Электроснабжение цеха промышленного предприятия - Курсовая работа

СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др. Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Электрические сети промышленных предприятий в сочетании с источниками и потребителями электроэнергии становятся заводскими электрическими системами, устройство и развитие которых, как подсистем, следует рассматривать в единой связи с развитием всей энергетической системы в целом. Система электроснабжения промышленных предприятий, состоящая из сетей напряжением до 1 КВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного, при различных частотах и напряжениях, и постоянного тока. Система электроснабжения предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению.Цех обработки корпусных деталей (ЦОКД) предназначен для механических и антикоррозийной обработки изделий. Он содержит станочное отделение, гальванический и сварочный участки. Кроме того, имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения. Цех получает ЭСН от ГПП.Перечень ЭО участка автоматизированного цеха № на плане Наименование ЭО РЭП, КВТ Примечание 1…4 Сварочные аппараты 45 ПВ=60% 12, 13 Продольно-фрезерные станки 18,5Определим номинальную мощность для приемников повторно-кратковременного режима (ПКР), последнюю определяют по паспортной мощности путем приведения ее к длительному режиму работы (ПВ=1) в соответствии с формулой: Сварочные аппараты (ПВ=60%): . Далее рисуем картограмма электрических нагрузок. На картограмме радиус каждого потребителя должен быть пропорционален соответствующей мощности и определяется из выражения: . где Ri - радиус расчетной окружности, Рі - номинальная мощность, m - выбранный масштаб. Картограмма электрических нагрузок представлена в приложении (чертеж 1). Координаты центров электрических приемников, их номинальные мощности и соответствующий коэффициент спроса представлены в таблице 2.Поэтому координаты центра электрических нагрузок (ЦЭН) в каждый момент времени будут принимать значения определенные как одним графиком нагрузки (для одного приемника), так и совокупностью графиков (для цеха в целом). Координаты ЦЭН находятся по формулам: (1) полная мощность сварочного отделения равна: произведя вычисления, получим, что Найдем координаты центра электрических нагрузок гальванического участка и вентиляторной в соответствии с планом, представленном в приложении.Положение ЦЭН в зоне рассеяния зависит от координат мест расположения приемников в группе и их относительных нагрузок. Зона рассеяния представляет собой эллипс. Для определения зоны рассеяния ЦЭН необходимо найти закон распределения координат центра. Вычислим оценки параметров нормального закона распределения по формулам: , (2) где - значение относительной нагрузки i-го приемника. Произведя вычисления получим: Для построения эллипса, ограничивающего зону рассеяния, определим его полуоси по формуле: (4) где -, , , тогда , ; .Для электроснабжения всего цеха воспользуемся кабельной линией (далее КЛ), которая будет питать комплектную цеховую трансформаторную подстанцию (далее ЦКТП). КЛ, питаемая ЦКТП рассчитана на переменное напряжение, равное 10 КВ и f=50 Гц. Применение шинопроводов обусловлено тем, что повысится экономичность использования проводниковых материалов, таким образом при проектировании СЭС цеха предприятия применяем блок ”трансформатор-магистраль” что приводит к простоте проектирования и экономичному использованию электротехнического материала.Коэффициентом спроса по активной мощности называется отношение расчетной (в условиях проектирования) мощности к номинальной (установленной) активной мощности приемника. Применение одного коэффициента спроса вместо его составляющих - коэффициента использования и коэффициента максимума не учитывает влияние числа электроприемников, соотношение их мощностей и т.д., и дает повышенную погрешность в расчетах. Так как любой приемник электрической энергии потребляет активную, и реактивную нагрузку, найдем последнюю как: тогда для данного случая: . Найдем расчетную активную мощность вентиляционной и сварочного отделения. Вычислим полную мощность вентиляционной и сварочного отделения: .Силовые или косинусные конденсаторы и установки на их основе используются в качестве местных источников реактивной мощности. Их применение позволяет разгрузить электрические сети от реактивной составляющей тока и тем самым с одной стороны уменьшить сече

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

1.2 Перечень ЭО участка автоматизированного цеха

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Определение центра нагрузки

2.3 Расчет зоны рассеяния центра активных электрических нагрузок цеха

2.4 Выбор схемы электроснабжения

2.5 Расчет мощности отделений и цеха

2.6 Выбор компенсатора реактивной мощности

2.7 Выбор трансформатора ЦТП

2.8 Выбор автоматических выключателей и сечения шинопроводов, магнитных пускателей и кабельных линий

2.9 Расчет токов короткого замыкания

2.10 Определение расхода энергии в элементах цеховой сети за год

2.11 Определение потерь в элементах сети за год

2.12 Расчет и выбор элементов релейной защиты цехового трансформатора

Заключение

Список использованных источников

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления, преобразования.

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Электрические сети промышленных предприятий в сочетании с источниками и потребителями электроэнергии становятся заводскими электрическими системами, устройство и развитие которых, как подсистем, следует рассматривать в единой связи с развитием всей энергетической системы в целом.

Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют до 67% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Система электроснабжения промышленных предприятий, состоящая из сетей напряжением до 1 КВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного, при различных частотах и напряжениях, и постоянного тока.

СЭС промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Энергосистема в свою очередь рассматривается как подсистема ЕЭС страны. Система электроснабжения предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению.

Стоимость электроэнергии, например в машиностроении, составляет только 2-3% себестоимости продукции, в энергоемких отраслях, таких как электролиз, электрометаллургия и др., - 20-35% себестоимости продукции. Перерывы в электроснабжении могут привести к значительным ущербам для народного хозяйства, а в некоторых случаях к авариям, связанным с человеческими жертвами и выходом из строя дорогостоящего оборудования.

Стоимость электрической части промышленного предприятий составляет в среднем 7% общей суммы капиталовложений в промышленность.

Каждое промышленное предприятие находиться в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные площади, повышается использование существующего оборудования или старое оборудование заменяется новым, более производительным и мощным, изменяется технология и т.д. СЭС промышленного предприятия (от ввода до конечных приемников электроэнергии) должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологий, рост мощности предприятия и изменение производственных условий. Это отличает систему распределения электроэнергии на предприятиях от районных энергосистем, где процесс развития также имеет место, однако места потребления электроэнергии и формы ее передачи более стабильны.

Для современных предприятий, особенно машиностроительных, характерна динамичность технологического процесса, связанная с непрерывным введением новых методов обработки, нового оборудования, переналадки его, а также непрерывного изменения и усовершенствования самой модели изделия. Поэтому следует стремиться к созданию предприятия, обладающего достаточной гибкостью, которая позволяет с наименьшими потерями осуществить перестройку производства при изменении программы или модернизации выпускаемых изделий, внедрении новейших технологических процессов и современного оборудования, а также при автоматизации производства.

Опыт строительства и освоения новых предприятий, показал, что не только планировка, но и конструкция зданий должна удовлетворять условиям гибкости технологического процесса; требуется, чтобы здания и подсобные помещения позволяли расширить производство без его перерыва, а переход от освоения одного изделия к освоению нового не требовал капитального переустройства. Требования гибкости предъявляются к строительной части предприятий, к технологическому и вспомогательному оборудованию, к системам электроснабжения, водоснабжения и т.д.

Как для создания высококачественного электропривода требуется совместная работа электрика и технолога-конструктора приводимой машины, так и для создания надлежащей СЭС предприятия требуется тщательная совместная работа проектировщиков-технологов, электриков и строителей. Тщательное изучение условий производства позволяет электрику при проектировании избежать перерасхода дефицитных электрооборудования и электроматериалов, а также обеспечить надежное экономичное электроснабжение, отвечающее условиям данного производства.

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