ЭСН и ЭО сварочного участка цеха
Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.
Для иллюстрации принятых решений выполнить два чертежа на листах формата А1.
Исходными данными на проект служат:
План расположения оборудования цеха.
Мощности электроприемников цеха.
Файлы: 1 файл
курсовой мой.doc
Не одно промышленное предприятие в мире в настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен километров.
Поэтому очень остро для систем электроснабжения промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения.
В настоящее время при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ, размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в самих элементах.
Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.
Для иллюстрации принятых решений выполнить два чертежа на листах формата А1.
Исходными данными на проект служат:
- План расположения оборудования цеха.
- Мощности электроприемников цеха.
1.РАСЧЕТ СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ
Расчет силовой нагрузки производится в два этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка цеха для выбора трансформаторов цеховой КТП. На втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприемников, перечень которых дан в таблице 1.1.
Токарные станки импульсной наплавки
Мощности кранов с повторно- кратковременным режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:
Здесь Pном – Приведенная к длительному режиму мощность;
Sn — паспортная мощность;
ПВ – продолжительность включения, о.е.
Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в таблице 1.2 в следующем порядке.
Для каждой группы одинаковых электроприемников (ЭП) определены значения коэффициента использования Киi и коэффициента мощности tgφi по [1,табл.1.5.1].
Средние активные Pcpi и реактивные мощности Qcpi каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:
Где Pномi – номинальная мощность одного электроприемника в i-ой группе, кВт.
Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφcp по цеху в целом определялись по формулам:
Здесь Pном ∑ — суммарная номинальная мощность электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.
Эффективное число электроприемников находится по формуле:
Где Рном max – наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.
Коэффициент расчетной нагрузки Kp определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников
Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в целом:
Расчет электрических нагрузок для трансформаторов КТП
Средняя мощность группы ЭП
По справочным данным
Номинальная мощность, кВт
Токарные станки импульсной наплавки
2.РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
Кроме силовой нагрузки в цехе имеется осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле (2.1)
Pр.о.= Руст ∙ Кс ∙ КПРА, (2,1)
Где: Руст – Установочная мощность ламп;
Кс – коэффициент спроса;
КПРА – Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.
Для определения установочной мощности ламп необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в цехе.
Размещение светильников в плане и в разрезе цеха определяется следующими размерами:
Н=8м, Нв=4м – заданными высотами цеха и вспомогательных помещений;
hc= 2м — расстоянием светильника от перекрытия;
hп= Н — hc – высотой светильника над полом;
hp = 1 м – высотой расчетной поверхности над полом;
h = hп — hp – расчетной высотой;
L – расстояние между соседними светильниками или рядами ламп;
I – расстояние от крайних светильников до стены.
Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте λ=L / h, уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживании, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.
При лучшем освещении легче обнаруживаются недостатки, допускаемые при обработке деталей и, следовательно, улучшается качество продукции. В свою очередь, недостаточное или нерациональное освещение могут стать причиной повышения травматизма, так как при недостаточной освещенности затрудняется различение опасных частей станков.
Существуют два вида освещения: естественное и искусственное.
Роль естественного освещения в обеспечении благоприятных условий труда на производстве очень велика. За счет дневного света в помещениях можно добиться высокого уровня освещенности на рабочих местах; естественный свет наиболее привычен для глаза человека.
Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, специальные лампы с повышенной световой отдачей – ртутные высокого и сверхвысокого давления.
Для освещения сварочного участка цеха предварительно выбираем светильники РСП 05-700-001с ртутно-кварцевыми лампами с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для выбранного светильника РСП 05-700-001, имеющего глубокую кривую силы свечения по [3,с.260,таблица 10.4] принимаем λ=1. Для освещения вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО 12-2х40-904 с люминесцентными лампами ЛБ, для которых λ=0,9.
Находим значение расчетной высоты h для цеха и вспомогательных помещений по формуле:
Следовательно, расстояние между рядами светильников в цехе и во вспомогательных помещениях:
В соответствии с полученными значениями L выполнено размещение светильников в сварочном участке цеха которое показано на рисунке 2.1.
Для определения мощности ламп методом коэффициента использования рассчитывается световой поток каждого светильника, необходимый для получения нормы освещённости:
Где Ф – световой поток одного светильника, лм;
Ен – нормированная минимальная освещенность, лк;
Кзап = 1,5 – коэффициент запаса;
S – площадь помещения, m2;
z = 1,15- коэффициент неравномерности для ламп ДРЛ;
ŋ- коэффициент использования светового потока, о.е.;
N- число светильников.
Для остальных помещений по формуле (2.4) при подстановки в неё вместо числа светильников N числа рядов n люминесцентных ламп рассчитывается световой поток ламп одного ряда.
Норма освещенности для станочного отделения цеха – ЕН.i =300лк [4,c.94-100.]
Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i:
Здесь А – длина помещения, m;
В – ширина помещения, m.
Индекс помещения для механического отделения цеха согласно плану:
Кроме индекса помещения, для нахождения коэффициента использования светового потока необходимо знать коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности. Для чистого бетонного потолка, бетонных стен с окнами и темной расчетной поверхностью: рп= 70%, рс=50%, рр=30% [4,табл.5-1] .
По [4,табл.5-9] определили коэффициент использования светового потока для половины механического отделения –ŋ= 90%.
В соответствии с планом размещения светильников (рис. 1.1.) определяем требуемый световой поток для половины механического отделения
По [4, табл.2,15] выбираем лампы ДРЛ 400, имеющие мощность ламп Рном = 400 Вт и световой поток Фном =23500лм. Световой поток выбранных ламп отличается от расчетного значения на 2,2%,что допустимо [3,с.261].
Индекс помещений для сварочного поста-1:
Требуемый световой поток для двух рядов светильников в сварочном
Выбираем лампы ЛБ40-1, имеющие мощность Pном =40 Вт и световой поток Фном = 3000 лм.
Определяем число светильников N в одном ряду:
Здесь 2- число ламп в одном светильнике ЛПО12-2х40-904:
Суммарная длина N светильников ЛПО12-2х40-904
Здесь L1 = 1,54m – длина одного светильника ЛПО12-2х40-904 [4,табл.3-9].
Аналогичным образом рассчитано число светильников и их суммарная длина для остальных помещений, расчет показан в таблице 2.1. При этом для всех остальных помещений выбраны светильники ЛПО12-2х40-904 с лампами ЛБ40-1
ЭСН и ЭО сварочного участка цеха
Не одно промышленное предприятие в мире в настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен километров.
Поэтому очень остро для систем электроснабжения промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения.
Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии.
В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющих высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей.
В настоящее время разработаны метода расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.
Введение. 4
1. Общая часть. 5
1.1. Характеристика производства и потребителей электроэнергии. 5
1.2. Классификация помещений по взрыво-, пожаро-,
электробезопастности. 7
2. Расчётно — конструкторская часть
2.1. Расчет электрических нагрузок цеха. 9
2.2. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов. 16
2.3. Расчет и выбор компенсирующих устройств. 18
2.4. Расчет и выбор аппаратов защиты. 21
3. Кабельный журнал. 30
4. Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ в электроустановках до 1 кВ. 32
Заключение. 35
Литература 36
ЭСН и ЭО сварочного участка цеха , вариант 1. Писалась по учебнику Шеховцова В.П .
1. Шеховцов В. П. Расчет и проектирование схем электроснабжения: Методическое пособие для курсового проектирования. — М.: ФОРУМ — ИНФРА-М, 2011.
2. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. — М.: НЦ ЭНАС, 2013.
3. ПТЭП- правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. —министерство энергетики, 2012
4. Шеховцов В. П. Справочник-пособие по ЭО и ЭСН Обнинск: Фабрика офсетной печати. 2014.
5. ПУЭ- правила устройства электроустановок. — Коллектив авторов, 2015.
6. Е. А. Конюхова. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. проф. образования. — М.: Издательство «Мастерство», 2012.
7. Постников. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.: Высшая школа,2013.
ЭСН и ЭО сварочного участка цеха
Мощности кранов с повторно- кратковременным режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:
Здесь Pном – Приведенная к длительному режиму мощность;
- Sn — паспортная мощность;
- ПВ – продолжительность включения, о.е.
Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в таблице 1.2 в следующем порядке.
Для каждой группы одинаковых электроприемников (ЭП) определены значения коэффициента использования Киi и коэффициента мощности tgφi по [1,табл.1.5.1].
Средние активные Pcpi и реактивные мощности Qcpi каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:
Где Pномi – номинальная мощность одного электроприемника в i-ой группе, кВт.
Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφcp по цеху в целом определялись по формулам:
Здесь Pном ∑ — суммарная номинальная мощность электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.
Эффективное число электроприемников находится по формуле:
Где Рном max – наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.
Коэффициент расчетной нагрузки Kp определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников
Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в целом:
Расчет электрических нагрузок для трансформаторов КТП
Средняя мощность группы ЭП
По справочным данным
Номинальная мощность, кВт
Токарные станки импульсной наплавки
2.РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
Кроме силовой нагрузки в цехе имеется осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле (2.1)
Pр.о.= Руст ∙ Кс ∙ КПРА, (2,1)
Где: Руст – Установочная мощность ламп;
- Кс – коэффициент спроса;
- КПРА – Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.
Для определения установочной мощности ламп необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в цехе.
Н=8м, Нв=4м – заданными высотами цеха и вспомогательных помещений;
- hc= 2м — расстоянием светильника от перекрытия;
- hп= Н — hc – высотой светильника над полом;
- hp = 1 м – высотой расчетной поверхности над полом;
- h = hп — hp – расчетной высотой;
- L – расстояние между соседними светильниками или рядами ламп;
- I – расстояние от крайних светильников до стены.
Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте λ=L / h, уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживании, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.
При лучшем освещении легче обнаруживаются недостатки, допускаемые при обработке деталей и, следовательно, улучшается качество продукции. В свою очередь, недостаточное или нерациональное освещение могут стать причиной повышения травматизма, так как при недостаточной освещенности затрудняется различение опасных частей станков.
Существуют два вида освещения: естественное и искусственное.
Роль естественного освещения в обеспечении благоприятных условий труда на производстве очень велика. За счет дневного света в помещениях можно добиться высокого уровня освещенности на рабочих местах; естественный свет наиболее привычен для глаза человека.
Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, специальные лампы с повышенной световой отдачей – ртутные высокого и сверхвысокого давления.
Для освещения сварочного участка цеха предварительно выбираем светильники РСП 05-700-001с ртутно-кварцевыми лампами с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для выбранного светильника РСП 05-700-001, имеющего глубокую кривую силы свечения по [3,с.260,таблица 10.4] принимаем λ=1. Для освещения вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО 12-2х40-904 с люминесцентными лампами ЛБ, для которых λ=0,9.
Находим значение расчетной высоты h для цеха и вспомогательных помещений по формуле:
Следовательно, расстояние между рядами светильников в цехе и во вспомогательных помещениях:
В соответствии с полученными значениями L выполнено размещение светильников в сварочном участке цеха которое показано на рисунке 2.1.
Для определения мощности ламп методом коэффициента использования рассчитывается световой поток каждого светильника, необходимый для получения нормы освещённости:
Где Ф – световой поток одного светильника, лм;
- Ен – нормированная минимальная освещенность, лк;
- Кзап = 1,5 – коэффициент запаса;
- S – площадь помещения, m2;
- z = 1,15- коэффициент неравномерности для ламп ДРЛ;
- ŋ- коэффициент использования светового потока, о.е.;
- N- число светильников.
Для остальных помещений по формуле (2.4) при подстановки в неё вместо числа светильников N числа рядов n люминесцентных ламп рассчитывается световой поток ламп одного ряда.
Норма освещенности для станочного отделения цеха – ЕН.i =300лк [4,c.94-100.]
Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i:
- В – ширина помещения, m.
Индекс помещения для механического отделения цеха согласно плану:
Кроме индекса помещения, для нахождения коэффициента использования светового потока необходимо знать коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности. Для чистого бетонного потолка, бетонных стен с окнами и темной расчетной поверхностью: рп= 70%, рс=50%, рр=30% [4,табл.5-1] .
По [4,табл.5-9] определили коэффициент использования светового потока для половины механического отделения –ŋ= 90%.
В соответствии с планом размещения светильников (рис. 1.1.) определяем требуемый световой поток для половины механического отделения
По [4, табл.2,15] выбираем лампы ДРЛ 400, имеющие мощность ламп Рном = 400 Вт и световой поток Фном =23500лм. Световой поток выбранных ламп отличается от расчетного значения на 2,2%,что допустимо [3,с.261].
Индекс помещений для сварочного поста-1:
Требуемый световой поток для двух рядов светильников в сварочном
Выбираем лампы ЛБ40-1, имеющие мощность Pном =40 Вт и световой поток Фном = 3000 лм.
Определяем число светильников N в одном ряду:
Здесь 2- число ламп в одном светильнике ЛПО12-2х40-904:
Суммарная длина N светильников ЛПО12-2х40-904
Здесь L1 = 1,54m – длина одного светильника ЛПО12-2х40-904 [4,табл.3-9].
Аналогичным образом рассчитано число светильников и их суммарная длина для остальных помещений, расчет показан в таблице 2.1. При этом для всех остальных помещений выбраны светильники ЛПО12-2х40-904 с лампами ЛБ40-1