Проектирование схемы внутри цехового электроснабжения

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    581,77 Кб
  • Опубликовано:
    2014-08-10
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проектирование схемы внутри цехового электроснабжения

Введение

Современное промышленное предприятие характеризуется непрерывным ростом электропотребления за счет повышения производительных мощностей. Это объясняется особенностью развития современного производства - использованием новых технологий, модернизаций и заменой оборудования на более мощное.

Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и, надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровню напряжения, стабильности частоты. Должны также предусматриваться кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При построении схемы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность и категории надежности питания отдельных объектов, характер нагрузок, их размещение на генеральном плане, напряжение потребителей; число, расположение, мощность, напряжение источников питания; требование аварийного и послеаварийного режимов, требование ограничения токов короткого замыкания, условия выполнения простой и надежной релейной защиты.

При проектировании электроснабжения необходимо тщательно изучать особенности технологии данного вида производства и ее развитие.

Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта технологической и строительной части и общего генплана предприятия.

В строительной части учитываются возможности прокладки в производственных помещениях токопроводов: различных напряжений, размещения трансформаторов и электрических аппаратов на строительных конструкциях: колоннах, балках и т.п., а также на крышах производственных зданий.

Система электроснабжения в целом должна быть построена так, чтобы в условиях послеаварийного режима после соответствующих переключений она была способна обеспечить питанием нагрузку предприятия с частичным ограничением, с учетом использования всех дополнительных источников и возможностей резервирования.

Система электроснабжения должна быть гибкой и обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной ее реконструкции.

1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта и его оборудования

Механический цех выпускает широкий спектр высотехнологичных деревообрабатывающих станков. Ассортимент выпускаемой продукции включает в себя: оцилиндровочное оборудование, чашкорезы, торцовочные станки, кромкообрезные станки и околостаночное оборудование.

Станки производится на современном оборудовании. Из высококачественного сырья, отличающегося высокими прочностными характеристиками. В дальнейшем станки могут быть использованы для фрезерования чаши в оцилиндрованном бревне, для выполнения практически всех видов угловых и стеновых соединений при возведении стен деревянного дома не только из оцилиндрованного бревна, но и бруса самых разных сечении. Научно-технический прогресс в машиностроение в значительной степени определяет развитие и совершенствование всех остальных отраслей. Важнейшими условиями ускорения научно-технического процесса являются рост производительности труда, повышение конкурентоспособности и улучшению качества.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом - все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства, конкурентоспособности и качества продукции.

.2 Категория надежности электроснабжения, пожароопасности и взрывоопасности цеха

В отношении обеспечения надежности электроснабжения механический цех относится ко II категории, так как перерыв электроснабжения может привести к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта.

Электроприемники II категории надежности электроснабжения рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаиморезервирующих источников питания. Перерыв в электроснабжении которых не должен превышать время, достаточное для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора в течение одних суток допускается питание электроприемников II категории надежности от одного трансформатора.

Цех не является взрывоопасным, так как в нём отсутствуют взрывоопасные смеси: горючие газы, пары, волокна с концентрацией воспламенения не ниже 65 г/м, которые при переходе во взвешенное состояние могут вызвать взрыв.

Помещение механического цеха относится к пожароопасным зонам класса П-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.

высоковольтный кабель трансформатор силовой

. Основная часть

.1 Расчет силовых нагрузок

Определение расчетной мощности необходимо для выбора основных элементов в схеме электроснабжения, таких как силовые трансформаторы, оборудование РУ 0,4 кВ, высоковольтные кабели. Расчет нагрузок выполняется методом расчетного коэффициента. Этот метод используется, если известны наименование оборудования, количество, номинальные мощности и режимы работы электроприемников.

Суть метода состоит в следующем:

Все электроприемники делятся на группы однотипных, для каждой группы по справочнику находится коэффициент использования, cos φ, tg φ и рассчитываются установленная мощность, средние активные и реактивные мощности.

Для всего объекта определяются число эффективных электроприемников nэф и средний коэффициент использования Ки.ср.

Определяется расчетный коэффициент Кр для всего цеха.

Определяются расчетные мощности Рр, Qр, Sр для всего цеха.

Установленная мощность группы однотипных электроприемников Pу, кВт

                                                                                      (2.1)

где Pн - номинальная мощность одного электроприемника в группе однотипных, кВт;

n - количество электроприемников в группе однотипных, шт.

Средняя активная мощность группы однотипных электроприемников Рср, кВт

                                                                                   (2.2)

где Ки - коэффициент использования, берется по таблицам [1].

Средняя реактивная мощность для группы однотипных электроприемников Qср, кВАр

                                                                               (2.3)

где tg φ - соответствует коэффициенту мощности соs φ данной группы электроприемников.

Средний коэффициент использования для всего цеха Ки.ср

                                                                                     (2.4)

где ∑Рср - суммарная средняя мощность всех электроприемников цеха, кВт;

∑Ру - суммарная установленная мощность всех электроприемников цеха, кВт.

Эффективное число электроприемников nэф

                                                                                     (2.5)

где Pнmax - номинальная мощность наибольшего электроприемника, кВт

Расчетная активная мощность объекта Рр , кВт

                                                                               (2.6)

где Кр - расчетный коэффициент, выбираемый по таблице [2].

                                                                            (2.7)

Расчетная реактивная мощность объекта Qр., кВАр

                                                                                     (2.8)

где ∑Qср - суммарная средняя реактивная мощность всех электроприемников цеха, кВАр.

Полная расчетная мощность цеха Sр., кВА

                                                                               (2.9)

Расчёт силовой нагрузки группы вертикально сверлильных станков (Рн=3 кВ; Ки=0,3; n=7 шт.; cos φ=0,8)

Установленная мощность группы (2.1)

 

Средняя активная мощность группы (2.2)

 

Средняя реактивная мощность для группы (2.3)

 

Для остальных групп электроприемников расчет выполняется аналогично. Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.1.

Средний коэффициент использования для всего цеха (2.4)

 

Эффективное число электроприемников (2.5)

 

Расчетный коэффициент (2.7)

 

Расчетная активная мощность объекта (2.6)

 

Расчетная реактивная мощность объекта (2.8)

 

Таблица 2.1 Расчет силовых нагрузок

Наименование оборудования

Pн , кВт

n

cosϕ

Ки

Pу , кВт

Pср , кВт

Qср , кВАр

1.Ст. токарно-винторезный

10

9

0,8

0,4

90

36

31,3

2. ст. многопильный

30

6

0,75

0,3

180

54

46,4

3. Ножницы гильотинные

5

4

0,7

0,4

20

8

6,16

4. ст. вертикально-сверлильный

3

7

0,8

0,3

21

6,3

4,8

5. ст. фрезерный

4

14

0,8

0,3

56

16,8

14,7

6. ст. настольно сверлильный

1

12

0,8

0,3

12

3,6

3,1

7. подъемник

4

4

0,8

0,5

16

8

6,16

8. кран балка

10

5

0,7

0,5

50

25

21,5

9. вентиляция

5

13

0,8

0,8

65

52

46,2

10. сварочный агрегат

12

2

0,75

0,3

24

7,2

6,1

11. ст. шлифовальный

6

5

0,7

0,4

30

12

10,4

Итого


81



564

228,9

196,8


.2 Расчет нагрузки освещения

Целью расчета является определение мощности нагрузки освещения, так как при выборе мощности силовых трансформаторов необходимо учитывать мощность осветительной и силовой нагрузки. В зависимости от вида производства нагрузка освещения может составлять значительную долю от общей нагрузки объекта.

Правильно спроектированное, выполненное и эксплуатируемое освещение повышает производительности труда, способствует сохранению здоровья персонала предприятия, снижает уровень травматизма. Для выполнения расчета нагрузки освещения проектируемого объекта необходимо выбрать:

систему освещения;

источники света;

освещенность Е, Лк

Для освещения цехов применяется общая или комбинированная система освещения. Общее освещение выполняется светильниками с люминесцентными лампами, лампами ДРЛ или лампами накаливания.

В системе комбинированного освещения сочетаются общее и местное освещение. Местное освещение используется, если работа связана с напряжением зрения при рассмотрении мелких объектов и если это позволяют конструкции технологического оборудования.

Для освещения механического цеха принимается общая система освещения.

В качестве источника общего принимаются люминесцентные лампы - так как высота помещения 5 метров.

Освещенность механического цеха Е=200 Лк, так как он относится к V разряду зрительной работы, то есть в цехе объект различения размером более 10мм.

Площадь помещения S, м2

                                                                                      (2.10)

где a - длина помещения, м;

b - ширина помещения, м.

Индекс помещения i

                                                    (2.11)

где h - высота помещения, м;

h1 - высота подвеса светильника, м;

h2 - высота от пола до рабочей поверхности, м;

hp - расчетная высота, м.

Требуемое количество светильников N

                                                                           (2.12)

где E - требуемая освещенность горизонтальной плоскости, Лк;

k - коэффициент запаса, k = 1,3 - 1,7;

z - коэффициент неравномерности освещения, z = 1,1 - 1,15;

n - число ламп в одном светильнике;

Фл - световой поток одной лампы, Лм;

η - коэффициент использования осветительной установки.

Высота цеха H=5 м; высота рабочей поверхности hр=0,8 м ; длина цеха А=120 м; ширина цеха В=30 м, тип светильника ПВЛМ-265-22, люминесцентные лампы 65 Вт, в одном светильнике 2 лампы Фл = 4600 Лм («Лисма»), коэффициенты отражения потолка - 70, стен - 50, пола - 20.

Площадь помещения (2.10)

 

Индекс помещения (2.11)

 

Определяем коэффициент использования, исходя из значений коэффициентов отражения и индекса помещения. Для светильника ПВЛМ-2*65-22 коэффициент использования η = 78.

Требуемое количество светильников (2.12)

 

Принимается количество светильников равное 120 шт.

Уровень освещенности с выбранным количеством и мощностью ламп ЛБ65 Ер, Лк

                                                                                  (2.13)

 

Проверка уровня освещённости

                                                          (2.14)

 

Условие выполняется, к исполнению принимаются люминесцентные лампы ЛБ65, Рн=65 Вт со световым потоком Фл=4600 Лм.

Количество светильников аварийного освещения принимается 10% от общего числа светильников.

Установленная мощность общей системы освещения Руст, кВт

                                                                    (2.15)

 

Расчетная активная мощность общей системы освещения Рроо, кВт


                                                                      (2.16)

где Кс - коэффициент спроса, зависящий от вида помещения, Кс=0,95;

Кпра - коэффициент пускорегулировочной аппаратуры,

для люминесцентных ламп Кпра = 1,2.

 

Расчетная реактивная мощность общей системы освещения Qроо., кВАр

                                                                         (2.17)

где tgj осв - соответствует коэффициенту мощности cosjосв = 0,9;

tgj осв = 0,48

 

Полная расчетная мощность осветительной нагрузки Sроо, кВА

                                                                          (2.18)

 

.3 Компенсация реактивной мощности

Расчет мощности компенсирующих устройств, необходим для повышения коэффициента мощности до нормативной величины.

Повышения cosφ электроустановки является важной технической проблемой, так как повышение cosφ означает значительную экономию электроэнергии, обусловленную уменьшением потерь и лучшее использование установленной мощности генератора и всех звеньев передачи энергии.

Основная часть электроприемников промышленных предприятий и других объектов представляет из себя активно-индуктивную нагрузку.

Это означает, что объекты электроснабжения потребляют как активную, так и реактивную мощности. Чем выше cosφ, тем больше доля активной мощности, идущей на совершение полезной работы. Реактивная же мощность используется для намагничивания сердечников и создания, магнитных полей. На предприятиях уделяется большое внимание повышению cosφ. Существует два способа компенсации: естественный и искусственный.

Естественной компенсацией реактивной мощности являются:

увеличение нагрузки двигателя и поддержание ее близкой к номинальной;

- замена слабо загруженного двигателя двигателем меньшей мощности, для того чтобы нагрузка была близкой к номинальной;

- правильный выбор двигателя по мощности;

ограничение режима холостого хода трансформатора;

отключение трансформатора в выходные и праздничные дни.

В качестве искусственной компенсации реактивной мощности применяют различные компенсирующие устройства: батареи конденсаторов, статические компенсаторы, синхронные компенсаторы.

Компенсация реактивной мощности имеет большое экономическое значение. Если предприятие работает с нормативным cosφ, то снижается потребление им реактивной, а, следовательно, и полной мощности от системы. В результате снижаются затраты на электроэнергию. Снижение потребляемой мощности уменьшает ток в сетях, благодаря этому снижаются потери электроэнергии, и уменьшается расход цветного металла.

Расчетная активная мощность цеха с учетом силовой и осветительной нагрузки Ррц., кВт


                                                                                (2.19)

 

Расчетная реактивная мощность цеха с учетом силовой и осветительной нагрузки Qрц., кВАр


                                                                             (2.20)

 кВАр

Полная расчетная мощность цеха с учетом силовой и осветительной нагрузки Sр.ц ., кВА

                                                                          (2.21)

 

Естественный коэффициент мощности цеха cosjе

                                                                                   (2.22)

 

Так как естественный коэффициент мощности получился меньше нормированного значения мощности = 0,95, то необходимо выполнить компенсацию реактивной мощности.

Мощность компенсирующего устройства Qк.у, кВАр

                                                     (2.23)

где α - коэффициент учитывающий возможность повышения cosφ естественным способом, α = 0,9;

tg φе - соответствует cosφе = 0,69; tg φе = 0,98;

tg φн - соответствует cosφн = 0,95; tg φн = 0,33

 

Некомпенсированная реактивная мощность Q, кВАр

                                                                               (2.24)

 

Потери мощности на компенсацию ∆Рк., кВт

                                                                            (2.25)

где Кпп - коэффициент приведенных потерь, Кпп = 0,07.

 

Полная расчётная мощность после компенсации Sр.к., кВА

                                                             (2.26)

 

Коэффициент мощности цеха после компенсации cosφк

                                                                              (2.27)

 

.4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для понизительных подстанций промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснован, т.к. это оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

Правильный выбор числа и мощности силовых трансформаторов возможен на основании технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов:

категории надежности электроснабжения потребителей;

компенсации реактивной мощности на напряжение до 1кВ;

перегрузочной способности трансформатора в рабочем и аварийном режиме;

шага стандартных мощностей трансформатора.

Согласно ПУЭ намечается несколько вариантов по числу и мощности трансформаторов. По каждому из этих вариантов проводятся технические и экономические расчеты. Результатом этих расчетов является определение приведенных затрат. Вариант с наименьшими приведенными затратами при прочих равных технических показателях принимается к исполнению.

Так как механический цех относится ко II категории надежности электроснабжения, то электроснабжение цеха рекомендуется осуществлять от двух независимых взаиморезервирующих источников питания. Допускается питание от одного трансформатора при наличии централизованного резерва трансформаторов на предприятии.

Выбирается два варианта электроснабжения цеха:

Вариант 1- двухтрансформаторная подстанция;

Вариант 2- однотрансформаторная подстанция.

Экономическая мощность трансформатора Sэк , кВА

                                                                                    (2.28)

где n - число трансформаторов, шт;

Кзн - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме работы. Кз.н .= 0,7 - для двухтрансформаторной ТП;

Кз.н. = 0,9- для однотрансформаторной ТП при наличии централизованного резерва трансформаторов.

Вариант 1

n1=2; Кзн1 = 0,7

Вариант 2

n1 = 1; Кзн1 = 0,9

Экономическая мощность трансформатора (2.28)

 

 

Выбирается стандартная мощность трансформатора по условию

                                                                                       (2.29)

Для каждого варианта по стандартной мощности выбираются трансформаторы и выписываются их основные технические данные [4].

Таблица 2.2 Технические данные трансформаторов

ТМГ 160/10 Sн.т. = 160 кВА Uвн = 10 кВ Uнн = 0,4 кВ ΔPхх = 0,58 кВт ΔPкз = 4,1 кВт Iхх = 1,7 % Uкз = 4,5 % Ст. = 139200 руб.

ТМГ 250/10 Sн.т. = 250 кВА Uвн = 10 кВ Uнн = 0,4 кВ ΔPхх = 0,8 кВт ΔPкз = 5,9 кВт Iхх = 1,6 % Uкз = 4,5 % Ст.= 179600 руб.


Действительный коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме работы Кзн

                                                                                    (2.30)

 

 

Действительный коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме Кза

                                                                               (2.31)

Приведённые потери короткого замыкания ΔP’кз., кВт

                                          (2.32)

где Кпп - коэффициент приведения потерь; Кпп = 0,07.

 

 

Приведённые потери холостого хода, ΔP’хх., кВт

                                                    (2.33)

 

 

Потери энергии в трансформаторе ∆Эт , кВт∙ч

                                                               (2.34)

где t - время работы трансформатора в течение года, t=8760 ч;

τ - расчётное время, в течение которого трансформатор работая с неизменной максимальной нагрузкой имел бы те же потери мощности и электроэнергии, что и при работе по действительному переменному графику нагрузки.

Расчётное время τ, ч

                                                                       (2.35)

где Тmax - время использования максимума нагрузки, Тmax=4000 ч.

 

Потери энергии в трансформаторе, кВт∙ч (2.34)

 

 

К исполнению принимается вариант питания механического цеха с установкой в нем 2×ТМГ 160/10.

.5 Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называется преднамеренное или случайное не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи через малое сопротивление.

Основными причинами возникновения коротких замыканий в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановки, неправильные действия обслуживающего персонала, перекрытия токоведущих частей установки.

Короткое замыкание в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей, присоединенных к точкам, в которых произошло короткое замыкание; нарушением нормальной работы других потребителей, подключенных к неповрежденным участкам сети, вследствие понижения напряжения на этих участках; нарушением нормального режима работы энергетической системы.

Для ограничения размеров аварии необходимо сократить время протекания токов КЗ. Эту задачу выполняют с помощью предохранителей, электромагнитных расцепителей, автоматических выключателей и быстродействующей релейной защиты с действием на отключение без выдержки времени.

Существуют одно-, двух-, трехфазные КЗ. Трехфазные КЗ - это симметричные КЗ при которых напряжение, ток и сопротивления равны- это наиболее опасное КЗ. Расчетные токи трехфазного КЗ используются для проверки выбранного оборудования и для расчета релейной защиты.

Расчет токов короткого замыкания необходим для:

- проверки выбранного оборудования и токоведущих частей на устойчивость токам короткого замыкания;

- расчета релейной защиты;

- выбора средств ограничения токов короткого замыкания;

Расчетное место короткого замыкания выбирают так, чтобы ток, проходящий через проверяемый аппарат или проводник, оказался максимально возможным, по таким же соображениям выбирают и расчетную схему сети. Все нормально работающие источники, в том числе и двигатели, в момент короткого замыкания переходящие в режим генератора считаются включенными.

Для упрощения расчетов вводят понятие относительной единицы. Относительная единица - это доля от некоторой заданной (базисной) величины. В основу расчетов токов короткого замыкания положена базисная система, которая включает в себя базисную мощность, напряжение и ток.


Рисунок 1 Расчетная схема для определения токов КЗ в точках К1 и К2 (Sc = ∞; Xc = 0)

ТДН-10000/110

Sн.т.= 10000 кВА;

Uк.з.= 10,5 %;

∆Рк.з= 46,5 кВт.

ТМГ-160/10

Sн.т = 160 кВА;

Uк.з = 4,5 %;

∆Рк.з= 4,1 кВт.

Расчёт токов короткого замыкания производится по схеме замещения, приведённой на рисунке 2.

Рисунок 2 Схема замещения для расчетов токов КЗ в точках К1 и К2.

Базисные условия для расчета токов КЗ в точке К1, в которой действует напряжение Uн = 10 кВ:

Базисная мощность Sб = 100 МВА;

Базисное напряжение Uб = 10,5 кВ.

Базисный ток Iб , кА

                                                                                      (2.36)

 кА

Относительное индуктивное сопротивление линии электропередач Xл*

                                                                           (2.37)

где l - длина линии, км;

X0 - удельное сопротивление провода, Ом/км;

Uб - берется в соответствии с напряжением, на котором работает линия, кВ

Относительное индуктивное сопротивление ЛЭП-110 кВ с базисным напряжением 115 кВ; длиной 10 км; с удельным сопротивлением провода 0,4 Ом/км.

 

Относительное индуктивное сопротивление кабельной линии 10 кВ с базисным напряжением 10,5 кВ; длиной 1 км; с удельным сопротивлением провода 0,08 Ом/км.

 

Относительное индуктивное сопротивление двухобмоточного трансформатора ТДН-10000

                                                                                  (2.38)

 

Относительное результирующее индуктивное сопротивление цепи короткого замыкания в точке К1

                                                                (2.39)

 

Токи короткого замыкания в точке К1

                                                                                (2.40)

где I” - сверхпереходный ток, кА;

I∞ - установившийся ток, кА

 кА

Ударный ток короткого замыкания iу , кА

                                                                          (2.41)

где Kу - ударный коэффициент; в установках напряжением выше 1 кВ Kу = 1,8

 кА

Мощность короткого замыкания в точке К1 Sк , МВА

                                                                          (2.42)

 МВА

Базисные условия для расчета токов КЗ в точке К2, в которой действует напряжение Uн = 0,38 кВ:

Базисная мощность Sб = 10 МВА;

Базисное напряжение Uб = 0,4 кВ.

Базисный ток (2.36)

 кА

Относительное индуктивное сопротивление двухобмоточного трансформатора ТМГ-160 (2.38)

 

Относительное результирующее индуктивное сопротивление цепи короткого замыкания в точке К2

  [5]                                                (2.43)

 

Токи короткого замыкания в точке К2 (2.40)

 кА

Ударный ток короткого замыкания (2.41)

ударный коэффициент; в установках напряжением ниже 1 кВ Kу = 1,2

 кА

Мощность короткого замыкания в точке К2 (2.42)

 МВА

Таблица 2.2 Расчет токов и мощности КЗ

Точка КЗ

Uн , кВ

I” , кА

I∞ , кА

iу , кА

Sк , МВА

К1

10

4,8

4,8

12,2

87,2

К2

0,4

4,9

4,9

8,3

3,4


2.6 Техническая характеристика схемы внутри цехового электроснабжения

Основным направлением в проектировании внутрицехового электроснабжения является сокращение протяжённости сетей низкого напряжения путём максимального приближения высшего напряжения к потребителям.

Внутрицеховые сети делятся на питающие (от подстанции до силового пункта в цехе), и распределительные (от силовых пунктов до одиночных электроприемников). В комплекс внутрицехового электроснабжения, кроме питающих и распределительных сетей входят силовые пункты и коммутационная аппаратура для защиты сетей и отдельных отпаек.

Внутрицеховые сети могут выполняться по радиальным, магистральным и смешанным схемам.

Для механического цеха наиболее выгодно подходит магистральная схема электроснабжения, так как электроприемники расположены рядами.

Магистральная схема выполняется шинопроводами: магистрального типа ШМА и распределительного типа ШРА. Шинопровод состоит из секций длиной до 6 м. Секции могут быть проходными или с 2 или 4 ответвительными коробками. Шинопроводы ШМА рассчитаны на

Iн = 1600; 2500; 4000 А. В ответвительных коробках этих шинопроводов устанавливаются автоматические выключатели на Iн = 400; 630 А. К этим автоматам подключаются распределительные шинопроводы. Они могут быть рассчитаны на Iн = 250; 400; 630 А. В ответвительных коробках ШРА устанавливаются предохранители или автоматы на токи не более 250 А.

Шинопроводы прокладываются по стенам, колонам или стойкам на высоте не менее 2,5 м.

Магистральная схема используется для потребителей II и III категории. Эти схемы легко монтируются, удобны в эксплуатации и требуют малого количества ячеек РУ 0,4 кВ. Однако менее надежные, чем радиальные.

Для распределительных и питающих сетей механического цеха наиболее выгодно использовать провод АПВ и кабель АВВГ.

.7 Расчет силовой нагрузки по узлам

Расчет силовых нагрузок по распределительным пунктам производится для выбора сечений питающих сетей, а также защитного оборудования, устанавливаемого в распределительном пункте.

Расчет силовой нагрузки для каждого узла производим методом расчетного коэффициента.

Пример определения расчётного тока и коэффициента мощности для шинопровода ШРА1. Расчетный ток для группы электроприемников, Iр, А.

                                                                                     (2.44)

Расчет для группы одиночных электроприемников (вертикально - сверлильных станков) шинопровода.

Установленная мощность группы однотипных электроприемников (2.1).

 

Суммарная установленная мощность для шинопровода.

 кВт

Средняя активная мощность группы однотипных электроприемников (2.2)

 

Сумма средних активных мощностей для шинопровода.

 кВт

Средняя реактивная мощность для группы однотипных электроприемников (2.3)

 

Сумма средних реактивных мощностей для шинопровода

 кВА

Средний коэффициент использования (2.4)

 

Эффективное число электроприемников (2.5)

 

Расчетный коэффициент (2.7)

 

Расчетная активная мощность (2.6)

 

Расчетная реактивная мощность (2.8)

 

Полная расчетная мощность (2.9)

 

Расчетный ток для группы электроприемников (2.44)

 

Для остальных шинопроводов расчет производится аналогично, результаты расчетов занесены в таблице 2.3

Таблица 2.3 Расчет силовой нагрузки по узлам

Наименование

Рн, кВт

n, шт.

Ру, кВт

Ки

Рср, кВт

Qср, КВт

Рр, кВт

Qр, кВАр

Sр, кВА

Iр, А

ШРА1

Ст. токарно-винторезный

10

2

20

0,4

8

6,16






Ст. настольно- сверлильный

1

2

2

0,3

0,6

0,7






Ст. вертикально- сверлильный

3

3

9

0,3

2,7

2,16






Ножницы гильотинные

5

1

5

0,4

2

1,72






Ст. фрезерный

4

2

8

0,3

2,4

1,87






Ст. шлифовальный

6

1

6

0,4

2,4

1,65






Вентиляция

5

2

10

0,8

8

6,72






Итого


13

60


26,1

20,9

28,1

20,9

35,2

54,4


Ки ср = 0,43; nэф =12.

ШРА2

Ст. токарно- винторезный

10

1

10

0,4

4

3,08






Ст. многопильный

30

4

120

0,3

36

30,6






Ножницы гильотинные

5

1

5

0,4

2

2,04






Ст. фрезерный

4

6

24

0,3

7,2

6,1






Ст. настольно сверлильный

1

4

4

0,3

1,2

1,22






Кран балка

10

3

30

0,5

15

12,9






Вентиляция

5

4

20

0,8

16

13,6






Сварочный агрегат

12

1

12

0,3

3,6

2,7






Шлифовальный аппарат

6

2

12

0,4

4,8

4,56






Итого


26

237


89,8

76,8

105,9

76,8

136,7

210


Ки ср = 0,36; nэф = 15,8.

ШРА3

Ст. токарно- винторезный

10

3

30

0,4

12

10,4






ст. многопильный

30

2

60

0,3

18

13,8






ст. вертикально сверлильный

3

1

3

0,3

0,9

0,77






ст. фрезерный

4

2

8

0,3

2,4

2,1






ст. настольно сверлильный

1

2

2

0,3

0,6

0,47






подъемник

4

1

4

0,5

2

1,86






Вентиляция

5

2

10

0,8

8

7,44






Итого



117


43,9

36,84

60,58

36,84

70,9

109


Ки ср = 0,37; nэф = 7,8.

ШРА4

Ст. токарно- винторезный

10

3

30

0,4

12

11,5






Ножницы гильотинные

5

2

10

0,4

4

3,08






Ст. вертикально- сверлильный

3

3

9

0,3

2,59






ст. фрезерный

4

4

16

0,3

4,8

3,9






ст. настольно сверлильный

1

4

4

0,3

1,2

1,22






подъемник

4

3

12

0,5

6

5,82






Кран балка

10

2

20

0,5

10

9,4






вентиляция

5

5

10

0,8

8

6,8






Сварочный агрегат

12

1

12

0,3

3,6

3,3






Шлифовальный аппарат

6

2

12

0,4

4,8

3,8






Итого


29

135


57,1

51,4

60,5

51,4

79,8

122,7


Ки ср = 0,42; nэф = 22,5.


.8 Выбор сечений для питающих и распределительных линий

Выбор сечений проводов и кабелей в низковольтных сетях производится сравнением расчетного тока линии с длительным допустимым током выбранных марок проводов и кабелей с учетом их прокладки, при этом должно выполняться условие.

                                                                                           (2.45)

Где Iдоп - допустимый ток для выбранного сечения кабеля или провода, А.

Расчетный ток для одиночного электроприемника Iр, А

                                                                            (2.46)

где h - коэффициент полезного действия, для расчетов принимается h = 0,8

Выбранное сечение проверяется по допустимой потере напряжения. Расчет сетей по потере напряжения на зажимах электроприемников должен обеспечивать необходимый уровень напряжения и, как следствие, необходимый момент вращения электродвигателя и требуемую освещенность от источников света. Допустимое отклонение для силовых сетей составляет ±5%. Отклонение напряжения на зажимах электроприемников должно лежать в пределах допустимого. Весь расчет по потере напряжения ведется в процентах.

Напряжение на зажимах наиболее удаленного электроприемника

эп., %

                                             (2.47)

где Uх.х - напряжение вторичной обмотки трансформатора на холостом ходу, Uх.х=105%;

ΔUпит - потери в питающей сети, %;

∆Uт - потери напряжения в трансформаторе, %.

                                           (2.48)

где Кз - коэффициент загрузки трансформатора;

Uр - реактивная составляющая потерь в трансформаторе, %;

Uа - активная составляющая потерь в трансформаторе, %.

                                                                                          (2.49)

                                                                              (2.50)

                              (2.51)

где l - длина линии, км;

r0, x0 - удельные активное и индуктивное сопротивления для выбранного сечения кабеля или провода, Ом/км;

cosφ - определяется для каждого распределительного пункта;

sinφ - соответствует cosφ;

ΔUрасп - потери напряжения в распределительной сети, %.

                        (2.52)

где lmаx - длина самой длинной отпайки, км;

r0, x0 - удельные активное и индуктивное сопротивления [6].

Пример выбора сечений для ШРА1 с Sр=35,2 кВА, Iр=54,4 А, l=0,03 км. По допустимому току согласно условию (2.45), выбираем шинопровод ШРА73-У3 с Iдоп=250 А, xо= 0,18 Ом/км, rо=0,21 Ом/км

Потери напряжения в питающей сети (2.51)

 %

Остальные расчеты для питающей сети ведутся аналогично, и результаты расчетов занесены в таблицу 2.4

Затем выбирается сечение распределительной сети, линия от ШРА1 до электроприемника.

От ШРА1 питается вентиляция, берется длина от ШРА1 до наиболее удаленного электроприемника, l = 0,015 км Расчетный ток (2.46)

 

По допустимому току согласно условию (2.45), выбираем провод 5 АПВ 380 16 с Iдоп=27 А, xо=0,07 Ом/км, rо=5,26 Ом/км [6].

Потеря напряжения в распределительной сети (2.52)

 %

Проводится проверка питающей и распределительной сетей на отклонение напряжения на зажимах электроприёмника.

Активная составляющая потерь в трансформаторе (2.49)

 %

Реактивная составляющая потерь в трансформаторе (2.50)

 %

Потери напряжения в трансформаторе (2.48)

 %

Напряжение на зажимах наиболее удаленного электроприемника (2.47)

 %

Отклонение напряжения лежит в пределах допустимого (95-105%), следовательно, сечения выбраны, верно.

Остальные расчеты для распределительной сети выполняются аналогично, результаты заносятся в таблицу 2.5

Таблица 2.4 Расчет питающей сети

Узел

Iр, A

Iд, A

cosφ

sinφ

Марка шинопровода

r0, Ом/км

х0, Ом/км

l, км

∆Uпит, %

ШРА1

35,2

54,5

250

0,7

0,71

ШРА73-У3

0,21

0,18

0,03

0,21

ШРА2

134,7

210

250

0,7

0,71

ШРА73-У3

0,21

0,18

0,072

1,9

ШРА3

70,9

109

250

0,7

0,71

ШРА73-У3

0,21

0,18

0,048

0,7

ШРА4

79,8

122,7

250

0,7

0,71

ШРА73-У3

0,21

0,18

0,066

1

Таблица 2.5 Расчет распределительной сети

Наименование оборудования

Pн , кВт

Iр , А

Iд , А

cosϕ

sinϕ

Марка и сечение, мм2

r0, Ом/км

х0, Ом/км

lmax , км

∆Uрасп %

Uэп %

Ст. токарно- винторезный

10

23,8

27

0,8

0,6

5 АПВ 380 165,26

0,07

0,015

0,55

102,14


Ст. настольно- сверлильный

1

2,8

19

0,8

0,6

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,17

102,52


Ст. вертикально- сверлильный

3

7,1

19

0,8

0,6

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,43

102,26


Ножницы гильотинные

5

13,6

19

0,7

0,71

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,7

101,99


Ст. фрезерный

4

9,5

19

0,8

0,8

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,57

102,12


Ст. шлифовальный

6

16,3

19

0,7

0,71

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,84

101,86


Вентиляция

5

11,9

19

0,8

0,6

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,7

101,99


Ст. многопильный

30

76

70

0,75

0,66

5 АПВ 380 1103,16

0,07

0,012

1

101,7


Кран балка

10

27

27

0,7

0,71

5 АПВ 380 163,16

0,07

0,012

0,38

102,3


Сварочный агрегат

12

30,4

70

0,75

0,66

5 АПВ 380 1103,16

0,07

0,012

0,44

102,2


Подъемник

4

10,9

19

0,7

0,71

5 АПВ 380 12,512,6

0,07

0,012

0,53

101,97




.9 Выбор и проверка высоковольтного кабеля

Электроснабжение ТП механического цеха производится кабелем марки ААБ, рассчитанным на напряжение 10 кВ, длиной l = 500 м проложенным в траншее в земле.

Кабель ААБ - силовой кабель с алюминиевыми жилами; с бумажной, пропитанной маслоканифольным составом, изоляцией; броней из двух стальных лент с защитным наружным покровом. Применяется для прокладки в кабель-каналах.

Экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией при Тмах =4000 ч; jэк=1,4 А/мм2.

Расчетный ток линии, Iр , А

                                                                                  (2.52)

 А

Экономическое сечение Sэк , мм2

                                                                                         (2.53)

 мм2

Стандартное сечение выбирается по условию

                                                                                        (2.54)

Sст = 10 мм2 ;

 

Выбирается кабель ААБ-10000-3×10 мм2 с Iдоп=90 А; xо=0,07 Ом/км;

rо=0,45 Ом/км.

Расчетный максимальный ток для двух трансформаторной подстанции с учетом выхода из строя одного трансформатора Iр max , А

                                                                      (2.55)

 А

Проверка по расчетному максимальному току выполняется по условию

                                                                                  (2.56)

 

Условие (2.56) выполняется.

Расчетная потеря напряжения ∆Uр , %

                            (2.56)

 %

Проверка по допустимой потере напряжения

                                                                                      (2.57)

 

Условие (2.57) выполняется.

Проверка на термическую устойчивость выполняется по условию

                                                                                   (2.58)

                                                                   (2.59)

где α - коэффициент термической устойчивости; α = 11

Фиктивное время tф , сек

                                                                                   (2.60)

где tа - апериодическая составляющая времени tа , сек;

tп - периодическая составляющая времени tп , сек

                                                                                (2.61)

                                                                          (2.62)

где β = 1 для систем с неограниченной мощностью;

                                                                 (2.63)

где tток - время срабатывания токовой защиты, tток = 0,06 сек;

tпром - время срабатывания релейной защиты, tпром =0,04 сек;

tв - время срабатывания защиты, tв = 0,1 сек

 сек

Апериодическая составляющая времени (2.61)

 сек

Периодическая составляющая времени (2.62)

 сек

 сек

Минимальное термически устойчивое сечение (2.59)

 мм2

Проверка на термическую устойчивость (2.58)

 

Условие (2.74) выполняется.

Условия выбора и проверки выполняются, поэтому кабель ААБ-10000-3×10 с Iдоп= 90 А принимается к исполнению.

.10 Выбор и проверка шин

Выбираются медные шины марки МТ 30  4 в одну полосу с r0=0,175 Ом/км, х0=0,240 Ом/км, Iдл.доп.=475 А, длина шин l=10 м.

Проверка шин на динамическую устойчивость, производится по условию

                                                                                   (2.64)

где σдоп - допустимое напряжение материала шин согласно ПУЭ, для медных шин марки МТ принимаем σдоп = 1400 (кг/см2) [6];

σрасч - расчетное напряжение шин, кг/см2

Расчетное напряжение шин σрасч., кг/см2

                                                                                 (2.65)

где Fрасч - расчетное усилие, создаваемое ударным током на токоведущие части, кг;

W - поперечный момент сопротивления шин, зависящий от геометрических размеров и способов монтажа, см3

Выбирается способ монтажа шин “плашмя”

Расчетное усилие, создаваемое ударным током на токоведущие части Fрасч

                                                         (2.66)

где l - длина шин между опорными изоляторами, l = 250 см;

а - расстояние между шинами соседних фаз, а = 15 см.

 

Поперечный момент сопротивления шин W

                                                                 (2.67)

где b и h - геометрические размеры сечения шин, b=0,6 см, h=6 см;

n - количество полос на фазу, n = 1.

 см3

Расчетное напряжение шин (2.65)

 кг/см2

Условие (2.64) выполняется.

кг/см2 > 138 кг/см2

Проверка шин на термическую устойчивость в авариином режиме выполняется по условию

                                                                                       (2.68)

где qдоп - допустимая температура нагрева шин в нормальном режиме работы, qдоп= +70о С;

qн - расчетная температура нагрева шин в аварийном режиме при протекании по ним максимального тока, 0С.

Температура нагрева шин в аварийном режиме работы qн , 0С

                                                     (2.69)

где qос - температура окружающей среды, qос= +25 0С.

Iр max - расчетный максимальный ток, А. Для двух трансформаторной подстанции с учетом выхода из строя одного трансформатора

 

 

qн = 25 + (70 - 25)  47,8 0С

Условие (2.68) выполняется

С > 47,8 0С

Проверка шин на термическую устойчивость в режиме короткого замыкания выполняется по условию

                                                                                (2.70)

где θдоп.max - максимально допустимая температура нагрева шин в режиме короткого замыкания, θдоп.max = 3000С[8];

θк - расчетная температура нагрева шин в режиме короткого замыкания, определяется по графику в зависимости от Аqк, 0С.

Так как короткое замыкание имеет две составляющие и изменяется в каждый момент времени, то определение температуры нагрева шин от действительного тока очень сложно. Поэтому пользуются понятием относительного нагрева шин и кривыми для определения действительной температуры нагрева.

Относительная температура нагрева шин в режиме короткого замыкания Аqк

                                                                 (2.71)

где Аqн - относительная температура нагрева шин в аварийном режиме, определяется по графику, Аqн= 1,17·104 [7];

S - площадь поперечного сечения шин, мм2; S=120 мм2.

 

По графику [8] определяем θк=65оС, в зависимости от относительной температуры нагрева Аqн

Условие (2.70) выполняется.

оС >65 оС

Для проверки на термическую устойчивость определяется минимальное термически устойчивое сечение шин (2.59)

 мм2

Условие проверки шин на термическую устойчивость

                                                                                   (2.72)

 

Условие проверки шин (2.72) выполняется.

Шины марки МТ 30×4 с Iдоп=475 А принимаются к исполнению, так как условия проверки выполняются. Способ монтажа шин плашмя.

2.11 Выбор и проверка изоляторов

Опорные изоляторы применяются для крепления и изолирования токоведущих частей электроустановки друг от друга и по отношению к земле. Изоляторы выбираются по номинальному напряжению Uн., по справочнику выбираются изоляторы марки ОФ - 1 -250 УТ3 на Uн = 1 кВ и Fразр = 250 кг. Проверяется выбранный изолятор на динамическую устойчивость, согласно условию

                                                                                    (2.73)

где Fдоп - допустимое усилие на изолятор, составляет 60%.

Допустимые усилия на изоляторе Fдоп

                                                                           (2.74)

 

 

Расчетное усилие согласно пункту 2.9, Fрасч=20,2 кг. Условие (2.66) соблюдается поэтому изоляторы марки ОФ-1-250 УТЗ принимаются к исполнению.

.12 Выбор комплектной конденсаторной установки

Конденсаторные установки предназначены для компенсации реактивной мощности и повышению cos. Номинальная мощность конденсаторной установки выбирается по величине мощности компенсирующего устройства Qку = 113,7 кВАр. Согласно условию

                                                                                    (2.75)

Расчетная мощность конденсаторной установки Qку.р

                                                                                     (2.76)

  

Условие (2.75) выполняется и к исполнению принимается комплектная конденсаторная установка марки УКМ 58-04-100-33,3 У3 Qк.у=100 кВАр, с шестью ступенями регулирования 6× 33,3 квар с использованием двух ступеней.

3. Организационная часть

.1 Организация оплаты труда на предприятии

Начисление заработной платы на предприятиях основано на трех принципах:

вознаграждение работников производится в размерах, объективно отражающих количество и качество затраченного труда;

предприятия всех организационно-правовых форм и форм собственности самостоятельно выбирают формы и системы оплаты труда для своих коллективов;

государство регламентирует минимальный размер оплаты труда, независимо от организационно-правовой формы и формы собственности предприятия, максимальный размер оплаты труда не регламентируется.

Заработная плата - это вознаграждение, которое получает сотрудник предприятия в зависимости от количества и качества затраченного им труда и результатов деятельности всего коллектива предприятия; это стоимость рабочей силы, которая выражается в цене фонда жизненных средств, созданных работником за рабочее время.

Выбор той или иной системы оплаты труда на предприятии обуславливается рядом объективных условий:

характером применяемых форм труда;

особенностями технологических процессов;

формами и организациями труда;

требованиями к качеству продукции.

Существуют две формы оплаты труда, в рамках которых выделяются различные системы оплаты труда: повременная и сдельная формы оплаты труда.

Повременная оплата труда начисляется в соответствии с тарифной системой отрасли, в основе которой лежит тарифная сетка, или по окладу за фактически отработанное время.

Тарифная система - совокупность нормативов, с помощью которых осуществляется разделение оплаты труда в зависимости от квалификации рабочих, сложности и условий труда. Она обеспечивает нарастание МРОТ от более низких разрядов к более высоким.

Тарифная система включает в себя:

тарифную сетку - таблицу, в которой оплата труда рабочих дифференцируется в зависимости от их квалификации по тарифному разряду и тарифному коэффициенту.

тарифный разряд характеризует способность работника выполнять работу различной сложности и непосредственно влияет на величину его зарплаты.

тарифный коэффициент показывает, во сколько раз ставка того или иного разряда больше ставки первого разряда.

тарифная ставка - цена труда работника соответствующего разряда за 1 час работы или за 1 месяц.

Тарифный квалификационный справочник - нормативный документ для тарификации разрядов и присвоения работникам квалификационных разрядов. В справочнике содержится комплекс профессионально-квалификационных характеристик и нормы, которыми должен обладать рабочий определенной профессии и разряда.

Данная форма оплаты труда может быть применена в случаях если:

отсутствует возможность увеличения выпуска продукции;

производственный процесс строго определен;

работа производится на поточных конвейерных линиях со строго заданным ритмом;

увеличение выпуска продукции может привести к ухудшению его качества;

работы нельзя проконтролировать;

функции рабочего сводятся к наблюдению за технологическим процессом.

Сдельная оплата труда - оплата труда за единицу произведенной продукции или за определенный объем выполненной работы.

Данная форма оплаты труда может быть применена в случаях если:

существуют количественные показатели работы, которые непосредственно зависят от конкретного работника;

имеется возможность точного учета выполненных работ;

существует возможность увеличить выработку или объем выполненных работ у конкретных работников;

существует необходимость стимулирования рабочих с дальнейшим увеличением выпуска продукции.

Для оплаты труда работников механического цеха применяются повременно-премиальная, при которой заработная плата, рассчитанная исходя из тарифных ставок за 1 час работы (оклада), увеличивается на сумму премии.

При повременно-премиальной системе оплаты труда начисляется заработная плата начальника цеха, энергетика, завхоза, электрика, слесаря, водителя электропогрузчика, техслужащего.

При начислении заработной платы учитываются дополнительные выплаты:

выплаты стимулирующего характера (доплаты, надбавки, премия);

выплаты компенсирующего характера, которые связаны с условиями труда и режимом работы;

выплаты, обусловленные районным регулированием оплаты труда;

выплаты за работу в выходные и праздничные дни, сверхурочное время;

выплаты за непроработанное время в соответствии с действительным законодательством;

оплата простоев и брака, которые случились не по вине работника.

Из всей начисленной суммы заработной платы производятся удержания и вычеты:

1.      обязательные удержания:

- налог на доходы физических лиц НДФЛ = 13% от налогооблагаемой базы.

Налогооблагаемая база рассчитывается как разность между начисленными суммами за расчетный период и стандартными налоговыми вычетами (СНВ - 400 руб. на себя и 1000руб. на каждого иждивенца ежемесячно).

удержания по исполнительным листам в пользу физических или юридических лиц и алименты.

Производятся только на основании указанных документов. Они могут производиться либо в твердой сумме, либо в процентах от заработной платы.

2.      удержания по инициативе предприятия:

- по сумме ранее выданных авансов;

по суммам, ранее взятым под отчет;

за ущерб, нанесенный производству;

за порчу, недостачу, утерю материальных ценностей;

за товары, купленные в торговых точках предприятия.

4. Экономическая часть

.1 Экономические показатели выбора трансформаторов

Экономический расчет выполняется для определения приведенных затрат по двум вариантам. Вариант с наименьшими приведёнными затратами считается экономически более целесообразнее. Окончательный выбор вариантов производится с учетом экономических расчетов с техническим обоснованием.

Выбор вариантов по числу и мощности трансформаторов цеховой ТП и их технический расчет произведен в пункте 2.4. Выбраны:

- вариант двухтрансформаторной подстанции 2ТМГ 160/10, стоимость трансформатора 139200 руб.;

вариант однотрансформаторной подстанции 1ТМГ 25010, стоимость трансформатора 179600 руб.

Капитальные затраты на приобретение трансформатора Кт ., руб.

Кт = Ст ∙ n                                                                                      (4.1)

где Ст - стоимость одного трансформатора, руб.

Кт1 = 139200 ∙ 2 = 278400 руб.

Кт2 = 179600 ∙ 1 = 179600 руб.

Ежегодные амортизационные расходы Са.т., руб.

Сат = α ∙ Кт∙10-2                                                                            (4.2)

где α - коэффициент амортизационных отчислений, α = 6 %.

Сат1 = 6 ∙ 278400 ∙ 10-2 = 16704 руб.

Сат2 = 6 ∙ 179600 ∙ 10-2 = 10776 руб.

Стоимость ежегодных потерь электроэнергии в трансформаторах Спт., руб.

Сnт = ΔЭт · n · Со                                                                          (4.3)

где Со - стоимость одного киловатт - часа энергии, Со=2 руб/кВт·ч

Сnт1 = 10087 · 2 · 2 = 40348 руб.

Сnт2 = 16496 · 1 · 2 = 32992 руб.

Стоимость ежегодных эксплуатационных расходов Сэ.т., руб.

Сэ.т. = Са.т.+ Сn.т                                                                         (4.4)

Сэ.т.1 = 16704.+ 40348 = 57052

Сэ.т.2 = 10776 + 32992 = 43768

Приведенные затраты З, руб.

З = р · Кт + Сэ.т.                                                                            (4.5)

где р - нормативный коэффициент окупаемости, p = 0,14.

З = 0,14 · 278400 + 57052 = 96028 руб.

З = 0,14 · 179600 + 43768 = 68912 руб.

Таким образом приведенные затраты по варианту однотрансформаторной подстанции ниже, чем для двухтрансформаторной, однако, для обеспечения надежности электроснабжения согласно рекомендациям ПУЭ принимается вариант питания механического цеха от двухтрансформаторной подстанции с установкой на ней 2ТМГ 160/10.

5. Мероприятия по технике безопасности

.1 Защитное заземление

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляций.

Назначение заземления - снизить ток замыкания через человека, уменьшить напряжение прикосновения и шага.

Заземлению подлежат:

корпуса электрических машин, аппаратов, светильников;

ручные приводы коммутационных аппаратов;

каркасы распределительных щитов, пультов управления;

металлические конструкции РУ;

металлические трубы и оболочки электропроводок;

вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Заземляющее устройство - это совокупность заземляющих проводников и заземлителей.

Заземляющий проводник - это металлический проводник (чаще всего неизолированный, медный) создающий части электрооборудования, подлежащие заземлению, с заземлителем. Соединение выполняется с помощью сварки или болтовым.

Заземлитель - это металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновением с землей.

Различают естественные и искусственные заземлители.

К естественным заземлителям относятся:

металлические трубы водопровода, проложенные в земле (но не газо- и нефтепроводов);

металлические и железобетонные части зданий;

свинцовые оболочки кабелей (алюминиевые оболочки и стальная броня кабелей в качестве заземлителей не используются).

Искусственное заземление состоит из внешнего и внутреннего контура заземления, соединенных между собой.

По расположению заземлителей относительно оборудования различают выносные и контурные заземлители.

Выносное заземляющее устройство располагается на некотором удалении от заземляемого оборудования. Оно выполняется обычно из вертикальных заземлителей расположенных в одном месте (очаге), а от него по контуру цеха идут заземляющие проводники.

Контурное заземляющее устройство состоит из заземлителей, идущих по контуру заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга. Вследствие этого поля растекания токов накладываются, и любая точка поверхности грунта имеет значительный потенциал, а разность потенциалов снижается. Это означает, что напряжение шага и прикосновения также снижаются.

Контурное заземляющее устройство состоит из внутреннего и внешнего контуров.

Внутренний контур выполняется стальной полосой (обычно 40*4 в сечении), проложенные по стенам производственного помещения на высоте 30 см от пола и окрашивается в черный цвет.

Присоединение корпусов к внутреннему контуру заземления осуществляется методом параллельного присоединения с помощью болтов.

Для внешнего контура с внешней стороны производственного здания на расстоянии 2,5 м от фундамента в грунт забиваются вертикальные электроды ниже уровня земли на 0,5 - 0,8 м. Заземлители выполняются из водогазопроводных труб, угловой стали или стального прутка. Длина электродов 2-3 м. Количество электродов зависит от сопротивления грунта.

Погруженные в грунт электроды соединяются между собой стальной полосой при помощи сварки. Внешний и внутренний контуры соединяются между собой не менее, чем в двух местах.

При приемке в эксплуатацию заземляющее устройство должно иметь паспорт, который включает:

исполнительный чертеж;

схему;

акты на выполнение монтажных работ;

протокол измерения сопротивления заземляющего устройства.

5.2 Категории помещений по опасности поражения электрическим током короткого замыкания

ПУЭ определяют в отношении опасности поражения людей электрическим током следующие классы помещений:

1.      Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2.      Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

a.       сырости (влажность более 75 %) или токопроводящей пыли;

b.      токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);. высокой температуры (выше 35 °С);.     возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

3.      Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

a.       особой сырости;

b.      химически активной или органической среды;.        одновременно двух или более условий повышенной опасности.

4.      Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо опасным помещениям.

.3 Зануление в электроустановках

Занулением в электроустановках называется преднамеренное соединение с нулевым проводником (заземленной нейтралью вторичной обмотки трехфазного понижающего трансформатора) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

Нулевой защитой проводник соединяет зануляемые части с заземленной нейтралью трансформатора.

Заземление нейтрали осуществляется вблизи трансформатора и является рабочим заземлением установки.

Необходимость зануления объясняется следующим. В сетях с напряжением ниже 1 кВ, т.е. при напряжении 660/380, 380/220, 220/127 В с глухозаземленной нейтралью защитное заземление не обеспечивает достаточной безопасности. Защитное зануление только снижает напряжение прикосновения и шага. Необходимо максимально уменьшить длительность действия короткого замыкания на корпус, так как электроустановки с такими напряжениями обслуживает или использует большое количество людей часто не имеющих достаточной подготовки. Это требование выполняется устройством системы зануления. Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное замыкание, от тока которого срабатывают аппараты защиты. Важно обеспечить исправность цепи зануления. Для чего запрещается устанавливать предохранители и автоматы в нулевой провод.

Защитное действие зануления заключается в автоматическом отключении участка цепи с поврежденной изоляцией и одновременном снижении потенциала на корпусе на время от момента замыкания до момента отключения.

Защитное действие зануления обеспечивается надежным срабатыванием токовой зашиты с действием на отключение без выдержки времени.

ПУЭ запрещает в сетях с глухозаземленной нейтралью выполнять защитное заземление отдельных объектов без присоединения их к защитному нулевому проводнику.

6. Техническая эксплуатация и обслуживание электрического оборудования

.1. Ремонт электродвигателей

Состав работ по видам ремонта для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

1.    Текущий ремонт предусматривает:

а)    частичная разборка электродвигателя;

б)      выявление узлов и деталей, подлежащих замене или восстановлению;

в)      наварка и проточка посадочных мест вала ротора (при необходимости);

г)       проверка зазоров;

д)      замена изношенных подшипников;

е)       замена смазки в подшипниках;

ж)      сборка электродвигателя;

з)       проверка исправности заземления и крепления машины;

и)      измерение сопротивления изоляции;

к)      испытание на холостом ходу и рабочем режимах.

. Капитальный ремонт должен содержать:

а)    все операции текущего ремонта;

б)      полная разборка электродвигателя;

в)      замена обмоток статора электродвигателя (производится порезультатам испытания);

г)       восстановление размеров посадочных мест;

д)      замена (при необходимости) подшипниковых щитов, вала и вентилятора;

е)       сборка и окраска электродвигателя;

ж)      измерение сопротивления изоляции;

з)       испытание в рабочем режиме.

Состав работ по видам ремонта для машин постоянного тока:

1.    Текущий ремонт:

а)    разборка электромашины;

б)      проверка состояния коллектора и щеткодержателей;

в)      продораживание коллектора и щеткодержателей;

г)       замена изношенных щеток и притирка их к коллектору;

д)      измерение зазоров между железного пространства и сборка машины;

е)       проверка состояния заземления корпуса двигателя;

ж)      измерение сопротивления изоляции обмоток;

з)       испытание электрической машины в работе.

2. Капитальный ремонт:

а)    полная разборка электромашины;

б)      промывка узлов и деталей;

в)      ремонт и регулировка щеточного механизма;

г)       полная пропайка «петушков»;

д)      чистка и пропитка, сушка и покраска обмоток;

е)       проточка коллектора;

ж)      замена подшипников;

з)       сборка электрической машины;

и)      измерение сопротивления изоляции обмоток;

к)      измерение сопротивления постоянному току;

л)      испытание машины на холостом ходу и под нагрузкой.

Заключение

Согласно заданию необходимо было спроектировать схему электроснабжения механического и выбрать оборудование к ней.

Требования к схеме электроснабжения и её оборудованию - надёжность электроснабжения и безопасность обслуживания электрооборудования.

Для обеспечения надежности и бесперебойности электроснабжения в проекте были приняты следующие решения.

Согласно рекомендациям ПУЭ принята схема с двумя силовыми трансформаторами марки ТМГ 250/10, так как цех относится по надежности электроснабжения ко второй категории, работающими параллельно и раздельно и секционированием шин, что снижает токи короткого замыкания. В схеме имеется межсекционный выключатель, что дает возможность осуществлять резервирование трансформаторов в случае выхода из строя одного из них. Трансформаторная подстанция цеха выбрана комплектной типа КТП, что также повышает надежность работы схемы.

Комплектная двухтрансформаторная подстанция расположена в пристроенном помещении подстанции. Распредустройство РУ - 0,4 кВ подстанции состоит из низковольтных ячеек на каждую питающую линию. Высоковольтный вод выполнен глухим. Питающая цеховую ТП линия выполнена кабелем ААБ-10000-3*10 мм2, проложенным в земле в траншее.

Все оборудование схемы выбрано по номинальным токам и напряжением и проверено по токам к.з.

В схеме предусмотрена защита всех элементов от токов к.з. и токов перегрузки с помощью автоматических выключателей.

Внутрицеховая схема электроснабжения выполняется магистральной, так как силовое оборудование расположено равномерно рядами.

Питающие и распределительные сети выполнены шинопроводами ШРА73-У3 с прокладкой и проводом АПВ, проложенными по стенам по конструкциям, и в трубах в полу.

Для безопасности обслуживания оборудования предусмотрена система зануления и заземления всех металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.

В экономических расчетах определяются приведенные затраты при выборе силового трансформатора.

В организационной части описана организация оплаты труда на предприятии.

В разделе «Техника безопасности» произведено описание:

·        Защитное заземление

·        Категории помещений по опасности поражения электрическим током короткого замыкания

·        Зануление в электроустановках

Таким образом, спроектированная схема электроснабжения механического цеха и оборудование, выбранное к ней, отвечает требованиям надежности и бесперебойности электроснабжения и безопасности обслуживания.

Библиографический список

1. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов.- М.: Издательство «Мастерство», 2001.

2. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М. Высшая школа, 1990.

. ОАО «Ардатовский светотехнический завод» Номенклатурный каталог изделий, 2005

. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Том I.- Промышленные электрические сети.- М. Энергоатомиздат., 1980.

. Карпов Ф. Ф., Козлов В. Н. Справочник по расчету проводов и кабелей.- М.: Энергия, 1969.

. ПУЭ.- М. Энергоатомиздат., 1989.

. Зорина Л. Ю. Методическое пособие для студентов заочного отделения по дисциплине «Электроснабжение объектов», 2002

8. Шеховцев В. П. Расчет и проектирование ОУ и электроустановок промышленных механизмов. - М.:ФОРУМ, 2010.


Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!