеристики помещений (участков) по условиям окружающей среды, технологическому назначению, наличию зон пожаро- и взрывоопасности.

Слесарно-сборочный участок цеха является сухим помещением с токопроводящей пылью. Температура воздуха на участке не превышает 30ºС. На участке отсутствует химически активная среда, пожаро- и взрывоопасные вещества. Степень защиты оболочки электрооборудования IP 44. На слесарно-сборочном участке производится сборка изделий и агрегатов из отдельных деталей.

Остальные участки цеха описываются подобным образом. Данные описания заносятся в таблицу 1

Таблица 1 – Данные участков цеха

Наименование участка	Технологическое назначение	Условия окружающей среды	Категория взрыво- и пожароопасности	Степень защиты оболочки
1	2	3	4	5
КТП	Трансформация электроэнергии и передача её потребителям	Сухое, t не превышает 30ºС	Пожароопасное, класса П1	IP 54
Кузнечно-сварочный участок	Плавка и ковка металла, сва-рочные работы	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	отсутствует	IP 44
Электро-ремонтный участок	Ремонт электрообору-дования	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	Пожароопасное, класса П-2а	IP 54

1	2	3	4	5
Лаборатория	Проведение опытов и испытаний	Сухое, t не превышает 30ºС	отсутствует	IP 22
Инструменталь-ная кладовая	Хранение ра-бочего инстру-мента	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	Пожароопасное, класса П-2а	IP 44
Участок скла-дирования заго-товок	Складирование и хранение за-готовок	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	Пожароопасное, класса П-2а	IP 44
Заготовительный участок	Нарезка и изгиб труб	Сухое с токове-дущей пылью	отсутствует	IP 44
Механический участок	Обработка из-делий из ме-талла	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	Отсутствует	IP 44
Участок гидро-испытаний	Проверка оборудования	Влажное, t не превышает 30ºС	Отсутствует	IP 45
Венткамера 4-5; А-Б	Вытяжка загрязнённого воздуха	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	Отсутствует	IP 44
Венткамера 9-10; А-Б	Вентиляция помещений	Сухое, пыльное, t не превышает 30ºС	Отсутствует	IP 54

Продолжение таблицы 1

1.1.2 Категория надёжности электроснабжения цеха

Категорией надёжности электроснабжения называют способность электрической системы обеспечивать предприятие и отдельные объекты электроэнергией надлежащего качества без аварийных перерывов. Различают 3 категории надёжности электроснабжения:

1 категория - к этой категории относятся электропотребители, перерыв в электроснабжения которых может вызвать угрозу жизни человека, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции и т.д. Потребители этой категории питаются от трёх независимых друг от друга источников электроэнергии. То есть при выходе из строя одного источника питания автоматически должен включаться другой.  

2 категория - к этой категории относятся электропотребители, перерыв в электроснабжения которых может вызвать массовый недовыпуск продукции и простой рабочих, нарушение жизнедеятельности городских и сельских жителей. Питание потребителей этой категории осуществляется от двух независимых источников. При выходе из строя одного источника энергии переключение на другой источник энергии производит выездная оперативная бригада или оперативный персонал в течении 30 минут.

3 категория - к этой категории относятся электропотребители, которые на относятся к 1-й и 2-й категориям. Потребители этой категории питаются от одного источника электроэнергии, а перерыв их электроснабжения допускается на время не более суток.  

Ремонтно-механический цех завода ЖБИ относится ко 2-й категории надёжности электроснабжения, т.к перерыв в электроснабжения может вызвать массовый недовыпуск продукции и простой рабочих.

1.1.3 Характеристика потребителей электроэнергии

В ремонтно-механическом цехе завода ЖБИ установлены электропотребители, относящиеся к следующим технологическим группам:

- металлообрабатывающие станки (поперечно-строгальный станок, вертикально-сверлильный станок, горизонтально-фрезерный станок и т.д.)

- подъёмно-транспортное оборудование (кран подвесной)

- бытовые приборы (холодильник, электроплита)

- нагревательное оборудование (горн, печь сопротивления)

- сварочное оборудование (сварочный трансформатор, стол сварщика)

- санитарно-техническое оборудование (вентиляторы) 

- лабораторное оборудование (электронные весы, виброплощадка)

Электропотребители подключены как на трёхфазное напряжение 380В (вентиляторы, станки), так и на однофазное напряжение 220В (холодильник, электроножницы) и 380В (сварочный трансформатор, электроплита).

В цехе установлены электропотребители, работающие в длительном и повторно-кратковременном режимах. Например, в длительном режиме работает горизонтально-фрезерный станок, то есть время его работы намного больше времени останова. В режиме ПКР, например, работает подвесной кран, то есть цикл его работы состоит из времени работы и времени останова.

1.2 Исходные данные проектирования

Для выполнения электроснабжения цеха необходимо указать основные показателями цеха, параметры нагрузки цеха и технические параметры электропотребителей, которые заносятся в таблицы 2, 3 и 4 соответственно.

Таблица 2 – Основные показатели цеха

Наименование	Единицы измерения	Величина
1	2	3
1. Напряжение на первичной стороне силового трансформатора,	кВ	6,3

Продолжение таблицы 2

1	2	3
2. Высота цеха, Н	м	7,0
3. Число использования максимума нагрузки, Тм	ч	3000
4. Мощность генератора, SГ	кВА	28
5. Индуктивное сопротивление генератора, хГ	о.е.	0,12
6. Длинна высоковольтной линии, l	км	0,9
7. Коэффициент мощности энергосистемы,	-	0,96
8. Сопротивление грунта,	Ом/м	90
9. Агрессивность грунта по отношению к стали	-	да
10. Время срабатывания защиты, tз	с	0,56
11. Распределительные силовые шкафы участка ЖБИ в КТП, Ру: 1 ШР, ; ; ; 2 ШР, ; ; ; 3 ШР, ; ; ; Освещение участника ЖБИ, ; Наружное освещение, ;	кВт

Таблица 3 – Параметры нагрузки цеха

Наименование	Единицы измерения	Величина
1. Установленная мощность силового оборудования;	кВт	710
2. Коэффициент использования	-	0,3
3. Коэффициент мощности	-	0,7
4. Эффективное число электроприёмников	шт	20
5. Коэффициент максимума	-	1,3
6. Категория надёжности электроснабжения	-	3
7. Установленная мощность рабочего освещения	кВт	48
8. Коэффициент спроса	-	0,95
9. Коэффициент мощности	-	0,8
10. Категория надёжности электроснабжения	-	2
11. Установленная мощность аварийного освещения	кВт	10
12. Коэффициент спроса	-	1
13. Коэффициент мощности	-	1
14. Категория надёжности электроснабжения	-	1

Таблица 4 -  Техническими параметрами электропотребителей       

Наименование ЭП	№ по плану	Количество, шт	КПД	Мощность,
1	2	3	4	5

Продолжение таблицы 4

1	2	3	4	5
Кузнечно-сварочный участок:
1. Печь сопротивления	31	1	1	15
2. Молот ковочный	29	1	0,85	6,3
3. Сварочный трансформатор, 1фазн.,	32	1	1	25
4. Стол сварщика, 1фазн.,	33	1	1	0,9
5. Точильно-шлифовальный станок	37	1	0,81	0,6
6. Горн кузнечный	34	1	0,8	0,55
Электроремонтный участок
7. Бандажировочный станок	39	1	0,82	0,8
8. Балансировочный станок	41	1	0,83	6,0
9. Намоточный станок	46	1	0,82	3,2
Заготовительный участок
10. Станок для резки труб	13	1	0,85	1,8
11. Трубогибочный механизм	14	1	0,9	4,8
12. Механизм для гибки труб	15	1	0,91	3,9
13. Кран подвесной,	1	1	0,83	15,6
14. Радиально-сверлильный станок	10	1	0,84	2,5
15. Настольно-сверлильный станок	24	1	0,8	0,8
16. Электрические ножницы, 1фазн.,	12	2	0,82	0,9
17. Ножовочный автомат	7	1	0,82	2,9
18. Механизм фальцепрокатный	16	1	0,84	2,2
19. Механизм кромкогибочный	17	1	0,85	2,1
20. Машина для правки и гибки	18	1	0,82	5,8
21. Пресс электрогидравлический	20	1	0,89	9,3
22. Вертикально-сверлильный станок	25	1	0,92	1,75
Механический участок
23. Горизонтально-фрезерный станок	6	1	0,85	4,8
24. Поперечно-строгальный станок	5	1	0,91	7,5
25. Токарно-винторезный станок	4	2	0,89	14,1
26. Крупношлифовальный станок	3	1	0,85	5,1
27. Универсально-заточный станок	2	1	0,85	1,8
Участок гидроиспытаний
28. Установка для испытания	26	1	0,85	50
Лаборатория
29. Пресс электрогидравлический	50	1	0,92	4,8
30. Виброплощадка	51	1	0,85	1,8
31. Электронные весы, 1фазн.,	52	1	0,98	0,17
32. Электрическая плита, 1фазн.,	53	1	1	5,0

Продолжение таблицы 4

33. Холодильник, 1фазн.,	54	1	0,95	0,24
34. Электрокипятильник, 1фазн.,	55	1	1	5,9
Венткамера оси 4-5; А-Б
35. Вентилятор вытяжной	56	1	0,8	4,2
36. Вентилятор вытяжной	57	1	0,82	1,3
37. Вентилятор вытяжной	58	1	0,83	3,8
38. Вентилятор вытяжной	59	1	0,8	3,1
Венткамера оси 9-10; А-Б
39. Вентилятор приточной системы	60	1	0,85	18
40. Вентилятор приточной системы	61	1	0,8	11
41. Вентилятор приточной системы	62	1	0,82	5,5

2 Специальная часть

2.1 Выбор способа и схемы электроснабжения распределительных сетей 

Распределительной сетью называется сеть от распределительных шкафов до электропотребителей.

Распределительный шкаф (ШР) – это электротехническое устройство, служащие для приёма и распределения электроэнергии между электропотребителями, а также для их защиты от аварийных режимов. Распределительные шкафы устанавливаются, как правило, в центре нагрузок, а также в местах, не мешающих технологическому процессу и удобных для эксплуатации и ремонта. В данном цехе распределительные шкафы располагаются у стен.   

Существует 3 схемы выполнения распределительных сетей:

Радиальная схема – это схема электроснабжения распределительных сетей