Содержание

Введение…………………………………………………………………...4

1. Назначение станка и его основные технические характеристики…….6

2. Техническое обоснование выбора системы электропривода…………..8

3. Выбор рода тока и величины напряжения……………………………..13

4. Расчёт мощности и выбор электродвигателя главного движения……15

5. Расчёт мощности и выбор электродвигателей подач и вспомогательных движений……………………………………………………….17

6. Расчёт и построение механической характеристики с помощью ПЭВМ……………………………………………………………………………….18

7. Разработка принципиальной электрической схемы управления…….20

8. Выбор аппаратов пуска, защиты и управления………………………..23

9. Выбор питающих проводников и способа их прокладки…………….27

10. Охрана труда……………………………………………………………..29

11. Выводы по проекту……………………………………………………...32

12. Перечень стандартов, используемых в проекте……………………….33

13. Литература……………………………………………………………….34

Введение

Энергетическая отрасль – одна из ведущих в Беларуси. От ее стабильной и эффективной работы, обеспечения надежного и бесперебойного энергоснабжения зависит работа всех других отраслей народного хозяйства республики, комфорт и благополучие граждан.

В настоящее время в рамках реализации Концепции энергетической безопасности Министерство энергетики разрабатывает Государственную программу модернизации основных производственных фондов белорусской энергетической системы на 2011–2015 годы. Этот период предшествует главному событию в белорусской энергетике – вводу в эксплуатацию в 2016 и в 2018 году энергоблоков атомной электростанции. Для обеспечения надежной работы энергосистемы после ввода АЭС необходима уверенность в работоспособности существующего оборудования и наличие необходимого и достаточного резерва мощности, который будет задействован на время регламентных остановов ядерных энергоблоков.

Для этого в период с 2011 по 2015 годы в целях повышения надежности и экономичности работы существующих энергоисточников планируется модернизация и реконструкция оборудования с повышением эффективности, в том числе на Гродненской ТЭЦ-2, на Минской ТЭЦ-5, Минской ТЭЦ-4 и Бобруйской ТЭЦ-2. Намечена также установка генерирующего оборудования на котельных в Борисове и Могилеве, строительство блоков ПГУ на Лукомльской и Березовской ГРЭС с одновременным выводом из эксплуатации неэффективного оборудования на данных станциях. В целях диверсификации топливного баланса энергосистемы в настоящее время прорабатываются вопросы строительства Зельвенской электростанции, работающей на угле, в составе двух энергоблоков по 460 МВт, один из которых будет работать на экспорт электроэнергии.

Ввод в перспективе запланированных мощностей повысит эффективность работы энергосистемы и значительно сократится износ основных фондов. Будет полностью выведено из эксплуатации неэффективное оборудование, создан необходимый резерв мощности для полного и надежного электроснабжения потребителей. Кроме того, будет обеспечена возможность перехода энергосистемы на самобаланс по электрической мощности и энергии и созданы предпосылки для экспорта электроэнергии.

в настоящее время мощность всех электростанций белорусской энергосистемы составляет около 8300 МВт, из них 7984 МВт (96%) установлено на электростанциях ГПО "Белэнерго". Максимум потребления мощности в 2009 году составил 6000 МВт. В то же время не вся установленная мощность электростанций доступна для выработки электроэнергии. Суммарные ограничения мощности электростанций белорусской энергосистемы в отопительный период составляют порядка 400 МВт и связаны с недостаточной производительностью градирен и другими технологическими ограничениями. В целях обеспечения надежной работы энергосистемы и продления срока эксплуатации на оборудовании электростанций выполняются планово-предупредительные ремонты с периодичностью, регламентированной нормативными документами. Снижение мощности вследствие ремонтной кампании за последние годы составляло порядка 1000 МВт в течение всего года. При этом в летний период ремонтируется, как правило, оборудование ТЭЦ, в зимний период – оборудование конденсационных электростанций.

Важное значение имеют вопросы резервирования. Для обеспечения оптимальной надежности энергоснабжения потребителей в случае непрогнозируемого роста электропотребления или аварийного отключения наиболее крупной генерирующей единицы (300-320 МВт) на электростанциях белорусской энергосистемы постоянно имеется резерв мощности.

1. Назначение станка и его основные технические характеристики.

Агрегат электронасосный центробежный скважинный погружной ЭЦВ предназначен для подъёма из скважин воды с общей минерализацией (сухой остаток) не более 1500 мг/л с водородным показателем (рН) 6,5...9,5, с температурой до 298 К (25 °С), массовой долей твёрдых механических примесей - не более 0,01 %, с содержанием хлоридов - не более 350 мг/л, сульфатов - не более 500 мг/л, сероводорода - не более 1,5 мг/л.

Агрегат может быть использован для промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также для орошения и понижения уровня грунтовых вод.

Агрегат относится к изделиям общего назначения вида I, восстанавливаемый по ГОСТ 27.003. Вид климатического исполнения У * ГОСТ 15150 . Агрегат не предназначен для эксплуатации во взрыво и пожароопасных производствах.

Агрегат может комплектоваться электродвигателями ДАП или ПЭДВ.

При комплектации электродвигателем ПЭДВ агрегат имеет условное обозначение ЭЦВ. При комплектации электродвигателем ДАП агрегат имеет условное обозначение 2ЭЦВ.

Агрегат состоит из центробежного насоса и электродвигателя.

Насос - центробежный многоступенчатый. Ступени соединяются между собой стяжками из стальной ленты или шпильками. Вал с рабочими колесами и втулками образует ротор насоса, который вращается в резинометаллических подшипниках.

Электродвигатель - трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором, погружной, с синхронной частотой вращения 50 с-1 (3000 об/мин). Охлаждение электродвигателя производится омыванием откачиваемой водой.

Направление вращения ротора правое (по часовой стрелке), если смотреть со стороны насосной части.

Рабочее положение агрегата – вертикальное или горизонтально (по согласованию с предприятием-изготовителем).

При вертикальной установке агрегата нагрузки от трубопровода на напорный патрубок отсутствуют. При горизонтальной установке установить агрегат на специальные опоры и учесть минимальный уровень воды (min 0,5 м). Рекомендуется дополнительно на агрегат устанавливать охлаждающий кожух. Нагрузки от трубопровода на напорный патрубок исключить (например, закрепить трубопровод на соответствующих опорах рядом с агрегатом).

Условное обозначение погружных насосов ЭЦВ:

Например: ЭЦВ8-40-70 где:

ЭЦВ - тип электроагрегата;

8 - внутренний диаметр обсадной трубы в дюймах;

40 - номинальная подача, м3/ч;

70 - номинальный напор, м.

В данном проекте рассмотрим насос ЭЦВ8-40-60 степень защиты IP68.

Таблица 1.

Марка насоса		Параметры насоса
	Q, м/ч	H, м	Габаритные размеры, мм			Масса, кг
			агрегата	двигателя	агрегата		двигателя
ЭЦВ8-40-60	40	60	1260	700	84		62

2. Техническое обоснование выбора системы электропривода.

Электрический двигатель составляет основу автомати­зированного электропривода производственного механизма. Соответствие конструктивных и технических данных элек­тродвигателя условиям работы механизма является необ­ходимым требованием, выполнение которого обеспечивает минимальную стоимость электрооборудования, высокую надежность работы и наименьшие потери электроэнергии при эксплуатации.

В приводах промышленных механизмов применяются электродвигатели переменного и постоянного тока. Из элек­тродвигателей переменного тока наибольшее распростране­ние в промышленности получили трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели. По сравнению с дру­гими электрическими двигателями они проще по конструкции, дешевле, надежнее в эксплуатации и не требуют при­менения преобразовательных установок, так как получают энергию непосредственно от заводской сети. В отношении компактности и возможности приспособления к конструкции производственного механизма этот электродвигатель также вне конкуренции. Возможность размещения в лю­бом положении делает его особенно удобным для глубокой электрификации механизмов с максимальным развитием многодвигательного привода и органическим слиянием механических и электрических частей. Большое значение: имеют также преимущества короткозамкнутых асинхронных электродвигателей и в отношении количества применяемой пусковой аппаратуры и схем управления. Но следует помнить, что такие электродвигатели обладают рядом: специфических особенностей, касающихся прежде всего пуска, реверса и торможения.

Мощность электродвигателя для производственного механизма должна выбираться, в соответствии с предполагаемой нагрузкой и режимом его работы. Если электродвига­тель выбран недостаточной мощности для данной нагрузки, то это приводит к неполному использованию механизма или перегреву отдельных частей электродвигателя и прежде­временному выходу его из строя. Завышение мощности электродвигателя влечет за собой систематическую недо­грузку его и вследствие этого неполное использование элек­тродвигателя, работу его с низким КПД, а для асинхрон­ных электродвигателей, кроме того, еще и с низким коэффи­циентом мощности cos ф. При завышенной мощности электро­двигателя возрастают капитальные и эксплуатационные затраты.

В большинстве случаев мощность электродвигателя вы­бирается по нагреву, а затем двигатель проверяется по пе­регрузочной способности, а иногда и по пусковому моменту. Значения коэффициентов мгновенной перегрузки по мо­менту для асинхронных электродвигателей с контактными кольцами 2—2,5; асинхронных электродвигателей с ко-роткозамкнутым ротором нормального исполнения 1,7— 2,5; короткозамкнутых электродвигателей с двойной клет­кой или глубоким пазом 1,7—2,6.

При выборе электродвигателя кроме мощности и частоты вращения необходимо учитывать еще ряд важных факторов. Электродвигатель должен выбираться в соответствии с напряжением заводской сети, с учетом установки и крепле­ния его (горизонтальное, вертикальное исполнение), а так­же соединения с механизмом.

Важным является правильный выбор электродвигателя для работы в определенных условиях окружающей среды. От способа защиты электродвигателя зависит его долго­вечность, надежность и безопасность обслуживания.

Действующим ГОСТ 183—74 предусматриваются восемь номинальных режимов, которые в соответствии с междуна­родной классификацией имеют условные обозначения S1 — S8. Ниже приводится краткая характеристика этих ре­жимов.

Продолжительный S1 — это работа при не­изменной нагрузке, продолжающаяся до тех пор, пока пре­вышения температуры всех частей двигателя достигнут установившихся значений.

Рисунок 1. Продолжительный номинальный режим работы электрических двигателей и соответствующее изменение мощности Р на валу двигателя, потерь Q и температуры t.

Кратковременный S2 , при котором период неизменной номинальной нагрузки чередуется с периодом отключения двигателя; при этом периоды нагрузки недо­статочны, чтобы превышения температуры электрического двигателя могли достигнуть установившихся значений, а периоды остановки вполне достаточны для охлаждения дви­гателя до температуры окружающей среды. Для этого ре­жима работы рекомендуется следующая продолжительность рабочего периода t_p : 15, 30, 60, 90 мин.

Повторно-кратковременный S3 при котором кратковременные периоды неизменной номинальной на­грузки (рабочие) чередуются с периодами отключения дви­гателя (паузами); при этом за время работы он не успевает нагреться до температуры, соответствующей его номиналь­ной нагрузке, а за время паузы не успевает охладиться до температуры окружающей среды, т. е. вступает в следующий цикл нагрузки уже нагретым. Продолжительность одного цикла принимается 10 мин.

В этом режиме работы пусковые потери практически не оказывают влияния на превышение температуры отдель­ных частей электродвигателя.

Режимы SI, S2, S3 являются основными, номинальные данные на которые включаются в паспорт электрического двигателя и каталоги.

Кроме основных предусмотрены дополнительные но­минальные режимы S4—S8.

Повторно-кратковременный с частыми пусками S4 , при котором, в отличие от режима S3, пусковые потери оказывают существенное влияние на превышение температуры частей электродвигателя. Продолжительность включения (ПВ) составляет 15, 25, 40, 60 %; число включе­ний в час 30, 60, 120, 240 при коэффициенте инерции F = = 1; 1,2; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10. Коэффициент инерции — это отношение суммы приведенного к валу двигателя момента инерции приводимого механизма и момента инерции ротора двигателя к моменту инерции ротора двигателя.

Повторно-кратковременный с частыми пусками и электри­ческим торможением S5 , при котором периоды пуска, кратковременной неизменной нагрузки и электри­ческого торможения чередуются с периодами отключения, причем двигатель за время работы не успевает нагреться до температуры, соответствующей его номинальной нагрузке, а за время паузы не успевает охладиться до температуры окружающей среды.

В этом режиме пусковые потери и потери при электри­ческом торможении оказывают значительное влияние на превышение температуры отдельных частей двигателя. Продолжительность включения (ПВ) составляет 15, 25, 40, 60 %; число включений в час 30, 60, 120, 240 при коэф­фициенте инерции F = 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.

Перемежающийся S6 с продолжительностью нагрузки (ПН) 15, 25, 40, 60 %. Продолжительность одно­го цикла принимают равной 10 мин. Этот режим отлича­ется от S3 тем, что после периода работы двигатель не от­ключается, а продолжает работать вхолостую.

Перемежающийся с частыми реверсами S7 , при котором периоды реверса чередуются с периодами неизменной номинальной нагрузки, причем двигатель за время работы не успевает нагреться до температуры, соот­ветствующей его номинальной нагрузке. Число реверсов в час 30, 60, 120, 240 при коэффициенте инерции F = I; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.

В этом режиме потери при реверсировании оказывают существенное влияние на превышение температуры от­дельных частей двигателя, который работает без остановки, постоянно находясь под напряжением.

Перемежающийся с двумя и более частотами вращения S8, при котором периоды с одной нагрузкой на одной частоте вращения чередуются с периодами работы на другой частоте вращения при соответствующей этой частоте нагрузке. Электродвигатель, работая на каждой из частот вращения, не успевает нагреться до температуры, соответ­ствующей его номинальной нагрузке. Число циклов в час 30, 60, 120, 240 при коэффициенте инерции F = 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.

В этом режиме работы потери при переходе с одной час­тоты вращения на другую оказывают существенное влияние на превышение температуры отдельных частей электро­двигателя.

Насосы относятся к числу механизмов с продолжи­тельным режимом работы и постоянной нагрузкой. При отсутствии электрического регулирования скорости в насосных агрегатах небольшой мощности обычно приме­няют асинхронные двигатели с короткозамкнутым рото­ром, питаемые от сети 380 В. Для привода насосов мощ­ностью свыше 100 кВт устанавливают асинхронные и синхронные двигатели на 6 и 10 кВ с прямым пуском, т. е. с включением на полное напряжение сети.

Двигатели поршневых насосов соединяются с валом насоса через замедляющую передачу (клиноременную или зубчатую), поскольку поршневые насосы являются тихоходными механизмами. Центробежные насосы в большинстве случаев выполняются быстроходными, по­этому их приводные двигатели имеют высокую угловую скорость (=150—300 рад/с) и соединяются с валом насоса непосредственно.

Мощность двигателя насоса , кВт, определяется по формуле

(1)

Для центробежного насоса особо важен правильный выбор угловой скорости двигателя, так как производи­тельность насоса Q, создаваемый им напор Н, момент М и мощность Р на валу двигателя зависят от угловой ско­рости ω. Для одного и того же насоса значения Q₁ , Р₁ при скорости связаны со значениями Q₂, H₂, М₂, и Р₂ при скорости ω₂ соотношениями:

(2)

Из этих соотношений следует, что при завышении скорости двигателя потребляемая им мощость резко возрастает, что приводит к перегреву двигателя. При заниженном значении скорости двигателя создаваемый насосом напор может оказаться недостаточным, и насос не будет перекачивать жидкость.

Исполнение электрических аппаратов по степени защиты

Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости определяется ГОСТ 14254-80. В соответствии с ГОСТ устанавливается 7 степеней от 0 до 6 от попадания внутрь твердых тел и от 0 до 8 от проникновения жидкости.

Таблица 2.

Обозначение степеней защиты	Защита от проникновения твердых тел и соприкосновения персонала с токоведущими и вращающимися частями.
0	Специальная защита отсутствует.
1	Большого участка человеческого тела, например, руки и твердых тел размером более 50 мм.	Капель, падающих вертикально.
2	Пальцев или предметов длиной не более 80 мм и твердых тел размером более 12 мм .	Капель при наклоне оболочки до150 в любом направлении относительно нормального положения.
3	Инструмента, проволоки и твердых тел диаметром более 2,5 мм.	Дождь, падающий на оболочку под углом 600 от вертикали.
4	Проволоки, твердых тел размером более 1 мм.	Брызг, падающих на оболочку в любом направлении.
5	Пыли в количестве недостаточном для нарушения работы изделия.	Струй, выбрасываемых в любом направлении.
6	Защита от пыли полная (пыленепроницаемые).	Волн (вода при волнении не должна попасть внутрь).
7	-	При погружении в воду на короткое время.
8	-	При длительном погружении в воду.

Для обозначения степени защиты используется аббревиатура «IP». Например: IP54.

Применительно к электрическим аппаратам существуют следующие виды исполнения:

1. Защищенные IP21, IP22 (не ниже).

2. Брызгозащищенные, каплезащищенные IP23, IP24

3. Водозащищеные IP55, IP56

4. Пылезащищеные IP65, IP66

5. Закрытое IP44 – IP54, у этих аппаратов внутренние пространство изолированно от внешней среды

6. Герметичное IP67, IP68. Эти аппараты выполнены с особо плотной изоляцией от окружающей среды.