Электроснабжение электротехнологического цеха

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Саратовский Государственный Технический Университет

имени Гагарина Ю.А.

Кафедра ЭПП

Курсовая работа по дисциплине

«Электроснабжение и электрооборудование ЭТУС»

Электроснабжение электротехнологического цеха

Вариант 3 (задание 2)

Выполнила: ст. гр. ЭТС-42

Карпова О.О.

Проверил: асс. Каф. ЭПП

Бочкарева И.И.

Саратов 2012
Содержание

Введение 3

Исходные данные 4

Характеристика среды производственных помещений 9

Характеристика потребителей электрической энергии по степени

бесперебойности электроснабжения 10

Электрические нагрузки 11

Пример расчета 14

Выбор числа и мощности трансформаторов 21

Выбор схемы электроснабжения цеха 23

Выбор сечений проводников и основной защитной аппаратуры

кузнечно-термического отделения 29

Заключение 31

Список использованной литературы 32

Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления, преобразования.

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

Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Электрические сети промышленных предприятий в сочетании с источниками и потребителями электроэнергии становятся заводскими электрическими системами, устройство и развитие которых, как подсистем, следует рассматривать в единой связи с развитием всей энергетической системы в целом.

Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии, так как расходуют до 67% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Система электроснабжения промышленных предприятий, состоящая из сетей напряжением до 1 кВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения требований производства путем подачи электроэнергии от источника питания к месту потребления в необходимом количестве и соответствующего качества в виде переменного тока, однофазного или трехфазного, при различных частотах и напряжениях, и постоянного тока.

СЭС промышленного предприятия является подсистемой энергосистемы, обеспечивающей комплексное электроснабжение промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей данного района. Энергосистема в свою очередь рассматривается как подсистема ЕЭС страны. Система электроснабжения предприятия является подсистемой технологической системы производства данного предприятия, которая предъявляет определенные требования к электроснабжению.

Основные задачи, решаемые при исследовании, проектировании, проектировании и эксплуатации СЭС промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора напряжений, определении электрических нагрузок и требований к бесперебойности электроснабжения; рационального выбора числа и мощности трансформаторов, преобразователей тока и частоты, конструкций промышленных сетей, устройств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузок и подавления высших гармоник в сетях путем правильного построения схемы электроснабжения. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста мощностей электроприемников, появления новых видов использования электроэнергии, новых технологических процессов и т.д.

Исходные данные

Таблица 1.

Электрические нагрузки

Электрические нагрузки определяют для выбора и проверки токоведущих элементов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов и преобразователей, а так же для расчета потерь, отклонений и колебаний напряжения, выбора защиты и компенсирующих устройств.

Номинальная мощность электроприёмника – это мощность, указанная в его паспорте.

Установленная мощность отдельных электроприемников принимается равной:

1. для электродвигателей длительного режима работы – паспортной мощности, кВт Р_н = Р_пасп;

2. для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы – паспортной мощности, приведенной к относительной продолжительности включения, равной единице: , ПВ – паспортная продолжительность включения, в относительных единицах.

3. для силовых и электрических трансформаторов – паспортной мощности, кВА; S_н = S_пасп;

4. для сварочных трансформаторов , .

Все электроприемники цеха разбиваются по группам с одинаковым коэффициентом использования и мощности с выделением групп приемников с переменным графиком нагрузки (группа А) и маломеняющимся графиком нагрузки (группа Б).

По таблицам находим и [3]. tgφ – определяется по cosφ, для каждой характерной группы приемников.

Величины и по группам А и Б в целом определяется суммированием активных и соответственно реактивных мощностей характерных групп приемников, входящих в группы А и Б, которые определяются из выражений: Р_см=к_и·Р_н и Q_см=Р_см·tgφ.

К_и – групповой коэффициент использования находим по формуле: К_и= Р_см/ Р_н.

Эффективное число электроприемников определяется по формуле:

.

При числе электроприемников в группе четыре и более допускается считать n_э = n при величине отношения . При определении m могут быть исключены приемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности группы.

При m>3 и К_и≥0,2 n_э можно определить по следующей формуле: , если найденное число n_э окажется больше n, то принимают n_э=n.

При К_и<0,2 эффективное число электроприемников определяется по графикам или таблицам. Порядок определения n_э: выбирается наибольший по мощности электроприемник, выбираются приемники мощность которых равна не менее половины наибольшего электроприемника; подсчитывают их число n ₁ и их мощность Р_{Н 1}, а также находят номинальную мощность приемников всего узла Р_н; находят значения n_э n₁ / n и Р _1*= Р_{Н 1*}/ Р_н. По полученным значениям n_э и Р _{1 *} по графикам или по таблицам определяется величина n_э, а затем находится n_э= n_э·n.

Величина К_ма находится по зависимостям К_м=f (n_э ) или по таблице [3] в зависимости от коэффициента использования К_и за наиболее загруженную смену и эффективного числа электроприемников в группе n_э. Под n_э понимается такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает туже величину расчетного максимума, что и группа различных по мощности и режиму работы приемников.

К_мp- принимается равным 1, при n_э >10, и 1,1, при n_э ≤10.

Для группы приемников А нагрузка по цеху (отделению) определяется по формулам:

и ,

где и – суммарная средняя соответственно активная и реактивная мощность приемников группы А за наиболее загруженную смену.

Расчетные (активная и реактивная) нагрузки приемников группы Б в целом по цеху (отделению) определяется по следующим выражениям:

Номинальная активная мощность группы электроприемников, кВт, , где n – число электроприемников, а суммарная средняя активная мощность приемников группы Б за наиболее загруженную смену.

Номинальная реактивная мощность группы электроприемников, кВт, , где n – число электроприемников, а – суммарная средняя реактивная мощность приемников группы Б за наиболее загруженную смену.

Расчетные (активные и реактивные) нагрузки силовых электроприемников по группам А и Б определяются из выражений:

и

Полная расчетная мощность .

Пример расчета

Расчет для 3-го кузнечно-термического отделения.

Таблица 4. Данные для кузнечно-термического отделения.

Электроприемники относящиеся к группе А, т.е. к электроприемникам с резко изменяющимся графиком нагрузки, относятся:

молот пневматический;

таль электрическая;

кран-балка.

К группе Б, т.е. к электроприемникам с мало меняющимся графиком нагрузки:

электропечи сопротивления со щитом управления;

вентиляторы;

Определим общую установленную мощность по каждому отделению как сумму установленных мощностей всех электроприёмников этого отделения по формуле:

где n – число электроприемников.

По кузнечно-термическому отделению она составит:

=20,00+90,00+2,80+0,85+7,30=120,95 кВт.

Аналогично определяем для остальных отделений. Так, для механического отделения общая установленная мощность составит 219,47 кВт; для электроремонтного отделения – 56,875 кВт; для гальванического отделения – 25,2 кВт; для заготовительного отделения – 87,36 кВт и для сварочного отделения – 300,6 кВт.

Определяем для каждого потребителя табличные значения: к_и, соsφ, tnφ.

Таблица 5.Табличные данные к_и, соsφ, tnφ по кузнечно-термическому отделению.

Средняя нагрузка за максимально загруженную смену определится по формуле:

и составит для молота пневматического:

кВт

для электропечи сопротивления камерной со щитом управления (1300°С):

для вентилятора:

для тали подвесной электрической:

для крана-балки:

Общая нагрузка за максимально загруженную смену по каждому отделению определится как суммарная всех электроприёмников этого отделения. Так для кузнечно-термического отделения она составит 78,9 кВт. Аналогично определяем для остальных отделений. Результаты расчётов приведены в таблице 5.

Реактивная нагрузка приемников за максимально загруженную смену определяется по формуле:

и составит для молота пневматического:

квар

для электропечи сопротивления камерной со щитом управления (1300°С):

квар

для вентилятора:

квар

для тали подвесной электрической:

квар

для крана-балки:

квар

Общая реактивная нагрузка за максимально загруженную смену по каждому отделению определится как суммарная всех электроприёмников этого отделения. Так для кузнечно-термического отделения она составит 31,48 квар. Аналогично определяем для остальных отделений. Результаты расчётов приведены в таблице 5.

Определяем К_и - групповой коэффициент использования для группы А по формуле:

К_и= _∑/ _∑.

Для нашего отделения:

_∑ =4,8+0,438+0,051=5,289 кВт

К_и=5,289/28,15=0,18.

Аналогично определяем для остальных отделений. Результаты расчётов приведены в таблице 5.

n_э- эффективное число электроприемников.

Для кузнечно-термического отделения (для группы А):

m=Р_max/P_min>3, значит n_э=2·28,15/10=5,63,

принимаем n_э=6.

Аналогично определяем для остальных отделений. Результаты расчётов приведены в таблице 5.

Определяем активную и реактивную нагрузки по формулам (для электроприемников группы А):

,

,

Для Р_р: k_ма- определяется из таблицы, по известным значениям К_и и n_э.

для Q_р: k_мр =1,1, если n_э 10 и k_мр =1,0, если n_э >10.

Для кузнечно-термического отделения (для электроприемников группы А):

кВт,

квар.

Для электроприемников группы Б:

,

,

кВт;

квар.

Аналогично определяем для остальных отделений.

Общие расчётные реактивная и активная нагрузки по каждому отделению определятся как суммарные всех электроприёмников этого отделения. Так для кузнечно-термического отделения реактивная расчётная нагрузка составит 32,11 квар, а активная суммарная расчётная нагрузка 89,75 кВт. Аналогично определяем для остальных отделений. Результаты расчётов приведены в таблице 5.

Осветительная нагрузка по цеху определяется по формуле:

Р_РО=Р_НО·К_С =105,6·0,85=89,76 кВт.

Р_НО – установленная мощность приемников освещения.

К_С – коэффициент спроса, принимается по справочной литературе, для производственных помещений К_С =0,85.

Таблица 6.Взаимосвязь между коэффициентом спроса и коэффициентом использования.

Р_НО=р_уд.о*F =14,3*7383=105,6 кВт

р_уд.о =14,3 Вт/м² – удельная нагрузка (Вт/м²) площади пола цеха;

F – площадь пола цеха м² (принимаем равной 7383 м²).

Общая мощность цеха определяется по формуле:

,

Где Р_р – определяется как сумма всех активных расчетных мощностей по всем отделениям и осветительной нагрузки по цеху, Q_р – определяется как сумма всех реактивных расчетных мощностей по всем отделениям.

кВА.

Заключение

В работе был проведен расчет силовой нагрузки электротехнологического цеха по отделениям, выбор конструктивного исполнения распределительной сети, размещение электрооборудования, а также выбор сечений проводников и основного коммутационного и защитного оборудования термического отделения.

Разработаны и приведены в пояснительной записке общий план и однолинейная схема электроснабжения цеха.

В ходе работы были получены практические навыки расчета электрических силовых нагрузок.

Список использованной литературы

1. Шаткин А.Н. Расчеты по электроснабжению потребителей электроэнергии. –Саратов: Саратовский гос. техн. Ун-т. 1993.

2. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. –М.: Энергоатомиздат, 1987.

3. Справочник по проектированию электроснабжения./Под ред. Ю.Г.Барыбина, Л.Б.Федорова и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990.

4. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. –М.: «Высшая школа», 1986.

5. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. –М.: «Высшая школа», 1981.

Саратовский Государственный Технический Университет

имени Гагарина Ю.А.

Кафедра ЭПП

Курсовая работа по дисциплине

«Электроснабжение и электрооборудование ЭТУС»

Электроснабжение электротехнологического цеха

Вариант 3 (задание 2)

Выполнила: ст. гр. ЭТС-42

Карпова О.О.

Проверил: асс. Каф. ЭПП

Бочкарева И.И.

Саратов 2012
Содержание

Введение 3

Исходные данные 4

Характеристика среды производственных помещений 9

Характеристика потребителей электрической энергии по степени

бесперебойности электроснабжения 10

Электрические нагрузки 11

Пример расчета 14

Выбор числа и мощности трансформаторов 21

Выбор схемы электроснабжения цеха 23

Выбор сечений проводников и основной защитной аппаратуры

кузнечно-термического отделения 29

Заключение 31

Список использованной литературы 32

Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления, преобразования.

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

Задача электроснабжения промышленного предприятия возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленны

123Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману