Разработка системы электроснабжения механического цеха - Курсовая работа

В данных цехах для повышения эффективности производства была произведена замена устаревшего и изношенного оборудования новым более производительным, а также произведено частичное внедрение нового технологического процесса. Также в комплекс цехов входят контора, включающая технический, конструкторский отделы, отдел техники безопасности и библиотеку, ремонтно-механический цех со вспомогательными помещениями, электроучасток и компрессорную, расположенные в одном здании. 15 4-сторонний строгал. станок 37,6 0,5 0,8 26 4-сторонний строгал. станок 26 0,5 0,9 48 станок шлифовал. барабанный 1 0,6 0,7Расчет общего освещения помещения цеха производится по методу коэффициента использования светового потока. Метод коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. Производится расчет для участка механической обработки в цехе массива на первом этаже. К установке принимается светильник ПВЛМ с люминесцентными лампами (ЛЛ), который имеет следующие характеристики: - мощность и количество ламп - 2х80 Вт; Принимается число рядов светильников в помещении равным Np=2.В механическом цехе устанавливаются светильники эвакуационного освещения, которое предусматривается по основным проходам и лестницам производственных помещений, в которых работает более 50 человек и выход людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма изза продолжения работы производственного оборудования. Эвакуационное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк на полу основных проходов и на ступенях лестниц. Светильники аварийного освещения (освещения безопасности, эвакуационного) допускается предусматривать работающими одновременно со светильниками рабочего освещения, создавая общую освещенность согласно нормам, и автоматически включаемыми только при прекращении питания нормального освещения. Для аварийного освещения механического цеха применяются светильники НСП22 (500 Вт) с ЛН, которые располагаются по основным проходам и работают одновременно со светильниками рабочего освещения, создавая общую освещенность согласно нормам.Принимается комплектная двухтрансформаторная подстанция, т.к. большинство потребителей электрической энергии данных цехов относятся к потребителям II категории надежности, и перерыв электроснабжения допустим на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала . Расчет силовой нагрузки трансформаторов подстанции приведен в таблице 2.1, расчет осветительных нагрузок выполнен в п.2.2.3. Осветительная нагрузка присоединяется к трансформатору №1 трансформаторной подстанции. В этом случае число и мощность трансформатора можно определить по Scm из того предложения, что в сети НН осуществляется полная компенсация реактивной мощности до cos j = 1, и тогда Scm = Рсм: где КЗ - коэффициент загрузки трансформатора, который принимается для КТП Кз = 0,65; Значения коэффициентов загрузки трансформаторов определены из условия взаимного резервирования трансформаторов в аварийном режиме с учетом допустимой перегрузки оставшихся в работе трансформаторов в 1,3 раза на время максимума нагрузки с общей продолжительностью по 6 ч в каждые из пяти сутокВыбор сечений производится по экономической плотности тока и проверяется по условию нагрева. Проверка по нагреву: Расчетный ток в линии в послеаварийном режиме, А, Проверка выбранного кабеля по нагреву в послеаварийном режиме: Все условия выполняются Компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 КВ подстанции выполняется исходя из двух условий: потребление реактивной мощности ниже экономического значения и допустимая загрузка трансформаторов. Предприятию задано экономическое значение коэффициента реактивной мощности на шинах 0,4 КВ подстанции tg?э=0,3. Реактивная мощность, которую можно передавать через трансформатор в нормальном режиме работы, квар, , Трансформатор №1К питающим линиям относятся участки сети от распределительных устройств подстанций до групповых щитков. К групповым линиям относятся участки сети от групповых щитков до светильников. Питающие линии выполняются четырехпроводными, а групповые в зависимости от нагрузки и протяженности бывают двухпроводными, трехпроводными и четырехпроводными. Питающие линии осветительной сети могут быть выполнены по радиальной, магистральной или смешанной схемам. В тех случаях, когда рассчитывается разветвленная сеть, то есть когда имеются трехфазные и однофазные ответвления, сечение вычисляется по формуле, мм2, , где AM - сумма моментов рассчитываемого и всех последующих по направлению потока энергии участков с тем же числом проводов в линии, что и рассчитываемый участок, КВТ·м, am - сумма моментов всех ответвлений, питаемых через рассчитываемый участок с отличным числом проводников в линии, КВТ?м;Сети напряжением до 1000 В подразделяются на питающие, прокладываемые от трансформаторной подстанции или вводного устройства до силовых пунктов, и распределительные, к которым присоед

Содержание

Введение

1 Краткая характеристика цеха

2 Разработка системы электроснабжения механического цеха

2.1 Расчет силовых электрических нагрузок на втором уровне электроснабжения

2.2 Расчет освещения цеха

2.2.1 Светотехнический расчет помещения цеха

2.2.2 Аварийное освещение цеха

2.2.3 Расчет осветительных нагрузок для помещения цеха. Выбор компенсирующих устройств в осветительной сети

2.2.4 Расчет осветительных нагрузок для бытовых отделений

2.3 Выбор силовых трансформаторов

2.3.1 Расчет силовых электрических нагрузок на третьем уровне электроснабжения

2.3.2 Выбор мощности низковольтных компенсирующих устройств

2.3.3 Выбор количества и мощности трансформаторов

2.3.4 Выбор сечений кабельных линий напряжением 6 КВ, питающих КТП

2.4 Выбор осветительной сети. Электротехнический расчет

2.5 Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового электроснабжения напряжением до 1 КВ

2.5.1 Выбор схемы и сечений проводников питающей сети

2.5.1.1 Расчет первого варианта питающей сети

2.5.1.2 Расчет второго варианта питающей сети

2.5.2 Выбор кабеля для конденсаторной установки

2.5.3 Выбор сечений проводов распределительной сети

2.6 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры, распределительных силовых и осветительных шкафов

2.6.1 Выбор автоматических выключателей на КТП

2.6.2 Выбор автоматических выключателей в ЩО

2.6.3 Выбор силовых распределительных пунктов и предохранителей.

2.6.4 Выбор групповых щитов освещения

2.7 Расчет токов короткого замыкания

2.8 Проверка выбранных аппаратов защиты

2.9 Релейная защита трансформатора цеховой подстанции

2.10 Автоматическое управление реактивной мощностью батарей конденсаторов

3 Расчет основных технико-экономических показателей

3.1 Планирование использования рабочего времени

3.2 Расчет численности персонала, обслуживающего энергохозяйство цеха

3.3 Расчет тарифного фонда оплаты труда персонала

3.4 Расчет фонда оплаты труда персонала

3.5 Определение отчислений на социальные нужды

3.6 Расчет платы за электроэнергию

3.7 Расчет годовых эксплуатационных расходов по электрохозяйству цеха

3.8 Расчет чистого дисконтированного дохода от установки на КТП компенсирующих устройств

3.9 Основные технико-экономические показатели системы электроснабжения механического цеха

4 Расчет системы отопления механического цеха

4.1 Определение расхода теплоты на отопление

4.2 Гидравлический расчет системы водяного отопления

5 Безопасность жизнедеятельности

5.1 Подготовка персонала, допускаемого к работам в электроустановках

5.2 Защитное заземление

5.3 Влияние шума на персонал и мероприятия по его снижению

Заключение

Библиографический список источников информации

Цель данного курсового проекта состоит в том, чтобы спроектировать систему электроснабжения группы цехов МПТАО «Стайлинг». В данных цехах для повышения эффективности производства была произведена замена устаревшего и изношенного оборудования новым более производительным, а также произведено частичное внедрение нового технологического процесса. В связи с этим, а также изза значительного износа цеховых сетей и оборудования необходимо спроектировать новую систему электроснабжения с применением нового оборудования и отвечающую современным техническим требованиям.

Для защиты цеховых трансформаторов необходимо произвести выбор защит и расчет их уставок.

В данном курсовом проекте рассматривается комплекс цехов предприятия МПТАО “Стайлинг”. Указанная группа входит в состав основного производства завода. Состав производственных участков определяется конструкцией изготовляемых изделий, технологическим процессом и программой выпуска и организацией производства.

Основным направлением практической деятельности МПТАО “Стайлинг” является производство корпусной мебели. Пиломатериал в виде досок длиной 6 м поступает в цех массива. Здесь он подвергается сушке паром. Далее доски раскраиваются на отдельные заготовки и проходят здесь обработку на деревообрабатывающих станках. На специальных прессах происходит формирование из заготовок крупных щитов, которые также обрабатываются на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных станках. Далее детали поступают на участок покраски, где покрываются лаком и сушатся. После этого в отделении сборки происходит окончательная сборка комплектов и их упаковка. На экспериментальном участке цеха возможно изготовление мебели по специальным проектам и индивидуальным заказам. Хранение изготовленной мебели осуществляется на складе готовой продукции.

Также в комплекс цехов входят контора, включающая технический, конструкторский отделы, отдел техники безопасности и библиотеку, ремонтно-механический цех со вспомогательными помещениями, электроучасток и компрессорную, расположенные в одном здании. В группу включена котельная, обеспечивающая нужды фабрики в паре и горячей воде.

Таким образом, основным оборудованием цехов являются деревообрабатывающие и частично металлообрабатывающие станки. В данном оборудовании для электропривода используются в основном асинхронные двигатели.

Основные сведения об оборудовании представлены в таблице 1.1. Данные по коэффициентам использования (Ки) и коэффициентам мощности (cos?) оборудования взяты из /2/.

Таблица 1.1 - Исходные данные механического цеха

№ приемник Рном, КВТ cosф Ки

1 2 3 4 5

Цех массива

1 вентилятор 5 0,75 0,9

2 вентилятор 5 0,75 0,9

3 вентилятор 5 0,75 0,9

4 вентилятор 5 0,75 0,9

5 вентилятор 5 0,75 0,9

6 вентилятор 5 0,75 0,9

7 вентилятор 5 0,75 0,9

8 9 вентилятор фуговальный станок 5 1 0,75 0,55 0,9 0,2

10 циркулярная пила 0,7 0,5 0,3

1 2 3 4 5

11 циркулярная пила 0,7 0,5 0,3

12 сверлильный станок 1 0,7 0,14

13 станок для сращивания 2 0,8 0,5

14 циркулярная пила 1,5 0,5 0,7

15 4-сторонний строгал. станок 37,6 0,5 0,8

16 фрезерный станок 3,2 0,7 0,14

17 фрезерный станок 3,2 0,7 0,14

18 станок для сращивания 2 0,8 0,5

19 строгальный станок 9 0,5 0,2

20 строгальный станок 27 0,5 0,2

21 циркулярная пила 7 0,5 0,3

22 многопильный станок 30 0,5 0,7

23 циркулярная пила 3,2 0,5 0,8

24 лифт 7,1 0,75 0,1

25 строгальный рейсмус 10 0,55 0,2

26 4-сторонний строгал. станок 26 0,5 0,9

27 пресс склейки щитов 28 0,8 0,9

28 станок круглопильный 4 0,5 0,8

29 станок круглопильный 45 0,5 0,8

30 сверлильный станок 3 0,7 0,05

31 настольно-сверлильный станок 1 0,7 0,14

32 копировально-фрезерный станок 10 0,8 0,14

33 фрезерный станок 7,5 0,7 0,14

34 фрезерный станок 7,5 0,7 0,14

35 фуговальный станок 1 0,55 0,2

36 сверлильный станок 1,7 0,7 0,05

37 вайма 5 0,8 0,2

38 подъемник 2 0,75 0,1

39 станок шлифовальный верт. 1 0,6 0,5

40 сверлильный станок 1 0,7 0,14

41 сверлильный станок 1 0,7 0,14

42 сверлильный станок 1 0,7 0,14

43 фрезерный станок 4 0,7 0,14

44 станок для раскроя 1,5 0,6 0,2

45 подъемник 4 0,75 0,1

46 ленточно-шлифовальный станок 5,5 0,6 0,7

47 ленточно-шлифовальный станок 5,5 0,6 0,7

48 станок шлифовал. барабанный 1 0,6 0,7

49 кабина распылительная 8 0,8 0,9

50 укрытие для сушки 22 0,8 0,9

51 укрытие для сушки 25,5 0,8 0,9

52 3-пильный сверлильный станок 1,5 0,7 0,14

53 14-шпиндел. сверлильный станок 4 0,7 0,14

54 сверлильный станок 1 0,7 0,14

55 сверлильный станок 1 0,7 0,14

56 токарный станок 2 0,75 0,3

57 станок облицовки кромок 1 0,6 0,1

58 фуговальный станок 3,2 0,55 0,2

59 фрезерный станок 3,2 0,7 0,14

60 циркулярная пила 3,2 0,5 0,3

61 циркулярная пила 3,2 0,5 0,3

62 приточный вентилятор 18,5 0,8 0,8

КОРПУС РМЦ И КОНТОРЫ

63 сверлильный станок 1,5 0,7 0,14

1 2 3 4 5

64 вальцовочный станок 4 0,7 0,1

65 фланцевый станок 2 0,75 0,1

66 вальцесадочный станок 2 0,7 0,1

67 вальцепрокатный станок 1 0,7 0,1

68 строгальный станок 3 0,55 0,2

69 сверлильный станок 1,5 0,7 0,14

70 сверлильный станок 6,3 0,7 0,14

71 токарный станок 5,5 0,75 0,14

72 токарный станок 7 0,75 0,14

73 токарный станок 10 0,75 0,14

74 токарный станок 11 0,75 0,14

75 фрезерный станок 3 0,7 0,14

76 фрезерный станок 13 0,7 0,14

77 отрезной станок 8 0,6 0,2

78 гильотинные ножницы 10 0,6 0,1

79 сверлильный станок 2 0,7 0,14

80 наждак 1,7 0,7 0,1

81 тельфер 1,5 0,75 0,1

82 сверлильный станок 2 0,7 0,14

83 отрезной станок 3 0,6 0,2

84 рубильная машина 4 0,6 0,1

85 сверлильный станок 1 0,7 0,14

86 компрессор 37 0,8 0,9

87 компрессор 37 0,8 0,9

88 компрессор 75 0,8 0,9

89 вентилятор 2 0,8 0,8

90 вентилятор 4 0,8 0,8

КОТЕЛЬНАЯ

91 вентилятор 1,5 0,8 0,8

92 вентилятор 1,5 0,8 0,8

93 ножницы 3 0,6 0,2

94 наждак 2 0,7 0,1

95 сверлильный станок 2 0,7 0,14

96 токарный станок 7 0,7 0,14

97 трубогибочный станок 6,5 0,7 0,12

98 насос 4 0,8 0,8

99 насос 4 0,8 0,8

100 насос 4 0,8 0,8

101 насос 4 0,8 0,8

102 насос 10 0,8 0,8

103 насос 10 0,8 0,8

104 насос 23 0,8 0,8

105 насос 37 0,8 0,8

КОРПУС СКЛАДОВ И СБОРКИ

106 сверлильный станок 1 0,7 0,14

107 сверлильный станок 1 0,7 0,14

108 сверлильный станок 1 0,7 0,14

109 сверлильный станок 3 0,7 0,14

110 вайма 5 0,8 0,2

111 подъемник 4 0,75 0,1

112 лифт 7,1 0,75 0,1

113 вентилятор 8,5 0,75 0,9

Большинство электроприемников данной группы цехов относится ко второй и третьей категории по обеспечению бесперебойности электроснабжения. К первой категории относится вытяжная вентиляция цеха массива.

Цех осуществляет работу в две смены. Число часов использования максимальной нагрузки в году Тм = 4500 часов.

Характеристика условий среды и категорий по пожаро- и взрывоопасности приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Характеристика условий среды и категорий надежности

Наименование отделения Помещение по условия среды Категория по пожаро-, взрывоопасности

Цех массива 1 этаж: Участок мехобработки Пыльное П-II

Участок раскроя пиломатериала Пыльное П-II

Сушильный участок Влажное -

Экспериментальный участок Пыльное П-ІІА

Склад Нормальное -

Вспомогательные помещения Нормальное -

Цех массива 2 этаж: Пыльное П-ІІА

Склад Нормальное -

Участок мехобработки Пыльное П-II

Шлифовальное отделение Пыльное В-Іа

Участок покраски и сушки -

Место упаковки Нормальное -

Корпус складов и сборки: Склад Нормальное -

Участок сборки Нормальное -

Корпус РМЦ и конторы

РМЦ Нормальное -

Электроцех Нормальное -

Компрессорная Нормальное -

Материальный склад Нормальное -

Контора Нормальное -

Вспомогательные помещения Нормальное -

Котельная Нормальное -

2 Разработка системы электроснабжения

2.1 Расчет силовых электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок силовых электроприемников на втором уровне выполняется по отдельным узлам цеховых сетей - распределительным пунктам (РП).

Расчет производится методом упорядоченных диаграмм. Все силовые электроприемники (ЭП) каждого узла разбиваются на группы в соответствии с их режимом работы и коэффициентом использования: · группа А - ЭП длительного режима работы с переменным графиком нагрузки (станки, прессы) и электроприемники повторно-кратковременного режима работы (краны, тельферы);

· группа Б - ЭП длительного режима работы с постоянным графиком нагрузки (вентиляторы, компрессоры, крупные станки).

Пример расчета электрических нагрузок приводится для узла РП-3.

Группа А: - фуговальный станок Рн=1КВТ; Ки = 0,2; cos? = 0,55;

- циркулярная пила количество n=2, Рн=0,7КВТ; Ки = 0,3; cos? = 0,5;

- сверлильный станок Рн=1КВТ; Ки = 0,14; cos? = 0,7;

- станок для сращивания Рн=2 КВТ; Ки = 0,5; cos? = 0,8;

Итого по группе А: PН? = 1 2•0,7 1 2=5,4КВТ.

Группа Б: - циркулярная пила Рн=1,5КВТ; Ки = 0,7; cos? = 0,5;

- 4-сторонний строгальный станок Рн=37,6КВТ; Ки = 0,8; cos? = 0,5;

Итого по группе Б: PН? = 1,5 37,6=39,1 КВТ.

Итого по узлу: PН? = 5,4 39,1 = 44,5 КВТ.

Активная мощность за наиболее загруженную смену, КВТ, Рсм ? = ? Ки · Рн, • для группы А: Рсм ? = 0,2•1 0,3•2•0,7 0,14•1 0,5•2=1,76;

• для группы Б: Рсм ? = 0,7•1,5 0,8•37,6=31,13.

Реактивная мощность за наиболее загруженную смену, квар, Qcm ? = ? Рсм i · tg?i, где tg?i - коэффициент реактивной мощности, о.е., tg?i = tg(arccos?i);

• для группы А: Qcm ? = 0,200·tg(arcos 0,55) 2•0,210·tg(arcos 0,5) 0,140·tg(arcos 0,7) 1,0х xtg(arcos 0,8) =1,924;

• для группы Б: Qcm ? = 1,050 · tg (arcos 0,5) 30,080 · tg (arcos 0,5) =67,723.

Средневзвешенный коэффициент использования, о.е., Ки св = , для группы А: Ки св =1,760/5,400= 0,326.

Эффективное число ЭП для группы А , ;

=4,1.

Принимается nэ=4.

Коэффициент максимума по активной мощности при nэ = 4 и Ки = 0,326 по таблице или рисунку /2/, о.е., Кма = 2,2.

Коэффициент максимума по реактивной мощности при nэ = 4, о.е., Кмр = 1,1.

Коэффициент максимума по активной и реактивной мощности для группы Б, о.е., Кма = Кмр = 1.

Расчетные активная и реактивная мощности, КВТ, квар, ;

;

• для группы А: ;

;

• для группы Б: при количестве приемников в группе менее 3

Рр=?Рн;

Рр=1,5 37,6=39,1;

Qp=?Рн•tg?;

Qp=1,5•tg(arccos0,5) 37,6• tg(arccos0,5)=67,723.

Итого по узлу: Рр=3,872 39,100=42,972;

Qp=2,116 67,723=69,840.

Полная расчетная мощность узла, КВА, , .

Расчетный ток узла, А, , .

Расчет электрических нагрузок для других узлов проводится аналогично, результаты расчета сведены в таблицу 2.1.