Дипломный проект - Электрооборудование и электроснабжение механосборочного цеха - файл n5.docx

Дипломный проект - Электрооборудование и электроснабжение механосборочного цеха
скачать (1668.7 kb.)
Доступные файлы (5):
n1.vsd
n2.cdw
n3.cdw
n4.vsd
n5.docx949kb.05.04.2012 20:57скачать

n5.docx

  1   2   3   4


Содержание



Введение.

1 Общая характеристика ремонтного цеха и технологический процесс

2 Перечень и характеристики установленного оборудования

2.1 Общая характеристика, расчет и выбор приводных эл. двигателей радиально-сверильного станка

2.2 Разработка электрической принципиальной схемы радиально-сверильного станка

2.3 Выбор электрических аппаратов для радиально-сверильного станка

2.4 Расчет электрического освещения

2.5 Расчет вентиляционной установки

2.6 Расчет и выбор грузоподъемного механизма

2.7 Сквозная таблица с характеристиками Э.О

3 Расчет электрической нагрузки

3.1 Расчет средней сменной мощности

3.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства

3.3 Определение максимальной расчетной мощности

4 Выбор питающей подстанции

4.1 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

4.2 Выбор конструктивного исполнения подстанции

5. Выбор питающих кабелей

6. Расчет токов короткого замыкания

6.1 Общие сведения о коротком замыкании

6.2 Расчетная схема и её параметры

6.3 Расчет токов короткого замыкания

6.7 Выбор и проверка высоковольтного оборудования

8. Разработка схемы электроснабжения

9. Расчет распределительной сети 0,4 кВ

10. Защитное заземление

10.1 Назначение и конструктивное выполнение заземления

10.2 Расчет заземления

11. Охрана труда

11.1 Электробезопасность

11.2 Пожаробезопасность

11.3 Защита окружающей среды

12. Автоматика в системе электроснабжения

13. Учет и экономия электроэнергии

14. Экономическая часть проекта

15. Заключение

16. Литература

3

5

5
6

7

9

10

13

14

15

16

16

18

19

20

20

24

25

27

27

28

29

32

33

34

40

40

41

42

42

45

46

47

48

50

56

57



Введение.
Жизнь и деятельность современного общества невозможно представить без электричества. Электричество давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии — относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Электроэнергия вырабатывается на предприятиях, называемых электрическими станциями. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.) с помощью электрических машин (генераторов), преобразуются в электрическую энергию, которую по линиям электропередачи можно передавать на очень большие расстояния. Прием, преобразование и распределение электроэнергии осуществляются на электрических подстанциях - электроустановках, состоящих из трансформаторов или иных преобразователей электроэнергии, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств. Подстанции являются основным элементом электрической сети.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой. Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повышающих и понижающих подстанций и линий электрической сети, называют электроэнергетической системой.

В настоящее время основой межсистемных энергетических связей Российской Федерации являются линии напряжением 500 кВ.

Принципом развития энергосистемы России является производство электроэнергии на крупных электростанциях, объединяемых в единую энергосистему общей высоковольтной сетью 500 ... 1150 кВ.

Особенностью работы электроэнергетических систем является то, что электростанции должны вырабатывать столько мощности, сколько ее требуется в данный момент для покрытия нагрузки потребителей, собственных нужд станций и потерь в сетях. При снижении нагрузки необходимо производить остановку некоторого числа генераторов и, наоборот, запускать дополнительные генераторы при увеличении потребления электроэнергии. Следует также учитывать, что от энергосистем питается ряд потребителей, нарушение электроснабжения которых недопустимо, так как это может привести к серьезным авариям и человеческим жертвам. Для обеспечения указанных требований все мощные электростанции, с помощью линий электропередачи, объединены в крупные энергосистемы, имеющие специальные диспетчерские пункты оперативного управления, которые оснащаются средствами контроля, связью, мнемонической схемой расположения электростанций, линий электропередач и подстанций.

Энергосистемы, в свою очередь, объединяются в единую энергосистему (ЕЭС) России.

Объединение энергетических систем имеет огромные преимущества по сравнению с отдельными станциями. При создании объединенных энергосистем можно уменьшить установленную мощность электростанций. Максимум суммарной нагрузки системы меньше чем сумма максимумов нагрузок отдельных потреби гелей. В энергетических системах, охватывающих обширные географические районы, несовпадение максимумов вызвано расположением потребителей в разных часовых поясах, что дает более равномерный суммарный график по сравнению с графиком нагрузки отдельных потребителей. Кроме того, при параллельной работе электрических станций требуется меньшая мощность резервных генераторов. Объединение энергосистем позволяет увеличить единичные мощности агрегатов, что улучшает их технические характеристики и снижает удельную стоимость выработки электроэнергии, повышается надежность электроснабжения потребителей. Получаемый от объединения энергосистем эффект превышает все затраты на строительство и эксплуатацию межсистемных линий электропередачи.

Важнейшей задачей электроснабжения народного хозяйства является повышение его надежности и бесперебойности. Для обеспечения высокого уровня технического содержания электрооборудования, правилами технической эксплуатации предусматривается ряд мер по его обслуживанию и ремонту. Для непрерывной и безаварийной работы оборудования подстанций и распределительных устройств, специальными графиками и планами определяются сроки их профилактических ремонтов и испытаний, а также систематическое оперативное обслуживание. Предупредительные ремонты предусматривают доведение технических показателей электрооборудования до проектных и расчетных значений, что обеспечивает длительную, надежную и экономичную работу оборудования, бесперебойное и качественное снабжение потребителей электроэнергии.
1. Общая характеристика механосборочного цеха и технологический процесс.
Механосборочный цех предназначен для серийного выпуска подукции для завода тяжелого машиностроения. Он является одним из цехов завода тяжелого машиностроения.

Питание цеховой ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода, либо от центрального распределительного пункта ЦРП, или от шин генераторного напряжения ближайшей энергостанции. Напряжение в сети внешнего энергоснабжения принимается 10 кВ, наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ).

Размеры цеха А х В х Н = 50 х 30 х 8м

2 Перечень и характеристики установленного оборудования
1. Станочное отделение.

    1. наждачный станок (3шт)

    2. карусельно-фрезерный станок (3шт)

    3. вертикально-протяжный станок (2шт)

    4. полуавтомат токарный (3шт)

    5. продольно-фрезерный станок (3шт)

    6. горизонтально-расточной станок (2шт)

    7. вертикально-сверлильный станок (2шт)

    8. агрегатный горизонтально-сверлильный станок (2шт)

    9. радиально-сверлильный станок (2шт)

    10. шлифовально-обдирочный станок (2шт)

    11. круглошлифовальный станок (2шт)

    12. закалочная установка (1шт)

    13. клепальная машина (2шт)

    14. электротельфер (1шт)


2. Цех имеет вспомогательные, бытовые помещения:

2.1. Склад Зап.Частей

2.2. Инструментальная

2.3. Бытовка

2.4. Цеховая ТП

2.5. Склад материалов

2.6. Комната отдыха

2.7. Склад изделий

2.8. Помещение мастера

2.9. Вентиляционная, в которой имеются два вентилятора
2.1. Общая характеристика, расчёт и выбор приводных эл. двигателей радиально-сверлильного станка.
Для выбора мощности главного электродвигателя М1- необходимо учесть диаметр сверла d = 28 мм.

Мощность электропривода осуществляется по формуле:

кВт [1. С 119]

Дано: d=28 мм.

S=0,2мм.

n=250 об/мин.

Fсв = 392 кг/мм2

nс = 0,7.

кВт

Выбираем по каталогу двигатель с ближайшей большей стандартной мощностью и его технические характеристики заносим в таблицу, в эту же таблицу заносим данные вспомогательных двигателей:

Таблица 2.1.1. Технические характеристики АД привода шпинделя радиально-сверлильного станка и остальных вспомогательных.



Тип электродвигателя

Рн, кВт

При номинальной нагрузке

Iпуск/

Iном


Iном


Iпуск


nн об/мин

?,%

COS?

4А100М4УЗ

3

1435

82,0

0,83

6,5

6,6

42,9

4А80В4УЗ

1,1

1420

75,0

0,81

5,0

3,57

17,85

4А71А4УЗ

0,55

1390

70,5

0,70

4,5

1,69

7,6

4А71А4УЗ

0,55

1390

70,5

0,70

4,5

1,69

7,6

4АА56А4УЗ

0,12

1375

63,0

0,66

3,5

0,41

1,65


Электропривод радиально-сверлильного станка.
М1 – Электродвигатель вращения шпинделя Рн= 3 кВт

М2 –Электродвигатель перемещения траверсы Рн= 1,1 кВт

М3 – Электродвигатель гидрозажима колонны Рн= 0,55 кВт

М4 - Электродвигатель гидрозажима шпиндельной головки Рн= 0,55 кВт

М5 - Электродвигатель насоса охлаждающей жидкости Рн= 0,12 кВт
2.2. Разработка эл. схемы управления для радиально сверлильного станка.
Станок имеет пять асинхронных короткозамкнутых двигателей: вращения шпинделя M1 (3 кВт), перемещения траверсы M2 (1,1 кВт), гидрозажима колонны M3 и шпиндельной головки M4 (по 0,55 кВт) и электронасоса M5 (0,12 кВт).

Частота вращения шпинделя регулируется механическим путем с помощью коробки скоростей в диапазоне от 30 до 1500 об/мин (12 скоростей). Привод подачи выполнен от главного двигателя M1 через коробку подач. Скорость подачи регулируется от 0,05 до 2,2 мм/об, наибольшее усиление подачи FП,max=20000 Н. Траверса может поворачиваться вокруг оси колонны на 360О и вертикально перемещаться по колонне на 680 мм со скоростью 1,4 м/мин. Зажим траверсы колонне производится автоматически. Все органы управления станком сосредоточены на сверлильной головке, что обеспечивает значительное сокращение вспомогательного времени при работе на станке.

Рассмотрим электропривод схему управления радиально-сверлильного станка модели 2A55, предназначенного для обработки отверстий диаметром до 50мм сверлами из быстрорежущей стали.

В электрооборудование, за исключением электронасоса, установлено на проводной части станка, поэтому напряжение сети 380 В подается через вводной выключатель QW1 на кольцевой токосъёмник XA и далее через щеточный контакт в распределительный шкаф, установленный на траверсе.

Перед началом работы следует произвести зажим колонны и шпиндельной головки, что осуществляется нажатием кнопки Зажим. Получает питание контактор КМ3 и главными контактами включает двигатели M3 и M4, которые приводят в действие гидравлические зажимные устройства. Одновременно через вспомогательный контакт контактора КM3 включается реле КV подготавливающее питание цепей управления через свой контакт после прекращения воздействия на кнопку Зажим и отключения контактора КМ3. Для отжима колонны и шпиндельной головки при их перемещения нажимается кнопка Отжим, при этом теряет питание реле КV, что делает невозможным работу на станке при отжатых колонне и шпиндельной головке.

Управление двигателями шпинделя M1 и перемещения траверсы M2 производится при помощи крестового переключателя SA3, рукоятка которого может перемещаться в четыре положения: Влево, Вправо, Вверх и Вниз, замыкая при этом соответственно В; П; В и Н. Так, в положении рукоятки Влево включается контактор КМШВ и шпиндель вращается против часовой стрелки. Если рукоятку переместить в положение Вправо, то отключается контактор КМШВ, включается контактор КМШП и шпиндель станка будет вращаться по часовой стрелке.

При установки рукоятки крестового переключателя SAЗ, например, в положение Вверх включается контактором - КМТВ двигатель М2. При этом ходовой винт механизма перемещения вращается вначале вхолостую, передвигая сидящую на нем гайку, что вызывает отжим траверсы (при этом замыкается контакт SA-2 переключателя автоматического зажима), после чего происходит подъем траверсы. По достижении траверсой необходимого уровня переводят рукоятку SA3 в среднее положение, поэтому отключается контактор КМТВ, включается контактор КМТН и двигатель М2 реверсируется. Реверс необходим для осуществления автоматического зажима траверсы благодаря вращению ходового винта в обратную сторону и передвижению гайки до положения зажима, после чего двигатель разомкнувшимся контактом SA-2 отключается. Если теперь установить рукоятку переключателя в положение Вниз, то сначала произойдет отжим траверсы, а затем ее отпускание и т.д. Перемещение траверсы в крайних положениях ограничивается конечным выключателем SQ”Верх” и SQ”Низ” разрывающими цепи питания контакторов КМТВ или КМТН.

Защита от к.з. в силовых цепях, цепях управления и освещения производится плавкими
предохранителями FU1…FU4. Двигатель шпинделя защищен от перегрузки тепловым реле КК. Реле КV осуществляет нулевую защиту, предотвращая самозапуск двигателей M1 и M2, включеннях переключателем SA3, при снятии и последующем восстановлении напряжения питания. Восстановление цепи управления возможно только при повторном нажатии кнопки Зажим.
2.3. Выбор электрических аппаратов для силовой части схемы.
для электродвигателей М1, М2, М3, М4, М5.

По току In ?Iн1;

М1-Iна=6,6А?10А

Выбираем реверсивный контактор 1 величины марки ПМЛ-161102

Выбираем контактор для электродвигателя М2 реверсивный марки ПМЛ-161102

1 величины

М2=Iн2=3,57А?10А

Выбираем контактор для электродвигателей М3, М4.

Iрасч. = ?Iн+Iн [5. С 106]

Iрасч. = 1,69А+1,69А=3,38А?10А

Выбираем контактор реверсивный 1 величины марки ПМЛ-161102.
Выбираем тепловое реле

Реле управления, защиты автоматики предназначены для организации управления, контроля, автоматизации процессами, реализуемыми электротехническими установками, а так же защиты электрооборудования и электрических цепей от коротких замыканий, неполнофазных режимов и т.д.

Для М1, М2, М3, М4, М5 (КK)



К=1,05 I н реле = 25А I н= 1,05Ч6,6= 6,93А?10А

Выбираем реле типа: РТЛ -101404 ( I тр 7ч10 )

Выбираем плавкие вставки:

[5. С 83]

Iн FV1=+3,57+2Ч1,69+0,41=28,81А?40А

Iн Серии ПР-2 Iн кр=60 А Iвст=35А

Iн FV2=+2Ч1,69=12,305А?15А

Плавкая вставка ПР-2 Iн кр=15А Iест=15А

FV3==0,825А?1А

Серии ПР-2 Iн пр=15А Iн ест=1А

Выбираем кабель Iр=15,98А АВВГ-(4Ч2,5) Iд=19А
2.4 Расчет электрического освещения.
Установки электрического освещения используют во всех производственных помещениях, так же для освещения технологических площадок.

Рабочее освещение предназначается для нормальной деятельности во всех помещениях и на открытых участках при недостаточном естественном освещении. Оно должно обеспечивать нормируемую освещённость в помещении на рабочем месте. Согласно ГОСТ 13109-67, отклонение напряжения в сети рабочего электрического освещения допускается в пределах от -2,5% до +5%.

1. Расчет электрического освещения для участка цеха металлорежущих станков длинной А = 50м, шириной В = 30м, высотой Н = 8м.

Коэффициенты отражения:

От потолка -

От стен -

От рабочей поверхности -

В качестве источников света выбираем газоразрядные лампы типа ДРЛ-250

Р = 250 Вт, лм

Тип светильника РСП-0,5 незащищенного исполнения

Согласно СН и П, для рассчитываемого цеха определяем нормированную освещенность и коэффициент запаса .

,

Приняв высоту с веса светильника , высоту рабочей поверхности , определяем расчетную высоту подвеса светильников.





[3, стр. 102]

Размеры цеха А=50м В=30м Н=8м. Составляем поперечный разрез помещения.

Рис. 2.4.1 План поперечного разреза цеха М 1:100
Рассчитываем h-это высота то светильника до рабочей поверхности.

метров

метров

Определяем индекс помещения в соответствии с h и поперечным размером помещения.

[3,с21]


В данном производственном помещении потолок и стены выкрашены темные цвета, поэтому коэффициент отражения от рабочей поверхности, стан и потолка составляют:



Для данного помещения в качестве источника света выбираем газоразрядные лампы т.к. помещение сухое выбираем светильник РСП 05 и определяем коэффициент светового потока

Выбираем лампы ДРИ-250

[3,стр 102]

Рекомендуемая нормированная освещенность для данного помещения при использовании газоразрядных ламп составляет 300Лк

Определяем общее число светильников по формуле.
шт. [3, c 28]

Где: Кз- коэффициент запаса равен 1,5

Z- Коэффициент неравномерности освещения равен1,15.

S- площадь освещаемого помещения М2



Согласно правилам ПУЭ и СНиП для равномерной нагрузки питающей сети выбираем:

(шт.), распределяется как (4х18) шт.

Определяем суммарную мощность осветительной установки.

Вт.



Следовательно, принимаем расположение светильников в каждом ряду с равномерным разрывами между ними и составляем план размещения светильников под потолком.

Принимаем расположение светильников в каждом ряду с равномерным разрывами между ними. Составляем план размещения светильников под потолком.

Найдем Фрасч для определения правильности расчета.

Лм. [3. С 52]

Находим погрешность расчета

[3. С 55]
Лм. [3. С 56]
Лм.
%
Погрешность в допустимых нормах, значит, расчет произведен правильно.
2.5 Расчет вентиляционной установки.
Расчет и выбор мощности приводного электродвигателя для вентилятора.

Вентиляционные установки промпредприятий выполняется обычно вентиляторами центробежного типа. Мощность приводного электродвигателя находится по формуле:

[2. С 454]

коэффициент запаса

производительность вентиляционной установки

напор (давление) газа

кпд вентилятора

кпд механической передачи

Производительность вентиляционной установки определяется в зависимости от объема помещения V и требуемой кратности обмена воздуха в час

[2. С 420]





кратность обмена воздуха в час, примем =2

перепад давления воздуха, примем Нв=1000 Па





Выбираем для вентиляционной установки 2 приводных электродвигателя, 1 из них мощностью 11 кВт, 1- мощностью по 7,5 кВт каждый. Технические данные двигателей заносим в таблицу.
Таблица 2.5.1 Технические данные электродвигателя.

Тип двигателя



кВт

, об/мин





%



4А132М4УЗ

11

1460

0,87

87,5

7,5

4А132S4У3

7,5

1455

0,86

87,5

7,5



2.6 Расчет и выбор грузоподъемного механизма.
Электрооборудование кран-балок

Для подъема и перемещения грузов внутри мастерской служит тельфер грузоподъемностью 3,5 тонны.

Статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъеме затрачивается на перемещение груза по вертикали и на преодоление потерь, на трение.

[2. С 117]

сила тяжести поднимаемого груза, Н

сила тяжести грузозахватывающего устройства, Н

[2. С 118]

КПД подъемного механизма, при подъеме полного груза

скорость подъема груза,

Примем Vn =0.14

Для привода механизма подъема груза выбирают крановые электродвигатели специального исполнения

- для мостовых кранов серий MTF или MTH

- для кран-балок и тельферов серий MTKF или MTKH



Так как грузоподъемность тельфера составляет менее 5 тонн, выбираем крановый электродвигатель серии MTКН. Технические данные двигателя заносим в таблицу.

Таблица № 2.6.1 Технические данные электродвигателя.

Тип

двигателя

Рн,кВт

ПВ,%

об/мин



,%



MTКН 311-8

8,2

25

670

0,75

74

88
  1   2   3   4


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации