Система электроснабжения участка механосборочного цеха №2 ПО "Гомсельмаш"

 

Введение

В энергетической программе Республики Беларусь сформулированы важнейшие задачи развития промышленности путём всемерной интенсификации и повышения эффективности производства на базе ускорения научно-технического прогресса.

В области электроснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадежного оборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при её передаче, распределении и потреблении.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичночсти и надёжности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на безе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров.

Важнейшим этапом в развити творческой деятельности будущих специалистов является дипломное проектирование, в ходе которого развиваются навыки самостоятельного решения инженерных задач и практического применения теоритических знаний.

Дипломное проектирование является заключительным этапом обучения студентов в вузе и направлено на систематизацию и расширение теоретических знаний студентов, на закрепление навыков использования современной вычислительной техники и выполнение расчётно-графических работ.

Выпускникам учебных заведений, работающим в преоктных организациях и на промышленных предприятиях, приходится решать множество разнообразных электроэнергетических задач. К основным задачам электроснабжения относятся следующие: выбор рациональных схем и конструктивного исполнения электрических сетей; определение электрических нагрузок; расчёт потерь мощности и электроэнергии; компенсация реактивной мощности; выбор числа и мощности трансформаторов; выбор защитных аппаратов и сечений проводников; учёт потребляемой мощности и электроэнергии; рациональное использование электроэнергии.

В данном дипломном проекте рассматривается следующее:

) Анализ существующей системы электроснабжения и выявление необходимости реконструкции или совершенствования системы электроснабжения некоторых производств.

) Анализ электропотребления, учёта потребляемой электроэнергии, мероприятий по её экономии.

) Совершенствование системы электроснабжения участка механосборочного цеха №2 ПО «Гомсельмаш».

4) Реконструкция системы освещения того же цеха.

5) Выбор оптимальной тарифной системы для оплаты за потреблённые электрическую мощность и энергию.

) Рассмотрены вопосы охраны труда.

) Рассчитаны капитальные затраты по реконструкции системы электроснабжения цеха, произведена оценка по предлагаемым мероприятиям по экономии электрической энергии.

При проектировании следует применять системный подход, при котором электрические сети промышленного предприятия рассматриваются ка часть электроэнергетической системы. Рациональное построение системы электроснабжения должно основываться на последних достижениях научно-технического прогресса в области энергетики.

Ошибки, допущенные при проектировании и конструировании, трудно, а иногда и невозможно исправить в прцессе эксплуатации без существенных капитальных вложений. Они могут привести к нерациональному расходу сырья, материалов и энергоресурсов, значительному народнохозяйственному ущербу, авариям, катастрофам и другим негативным последствиям.

1. Характеристика технологического процесса предприятия

1.1Технологический процесс предприятия

электроснабжение механосборочный цех тарифный

На любом предприятии существует технологический процесс, по средствам которого сырье и материалы преобразуются в готовую продукцию, выпускаемую данным предприятием.

Технологический процесс промышленного предприятия состоит из трех следующих стадий: заготовка, обработка, сборка.

В процессе заготовки сырья и материалов используются цеха основного производства. При этом получают заготовки, которые в дальнейшем по техно-логическому процессу подлежат различным видам обработок для придания им соот-ветствующих форм.

Обработка заготовок полученных на первой стадии технологического процесса происходит путем термического или механического воздействия на них соответствующих цехов завода, что обусловлено протеканием технологического процесса.

Сборка является последним этапом в технологическом процессе предприятия. При сборке изготовленные детали, полученные путем реализации других этапов технологического процесса, собираются в сборочные узлы и механизмы по средствам соединения которых, получаем готовую продукцию, выпускаемую данным заводом.

Кратко рассмотрим технологический процесс ПО «Гомсельмаш» и выпускаемую им продукцццию.

ПО «Гомсельмаш» - машиностроительное предприятие по производству сельскохозяйственной техники. По отраслевой принадлежности относится к числу предприятий Министерства промышленности Республики Беларусь и основано на государственной форме собственности. Объединение обладает правами юридического лица и осуществляет свою деятельность в соответствии с уставом объединения.

Предметом деятельности предприятия является производство и сбыт кормоуборочных комбайнов, прицепных специализированных емкостей и других сельскохозяйственных машин, запасных частей, товаров народного потребления; выполнение конструкторских и проектно-технологических работ в соответствии с контрольными цифрами, государственными заказами, а также принятыми обязательствами по договорам; выполнение строительных работ; осуществление внешне экономической, торгово-закупочной деятельности, оказание платных услуг.

Завод построен в 40-х годах ХХ века для производства сельхозтехники. В 60-х годах стал ведущим предприятием по производству комбайнов.

До 1995 года - единое предприятие. В 1995 году из него выделились как самостоятельные предприятия в составе ПО «Гомсельмаш»: завод самоходных комбайнов (ГЗСК), завод специального инструмента и технологической оснастки (СИиТО), головное конструкторское бюро (ГСКБ) с экспериментальным цехом.

Предоставление производственно-хозяйственной самостоятельности обособленным подразделениям привело к стимулированию снижения затрат, уменьшению энергоемкости выпускаемой продукции, потребовать новых гибких подходов и механизмов хозяйствования - в коммерческих, инновационных и производственных отношениях.

Первой продукцией завода были прицепные комбайны, и ёмкости для транспортировки зелёной массы, а с 1978 года было начато производство самоходных комбайнов.

Последние годы номенклатура выпускаемой продукции расширялась. В1990 году предприятие приступило к выпуску зерноуборочных комплексов КЗР-10 (комплекс зерноуборочный роторный).

В настоящее время головной завод выпускает следующую сельскохозяйственную технику:

1. комбайн самоходный кормоуборочный КСК-100А (модификации КСК-100А-2, КСК-100А-Б, КСК-100А-Б2);
2. универсальное энергосредство повышенной проходимости УЭС-250 «Полесье» и УЭС-2-250 «Полесье»;
3. комбайн кормоуборочный прицепной КДП-3000 «Полесье», в том числе измельчитель прицепной, жатку для трав, барабанную жатку для грубостебельных культур, подборщик;
4. прицеп-емкость специальную ПСЕ-Ф-12,5Б;
5. сеялку точного высева 12-ти рядную СТВ-12 «Полесье»;
6. жатку волковую широкозахватную КПР-6 (косилка-плющилка ротационная);
7. свеклоуборочный комплекс «Полесье», в том числе комбайн свеклоуборочный навесной шестирядный КСН-6, подборщик-погрузчик корнеплодов ППК-6;
8. минитрактор АМЖК-8;
9. комплекс зерноуборочный роторный КЗР-10;
10. комбайн кормоуборочный прицепной КПК-3000.

Головное предприятие ПО «Гомсельмаш» также производит запасные части ко всем выпускаемым изделиям, узлы и детали по кооперации для заводов объединения; запчасти к пассажирским вагонам и широкий ассортимент товаров народного потребления (бытовые кормоизмельчители, распашники, мебельную фурнитуру, посуду из нержавеющей стали, изделия из пластмассы и др.).

Головной завод производит также: литьё чугунное, поковки и штамповки; тепло-энергию от собственной котельной, как для головного завода, так и для ГЗСК, СИиТО, ГСКБ; сжатый воздух для заводов объединения, углекислоту для нужд сварочного производства; подъём воды из собственных скважин для снабжения заводов объединения.

Головное предприятие ПО «Гомсельмаш» производит: сварочные конструкции, любые виды механической обработки, гальванические покрытия, окраску любых изделий, установку и ремонт электрооборудования, нестандартизированное оборудование, ремонты всей выпускаемой в объединении продукции, а также оказывать транспортные услуги.

Сегодня производство на заводах, входящих в состав ПО «Гомсельмаш», представляет собой сложный сбалансированный механизм. Это сборочные конвейеры самоходных машин, зерноуборочных комплексов, навесных и прицепных машин, жаток; ряд цехов основного производства, в которых сосредоточено заготовительное, механосборочное, сварочное, термическое, окрасочное и другие производства, а также вспомогательные цеха и службы.

Весь производственный механизм работает в едином ритме, обеспечивая бесперебойный выпуск большой номенклатуры сложных сельскохозяйственных машин.

В состав головного предприятия входят следующие цеха основного производства:

1. Цех главного конвейера (ЦГК).
2. Прессовый цех (ПЦ).
3. Механический цех (МЦ).
4. Механосборочное обособленное подразделение (МСОП).
5. Механосборочный цех №2 (МСЦ-2).
6. Цех режущих барабанов (ЦРБ).
7. Корпус сварки и окраски (КСО).
8. Кузнечный цех (КЦ).
9. Обособленное литейное производство (ОПЛ).
10. Обособленное подразделение товаров народного потребления (ОПТНП).

В состав головного предприятия входят следующие вспомогательные цеха и участки:

1. Ремонтно-механическое обособленное подразделение (РМОП).
2. Сантехнический цех (СТЦ).
3. Теплосиловой цех (ТСЦ).
4. Цех сетей и подстанций (ЦСП).
5. Электроремонтный цех (ЭРЦ).
6. Транспортный цех (ТЦ).
7. Электротранспортный цех (ЭТр.Ц).
8. Обособленное подразделение нестандартизированного промышленного оборудования (ОПНПО).
9. Обособленное подразделение благоустройства «Лотос» (ОПБ «Лотос»).
10. Цех комплектации материалами (ЦКМ).
11. Обособленное подразделение по переработке материалов и вторичного сырья (ОППМВ).
12. Цех запчастей (ЦЗапч.).
13. Железнодорожный цех (ЖДЦ) и железнодорожное депо (ЖДепо).
14. Цех эксплуатации инструментов (ЦЭИ).
15. Ремонтно-строительное обособленное подразделение (РСОП).

Кроме того, на головном заводе имеются складские помещения, хранилище, мазутохранилища, центральная заводская лаборатория и другие объекты. В состав головного завода входят административные и инженерные службы, заводоуправление. На балансе завода находятся комбинат общественного питания, теплицы, бассейн, детские сады и другие хозяйственно-бытовые структурные подразделения.

Производственное объединение «Гомсельмаш» является основным поставщиком кормоуборочных машин и прицепных емкостей, рынком сбыта которых являются страны СНГ. Основными потребителями объединения являются сельхозпредприятия России, Украины, Беларуси. Являясь важным звеном Агропромышленного комплекса Республики Беларусь, производственное объединение ставит основную задачу технической оснащённости сельского хозяйства, повышение производительности труда и решения продовольственной программы путём увеличения объёмов выпускаемой продукции, выпуска новой, более современной техники, увеличение реализации производимых в объединении машин, запасных частей, товаров народного потребления, снижение затрат на выпускаемую технику для стабилизации отпускных цен.

1.2Требования технологического процесса к надёжности системы электроснабжения

Надежность электроснабжения - способность системы электроснабжения обеспечить предприятие электроэнергией хорошего качества, без срывов плана производства и не допускать аварийных перерывов в электроснабжении.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории [1].

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов пожаров и повреждение дорогостоящего основного оборудования.

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

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

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

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

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

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

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

В настоящее время происходит внедрение новых технологий обработок, нового оборудования, усовершенствования выпускаемой продукции, улучшения качества выпускаемой продукции. В следствии выше изложенного система электроснабжения должна быть:

1. надежной;
2. гибкой;
3. допускать возможность роста производственных мощностей;
4. допускать изменения технологического процесса.

Основными потребителями электроэнергии на заводе являются: сантехнический цех (СТЦ), теплосиловой цех (ТСЦ), кузнечный цех (КЦ), обособленное литейное производство (ОПЛ), обособленное подразделение по производству товаров народного потребления (ОПТНП), корпус сварки и окраски (КСО). Значительная доля в общезаводском электропотреблении приходится на административные и инженерные службы завода.

Основное потребление электроэнергии приходится на электродвигательную нагрузку: электродвигатели турбокомпрессоров и поршневых компрессоров (компрессорные станции) - на производство сжатого воздуха; электродвигатели насосов для подъёма воды, оборотного водоснабжения; электродвигатели сетевых циркуляционных насосов (котельная); электродвигатели технологического оборудования производства углекислоты (углекислотная станция). На этих потребителей приходится приблизительно половина всей электроэнергии, потребляемой на производственные нужды. В кузнечном цеху электроэнергия расходуется на технологический процесс производства горячих штамповок и поковок (привод технологического оборудования и средств механизации, нагрев заготовок в индукционных нагревателях перед штамповкой). В литейном цеху электроэнергия расходуется на привод технологических механизмов и средств механизации, электрические печи.

Значительное потребление электроэнергии приходится на вспомогательные нужды: электроосвещение производственных помещений, наружное освещение; вентиляцию; цеховой электротранспорт; ремонтные нужды цехов.

В связи с реструктуризацией производства, внедрением нового оборудования, в том числе и технологического, системы электроснабжения некоторых цехов и участков требуют частичной реконструкции. Одним из таких цехов является механосборочный цех №2 (МСЦ-2), проектирование системы электроснабжение его участка будет рассматриваться в данном дипломном проекте.

В данном цеху изготавливаются детали для ПСЕ, ПКК, АМЖК, а также есть участок механической обработки и сборки муфт обгона. По степени надёжности электроснабжения все потребители относятся к третьей и второй категории.

1.3Характеристика производственных помещений по категориям пожаро- и взрывоопасности

Пожароопасными являются такие среды в помещениях или на открытом воздухе, где применяются или хранятся горючие вещества; взрывоопасными - среды, в которых по условиям технологического процесса могут образовываться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, кислородом или другими окислителями, а также взрывоопасные концентрации различных веществ в виде пыли или волокон, находящихся во взвешенном состоянии.

Помещения делятся на пять категорий А, Б, В, Г, Д, характеристики которых приведены ниже.

А - взрывопожароопасная среда: горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости, вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

Б - взрывопожароопасная среда: горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости, горючие жидкости.

В-горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества и материалы, не относящиеся к категориям А и Б.

Г - негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр или пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Д - негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Все категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности можно встретить на ПО «Гомсельмаш».

Проектируемый механосборочный цех №2 относится к категории Д, так как в его помещениях нет горючих и взрывоопасных веществ и материалов.

Согласно [1] производственные помещения в зависимости от окружающей среды делятся на следующие классы:

1. помещения с нормальной средой;
2. помещения с жаркой средой;
3. помещения с влажной средой;
4. помещения с сырой средой;
5. помещения с особо сырой средой;
6. помещения с пыльной средой;
7. помещения с химически активной средой;
8. помещения с пожароопасными зонами;
9. помещения с взрывоопасными зонами.

Категории электроснабжения и условия окружающей среды цехов приведены в табл. 1.1 и табл. 1.2.

Таблица 1.1 Характеристика цехов основного производства по надежности электроснабжения и условиям окружающей среды.

Наименование цехаКатегория надежности электроснабженияКласс окружающей среды (категория по пожаро - и взрывоопасности)Цех главного конвейераIНормальная (Д)Прессовый цехIIНормальная (Д)Механический цехIIНормальная (Д)Механосборочное обособленное подразделениеIIНормальная (Д)Механосборочный цех №2IIНормальная (Д)Цех режущих барабановIIНормальная (Д)Корпус сварки и окраскиIIПожароопасная (В)Кузнечный цехIНормальная (Г)Обособленное литейное производствоIЖаркая (Г)123Обособленное подразделение товаров народного потребленияIIIНормальная (Д)

Таблица 1.2 Характеристика вспомогательных цехов и участков по надежности электроснабжения и условиям окружающей среды

Наименование цехаКатегория надежности электроснабженияКласс окружающей среды (категория по пожаро - и взрывоопасности)Ремонтно-механическое обособленное подразделениеIIIНормальная (Д)Сантехнический цехIIВлажная (Д)Теплосиловой цехIIНормальная (Д)Цех сетей и подстанцийIНормальная (Д)Электроремонтный цехIIНормальная (Д)Транспортный цехIIIНормальная (Д)Электротранспортный цехIIНормальная (Д)Обособленное подразделение нестандартизированного промышленного оборудованияIIIНормальная (Д)Обособленное подразделение благоустройства «Лотос»IIIНормальная (Д)Цех комплектации материаламиIIIНормальная (Д)Обособленное подразделение по переработке материалов и вторичного сырьяIIIПыльная (Д)Цех запчастейIIIНормальная (Д)Железнодорожный цех и железнодорожное депоIIНормальная (Д)Цех эксплуатации инструментовIIIНормальная (Д)Ремонтно-строительное обособленное подразделениеIIIНормальная (Д)

1.4Изменения в технологическом процессе предприятия

В настоящее время ПО «Гомсельмаш» решает сложные организационно-технические задачи серийного производства зерноуборочных комплексов, освоения производства самоходных зерноуборочных комбайнов и других новых видов техники.

С 1998 года объединение находится на новом этапе технического перевооружения производства. Идёт переформирование мощностей под выпуск новой продукции. Активно внедряются новые технологии, позволяющие улучшить качество и повысить надёжность выпускаемых машин. Внедрение установок лазерной резки металла BYSTRONIC, а также листогибочных прессов HAMMERLE с числовым программным управлением позволило отказаться от изготовления дорогостоящих штампов, обеспечить изготовление деталей высокой точности, сократить сроки и затраты на подготовку производства новых машин.

Учитывая высокие требования по точностным показателям, предъявляемые к деталям и узлам новых машин, в соответствии с планом технического перевооружения внедряется финишное оборудование (шлифовальные и алмазно-расточные станки), а также современные средства измерений и контроля. Закупается оборудование повышенной точности, позволяющее изготавливать инструмент и оснастку с особо сложными формообразующими частями.

В конструкции новых машин применяется большая номенклатура деталей, к которым предъявляются высокие требования по прочности, твёрдости, износостойкости при одновременно высокой точности геометрических размеров. Для решения этой проблемы внедряются установки ионного азотирования, что позволяет достичь требуемого качества продукции, снизить расход электроэнергии и трудоёмкость изготовления.

В конечном счете, всё: модернизация выпускаемой техники и освоение новых моделей сельхозмашин, создание гибких производственных комплексов, использование малоотходных и экологически чистых технологий, сертификация продукции и реально работающая система управления качеством, направлено на решение главной задачи - выпуск сельхозмашин высокого технического уровня.

2.Существующая система электроснабжения и её анализ

2.1Внешнее электроснабжение предприятия

Внешнее электроснабжение ПО «Гомсельмаш» осуществляется на напряжении 110 кВ по двум воздушным линиям ВЛ-110 кВ от подстанции «Гомсельмаш 330» и «Гомель 330». На территории головного завода находится подстанция ГПП-1, на которой происходит трансформация напряжения со 110 кВ до 6 кВ и распределение электроэнергии на этом напряжении к заводским потребителям. На ГПП-1 в ОРУ-110 кВ установлены два трансформатора марки ТРДН-40000/110/6/6, каждый мощностью 40000 кВ·А. Оба трансформатора постоянно находятся в работе, так как на заводе есть потребители 1 категории надёжности.

Граница раздела с энергосистемой находится на болтовых соединениях шлейфов с ВЛ-110 кВ «Гомель-330 - ГПП-1» и «Гомсельмаш-330 - ГПП-1» с контактами линейных разъединителей подстанции ГПП-1.

2.2Внутризаводское электроснабжение предприятия

Внутризаводское электроснабжение выполнено на напряжении 6 кВ. ЗРУ-6 кВ (РП-11) на ГПП-1 выполнено на основе комплектного распределительного устройства КРУ2-10Э-2750А. КРУ собрано из высоковольтных шкафов различных типов:

1. ячейки №№13, 14, 25, 26, 35, 36 (ячейки вводов от трансформаторов Т1, Т2 и ячейки секционных выключателей) - КВЭ-6-22-2750 А;
2. ячейки №№12, 15, 24, 27, 34, 37 (ячейки разъединителей ввода и секционных разъединителей) - КРД-6401-2750 А;
3. ячейки №№17, 32 (ячейки трансформаторов собственных нужд (ТСН)) - КТМ-6 - 600 А;
4. ячейки №№10, 11, 39, 40 (ячейки трансформаторов напряжения) - КНТМИ-6-600 А;
5. ячейки №№0, 2, 4, 49, 50 (ячейки отходящих линий) - КВЭ-6-13-630 А;
6. ячейки №№1, 3, 48 (ячейки отходящих линий) - КВЭ-6-15-1000 А;
7. ячейки №№5-9, 16, 18-23, 28-31, 33, 38, 41-47 (ячейки отходящих линий) - КВЭ-6-13-600 А.

Ячейки с выключателями оборудованы выключателями типа ВМПЭ-10. Ячейки трансформаторов напряжения оборудованы НТМИ-6. Трансформаторы собственных нужд, установленные в ячейках ТСН, мощностью по 63 кВ·А каждый.

Внутризаводская схема электроснабжения выполнена по магистрально-радиальной схеме. Схема электроснабжения включает распределительные пункты РП-6 кВ, которые запитываются по кабельным линиям либо от РП-11 (ЗРУ-6 кВ ГПП-1), либо по магистральной схеме от другого распределительного пункта (РП). Некоторые распределительные пункты закольцованы. От РП запитываются трансформаторные подстанции (ТП) и комплектные трансформаторные подстанции (КТП) по магистральной или радиальной схеме. Участок однолинейной схемы электроснабжения приведен на листе графической части - лист 2.

Синхронные двигатели компрессоров запитываются непосредственно от шин 6 кВ РП-11.

По территории завода в основном используется прокладка кабельных линий в земле в траншеях и на эстокадах.

На цеховых трансформаторных подстанциях ТП и КТП установлены силовые трансформаторы мощностью 560, 630, 750, 1000, 1600 кВ·А. Большая часть установленных трансформаторов марки ТМЗ. Некоторые ТП и КТП имеют резервные связи на стороне 0,4 кВ.

Цеховые электрические сети имеют разнообразное исполнение: электроснабжение цеховых потребителей выполнено как с применением шинопроводов, так и силовых распределительных пунктов и шкафов.

Всего на заводе 103 цеховых трансформатора общей мощностью 98930 кВ·А; высоковольтных электродвигателей: асинхронных 6 кВ - 31 (мощностью - 13460 кВт), синхронных - 10 (мощностью - 10180 кВт).

Установленные мощности цехов и количество трансформаторов в них отображены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Установленные мощности цехов

Наименование цехаТипы трансформаторовУстановленная мощность, кВтЦеха основного производстваЦех главного конвейера3´ТМЗ-1000Прессовый цех4´ТМЗ-1000Механический цехТМ - 560,630, 2´ТМЗ-1000,Механосборочное обособленное подразделениеТМ-1000Механосборочный цех №22´ТМЗ-630, 2´ТМЗ-1000Цех режущих барабановКорпус сварки и окраскиКузнечный цех4´ТМ-1000, 4´ТМЗ-1000, 2´ТМЗ-1600Обособленное литейное производствоОбособленное подразделение товаров народного потребления2´ТМФ-630, ТМЗ-1000Цеха вспомогательного производстваРемонтно-механическое обособленное подразделениеСантехнический цехТеплосиловой цехЦех сетей и подстанцийЭлектроремонтный цехТранспортный цехЭлектротранспортный цехОбособленное подразделение нестандартизированного промышленного оборудованияОбособленное подразделение благоустройства «Лотос»Цех комплектации материаламиОбособленное подразделение по переработке материалов и вторичного сырьяЦех запчастейЖелезнодорожный цех и железнодорожное депоЦех эксплуатации инструментовРемонтно-строительное обособленное подразделение

2.3Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности на заводе осуществляется с помощью высоковольтных и низковольтных батарей статических конденсаторов.

Высоковольтные батареи статических конденсаторов установлены в следующих распределительных пунктах: РП-1 - 628 квар, РП-4 - 695 квар, РП-5 - 893 квар, РП-6 - 769 квар, РП-16 - 753,5 квар, РП-19 - 450 квар. Установленная мощность высоковольтных батарей статических конденсаторов составляет 4188,5 квар.

Низковольтные батареи статических конденсаторов установлены в цеховых трансформаторных подстанциях и комплектных трансформаторных подстанциях, а также непосредственно в цехах. Всего установлена 51 низковольтная батарея статических конденсаторов, установленная мощность которых составляет 10483,1 квар.

Ниже приведём краткую характеристику низковольтных батарей статических конденсаторов.

Низковольтные батареи статических конденсаторов комбината ФЕБ Штаркштром-Анлагенбау Лейпциг-Галле (Германия).

Конденсаторные установки с помощью кабеля подключаются к компенсируемой распределительной установке. Их допускается эксплуатировать при температуре окружающей среды в диапазоне от -10 до 30 градусов. В данной конденсаторной установке при помощи соответствующей внешней схемы реализуется последовательность включений 1:2:4:4. Ползунковый переключатель на регуляторе ставится в положение 1:2. При такой схеме на регуляторе показывается включенная емкостная реактивная мощность. При этом показание 1-5 соответствует реактивной мощности 10 квар. Все остальные индикаторные лампочки соответствуют мощности по 20 квар каждая.

Конденсаторная установка не требует особого ухода.

Данные конденсаторные установки принципиально оснащаются схемой автоматического регулирования. Встроенный полуэлектронный регулятор реактивной мощности в автоматическом режиме работы сравнивает измеряемые величины реактивного тока и при отклонениях выдаёт команду на включение или выключение соответствующей конденсаторной мощности. Степень компенсации распределительной установки показывается с помощью индикаторного прибора на регуляторе, который показывает как индуктивные, так и емкостные отклонения от требуемой величины заданной компенсации. Напряжение управления низковольтной конденсаторной установкой равняется 220 В переменного тока. Для контроля напряжения управления и измеряемого напряжения в регулятор реактивной мощности встроены сигнальные лампочки.

Также на заводе широко используются конденсаторные установки отечественных производителей, в частности установки конденсаторные типа УКМ.

В настоящее время управление батареями статических конденсаторов на предприятии осуществляется дистанционно с диспетчерского пульта цеха сетей и подстанций.

2.4Анализ схемы электроснабжения

И выше сказанного можно подвести итоги анализа схемы электроснабжения:

1. Источник питания - главная понизительная подстанция №1, которая в свою очередь питается по двум воздушным линиям 110 кВ от подстанций «Гомель 330» и «Гомсельмаш 330». На ГПП-1 установлены два трансформатора мощностью по 40 МВ×А каждый.
2. Схема внутризаводского электроснабжения выполнена на напряжении 6 кВ кабельными линиями и представляет собой магистрально-радиальную схему: распределительные пункты запитываются либо от РП-11 (ЗРУ-6 кВ ГПП-1), либо по магистральной схеме от другого распределительного пункта. Распределительные пункты в свою очередь питают цеховые трансформаторные подстанции.
3. Основные потребители электроэнергии - электрические двигатели.
4. Мощность трансформаторов на цеховых трансформаторных подстанциях 560, 630, 750, 1000, 1600 кВ×А, основная марка - ТМЗ.
5. Компенсация реактивной мощности осуществляется как на стороне 6 кВ, так и на напряжении 0,4 кВ с помощью батарей статических конденсаторов.

Таким образом, существующая схема внешнего и внутризаводского электроснабжения практически удовлетворяет требованиям надёжности и электробезопасности электроснабжения, так как в ней учтены все условия технологического процесса и категории потребителей. Но в частных случаях внутризаводская система электроснабжения требует некоторой реконструкции в связи с заменой технологического оборудования, что и будет рассматриваться для механосборочного цеха №2 в дальнейшем.

3.Существующая система электропотребления предприятия и её анализ

3.1Динамика электропотребления

В данном разделе дипломного проекта рассмотрим динамику электропотребления предприятия за последние пять лет, приведённую на рис. 3.1.

Таблица 3.1 Динамика электропотребления предприятия

МесяцГод19981999200020012002январь33572911271430412655февраль30882747208026602513март29962447188824402407апрель20531836205620312120май19022144180524722242июнь21932039213225372246июль17161807210230532654август16201670235728122819сентябрь16162263220327412325октябрь19782223289725732333ноябрь28913052305428342261декабрь34722447323432063325за год3088029585305213440231904

Проанализируем приведенную динамику электропотребления, а именно определим следующие показатели динамики: абсолютный прирост, коэффициент роста, темп прироста.

Анализ будем производить относительно 1998 года, а также каждый год относительно предыдущего года, с постоянной и переменной базой соответственно.

Показатели с постоянной базой (1998 год) характеризуют окончательный результат всех изменений по годам относительно 1998 года, а показатели с переменной базой - интенсивность изменения от периода к периоду, т.е. год относительно года.

Абсолютный прирост DWi определяется, как разность значений потреблённой электроэнергии по годам и показывает, на сколько потребление в данном году превышало потребление в базовом периоде или годом раньше.

DWi=Wi - W1998 - с постоянной базой (1998 год); (3.1)

DWi=Wi - Wi-1 - с переменной базой; (3.2)

где Wi - значения потреблённой электроэнергии в i-ом году, тыс.×кВт×час;

W1998 - значения потреблённой электроэнергии в 1998 году, тыс.×кВт×час;

Wi-1 - значения потреблённой электроэнергии в (i-1) - ом году, тыс.×кВт×час.

Для определения относительной скорости изменения электропотребления за год служат относительные показатели.

Коэффициент роста:

Ki=Wi/W1998; (3.3)

Ki=Wi/Wi-1. (3.4)

Если коэффициент роста выражают в процентах, то его называют темпом роста Тр.

Темп прироста (Тп) показывает насколько процентов потребление в данном году больше или меньше потребления в базисном или предыдущем году и определяется по формулам (3.5 - 3.6).

Tп=(Wi-W1998)/W1998×100; (3.5)п=(Wi-Wi-1)/Wi-1×100. (3.6)

Произведём анализ динамики электропотребления при помощи выше указанных показателей. Расчет отобразим в виде табл. 3.2.

Таблица 3.2 Показатели динамики электропотребления

ГодWгодDW, тыс×квт×чКТп, %Ед. изм.тыс×квт×чбаза-1998 годпеременная базабаза-1998 годПеременная базабаза-1998 годпеременная база199830880¾¾¾¾¾¾199929584,6-1295,4-1295,40,958050,95805-4,1948-4,1948200030521,4-358,62936,7450,988391,03166-1,16133,16632200134401,93521,93880,521,114051,1271411,405112,7141200231903,81023,82-2498,11,033150,927393,31549-7,2614

Таким образом, из табл. 3.2 видно, что потребление электроэнергии не было стабильным. При сравнении с 1998 годом сначала был некоторый спад, затем резкий подъём и снова спад электропотребления, что и показывает абсолютный прирост. Судя по коэффициенту роста и темпу прироста можно сказать, что потребление электрической энергии в 1999 и 2000 годах упало на 4 и 1% соответственно по сравнению с 1998 годом.

При анализе электропотребления каждого года относительно предыдущего можно выявить такую же тенденцию подъёмов и спадов. Из абсолютного прироста видно, что в 1999 году был некоторый спад, затем каждый год до 2001 электропотребление несколько возросло, и 2002 году, потребление электроэнергии снижается относительно 2001 года на 7%, что и показывает коэффициент роста и темп прироста.

Таким образом, при анализе потребления электрической энергии ПО «Гомсельмаш» можно сказать, что оно более-менее стабильно и близко к среднегодовому электропотреблению Wср.г.=31458 тыс. кВт×ч.

3.2Суточные графики нагрузки, их показатели, структура суточного потребления - ПИК, ПОЛУПИК, НОЧЬ

В данном подпункте произведём анализ среднесуточного графика нагрузки ПО «Гомсельмаш», приведённого в табл. 3.3 и на рис. 3.2.

Таблица 3.3 Среднесуточный график нагрузки

ЗонаВремяМощность, кВтЗонаВремяМощность, кВтНочь0:30639Полупик12:307680Ночь1:00697Полупик13:007877Ночь1:30836Полупик13:307902Ночь2:00872Полупик14:007599Ночь2:30861Полупик14:307281Ночь3:00960Полупик15:006432Ночь3:301036Полупик15:304803Ночь4:001033Полупик16:002607Ночь4:301084Полупик16:302246Ночь5:001144Полупик17:002223Ночь5:301288Полупик17:301993Ночь6:001460Полупик18:001796Полупик6:301688Пик18:301574Полупик7:002231Пик19:001387Полупик7:304757Пик19:301137Полупик8:006543Пик20:00998Пик8:307339Пик20:30980Пик9:007624Пик21:00889Пик9:307895Пик21:30808Пик10:008190Пик22:00735Полупик10:308362Полупик22:30667Полупик11:007720Полупик23:00614Полупик11:305601Ночь23:30659Полупик12:005879Ночь0:00642

На рис. 3.2 серым цветом обозначена зона НОЧЬ, белым - зона ПОЛУПИК, штриховкой - зона ПИК.

Далее произведём расчёт показателей для приведенного графика по ниже приведенным формулам [2].

Средняя нагрузка - такая неизменная в течение любого рассматриваемого промежутка времени нагрузка, которая вызывает такой же расход электроэнергии, как и изменяющаяся за это время нагрузка.

(3.7)

где Pi - мощность i-го получасового промежутка времени, кВт.

Среднеквадратическая нагрузка - такая неизменная в течение любого рассматриваемого промежутка времени нагрузка, которая вызывает такие же потери мощности и энергии, как и изменяющаяся за рассматриваемый промежуток времени нагрузка.

(3.8)

Коэффициент максимума.

(3.9)

где Рм - максимальная нагрузка, равная Рм=8190 кВт, - наибольшее из значений в течение рассматриваемого периода времени (см. табл. 3.3 и рис. 3.2).

Коэффициент заполнения графика нагрузки (характеризует неравномерность графика нагрузки).

(3.10)

Коэффициент формы (характеризует неравномерность графика нагрузки).

(3.11)

Структура потребления по зонам суток ПИК, ПОЛУПИК, НОЧЬ, а также рассчитанные показатели графика нагрузки приведены в табл. 3.4

Как видно из структуры потребления по зонам суток максимальное потребление приходиться на зону ПОЛУПИК - 65% потребляемой электрической энергии за сутки, длительность которой - 14 часов. На долю пикового потребления приходится - 26%, длительность которого- 3 ч (с 8:00 до 11:00), наименьшее потребление естественно приходится на зону НОЧЬ - 9% (с 23:00 до 6:00).

Таблица 3.4 Показатели графика нагрузки

ПоказательЕдиницы измеренияЗначениеСтруктура, %Энергия за сутки - пик - полупик - ночькВт×ч3590112100кВт×ч94934426кВт×ч232370465кВт×ч3170649РмкВт8190¾РскВт3182,7¾Рср.кв.кВт4226,7¾Км=Рм/Рсо.е.2,6¾Кзап=Рс/Рмо.е.0,4¾Кф=Рср.кв./Рсо.е.1,3¾

3.3Плановые и фактические показатели электропотребления

Приведём данные электропотребления головного завода за 2002 год, на основании которых определим насколько и когда было превышение плановых показателей непосредственно самим предприятием и его отдельными подразделениями.

Плановые и фактические показатели электропотребления отражены в табл. 3.5.

Таким образом, анализируя приведенные в табл. 3.5 данные, можно сказать следующее: в пяти из двенадцати месяцев 2002 года наблюдалось превышение лимитов потребления электрической энергии на уровне головного завода ПО «Гомсельмаш». Превышение лимитов электроэнергии в основном приходится на осенне-зимний период, когда потребление несколько возрастает в связи со снижением температуры окружающего воздуха, т.е. когда возникает потребность в дополнительном обогреве помещений.

Максимальное превышение лимитов наблюдалось в октябре, и составило 88,519 тыс.×кВт×ч.

Таким образом, разработка лимитов по электропотреблению на предприятии ведётся, что стимулирует выявление неэкономичных производств и заменой их более экономичными.

3.4Электробаланс предприятия по цехам

Таблица 3.5 Электробаланс предприятия

ЦехПотребление, тыс.×кВт×чСтруктура, %Литейный3409,314,2Кузнечный1907,27,9Прессовый2256,79,4Механический717,03,0МСЦ-1837,73,5МСЦ-21284,25,4КСО1180,94,9ЦГК371,81,5ЦРБ759,93,2ЦТНП1689,77,0ТСЦ+СТЦ6487,627,0ЭРЦ186,60,8ЦСП96,40,4ТрЦЕХ85,70,4РМОП219,90,9РСОП450,11,9ОППМВ37,50,2ЦКМ56,10,2ОхрОсвещ239,51,0ЦЗЛ38,20,2Заводоуправление1560,56,5ОПРТ73,60,3ЖДЦ44,60,2Всего по заводу23990,7100

Электробаланс, приведенный в табл. 3.6, отражает структуру электропотребления по подразделениям предприятия, которая в свою очередь даёт возможность оценить какой цех либо подраделение больше потребляет электрическую энергию и где эффективно будет внедрение энергосберегающих технологий и производств.

Анализируя приведенный выше электробаланс можно сделать некоторые выводы:

1. Наибольшее потребление приходится на долю теплосилового, сантехнического и литейного цехов - порядка 15%.
2. Наименьшее потребление электрической энергии, как видно из баланса, приходится на вспомогательные цеха: электроремонтный цех, цех сетей и подстанций, транспортный цех, цех комплектации материалами и др. Их потребление составляет порядка 1-2% на фоне общего электропотребления.
3. Электробаланс показал, что в отдельных цехах необходима замена старого неэкономичного оборудования более новым экономичным, что приведет к некоторой экономии потребляемой электрической энергии.

3.5Система учёта электроэнергии

Учёт расхода энергетических ресурсов на промышленном предприятии может осуществляться следующими способами: приборным, расчётным, опытно-расчётным.

Основным способом учёта расхода топливно-энергетических ресурсов является учёт количества и параметров энергии и энергоносителей при помощи соответствующих измерительных приборов.

Расчётный способ учёта энергоресурсов применяется в случаях, когда учёт энергии посредством измерительных приборов технически невозможен.

Опытно-расчётный способ учёта совмещает в себе элементы приборного и расчётного способов и основан на сочетании разовых замеров расходов энергии или энергоносителей при помощи переносных измерительных приборов с последующим расчётным определением этих показателей для условий, отличающихся от имевших место при производстве замеров.

Подробнее рассмотрим учёт расхода электроэнергии.

Учёт расхода электроэнергии осуществляется с помощью системы учёта на базе телемеханики ТМ-301. Все электрические счётчики активной и реактивной энергии имеют датчики и связаны с помощью линий связи в автоматическую систему учёта электроэнергии. Данные передаются на персональный компьютер, установленный в цеху сетей и подстанций.

Кратко изложим возможности данного вида системы учёта.

Система телемеханики ТМ-301 предназначена для комплексной диспетчеризации и автоматизации и обладает следующими возможностями:

1. Автоматическую передачу информации - режим телесигнализации.
2. Воспроизведение информации телесигнализации на мнемощите со световой и звуковой сигнализацией.
3. Передачу информации по запросу с пункта управления со всех контролируемых пунктов одновременно или с любого выбранного контролируемого пункта.
4. Регистрацию на бланке пишущей машинки - времени приёма, группы телесигнализации, номера пункта и т.д.
5. Передачу на контролируемый пункт с пункта управления команду телеуправления «Включить», «Отключить».
6. Циклический опрос (каждые 30 мин) датчиков телеизмерения текущих значений параметров тока со всех контролируемых пунктов. Опрос продолжается приблизительно 10 мин.
7. Индикацию параметров тока, мощности, напряжения, частоты.
8. Регистрацию принятой информации телеизмерений интегральных значений электрической энергии в абсолютных единицах с указанием времени приёма и номера контролируемого пункта.

Недостатки автоматической системы учёта - в случае повреждения линии связи информация датчиков теряется, и информация об электропотреблении становится неточной и неполной.

На данный момент система учёта электроэнергии ТМ-301 морально и физически устарела и требует замены.

В настоящее время на предприятии приобретена автоматическая система учёта «эркон» для коммерческого учёта потребления электроэнергии. В планах её установка и перевод внутрипроизводственного учёта электроэнергии на эту систему.

Коммерческие электрические счётчики активной и реактивной энергии установлены в ячейках вводных выключателей в ЗРУ-6 кВ (РП-11) ГПП-1. Поскольку граница раздела с энергосистемой находится на стороне высокого напряжения, а коммерческий учёт ведётся по стороне низкого напряжения, то, согласно договору на пользование электроэнергией, к показаниям счётчиков добавляется величина потерь электроэнергии в трансформаторах ГПП-1, определяемая расчётным путём.

3.6Расчёты за электропотребление

ПО «Гомсельмаш» относится к промышленным потребителям с присоединённой мощностью 750 кВ×А и выше. За электрическую энергию и мощность предприятие рассчитывается по двухставочному тарифу.

Двухставочный тариф состоит из основной и дополнительной ставки. За основную ставку принимается годовая плата в рублях за 1 кВт заявленной предприятием мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы.

Под заявленной мощностью понимается наибольшая получасовая мощность, потребляемая предприятием в часы максимума энергосистемы. Эта мощность оговаривается и фиксируется поквартально в договоре на отпуск электроэнергии между потребителем и энергосистемой, и за эту мощность энергосистема взимает ежемесячно оплату.

Таким образом, потребитель вне зависимости от собственного максимума электрической нагрузки оплачивает планируемую нагрузку только в часы максимума энергосистемы, которые также указаны в договоре на отпуск электроэнергии. Тариф предусматривает оплату только тех электрических нагрузок потребителей, которые участвуют в совмещённом максимуме энергосистемы, и способствует выравниванию суточных графиков нагрузки энергосистемы.

Энергоснабжающая организация периодически контролирует соблюдение потребителем заявленной мощности.

На сегодняшний день предприятие имеет в договоре на отпуск электроэнергии заявленную мощность 26 МВт, которая каждый месяц уточняется. Основная тарифная ставка а=7512,2 руб./кВт, дополнительная - b=69,8 руб./кВт×ч. Каждый месяц данные тарифные ставки пересчитываются с учётом валютного коэффициента на день оплаты.

Приведём расчёт оплаты по двухставочному тарифу за потреблённые электрическую энергию и мощность за март для ПО «Гомсельмаш».

Валютный коэффициент.

Кв=0,17+(0,83×К$/Кбаз)=0,17+0,83×2148,7/1912=1,1027495

Заявленная мощность - Рз=20 МВт.

Потреблённая электрическая энергия - Wмес=4344264 кВт×ч.

Налог на добавленную стоимость - 20%.

С=(а×Рз+b×Wмес)×1,2×Кв=(7512,2×19489+69,8×4344264)×1,2×1,1027495=595001584,1 руб.

3.7Анализ системы электропотребления

Из всего выше сказанного можно подвести итоги:

1. Потребление электрической энергии на ПО «Гомсельмаш» за последние пять лет практически существенно не изменялось и колоблется в районе среднегодового электропотребления Wср.г.=31458 тыс. кВт×ч.
2. Из анализа среднесуточного графика нагрузки видно, что максимальное потребление приходится на время суток с 7:00 до 16:00.
3. Плановые лимиты электрической энергии за 2002 год были практически выполнены, за исключением нескольких месяцев.
4. Из энергобаланса видно, что наиболее энергоёмкими являются следующие цеха: теплосиловой, сантехнический и литейный. Все вспомогательные цеха имеют небольшую долю в общем энергобалансе, порядка нескольких поцентов, а некоторые и долей процента.
5. Система учёта электроэнергии на ПО «Гомсельмаш» устарела и требует замены.
6. Оплата за потреблённые электрическую энергию и мощность происходит по двухставочному тарифу со следующими основной и дополнительной тарифными ставками: а=7512,2 руб./кВт, b=69,8 руб./кВт×ч.

4.Электроснабжение мехоносборочного цеха №2

4.1Характеристика электроприемников цеха по требованию надежности электроснабжения и среды в производственных помещениях

Как было сказано в п. 1.2 электроприёмники по степени надёжности делятся на три категории; потребители электрической энергии механосборочного цеха №2 относятся ко второй категории надёжности, что влечёт за собой установку как минимум двух независимых взаимно резервирующих источников питания. По степени защиты электрооборудование выше указанного цеха относится к IP21.

Перечень электроприёмников проектируемого участка механосборочного цеха №2 приведён в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Перечень электроприёмников участка цеха

Номер на планеНомер на планировкеНаименование технологического оборудованияКоличествоРуст, кВт123451220Токарно-горизонтальный п/автомат133,52221Токарно-горизонтальный п/автомат133,53222Токарно-горизонтальный п/автомат124,854223Токарно-многорезцовый п/автомат1115226Пресс15,56227Пресс114,57228Подставка для пневмошлифовальной машинки, местный вентоотсос (7а)21,58229Кругло шлифовальный станок114,559230Токарный многошпиндельный автомат12510231Горизонтально протяжной станок116,9511232Вертикально протяжной станок12012233Вертикально фрезерный станок18,713234Токарно-винторезный станок110,1214235Вертикально-сверлильный станок12,99515236Настольно-сверлильный станок10,616237Вертикально-сверлильный станок14,62517238Настольно-сверлильный станок10,618239Настольно-сверлильный станок10,619240Горизонтально протяжной станок14020244Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3721245Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3722246Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3723247Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3724248Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3725249Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3726250Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3727251Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,3728256Машинка моечная11,729257Вертикально-сверлильный станок12,9530258Вертикально-сверлильный станок12,9531259Резьбонакатотчный станок11,332260Токарный станок с ЧПУ11733261Комплекс на базе 18340Ф3011234262Комплекс на базе 18340Ф3011235263Вертикально-сверлильный станок15,536264Вертикально-сверлильный станок15,537265Вертикально-сверлильный станок11138266Токарный станок с ЧПУ11239267Токарный станок с ЧПУ11740268Токарный станок с ЧПУ11741269Токарный станок с ЧПУ11742270Токарный станок с ЧПУ11743271Токарный станок с ЧПУ11244272Комплекс на базе 18340Ф3011245273Комплекс на базе 18340Ф3011246274Комплекс на базе 18340Ф3011247275Токарно-винторезный станок113,7748276Токарно-револьверный станок с ЧПУ12149277Токарно-револьверный станок с ЧПУ12150278Токарно-револьверный станок с ЧПУ12151279Горизонтально фрезерный станок113,12552281Токарно-винторезный станок113,7753282Радиально-сверлильный станок17,354290Кран-балка23

4.2Выбор схемы питания электроприемников цеха

Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ, наиболее распространённым является напряжение 380В. На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приёмников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения.

Цеховые сети распределения электроэнергии должны: обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категории, быть удобными и безопасными в эксплуатации, иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Цеховые электрические сети состоят из огромного количества проводов, кабелей, коммутационной аппаратуры и электрооборудования. Рациональное построение схем электроснабжения электроприемников имеет большое значение с экономической точки зрения.

Схемы электроснабжения приемников электрической энергии промышленных предприятий зависят от единичной мощности электроприёмников, их количества, их распределения по территории относительно друг друга и источника питания, а также других факторов и должны отвечать следующим требованиям:

1. обеспечивать необходимую надежность электроснабжения в зависимости от категории электроснабжения приемников;
2. иметь оптимальные технико-экономические показатели по капитальным затратам, расходу цветных металлов, эксплуатационным расходам и потерям;
3. быть удобными в эксплуатации;
4. допускать применение индустриальных и скоростных методов монтажа;
5. питание электроприемников может осуществляться следующими способами:
6. по радиальной схеме;
7. по магистральной схеме;
8. по смешанной схеме.

Радиальная схема применяется в тех случаях, когда в цехе предприятия стационарно установлены электроприемники большой единичной мощности или когда электроприемники малой единичной мощности распределены по цеху неравномерно и сосредоточены на отдельных участках.

К достоинствам радиальной схемы питания относятся высокая надежность электроснабжения и удобства эксплуатации.

К недостаткам радиальной схемы питания относятся: большое число питающих линий; увеличение протяженности сети; увеличенное число коммутационных и защитных аппаратов, установленных на распределительном щите, что ведет к увеличению числа панелей и его габаритов.

Магистральная схема питания находит применение при равномерно распределенных нагрузках по площади цеха.

К достоинствам магистральной схемы питания относятся:

1. небольшое количество отходящих линий;
2. уменьшение габаритов распределительных устройств;
3. уменьшение расхода цветных металлов;
4. монтаж токопроводов можно вести индустриальным методом.

Недостатком магистральной схемы питания является меньшая надежность и удобство в эксплуатации.

В чистом виде обе схемы питания применяются довольно редко, и сеть выполняется смешанной с присоединением потребителей в зависимости от места их расположения, характера производства и условий окружающей среды.

Все группы электроприемников питаются от распределительных шкафов.

Электроприемники присоединяем к распределительным шкафам пятью одножильными проводами марки АПВ соответствующего сечения проложенными в пластмассовых трубах.

Спроектированная схема электрической сети для механосборочного цеха №2 изображена на листе графической части - лист 4.

4.3Расчет электрических нагрузок и силовой сети цеха на ЭВМ

Определение мощности электроприёмников в цеху и выбор электродвигателей

Для приводов электроприемников установленных в цеху применяем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А с частотой вращения n = 3000 об/мин по [3].

Выбор двигателя осуществляется согласно следующих условий:

(4.1)

где Uном - номинальное напряжение электродвигателя, В;

Uс - номинальное напряжение сети, к которой подключен электродвигатель, В;

Pном - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Р уст - установленная мощность электроприемника, для которого производим выбор электродвигателя, кВт;

Кз - коэффициент загрузки выбранного электродвигателя.

Рассмотрим пример выбора двигателя для электроприемника с номером по плану №30: Р уст = 2,8 кВт, Uс = 380 В.

Принимаем по [3] электродвигатель 4А90L2У3 со следующими параметрами: Pном = 3 кВт, Uном = 380 В.

Определим коэффициент загрузки выбранного электродвигателя

Выбранный электродвигатель удовлетворяет условиям (4.1), следовательно, электродвигатель выбран верно.

Электродвигатели для остальных электроприемников выбираются аналогично. Результаты выбора электродвигателей приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2 Выбор электродвигателей.

Номер на планеНаименование технологического оборудованияКоличествоРуст, кВтХарактеристики электродвигателяРном, кВтТип ЭДUн, кВ?н, %cos?Кп1Токарно-горизонтальный п/автомат133,5374А200M²У30,38900,897,52Токарно-горизонтальный п/автомат133,5374А200M²У30,38900,897,53Токарно-горизонтальный п/автомат124,85304А180М²У30,3890,50,97,54Токарно-многорезцовый п/автомат111114А132М²У30,38880,97,55Пресс15,55,54А100L2У30,3887,50,917,56Пресс114,5154160S2У30,38880,9177Подставка для пневмошлифовальной машинки, местный вентоотсос (7 (А))21,51,54А80А2У30,38810,856,58Кругло шлифовальный станок114,55154А160S2У30,38880,9179Токарный многошпиндельный автомат125304А180М²У30,3890,50,97,510Горизонтально протяжной станок116,9518,54А160М²У30,3888,50,92711Вертикально протяжной станок120224А180S2У30,3888,50,917,512Вертикально фрезерный станок18,7114А132М²У30,38880,97,513Токарно-винторезный станок110,12114А132М²У30,38880,97,514Вертикально-сверлильный станок12,99534А90L2У30,3884,50,886,515Настольно-сверлильный станок10,60,754А71А2У30,38770,875,516Вертикально-сверлильный станок14,6255,54А100L2У30,3887,50,917,517Настольно-сверлильный станок10,60,754А71А2У30,38770,875,518Настольно-сверлильный станок10,60,754А71А2У30,38770,875,519Горизонтально протяжной станок140454А200L2У30,38910,97,520Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,521Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,522Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,523Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,524Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,5Продолжение табл. 4.31234567891025Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,526Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,527Токарно-револьверный станок с ЧПУ121,37224А180S2У30,3888,50,917,528Машинка моечная11,72,24А80В2У30,38830,876,529Вертикально-сверлильный станок12,9534А90L2У30,3884,50,886,530Вертикально-сверлильный станок12,9534А90L2У30,3884,50,886,531Резьбонакаточный станок11,31,54А80А2У30,38810,856,532Токарный станок с ЧПУ11718,54А160М²У30,3888,50,92733Комплекс на базе 18340Ф30112154А160S2У30,38880,91734Комплекс на базе 18340Ф30112154А160S2У30,38880,91735Вертикально-сверлильный станок15,55,54А100L2У30,3887,50,917,536Вертикально-сверлильный станок15,55,54А100L2У30,3887,50,917,537Вертикально-сверлильный станок111114А132М²У30,38880,97,538Токарный станок с ЧПУ112154А160S2У30,38880,91739Токарный станок с ЧПУ11718,54А160М²У30,3888,50,92740Токарный станок с ЧПУ11718,54А160М²У30,3888,50,92741Токарный станок с ЧПУ11718,54А160М²У30,3888,50,92742Токарный станок с ЧПУ11718,54А160М²У30,3888,50,92743Токарный станок с ЧПУ112154А160S2У30,38880,91744Комплекс на базе 18340Ф30112154А160S2У30,38880,91745Комплекс на базе 18340Ф30112154А160S2У30,38880,91746Комплекс на базе 18340Ф30112154А160S2У30,38880,91747Токарно-винторезный станок113,77154А160S2У30,38880,91748Токарно-револьверный станок с ЧПУ121224А180S2У30,3888,50,917,549Токарно-револьверный станок с ЧПУ121224А180S2У30,3888,50,917,550Токарно-револьверный станок с ЧПУ121224А180S2У30,3888,50,917,551Горизонтально фрезерный станок113,125154А160S2У30,38880,91752Токарно-винторезный станок113,77154А160S2У30,38880,91753Радиально-сверлильный станок17,37,54А112М²У30,3887,50,887,554Кран-балка2334А90L2У30,3884,50,886,5

Выбор пусковой и защитной аппаратуры и ответвлений к электроприёмникам

Для защиты электроприемников от коротких замыканий и перегрузок применяем автоматические выключатели, так как они являются более совершенными защитными аппаратами по сравнению с плавкими предохранителями. Автоматические выключатели конструктивно рассчитаны на быстрое повторное включение. При отключении автоматических выключателей они отключают сразу три фазы, что препятствует возникновению неполнофазных режимов работы электрооборудования.

Выбор автоматических выключателей выполняется по следующим условиям [4]:

(4.2)

гдеIрц.н - номинальный ток теплового расцепителя, А;

Iр - расчетной ток защищаемой цепи, А;

Iср.к.з. - ток срабатывания автоматического выключателя при КЗ, А;

Iп - ток кратковременной перегрузки защищаемой цепи, А.

Рассмотрим пример выбора автоматического выключателя на первой ступени защиты для электроприемника с номером №6 по плану.

В данном случае расчетный ток защищаемой линии будет равен номинальному току электроприемника

(4.3)

гдеUном - номинальное напряжение электроприемника, по табл. 4.2, В;

Pном - номинальная мощность электроприемника, по табл. 4.2, Вт;

cosjн - номинальный коэффициент мощности электроприемника, по табл. 4.2;

hн - номинальный КПД мощности электроприемника, по табл. 4.2.

Номинальный ток электроприемника №6 будет равен

Определим ток кратковременной перегрузки

(4.4)

где кп - кратность пускового тока, по табл. 4.2.

Выберем автоматический выключатель по [3] АЕ2046М с номинальным током теплового расцепителя 31,5 А и током срабатывания при коротком замыкании 378 А (Iср.к.з. = 12Iрц.н).

Выбор магнитных пускателей выполняется по следующим условиям.

(4.5)

Выберем магнитный пускатель для электроприемника №6

Принимаем магнитный пускатель типа ПА-322 по [3] с током теплового расцепителя I трц = 32 А.

Для остальных электроприемников автоматические выключатели и магнитные пускатели выбираются аналогично. Результаты выбора автоматических выключателей и магнитных пускателей приведены в табл. 4.3.

Выбор защитных аппаратов для второй ступени защиты выполняется исходя из условия селективности срабатывания защитных аппаратов.

Результаты выбора автоматических выключателей для второй ступени защиты приведены в табл. 4.4

Таблица 4.3 Выбор автоматических выключателей и магнитных пускателей у приёмника.

Номер оборудования по плануКоличество, шт.ПриёмникАвтоматический выключательМагнитный пускательРном, кВтIн, АIп, АIрц. н, АIср.к. з, А1,25·Iп, АТипТипI трц, А1,2237,070,182526,36480960657,955АЕ2056МПА-522803,9230,055,961419,70863756524,635АЕ2056МПА-522604,12,13,37411,021,102158,26521,5258197,831АЕ2056МПМЕ-222255,16,35,3645,510,49578,71012,515098,388АЕ2056МПМЕ-22212,56,8,33,34,38,43,44,45,46,47,51,521215,028,459199,21531,5378249,018АЕ2046МПА-322327,7 (А), 3131,53,31021,51644826,895АЕ2046МПМЕ-122411,20,21,22,23,24,25,26,27,48,49,501222,041,504311,28350600389,103АЕ2056МПА-4225010,32,39,40,41,42618,534,522241,65440480302,068АЕ2056МПА-4224014,29,30,54 (2)53,06,13039,8436,375,649,804АЕ2046МПМЕ-1226,315,17,1830,751,7019,35622411,694АЕ2046МПМЕ-122219145,083,480626,1031001200782,629АЕ2066ПА-5221002812,24,62930,08856037,610АЕ2046МПМЕ-12255317,514,799110,99116192138,739АЕ2046МПМЕ-22216

Таблица 4.4 Автоматические выключатели второй ступени

Номер оборудования по плануКоличество, шт.ПриёмникАвтоматический выключательРном, кВтIн, АIп, АIрц. н, АIср.к. з, А1,25·Iп, АТип1,2237,070,182526,3641001200657,955АЕ2056М3,9230,055,961419,70880960524,635АЕ2056М4,12,13,37411,021,102158,26525300197,831АЕ2056М5,16,35,3645,510,49578,7101619298,388АЕ2056М6,8,33,34,38,43,44,45,46,47,51,521215,028,459199,21540480249,018АЕ2046М7,7 (А), 3131,53,31021,51656026,895АЕ2046М11,20,21,22,23,24,25,26,27,48,49,501222,041,504311,28363756389,103АЕ2056М10,32,39,40,41,42618,534,522241,65450600302,068АЕ2056М14,29,30,54 (2)53,06,13039,84389649,804АЕ2046М15,17,1830,751,7019,3562,53011,694АЕ2046М19145,083,480626,1031251500782,629АЕ20662812,24,62930,0886,375,637,610АЕ2046М5317,514,799110,99120240138,739АЕ2046М

Для осуществления защиты работающего персонала от аварий, связанных с работой кран-балки, устанавливаем коммутационный ящик типа Я-3163 с автоматическим выключателем серии А3100 с Iном=50А и Iрц.н=8А, а в распределительном шкафу - АЕ2046М с Iном=63А и Iрц.н.=10А и Iср.к.з.=120А.

Далее произведём выбор ответвлений к электроприемникам

Выбор сечения проводника выполняют по двум условиям:

(4.5)

где Iдоп - длительно допустимый ток провода, А;

Iр - расчетный ток линии, А;

Iз - ток срабатывания защитного аппарата, А;

кз - кратность допустимого длительного тока по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата.

Рассмотрим пример выбора ответвления к электроприёмнику №6 по плану. Провода прокладываем в пластмассовой трубе.

Iдоп ³ 28,459 А

Iдоп ³ 40×0,66 = 26,4 А

Выбираем провод по [1] АПВ (3 (1´16)+2 (1´10)) с длительнодопустимым током 55 А. Выбранный провод прокладываем в трубе П-32.

Для остальных электроприемников ответвления выбираются аналогично. Результаты выбора ответвлений приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 Выбор ответвлений к электроприёмникам

Номер оборудования на планеIдл, АIз, АкзIз× кзIдоп, АМарка проводаТип трубы1,270,182100,00,6666,0085АПВ 3´35+2´16П-503,955,96180,00,6652,8070АПВ 3´25+2´16П-404,12,13,3721,10225,00,6616,5023АПВ 3´4+2´2,5П-205,16,35,3610,49516,00,6610,5619АПВ 3´2,5+2´2,5П-206,8,33,34,38,43,44,45,46,47,51,5228,45940,00,6626,4030АПВ 3´6+2´4П-207,7 (А), 313,3105,00,663,3019АПВ3´2,5 +2´2,5П-2011,20,21,22,23,24,25,26,27,48,49,5041,50463,00,6641,5855АПВ 3´16+2´10П-3210,32,39,40,41,4234,52250,00,6633,0042АПВ 3´10+2´6П-3214,29,30,54 (2)6,1308,00,665,2819АПВ 3´2,5+2´2,5П-2015,17,181,7012,50,661,6519АПВ 3´2,5+2´2,5П-201983,480125,00,6682,5085АПВ 3´35+2´16П-50284,6296,30,664,1619АПВ 3´2,5+2´2,5П-205314,79920,00,6613,2019АПВ 3´2,5+2´2,5П-20

Расчёт электрических нагрузок

В состав механосборочного цеха №2 ПО «Гомсельмаш» входит большое количество электроприемников. Эти электроприемники имеют различный режим работы, назначение, номинальную мощность, условия работы и ряд других признаков.

Для выполнения схемы электроснабжения электроприемники необходимо объединить в группы, учитывая особенности расположения оборудования по площади цеха.

Если группа электроприемников состоит из большого количества электроприемников, которые не связаны единым технологическим процессом и относительно равномерно распределены по площади цеха, то такую группу электроприемников целесообразно запитывать от шинопровода. В остальных случаях электроприемники запитываются от распределительных шкафов или силовых пунктов.

Согласно выше описанного электроприемники механосборочного цеха №2 объединяем по группам. Данные групп электроприемников приведены в таблице 4.6

Таблица 4.6 Параметры электроустановок

Наименование оборудованияКоличество, шт.Рном, кВтКи, о.е.сos?, о.е.Iн, АIп/Iн, о.е.Пресс15,50,170,6514,697,5Пресс1150,170,6539,847,0Подставка для пневмошлифовальной машинки, местный вентоотсос21,50,20,654,336,5Кругло шлифовальный станок1150,20,6539,847,0Токарный многошпиндельный автомат1300,20,683,947,5Горизонтально протяжной станок118,50,230,6548,867,0Вертикально протяжной станок1220,210,6558,117,5Вертикально фрезерный станок1110,160,5534,537,5Токарно-винторезный станок1110,170,6529,227,5Токарно-горизонтальный п/автомат1370,170,6596,107,5Токарно-горизонтальный п/автомат1370,170,6596,107,5Токарно-горизонтальный п/автомат1300,170,6577,487,5Токарно-многорезцовый п/автомат1110,160,5534,537,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Горизонтально протяжной станок1450,210,65115,597,5Вертикально-сверлильный станок130,120,4511,996,5Настольно-сверлильный станок10,750,120,453,295,5Вертикально-сверлильный станок15,50,120,4521,227,5Настольно-сверлильный станок10,750,120,453,295,5Настольно-сверлильный станок10,750,120,453,295,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,160,662,957,5Токарный станок с ЧПУ118,50,170,6548,867,0Комплекс на базе 18340Ф301150,20,643,167,0Комплекс на базе 18340Ф301150,20,643,167,0Машинка моечная12,20,20,66,716,5Вертикально-сверлильный станок130,120,4511,996,5Вертикально-сверлильный станок130,120,4511,996,5Резьбонакатотчный станок11,50,140,55,636,5Вертикально-сверлильный станок15,50,120,423,887,5Вертикально-сверлильный станок15,50,120,423,887,5Вертикально-сверлильный станок2110,140,537,987,5Токарный станок с ЧПУ118,50,170,6548,867,0Токарный станок с ЧПУ118,50,170,6548,867,0Токарный станок с ЧПУ118,50,170,6548,867,0Токарный станок с ЧПУ118,50,170,6548,867,0Комплекс на базе 18340Ф301150,20,643,167,0Токарно-винторезный станок1150,160,5547,097,0Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,170,6558,117,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,170,6558,117,5Токарно-револьверный станок с ЧПУ1220,170,6558,117,5Горизонтально фрезерный станок1150,120,551,807,0Токарно-винторезный станок1150,120,551,807,0Радиально-сверлильный станок17,50,160,621,707,5Токарный станок с ЧПУ1150,170,6539,847,0Токарный станок с ЧПУ1150,170,6539,847,0Комплекс на базе 18340Ф301150,20,643,167,0Комплекс на базе 18340Ф301150,20,643,167,0Кран-балка230,250,658,306,5

Определение расчетных нагрузок групп электроприемников и цеха в целом выполняем методом упорядоченных диаграмм [2], [5].

Расчет выполняется в следующей последовательности.

1. Определяется номинальная мощность группы электроприемников

(4.6)

• где рном i - номинальная мощность i - го электроприемника, кВт;
• n - количество электроприемников в группе.
• Определяется групповой коэффициент использования

(4.7)

• где ki - коэффициент использования i - го электроприемника, принимаемый по [5], [6].
• Определяется эффективное число электроприемников

(4.8)

1. По [5], [6] путем интерполяции определяем коэффициент расчётной активной нагрузки группы электроприемников

(4.9)

1. Определяется групповой коэффициент мощности

(4.10)

где cosj i - коэффициент мощности i - го электроприемника, принимаемый по [5]

1. Определяется коэффициент максимума реактивной мощности группы электроприемников по [5], [6].
2. Определяется расчетная активная мощность группы электроприемников

(4.11)

1. Определяется расчетная реактивная мощность группы электроприемников

(4.12)

где tgj - соответствует групповому коэффициенту мощности группы электроприёмников

1. Определяется расчетная полная мощность группы электроприемников

(4.13)

1. Определяется расчетный ток группы электроприемников

(4.14)

1. Определяется пиковый ток группы электроприемников

(4.15)

где Iп max - наибольший из пусковых токов электроприемников в группе, А;

iн max - номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током, А;

kи max - коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Рассмотрим пример расчета электрических нагрузок для группы №1 табл. П. 1.

1. Определим номинальную мощность группы электроприемников

1. Определим групповой коэффициент использования

1. Определим эффективное число электроприемников

1. По [5], [6] путем интерполяции определяем коэффициент расчётной активной нагрузки группы электроприемников

1. Определяется групповой коэффициент мощности

1. Определим коэффициент максимума реактивной мощности группы электроприемников по [5], [6].

1. Определим активную расчетную мощность группы электроприемников

1. Определим расчетную реактивную мощность группы электроприемников

1. Определим полную расчетную мощность группы электроприемников

1. Определим расчетный ток группы электроприемников

1. Определим пиковый ток группы электроприемников

Для остальных групп электроприемников расчет электрических нагрузок выполняется аналогично. Расчет нагрузок в данном курсовом проекте выполнен на ПЭВМ в программе Excel. Результаты расчетов приведены в приложении в табл. П. 1.1.-П. 1.9.

Определим полную нагрузку цеха без учета нагрузки на освещение.

Выбор распределительного шкафа по [9] для каждой группы приведён в табл. 4.7.

Таблица 4.7 Распределительные шкафы.

ГруппаIр, АКоличество приёмников, шт.Распределительный шкафТипIном, А180,73010ПР85-Ин1-0185502139,5009ПР85-Ин1-01855038,7925ПР85-Ин1-002360479,8007ПР85-Ин1-002360526,7208ПР85-Ин1-002360648,2804ПР85-Ин1-002360775,1808ПР85-Ин1-011550843,8806ПР85-Ин1-002360

Питание шкафов осуществляется по магистрально-радиальной схеме. Всего 3 магистрали, которые питаются непосредственно от КТП. Первая магистраль включает в себя 1,2,3 группы, вторая - 4,5,6, третья - 7,8 группы.

В табл. 4.8 приведены коммутационные аппараты, установленные на подстанции, защищающие магистрали.

Таблица 4.8. Защитные аппараты

МагистральIр, АТип автоматического выключателяНоминальный ток, АТок расцепителя, АМагистраль 1195,308ВА51-35250200Магистраль 2124,262ВА51-33160125Магистраль 3101,960ВА51-33160125

Кабели выбираются по [1] аналогично выбору проводов, приведенному в разделе 4.3.2. Сечение кабелей, питающих шкафы, соединенные шлейфом, принимаем одинаковое. Расчёт нагрузок магистралей приведён в Приложении 1 табл. П. 1.10-П. 1.12.

Результаты выбора кабелей приведены в табл. 4.9.

Таблица 4.9 Выбор кабелей для присоединения групп электроприемников

Участок сетиIдл, АIз, АкзIз× кзIдоп, АМарка кабеляМагистраль 1195,3082000,66132200АВВГ 3´120 + 2´35Магистраль 2124,2621250,6682,5140АВВГ 3´70 + 2´25Магистраль 3101,9601250,6682,5110АВВГ 3´50 + 2´25

4.4Компенсация реактивных нагрузок

Суммарная мощность конденсаторных установок напряжением до 1000В определяют последовательно двумя этапами расчета по минимуму приведенных затрат [4]:

1. по минимуму приведенных затрат на конденсаторные установки и цеховые трансформаторные подстанции;
2. по минимуму приведенных затрат на конденсаторные установки и потери электроэнергии в цеховых трансформаторах и сети 10 кВ предприятия, питающей эти трансформаторы.

(4,16)

По первому условию основную мощность конденсаторных установок следует определять из целесообразности и возможности уменьшения числа цеховых трансформаторов или снижения их номинальной мощности.

По второму условию дополнительную мощность конденсаторных установок следует определять из снижения потерь до оптимального значения.

При расчете конденсаторных установок цеха завода разделяют на группы.

По первому условию порядок расчета следующий:

Для каждой группы определяется минимальное количество трансформаторов необходимое для питания активной нагрузки этой группы.

(4.17)

где kз - коэффициент загрузки трансформаторов;

Sном - номинальная мощность трансформаторов, кВ×А.

Определяется экономически оптимальное количество трансформаторов.

(4.18)

где Ko - коэффициент увеличения числа трансформаторов и зависит от удельных затрат по [4].

Удельные затраты на передачу реактивной мощности от источников.

(4.19)

где знк, звк, зктп - соответственно удельные приведенные затраты на конденсаторные установки до и выше 1000 В и комплектные трансформаторные подстанции принимаемые по [4].

Окончательное число трансформаторов принимают ближайшим целым числом.

По принятому числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000В.

(4.20)

Определяется мощность компенсирующих устройств для каждой группы трансформаторов.

(4.21)

По второму условию порядок расчета следующий

Определяется мощность компенсирующих устройств для каждой группы трансформаторов.

(4.22)

где g - вспомогательная расчетная величена определяемая по кривым [4] и зависящая от схемы подключения трансформаторов и коэффициентов К1 и К2.

(4.23)

(4.24)

где L - длина линии до первого трансформатора, км;

F - сечение кабельной линии электропередачи, мм².

При отсутствии соответствующих данных допускается приближенное определение К2 по [4].

Выбор конденсаторных установок для механосборочного цеха №2.

По первому условию порядок расчета следующий.

В данном цеху установлено 2 трансформатора.

Определяем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В.

.

Определяется мощность компенсирующих устройств данной группы трансформаторов.

.

По второму условию порядок расчета следующий:

Определяется мощность компенсирующих устройств данной группы трансформаторов.

,

,

.

По второму условию установка компенсирующих устройств не требуется.

Суммарная мощность конденсаторных установок данной группы.

Таким образом, для трансформаторной подстанции механосборочного цеха №2 компенсация реактивных нагрузок не требуется.

4.5Комплексный расчёт распределительной сети предприятия на ЭВМ

Комплексный расчёт внутризаводской сети предприятия бум выполнять с помощью программы RESHIM [7].

Программа RESHIM составлена на алгоритмическом языке Фортран. Она предназначена для определения следующей информации: нагрузки и загрузки линий, трансформаторов; потерь напряжения в них; напряжения и токов КЗ в узлах электрической сети; потерь мощности и энергии в линиях и трансформаторах.

Результаты расчёта приведены в Приложении 2 табл. П. 2.2 и П. 2.3.

Исходные данные необходимые для расчёта подразделяются на: информацию об источниках питания, справочную информацию о проводах, кабелях, трансформаторах и синхронных двигателях.

В Приложении 1 отображены исходные данные к расчёту.

Справочная информация включает в себя данные о кабелях, проводах, и трансформаторах 6,10,20 кВ, используемых в распределительной электрической сети.

Для проводов и кабелей в справочную информацию включены: марка, удельное активное сопротивление, ом/км, удельное реактивное сопротивление, ом/км, длительнодопустимый по нагреву ток, А; для трансформаторов: номинальная мощность, кВ·А, напряжение короткого замыкания, %, потери холостого хода, кВт, потери короткого замыкания, кВт, ток холостого хода, %.

Схема электрической сети представляется в виде множества отдельных участков: линий электропередачи и трансформаторных ветвей.

При помощи этой программы мы определим для участка схемы электроснабжения загрузку кабельных линий и трансформаторных подстанций.

Как показывает расчёт (см. Приложение 2 табл. 2.2 и 2.3) при указанной загрузке трансформаторов можно провести отключение одного трансформатора на двухтрансфоматорных подстанциях для того, чтобы сэкономить электроэнергию.

Далее производим расчёт ещё раз.

Анализируя проведённое мероприятие можно увидеть, что после отключения трансформаторов на двухтрансформаторных подстанциях мы можем сэкономить 18,8 МВт·ч.

В п. 7 данного дипломного проекта приведён анализ экономического эффекта от проведённого мероприятия: отключения одного трансформатора на двухтрансформаторных подстанциях для участка внутризаводской сети электроснабжения.

5.Разработка мероприятий по совершенствованию электропотребления предприятия

5.1Реконструкция системы освещения участка механосборочного цеха №2

Электрическое освещение играет огромную роль в жизни современного человека, значение электрического освещения в производственной и культурной жизни людей заключается в следующем:

1. - рациональное освещение рабочих мест повышает производительность труда, качество выпускаемой продукции, обеспечивает бесперебойность работы;
2. - благоприятная осветительная обстановка создает нормальное психологическое состояние;
3. - освещение открытых пространств, площадей, автодорог, магистралей является одним из основных условий безопасного движения пешеходов и автомобилей.

Проектирование освещения является многовариантной задачей, требующей от разработчика умения находить не только наилучшие светотехнические, но и наиболее выгодные с экономической и энергетической точки зрения варианты решения. В настоящее время расход электроэнергии на освещение постоянно растёт и составляет около 14% всей вырабатываемой электроэнергии в республике. Затраты на сооружение осветительных установок промышленных предприятий достигают 30% общей сметной стоимости электротехнической части.

В данном подпункте дипломного проекта рассматривается полная реконструкция системы освещения участка механосборочного цеха №2 ПО «Гомсельмаш». Реконструкция включает в себя замену источников света и полную замену осветительной сети на более экономичную с применением нового оборудования.

Расчёт включает в себя несколько частей.

1. Выбор помещений и их характеристик.

Необходимо спроектировать электрическое освещение помещений механосборочного цеха №2 ПО «Гомсельмаш», перечень которых приведён в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Параметры помещений цеха

ПомещениеРазмер, м х мПлощадь, м²Основное40,4х60,22432,08Склад5,9х3,118,29Санузлы6х636,00Материальная кладовая9,9х5,857,42Служба механика9,9х3,635,64Кладовая9,9х1,918,81Служба энергетика9,9х5,857,42

. Выбор источников света

Выбор источников света в помещениях осуществляется на основании сопоставления достоинств и недостатков существующих источников света (лампы накаливания /ЛН/, газоразрядные лампы низкого давления /ЛЛ/, газоразрядные лампы высокого давления /ДРЛ/).

При выборе источников света предпочтение следует отдавать газоразрядным лампам, как наиболее экономичным.

Газоразрядные лампы высокого давления рекомендуется применять в помещениях, где отсутствуют требования к светопередаче, при высоте помещения не ниже шести метров. Широкое применение газоразрядные лампы высокого давления получили в освещении открытых пространств, где используется одно из основных преимуществ данных источников света - способность нормально работать в значительных температурных пределах.

Газоразрядные лампы низкого давления рекомендуется применять: в помещениях, где работа связана с длительным и большим напряжением зрения; в помещениях, где имеет место требование к светопередаче; в помещениях без естественного освещения; по архитектурно-художественным соображениям;

Лампы накаливания рекомендуется применять в помещениях, где нормированная освещённость менее 100 лк.

Результаты выбора источников света сводим в табл..5.2.

Таблица 5.2. Источники света

Наименование подразделения цехаИсточник светаОсновноеДРИСкладЛЛСанузлыЛЛМатериальная кладоваяЛЛСлужба механикаЛЛКладоваяЛЛСлужба энергетикаЛЛ

3. Выбор освещённости

Одним из основных этапов при проектировании осветительных установок является правильный выбор нормированной освещённости помещений. Нормируемая освещённость регламентируется строительными нормами (СНБ), где количественная величина освещённости указана в зависимости от объектов (и их размеров), контраста объектов, фона и отражения фона.

В процессе эксплуатации осветительной установки происходит старение источника света, что приводит к снижению светового потока, загрязнению светильников и источников света, что также снижает силу светового потока. Поэтому для учёта снижения светового потока при светотехнических расчётах, при выборе установленной мощности источников света (Emin) применяют коэффициент запаса (КЗ).

Произведём выбор нормированной освещённости для всех имеющихся помещений по [8], а результаты выбора сведём в табл. 5.3.

Таблица 5.3. Выбор освещённости

Наименование подразделения цехаНормированная освещённость, лкОсновное200Склад30Санузлы30Материальная кладовая50Служба механика150Кладовая50Служба энергетика150

. Выбор светильников

Тип светильника определяется: условиями окружающей среды; требованиями и характеристикой светораспределения; экономической целесообразностью.

Наиболее экономичны светильники прямого светораспределения, позволяющие решить многие дефекты поверхностей.

По условиям окружающей среды, в сырых корпусах светильник должен быть выполнен из изолирующих, влагостойких материалов. В жарких помещениях все части светильника должны быть из материала необходимой теплостойкости. В пыльных помещениях допустимо полностью или частично пылезащищённое исполнение.

Выбор светильников по светораспределению определяется коэффициентом отражения стен, потолка, рабочей поверхности. Для внутреннего освещения наиболее эффективны светильники со светораспределением типа Д - косинусной кривой силы света, Г - глубокой или К - концентрированной.

Результаты выбора типов светильников сведём в табл. 5.4

5. Выбор высоты подвеса и размещения светильников

Введение В энергетической программе Республики Беларусь сформулированы важнейшие задачи развития промышленности путём всемерной интенсификации и повышени

Больше работ по теме: