Диплом / Примеры / DIPLOM-1

Введение

Энергетика нашей страны обеспечивает надежное электроснабжение народного хозяйства страны, жилищно - бытовые нужды потребителей электрической и тепловой энергии.

Электроприемник или группу электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории, например, станок, цех, предприятие, называют потребителем электрической энергии.

Основными потребителями электроэнергии являются различные отрясли промышленности, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом более 70% потребления электроэнергии приходится на промышленные объекты.

Электроэнергия широко используется во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода отдельных механизмов, компрессоров и вентиляторов, для электротехнологических установок, а также для электролиза, электроискровой и электрозвуковой обработки металла и др.

Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности, к ним предъявляются определенные требования. При проектировании сооружений и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжения.

1.Технологическая часть

1.1 Оборудование цеха

Фрезерный участок входит в состав механического цеха.

Участок не предусматривает наличие производственных, вспомогательных, бытовых и служебных помещений. Размеры участка AxBxH=48x30x6 м.

На участке расположено 55 единиц оборудования. Основное оборудование участка - металлорежущие станки(фрезерные, сверлильные…), которые используются для механической обработки деталей. Потребителями электроэнергии являются электроприводы этих станков, выполненные в основном с применением асинхронных 3-х фазных двигателей с короткозамкнутым ротором. Кроме технологического оборудование в подстанции участка получает питание рабочее и аварийное освещение. Данные технологического оборудования заносим в таблицу 1.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

1.2 Категория электроприемников по надежности электроснабжения

Выделяют 3 категории:

- отсутствие питания ведѐт к необратимым процессам, а, главное, создаѐт опасность человеческой жизни, государства и может создаваться аварийная ситуация, которая выльется в большой материальный ущерб. Поэтому здесь включается бесперебойное питание от двух независимых источников, когда автоматическое переключение с одной шины на другую ведѐтся в считаные доли секунд. Также в первой группе для того чтобы увеличить надѐжность предусматривают третий источник, например, аккумуляторные батареи, автономные миниэлектростанции и т. д. Этот источник предназначается для особой группы. Ими может питаться и второй энергоноситель.

- аварийное отключение питания может привести к массовому браку, нарушению технического процесса, жизнедеятельности людей. Здесь также используются два независимых и взаимозаменяемых источника. Этой группой пользуется значительное число электропотребителей.

- потребители, что не входят к первым двум категориям, относятся в 3 группу. Электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 сутки.

В связи с этим фрезерный участок относится к категории надежности электроснабжения.

1.3 Классификация помещения по условиям окружающей среды

По условиям окружающей среды помещения, в которых располагаются электроустановки, делятся на следующие категории:

–сухие помещения (относительная влажность не превышает 60%). Это отапливаемые помещения обслуживающего персонала, общежития, отапливаемые склады, подсобные помещения в ремонтно-механических мастерских и т.п;

–пыльные помещения (по условиям производства в них выделяется пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.), помещения для дробления сухих концентрированных кормов, комбикормовые заводы, склады цемента и других сыпучих негорючих материалов.;

–влажные помещения (пары или конденсирующаяся влага выделяются лишь временно, в небольших количествах, относительная влажность более 60%, но не превышает 75%) , залы столовых, лестничные клетки, кухни жилых помещений, неотапливаемые склады и т. п.;

–сырые помещения (относительная влажность длительно превышает 75%)

,овощехранилища, доильные залы, молочные, кухни общественных столовых и т. п., а также, при наличии установок микроклимата, коровники, телятники, свинарники, птичники и другие животноводческие помещения.;

–особо сырые помещения (относительная влажность воздуха близка к 100%, потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой) , моечные в мастерских, кормоцеха для приготовления влажных кормов, теплицы, парники, а также наружные установки под навесами.;

–особо сырые помещения с химически активной средой (при относительной влажности воздуха, близкой к 100%, постоянно или длительно в помещении содержатся пары аммиака, сероводорода и других газов невзрывоопасной концентрации или же образуются отложения, действующие разъедающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования). Это склады минеральных удобрений, животноводческие помещения при отсутствии в них установок по созданию микроклимата.

Фрезерный участок относится к категории сухих помещений с нормальными условиями окружающей среды.

2 Электротехническая часть

2.1 Выбор рода тока и напряжения

При проектировании электроснабжения электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжение сети. Экономически целесообразно для питания любого предприятия использовать линии с переменным током, а не с постоянным, так как для питания участка изготовления шестерен постоянным током требуется дополнительное оборудование, что увеличивает затраты на производство электроэнергии. Двигатели постоянного тока на предприятиях не применяются, потому что нет необходимости регулировать частоту вращения в больших пределах. Если необходимость применения постоянного тока не вызвана технико-экономическими расчетами, то для питания силового электрооборудования используется трехфазный переменный ток. При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество и расположение электроприемников, возможность их совместного питания, а также технологические особенности производства.

На предприятиях с преобладанием электроприемников малой и средней мощностей более выгодно использовать напряжение 400/230В (если не доказана целесообразность применения иного напряжения).

В производстве применяется трехфазный переменный ток с промышленной частотой 50 Гц. Трехфазные электрические сети и установки являются более экономичными в отличие от однофазных, а также достаточно удобными для подключения к одной из трех фаз осветительной нагрузки, которая является однофазной.

Так как в проектируемом участке преобладают асинхронные двигатели, то номинальное напряжение принимаем 400/230 В переменного рода тока, промышленной частоты 50 Гц.

2.2 Выбор электродвигателей

Выбор электрических двигателей производим по следующим условиям:

-по роду тока и напряжения;

-по конструктивному исполнению двигателя;

-по номинальной частоте вращения;

-по мощности.

Выбираем номинальную активную мощность Рном,кВт по условию:

где Рном – номинальная активная мощность электродвигателя, кВт; Рмех – активная мощность приводного механизма, кВт.

Покажем выбор электродвигателя к приемнику под номером четыре с Рмех=7,00 кВт.

Рном ≥ 7,00 кВт

Выбираем электродвигатель типа RA132М4 с Рном=7,50 кВт, ηном=83,0%, соsφном=

=0,83 о.е., Iп/Iном=7,0 о.е., nс = 1500 мин-1.

где ηном - коэффициент полезного действия, %; соsφном - коэффициент активной мощности, о.е.; Iп/Iном-кратность пуска, о.е.;

nс-синхронная частота вращения, мин-1.

Выбор к остальным электроприемникам заносим в таблицу 2.

2.3 Проектирование схемы снабжения

Для данного участка выбираем магистральную схему снабжения, из-за того, что оборудование расположено равномерно по участку, все приемники будут запитаны от двух шинопроводов. Такая схема проста и удобна в эксплуатации, обеспечивает надежность при минимуме потерь электроэнергии и невысоких затрат.

Трансформаторную подстанцию располагаем так, чтобы она не находилась напротив проходов, и чтобы были минимальные затраты питающих проводов к распределительным устройствам, то есть располагаем еѐ практически в центре участка с учѐтом смещения по выше приведенным условиям.

2.4 Светотехнический расчет освещения

По заданию дипломного проекта высота фрезерного участка - 6 метров, а источником света являются – энергоэкономичные ЛЛ типа Т8.

Вид освещения – рабочее. Для создания на рабочих поверхностях нормированной освещѐнности, норму освещѐнности принимаем 300 лк.

Расчет мощности освещенности ведем методом коэффициента использования светового потока.

Определяем расчѐтную высоту подвеса светильников Hp, м, по формуле:

где H – высота помещения;

hр – высота расчетной поверхности над полом, м, hр=0,8 м; hc – высота свеса светильника, м.

Высоту свеса светильника определяем по формуле:

где H0 – расстояние от перекрытия до рабочей поверхности, м. Расчетную высоту над рабочей поверхностью находим по формуле:

H0=6-0,8=5,2 м

По формуле (3):

hc=(0,2-0,25)5,2=1,04-1,30 м.

Принимаем hc=1,04 м, тогда по формуле (2):

Hp = 6-0,8-1,04= 4,16 м

Определяем расстояние между рядами светильников L, м, по формуле:

где (L/ Hp) - наивыгоднейшая величина отношения расстояния между светильниками и расчѐтной высоты подвеса светильников.

Для помещения участка намечаем светильник ЛСП02 с типом кривой силы света (КСС) –Д.

Для светильника с КСС - Д, (L/ Hp) = 1,4 о.е По формуле (5):

L = 1,4 ∙ 4,16 = 5,80 м

Принимаем L = 6 м

Так как у стен нет рабочих мест, то определяем расстояние от стен до ряда по длине lA , м, и ширине lB , м, по формуле:

где В - ширина помещения, м, В = 30 м.

R = ((30 - 2 ∙ 3 )/6 )+1 = 5 шт.

Определяем требуемый световой поток ламп одного ряда ФRp , лм, по фор-

муле:

где Енорм - нормируемое значение освещенности, лк; Кзап - коэффициент запаса, о.е., принимаем Кзап = 1,4 о.е.; F - освещаемая площадь, м2 ;

ηo.y - коэффициент использования светового потока осветительной установки, о.е.;

z - отношение средней освещѐнности к минимальной, о.е., так как используем лампы типа ЛЛ, принимаем z = 1,10 о.е.

Определяем освещаемую площадь по формуле:

где А – длина помещения, м.

F = 48 ∙ 30 = 1440 м2

Индекс помещения i, о.е., определяем по формуле:

i = 1440/(4,16∙(48+30)) = 4,43

Для КСС Д-1 и i = 4,43 при заданных коэффициентах отражения находим методом линейной интерполяции коэффициент использования светового потока:

где ρn - коэффициент отражения потолка, о.е., по принимаем ρn = 0,7 о.е.; ρc - коэффициент отражения стен, о.е., принимаем ρc = 0,5 о.е.;

ρp - коэффициент отражения рабочих поверхностей, о.е., принимаем

ρp =0,1 о.е.

η=f(0,7; 0,5; 0,1; 4,43)

Коэффициент использования светового потока осветительной установки

где nсв – число ламп в одном светильнике, о.е.;

Фл – световой поток одной лампы, лм., Фл=4700лм для ЛЛ номинальной мощностью 58 Вт.

NR=172151,63/(2∙4700)=18,31 светильников

Принимаем 18 светильника.

Расстояние между соседними светильниками в ряду рассчитываем по фор-

муле:

где lc – длина светильника, м.

LА = (48 - 2∙3 –18 ∙1,7)/(18 - 1)=0,67 м

Таким образом, светильники вмещаются в ряд, и расстояние между соседними светильниками не превышает 0,5Hp=2,08 м.

Выбираем люминесцентную лампу Т8 с номинальной мощностью 58 Вт, световым потоком равным 4700 лм.

Находим суммарную мощность всех ламп, устанавливаемых в участке Pуст , Вт, по формуле:

Pуст = 18 ∙ 5∙ (2 ∙ 58) = 10440 Вт

Производим проверку расчета с помощью точечного метода. Составляем план размещения светильников в помещении в масштабе 1 см÷5м.

План представляем на рисунке 1.