Курсовая работа (т): Разработка системы электроснабжения механического цеха тяжелого машиностроения

Разработка системы электроснабжения механического цеха тяжелого машиностроения

Содержание

Введение

1. Краткая характеристика производства и потребителей электроэнергии

2. Определение категории надежности потребителей, выбор схем электроснабжения

. Расчет электрических нагрузок

. Выбор напряжений

. Расчет тока короткого замыкания

. Выбор числа и мощности трансформатора

. Выбор высоковольтного оборудования

. Выбор сечения питающих линий

Заключение

Список использованных источников

Введение

электроснабжение трансформатор ток замыкание

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

Задача электроснабжения (ЭС) ПП возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти) или местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей ЭЭ - городов и ПП. Передача ЭЭ на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения.

В настоящее время большинство потребителей получают ЭЭ от энергосистемы. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных теплоэлектростанций.

Необходимость в производстве ЭЭ на фабрично-заводских электростанциях обуславливается следующими причинами:

потребность в теплоте для технологических целей и отопления, и фиктивностью попутного производства при этом ЭЭ;

необходимостью резервного питания для ответственных потребителей (второй независимый источник питания);

необходимость использования вторичных ресурсов;

большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистем.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения (СЭС) ПП. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных теплоэлектростанций. Возникает необходимость внедрять автоматизацию СЭС ПП и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления, и вести активную работу по экономии ЭЭ.

Переход на автоматизированные системы управления может быть успешным только при наличии средств автоматики и квалифицированных инженеров в области автоматизированного электроснабжения.

1. Краткая характеристика производства и потребителей электроэнергии

Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий. Является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Подготовительные операции выполняет станочное отделение (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках. Для этого установлено основное оборудование: обдирочные, шлифовальные, анодно-механические станки и др. В МЦТМ предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от главной понизительной подстанции (ГПП) в соответствии с заданной электрической схемой, которая предназначена для ЭСН всего предприятия. В перспективе от этой же цеховой ТП намечается дополнительное ЭСН других ЭП с расчетными мощностями:

Р_доп =675 кВт, Q_доп=900 квар

Количество рабочих смен - 2. Размеры цеха А х В х Н=48 х 30 х 9 м.

Перечень оборудования цеха дан в таблице, необходимо учесть освещение в размере 10% от мощности цеха. Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Расположение оборудования показано на плане

Перечень оборудования участка МЦТМ

Схема ЭСН МЦТМ

План механического цеха тяжелого машиностроения

Приведем мощность трехфазного электроприемника №17 к длительному режиму:

 - для электроприемников ПКР

Для дополнительной нагрузки в перспективе:

Коэффициент использования дополнительной нагрузки примем равным 0,5.

Распределим потребителей механического цеха тяжелого машиностроения по РП (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Распределение основного оборудования механического цеха тяжелого машиностроения по РП

2. Определение категории надежности потребителей, выбор схем электроснабжения

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяют на следующие три категории:

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников I категории выделяют особую группу электроприемников, бесперебойная работы которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недо- отпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить необходимой непрерывности технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников I категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Допускается питание электроприемников II категории по одной BJI, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току BJI. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Выбор схемы электроснабжения.

Распределительные внутрицеховые сети - это сети, к которым непосредственно подключаются различные ЭП цеха Распределительные сети выполняются с помощью распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных пунктов. По своей структуре схемы внутрицеховых электрических сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными. Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой

Схема внутрицеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещений цеха, взаимным расположением ТП, ЭП и вводов питания, расчетной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, технико-экономическими соображениями, условиями окружающей среды. Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные. Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным пунктам (РП), к распределительным шинопроводам или отдельным крупным ЭП.

Достоинством радиальных схем является их высокая надежность, т.к. авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных пунктов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры.

На рисунке 2.1 показана схема электроснабжения приемников 2 и 3 категории по бесперебойности.

Рисунок 2.1 - Схема электроснабжения МЦТМ

. Расчет электрических нагрузок

Расчет произведем методом коэффициента максимума.

Производим деление электроприемников на группы при помощи коэффициента использования , если , то электроприемники относятся к группе А, если , то к группе Б.