Электроснабжение промышленного предприятия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева

Факультет энергетики и машиностроения

Кафедра энергетики и приборостроения

КУРСОВАЯ РАБОТА

"Электроснабжение промышленного предприятия

ИП Шаврин В.Ю. «Завод нестандартного оборудования» "

Дисциплина: "Электроснабжение промышленных предприятий"

Э1ЭП. 050718. 007 КР

АВТОР Ковецкая Г.В.______________ “___”_______2009 г.

РУКОВОДИТЕЛЬ ст. преподаватель __________ “___”_______2009 г.

Кашевкин А.А.

Петропавловск, 2009

Содержание

1 Введение

2 Общие сведения о предприятии

2.1 Краткая характеристика предприятия и электроприемников

2.2 Безопасность

3 Расчетно-конструкторская часть

3.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения

3.2 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора

3.3 Компенсация реактивной мощности

3.4 Расчет осветительной сети

3.5 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

3.6 Расчет токов короткого замыкания

3.7 Проверка элементов цеховой сети

4 Вопросы электробезопасности

4.1 Основные понятия и определения

4.2 Основные технические и организационные мероприятия по безопасному проведению работ в действующих электроустановках

4.3 Защитные средства

Заключение

Список литературы

1 Введение

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения возрастающие требования к экономичности и надежности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров. Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которого приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами и др. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем. Энергетическая политика Казахстана предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем: перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствование энергетического оборудования, реконструкция устаревшего оборудования; сокращение всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией. Кроме прямого энерго- и ресурсосбережения существует целый ряд актуальных задач, решение которых в конечном итоге приводит к тому же эффекту в самих производственных установках, в производстве в целом. Сюда, в первую очередь относится повышение надежности электроснабжения, так как внезапное, иногда даже весьма кратковременное прекращение подачи электропитания может привести к большим убыткам в производстве. Но повышение надежности связано с увеличением стоимости системы электроснабжения, поэтому важной задачей должно считаться определение оптимальных показателей надежности, выбор оптимальной по надежности структуры системы электроснабжения.

Также важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит помимо прочих нежелательных явлений к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит: работа промышленных предприятий любых отраслей, полученная прибыль, зависящая от объемов выпуска продукции, соблюдения условий хранения скоропортящейся продукции, особенно актуально это звучит для предприятий пищевой промышленности. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать должный уровень надежности и безопасности. Развитие частного предпринимательства предполагает использование новых подходов, в организации распределения и учета электроэнергии. В частности это касается наличия нескольких предприятий на территории одной производственной зоны (участка), принадлежащих разным собственникам. Наличие разных технологических цепочек, плюс экономически оправданная система электроснабжения, учета электроэнергии, налагает определенные (специфические) требования к проектированию данных предприятий. В рассматриваемом проекте предполагается решить эти задачи. С минимальными затратами, получить достаточно надежную систему электроснабжения промышленного предприятия. Требуемый уровень надежности и безопасности схемы электроснабжения обеспечивается строгим соблюдением, при выборе оборудования и элементов защиты, норм и правил изложенных в ПУЭ, CНиПах и ГОСТах.

2 Общие сведения о предприятии

2.1 Краткая характеристика предприятия и электроприемников

Завод нестандартного оборудования предназначен для:

- единичного и мелкосерийного производства;

- изготовления нестандартного оборудования;

- механических и ремонтных работ.

Вся территория завода разделена на участки: станочный, ремонтно-механический, гильотинный, сварочный, прессовый, малярный. Также на заводе имеется литейный цех по производству изделий из пластмассы. Завод нестандартного оборудования оснащен складом материалов и складом готовой продукции. В здании предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения различного назначения.

Основное оборудование размещено в станочном и ремонтно-механическом участках. Перечень электрооборудования приведен в таблице 1.

Завод нестандартного оборудования получает электроснабжение от трансформатора, расположенного в 50 м от здания. Трансформатор подключен к подстанции, расположенной в 1 км от трансформатора, напряжение 10 кВ.

Потребители электроэнергии относятся к 3 категории надежности электроснабжения.

Количество рабочих смен – 1.

Большинство электрооборудования питается от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В, частота 50 Гц. Исключением является точечная сварка, она запитана от двух фаз, а также однофазные сварочные аппараты. По режиму работы можно выделить электроприемники длительного (станки) и повторно-кратковременного (сварочные аппараты, литейные машины) режимов.

Таблица 1 – Электрооборудование завода нестандартного оборудования

2.2 Безопасность

Данное предприятие является пожаро- и взрывобезопасным, так как на территории завода отсутствуют склады горюче-смазочных материалов, а используемые в малярке лакокрасочные материалы приобретаются непосредственно перед покраской и используются в полном объеме. Завод нестандартного оборудования является электробезопасным, так как все электрооборудование заземлено и опасность поражения людей электротоком минимальна, то есть практически отсутствует. На заводе имеется специальное противопожарное оборудование:

- пожарный щит;

- ящик с песком;

- огнетушители порошковые;

- противопожарная сигнализация;

- план эвакуации персонала из помещения;

- настенные знаки направления движения и выхода.

3 Расчетно-конструкторская часть

3.1 Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения

Надежность электроснабжения определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения. По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники разделяют на три категории.

Рассматриваемый завод нестандартного оборудования относится к 3 категории надежности. Для электроприемников 3 категории электроснабжение может быть от одного источника питания при условии, что перерывы, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не более 1 суток.

В данном случае питание будет осуществляться от одного трансформатора.

Рисунок 1 – Схема электроснабжения завода нестандартного оборудования

3.2 Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора

Порядок расчета.

Расчет электрических нагрузок проводится для определения величин затрат в системах электроснабжения промышленных предприятий. Расчетная величина электрических нагрузок Рр определяет технические решения и указывает затраты на изготовление электротехнических изделий, на создание и развитие субъектов электроэнергетики, на построение и функционирование объектов электрики.

Расчет нагрузки будет произведен по методу упорядоченных диаграмм. При наличии данных о числе электроприемников, их мощности, режимах работы его рекомендуют применять для расчетов элементов системы электроснабжения 2УР, 3УР (завод нестандартного оборудования является 3УР), питающих силовую нагрузку до 1 кВ.

Порядок расчета:

1. Составляется перечень силовых электроприемников с указанием их номинальной (установленной) мощности.

2. Определяется рабочая смена с наибольшим потреблением электроэнергии и выделяются характерные сутки.

3. Описываются особенности технологического процесса, влияющие на электропотребление, выделяются электроприемники с высокой неравномерностью нагрузки (которые рассчитывают по максимуму эффективной нагрузки).

4. Исключаются из расчета: а) электроприемники малой мощности; б) резервные по условиям расчета электрических нагрузок; в) Включаемые эпизодически.

5. Определяются группы электроприемников, имеющих одинаковый тип (режим) работы, и выделяются из них подгруппы, имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования.

6. Выделяются электроприемники одинакового режима работы, и определяется их средняя мощность:

, (1)

где  - номинальная мощность отдельного электроприемника.

7. Вычисляется средняя реактивная нагрузка:

, (2)

где tgφi – коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cosφ, характерному для i-го электроприемника.

8. Находится групповой коэффициент использования Ки активной мощности:

, (3)

где  - установленная мощность подгруппы.

9. Рассчитывается эффективное число электроприемников в группе из n электроприемников:

, (4)

где nэ – число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Pmax , что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы. При числе электроприемников в группе четыре и более допускается принимать nэ равным n (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника к номинальной мощности меньшего меньше трех. При этом при определении значения n допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.

10. По справочным данным в зависимости от (3) и (4) и постоянной времени нагрева То принимается величина расчетного коэффициента Кр.

11. Определяется расчетный максимум нагрузки:

. (5)

Значение расчетного коэффициента активной мощности Кр для То=2,5ч – сетей напряжением до 1 кВ, питающих 3УР.

Результаты расчетов нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности сводят в таблицу.

Расчет электрических нагрузок.

Исходные данные: категория электроснабжения – 3;

Суммарная площадь S = 389 м2;

Электроприемники приведены в таблице 1, а их технические характеристики в таблице 2.

Так как некоторое оборудование (прессы, гильотинные ножницы) используются редко, следовательно, коэффициент использования очень мал, то при расчете нагрузок они учитываться не будут.

Электроснабжение завода нестандартного оборудования (рисунок 1) осуществляется от одного трансформатора, выбраны распределительные устройства видов ШМА, РП и ЩО.

Нагрузки 3-фазного ПКР приводятся к длительному режиму:

ЭП №3. Сварочный трансформатор.

;

ЭП №4. Полуавтомат сварочный.

;

ЭП № 12. Термопласт автомат.

;

ЭП № 13. Пластавтомат вертикальный.

.

Нагрузки трехфазного ПКР приводятся к длительному режиму.

ЭП № 10. Точечная сварка.

.

Таблица 2 – Технические характеристики электроприемников