Общая характеристика

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Карагандинский государственный университет им. Е. А. Букетова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Elektricheskaya_set.docx

Скачиваний:

Добавлен:

13.03.2015

Размер:

510.64 Кб

Скачать

☆

1 / 61 2 3 4 5 6 > Следующая >>>

Содержание

Введение

1. Основная часть.

1.1 Общая характеристика

1.2 Расчет электроснабжения

1.3 Компенсация реактивной мощности

1.4 Расчет и выбор мощности силовых трансформаторов

1. 5 Выбор сечения и марки проводов и кабелей

1.6 Расчет токов короткого замыкания

2. Расчет заземляющего устройства

3. Расчет системы общего освящения

4. Охрана труда

4.1 Обучение руководителей и ответственных лиц

4.2 Обучение и проверка работников предприятия и инструктаж

4.3 Общие требования к безопасности

5. Экология

5.1 Основные понятия

5.2 Загрязнение атмосферы

5.3 Загрязнение сточных вод

6. Промышленная экономика

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Электрической сетью называется совокупность электоустановок для передач и распределения электрической энергии, состоящей из трансформаторного оборудования подстанции, их распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередач, работающих на определенной территории. Таким образом электрическая сеть как элемент электроэнергической системы обеспечивает возможность выдачи мощности электростанций, ее передачу на расстояние, преобразование параметров электроэнергии ( напряжение, тока) на подстанциях и ее распределение по некоторой территории вплоть до непосредственных электроприемников. Конструктивное выполнение воздушных и кабельных линий электропередачи переменного тока будет рассмотрено в этой главе. Электрические сети современных энергосистем характеризуются многоступенчатостью, то есть большим числом трансформации на пути от источников электроэнергии к ее потребителям. Топологическая структура отдельных звеньев этой многоступенчатой сети достаточно сложна, она насчитывает десятки, а подчас и сотни узлов, ветвей и замкнутых контуров.

На ряду со сложностью конфигурации характерной особенностью электрических сетей является их многорежимность. Под этим понимается не только разнообразие загрузки элементов сети суточном и годовом разрезе при нормальном функционировании системы, вызываемое естественным изменением во времени нагрузки потребителей, но и обилие режимов , возникающих при выводе различных элементов сети в плановый ремонт и при их аварийных отключениях. В связи с этим электрическая сеть должна проектироваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы была обеспечена ее работоспособность во всех возможных режимах – нормальных, ремонтных и полуаварийных.

Это требование в свою очередь означает, что в перечисленных установившихся режимах параметры ветвей сети (токи, мощности) не должны превышать допустимых по тем или иным условиям значений, а параметры узлов (напряжение) должны лежать в допустимых приделах, обеспечивающих нормальную работу изоляции электрооборудования и экономичную работу электроприемников. Системами электроснабжения (СЭС) объектов хозяйства страны называются электроэнергетические комплексы, обеспечивающие непосредственное питание электроэнергией конкретных потребителей или их групп. В данные комплексы входят местные электрические станции, электрические сети всех необходимых номинальных напряжений и конструктивных исполнений, а также электроприемники всех технологических назначений. Из сказанного следует, что СЭС являются неотъемлемой частью электроэнергетических систем (ЭЭС). Источниками питания (ИП) электроэнергией СЭС в основном являются понижающие подстанции 35-220/6-10 кВ ЭЭС, а также местные электрические станции. Последними могут быть теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) городов и крупнейших промышленных предприятий, осуществляющие как электро-, так и теплоснабжение потребителей, а также дизельные электростанции (ДЭС) в сельскохозяйственных и удаленных от ЭЭС районах. Электрические сети, питающие СЭС, состоят из внешних воздушных линий 35-220 кВ и понижающих подстанций (ПС) 35-220/6-10 кВ. Распределение электроэнергии по территориям объектов электроснабжения и внутри зданий промышленного, гражданского и другого назначения выполняется линиями 6-10 кВ, подстанциями 6-10/0,38-0,66 кВ и линиями до 1 кВ. Электроприемники различных технологических назначений преобразуют электроэнергию в механическую, тепловую, электрических и магнитных полей и т.п. Электрические сети классифицируют по ряду признаков, что позволяет выявить общие закономерности их отдельных подгрупп и использовать эти закономерности при проектировании и эксплуатации сетей.

Классификация электрических сетей может осуществляться по роду тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителей, конфигурации схемы сети и т.д.

По роду тока различаются сети переменного и постоянного тока.По напряжению: сверхвысокого напряжения - Uном ³ 330 кВ, высокого напряжения - Uном = 3 - 220 кВ, низкого напряжения - Uном < 1 кВ. По конфигурации сети делятся на замкнутые и разомкнутые. По выполняемым функциям различают системообразующие, питающие и распределительные сети. Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электростанции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления, и одновременно обеспечивают передачу электроэнергии от мощных электростанций. Системообразующие сети осуществляют системные связи, т.е. связи большой протяженности в энергосистемах. Режимом системообразующих сетей управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). Сети напряжением 330-1150 кВ, связывающие энергосистемы, называют межсистемными. Питающие (районные) сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электростанций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые. Распределительные (местные) сети предназначены для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие сети обычно работают в разомкнутом режиме. Различают распределительные сети высокого, (Uном > 1 кВ) и низкого (Uном < l кВ) напряжения. По характеру потребителей распределительные сети подразделяются на промышленные, городские и сети сельскохозяйственного назначения. Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов осуществляются глубокие вводы высокого напряжения, т. е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110—500 кВ вблизи центров нагрузок. Основными признаками сетей является вид тока, величина номинального напряжения, функциональное назначение, конфигурация схемы, характер потребителей и т.п.. По виду тока различают сети переменного и постоянного тока. В системах электроснабжения в основном используют трехфазный переменный ток. Постоянный ток используют для технологических нужд промышленных предприятий (электролизные установки, электрические печи и другие приемники), питание двигателей прокатных станов, в городском электротранспорте (трамваях, троллейбусах, метро). Постоянный ток применяют также для передачи энергии на большие расстояния, однако его использование является ограниченным в связи с необходимостью преобразования переменного тока в постоянный в начале и постоянного в переменный в конце линии электропередачи. Электрификация железнодорожного транспорта может осуществляться как на постоянном, так и на переменном токах. По номинальным напряжением электрические сети переменного тока разделяют на сети низкого напряжения (до 1000 В), высокого напряжения (3 - 220 кВ) и сверхвысокого напряжения (330 кВ и выше) , или низковольтные (напряжением до 1000 В) и высоковольтные (напряжением свыше 1000 В). Общепринятой классификации электрических сетей по номинальным напряжением нет. По функциональному назначению электрические сети делятся на питательные и распределительные. Питательной называют сеть, по которой осуществляется питание распределительных пунктов и подстанций от центров питания. Распределительной называют сеть, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии между приемниками.

Расчёт электроснабжения нагрузки

Общая характеристика

Создание мебели – одна из главных отраслей деревообрабатывающей промышленности. Для этого необходимо специальное оборудование для мебельного производства, в которое входит большое количество разнообразных станков для обработки древесины.

Всё оборудование для мебельного производства можно разделить на 3 группы:

-Присадочное - сверлильное

Данные станки предназначены для создания сквозных или глухих отверстий, которые предназначены для установки фурнитуры или шкантов.

- Кромкооблицовочное

Эти станки используются при облицовывании прямых или кривых кромок изделий

- Форматно-раскроечное

При помощи такого оборудования, можно сделать как поперечный, так и продольный разрез древесины. Помимо этого станками так же пилят: пластик, ДВП, ЛДСП, ДСП, фанеру и другие материалы. Автоматизация этих трёх процессов позволит увеличить в разы объём производимой продукции. Сегодня на рынке представлено действительно много разнообразного оборудования, применяемого в изготовлении мебели, поэтому необходимо купить профессиональное оборудование и сопутствующие материалы: режущий инструмент, свёрла, столярные ножи, станки, конусы и многое другое. Кроме этого необходимо следить за новшествами в отрасли, ведь прогресс не стоит на месте, и каждый год появляются всё новые устройства и станки с ещё большей функциональностью. Важным моментом при этом будет необходимый выход готовой продукции, в зависимости от этого и нужно будет выбирать производственную мощность вашего оборудования, но в этом случае не стоит верить на слово, лучше приглядеться и сравнить подходящие агрегаты, чтобы в дальнейшем не разочароваться в них.

Для того чтобы ваша продукция была конкурентоспособной, необходимо создавать качественные изделия. А возможно ли достичь хорошего качества при помощи старого оборудования? Конечно, нет. Чем лучше будет ваше оборудование для мебельного производства, тем выше будет качество мебели.

В состав РП – 1 входят следующие установки:

- лифты вертикальные ДБ1 – 1

- загрузочное устройство – 2

- торцовочные станки ДС-1 – 1

- транспортёры ДТ4 – 2

- многопильные станки ЦМС – 1

- станки для заделки сучков – 1

- фуговальные станки – 1

- транспортёры ДТ6 – 2

- шипорезные станки ДС35 – 1

- станки четырёхсторонние ДС38 – 1

- станки для постановки полупетель ДС39 – 2

- сборочный полуавтомат ДА2 – 1

- станок для снятия провесов ДС40 – 1

Всего – 17

Расчёт электроснабжения нагрузки

Расчёт электрических нагрузок цеха выполним методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм), который сводится к определению (Рм, Qм, Sм) расчётных нагрузок группы электроприёмников.

Рм =КмРсм; (1)

Qм = Qсм; Sм =  + (2)

где Рм – максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВАр;

Sм – максимальная полная мощность, кВА;

Км – коэффициент максимума активной нагрузки;

– коэффициент максимума реактивной нагрузки;

_{Рсм
– средняя активная мощность за наиболее
нагруженную смену, кВт;}

Qcм – средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар.

Рсм = КиРн; (3)

Qсм = Рсм tg  (4)

где Ки – коэффициент использования электроприёмников, определяется из опыта эксплуатации по таблицам;

Рн – номинальная активная групповая мощность, приведённая к длительному режиму трёхфазных электроприёмников;

tg - коэффициент реактивной мощности;

Разобьем электрические приёмники по распределительным пунктам следующим образом: на РП1 силовое оборудование автоматической линии; на РП2 остальные силовые нагрузки – трёхфазные длительного режима; на РП3 однофазные нагрузки длительного режима. И, затем, выполним расчёт нагрузки по каждому щиту и по всему цеху. Результаты расчётов приведём в сводной ведомости нагрузок по цеху.

Рассмотрим расчёт на примере распределительного пункта РП – 1, в состав которого входят следующие установки:

- Лифты вертикальные ДБ1 – 1

- Загрузочное устройство – 2

- Торцовочные станки ДС-1 – 1

- Транспортёры ДТ4 – 2

- Многопильные станки ЦМС – 1

- Станки для заделки сучков – 1

- Фуговальные станки – 1

- Транспортёры ДТ6 – 2

- Шипорезные станки ДС35 – 1

- Станки четырёхсторонние ДС38 – 1

- Станки для постановки полупетель ДС39 – 2

- Сборочный полуавтомат ДА2 – 1

- Станок для снятия провесов ДС40 – 1

Всего – 17

Определяем суммарную номинальную мощность на РП

= ∑ (5)

где – суммарная номинальная мощность на РП, кВт;

– номинальная мощность одной электроустановки, кВт;

– количество приёмников в группе, шт.

= 3 × 1 + 2,5 × 2 + 2,8 × 1 + 2,6 × 2 + 5 × 1 + 2,4 × 1 + 3,5 × 1 + 4 × 2 + 4,5 × 1 + 4 × 1 + 1,4 × 2 + 4 × 1 + 26 × 1 + 1,4 × 2 = 78,2 кВт

Ки, cos , tg  находим по [2], так как оборудование работает в три смены в непрерывном режиме принимаем для автоматической линии Ки = 0,75, tgφ = 0,8. Определяем сменную активную и реактивную мощность по формулам (3,4) для лифта вертикального ДБ1:

Рсм = 3 × 0,75 = 2,25 кВт

Qсм = 2,25 × 0,8 = 1,8 кВАр

Суммарные активную и реактивную мощности на РП1

Р_смΣ = 59,7 кВт; Q_смΣ = 45 кВАр

Полную сменную мощность Sсм находим по формуле

Sсм =  + (6)

Sсм =  59,7² + 45² = 74,8 кВА

Находим модуль сборки m для РП – 1 по формуле

m = Pн max/Pн min (7)

где Рн max – номинальная мощность наиболее мощного приёмника, кВт;

Рн min – номинальная мощность наименее мощного приёмника, кВт.

m = 26 / 1,4 = 18,5  3

Определим средний коэффициент использования Ки ср

Ки ср = Рсм/Рном (8)

Ки ср = 0, 75

Определяем эффективное число однородных электроприёмников , шт.

= /  (9)

= 78,2²/ 1 × 3² + 2 × 2,5² + 1 × 2,8² + 2 × 2,6² + 1 × 5² + 1×2,4² + 1×3,5² + 2 × 4² + 1×4,5² + 1 × 4² + 2 ×1,4² + 1×4² + 1×26² + 1,4 × 1²= 7,1

Км – можно определить по справочнику, либо по формуле

Км = 1 + 1,5/×1 – Ки.ср / Ки.ср (10)

Км = 1 + 1,5/7,1×1 – 0,75/0,75 = 1,32

В соответствии с практикой проектирования принимается

= 1,1 при  10; = 1 при  10.

Рм = 1,32 × 59,7 = 78,8 кВт; Qм = 45 × 1,0 = 45 кВАр;

Sм = 78,8²+45²= 90,7 кВА.

Максимальный ток Iм находим по формуле

Iм = Sм/3×Uном (11)

Iм =90,7 / 1,73×0,38 = 140 А

При включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение установленная мощность трёхфазной нагрузки определяется по формуле

Р⁽³⁾_у= 3Р_м.ф⁽¹⁾ (12)

где Р_у⁽³⁾ – условная 3 – фазная мощность (приведённая), кВт;

Р_м.ф⁽¹⁾ – мощность наиболее загруженной фазы, кВт;

В нашем случае однофазные нагрузки:

– Установка окраски электростатической – 4,8 кВт;

– Зарядные агрегаты – 2 шт. – 4,5 кВт.

В соответствии с формулой (13)

Р_у⁽³⁾ = 14,4 кВт. (13)

1.3 Расчёт и выбор мощности силовых трансформаторов

Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты. Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала. Силовой трансформатор переменного тока — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово «силовой» отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП (35-750 кВ), городских электросетей (как правило 6,10 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт). Силовой трансформатор постоянного тока используется для непосредственного преобразования напряжения в цепях постоянного тока. Термин «силовой» показывает отличие таких трансформаторов от измерительных устройств класса «Трансформатор постоянного тока».

Основными частями конструкции трансформатора являются:

-магнитопровод

-обмотки

-каркас для обмоток

-изоляция

-система охлаждения

-прочие элементы (для монтажа, доступа к выводам обмоток, защиты трансформатора и т. п.).

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:

Стержневой

Броневой

Тороидальный

Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства. В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т. e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток. Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.

Применение трансформаторов. Наиболее часто трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов.

Применение в электросетях. Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока, проходящего через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения. Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют силовые трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня. Поскольку в электрической сети три фазы, для преобразования напряжения применяют трёхфазные трансформаторы, или группу из трёх однофазных трансформаторов, соединённых в схему звезды или треугольника. У трёхфазного трансформатора сердечник для всех трёх фаз общий. Несмотря на высокий КПД трансформатора (для трансформаторов большой мощности — свыше 99 %), в очень мощных трансформаторах электросетей выделяется большая мощность в виде тепла (например, для типичной мощности блока электростанции 1 ГВт на трансформаторе может выделяться мощность до нескольких мегаватт). Поэтому трансформаторы электросетей используют специальную систему охлаждения: трансформатор помещается в баке, заполненном трансформаторным маслом или специальной негорючей жидкостью. Масло циркулирует под действием конвекции или принудительно между баком и мощным радиатором. Иногда масло охлаждают водой. «Сухие» трансформаторы используют при относительно малой мощности.

Применение в источниках электропитания. Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины, содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до нескольких киловольт (для питания анода кинескопа через умножитель напряжения). В прошлом в основном применялись трансформаторы, работающие с частотой электросети, то есть 50-60 Гц. В схемах питания современных радиотехнических и электронных устройств (например в блоках питания персональных компьютеров) широко применяются высокочастотные импульсные трансформаторы. В импульсных блоках питания переменное напряжение сети сперва выпрямляют, а затем преобразуют при помощи инвертора в высокочастотные импульсы. Система управления с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) позволяет стабилизировать напряжение. После чего импульсы высокой частоты подаются на импульсный трансформатор, на выходе с которого, после выпрямления и фильтрации получают стабильное постоянное напряжение. В прошлом сетевой трансформатор (на 50-60 Гц) был одной из самых тяжёлых деталей многих приборов. Дело в том, что линейные размеры трансформатора определяются передаваемой им мощностью, причём оказывается, что линейный размер сетевого трансформатора примерно пропорционален мощности в степени 1/4. Размер трансформатора можно уменьшить, если увеличить частоту переменного тока. Поэтому современные импульсные блоки питания при одинаковой мощности значительно легче. Трансформаторы 50-60 Гц, несмотря на их недостатки, продолжают использовать в схемах питания, в тех случаях, когда надо обеспечить минимальный уровень высокочастотных помех, например при высококачественном звуковоспроизведении.

Расчётная мощность трансформатора определяется исходя из полученной максимальной полной мощности нагрузки с учётом мощности компенсирующих устройств и потерь в трансформаторе. Потери определяются из следующих соотношений:

 = 0,02 = 0,02×224,5=4,49 кВт