Расчёт цехового оборудования, характеристики электроприемников

Введение

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. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.
В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.
Энергетическая политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования, реконструкции устаревшего оборудования; сокращения 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. Важное значение приобрело измерение показателей качества электроэнергии. За последние десятилетия достигнуты значительные успехи не только в микроэлектронике, но и в электроаппаратостроении, в разработке новых электрических и конструкционных материалов, в кабельной технике. Эти достижения открывают новые возможности в способах канализации электроэнергии и в конструкции распределительных устройств (РУ). В частности, применение новых комплектных легко заменяемых узлов электрических сетей и сетевых устройств может потребоваться в быстро изменяющихся производственных условиях современных предприятий.

I. Общая часть

1.1 Краткая характеристика электрооборудования цеха

Цех металлорежущих станков (ЦМС) предназначен для серийного производства деталей по заказу.
ЦМС предусматривает наличие производственных, служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Металлорежущие станки различного назначения размещены в станочном, заточном и резьбошлифовальном отделениях.
Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.
Цех получает ЭСН от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,3 км от ГПП завода. Подводимое напряжение - 10 или 35 кВ. ГПП подключена к энергосистеме (ЭСН), расположенной на расстоянии 15 км.
Потребители ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения.
Количество рабочих смен - 3. грунт в районе цеха - глина при температуре +5С.
Каркас здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 м каждый.
Размеры цеха м.
Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.
Перечень ЭО цеха металлорежущих станков дан в таблице 1.
Мощность электропотребления ( ) указана для одного электроприемника.
Расположение основного ЭО показано на плане.
В данном цехе находится следующее электрооборудование:
Вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок. Они обеспечивают технологический процесс производства и условия трудовой деятельности.
Электропривод раздвижных ворот предназначен для автоматичекого открывание и закрывания ворот.
Универсальные заточные станки используются для заточки многолезвийного инструмента из инструментальной стали и твердых сплавов. Заточные станки позволяют работать с цилиндрическими и коническими инструментами, зенкерами и развертками. Также заточные станки используют для обработки фрез, долбяков и метчиков, резцов, червячных фрез, зуборезных головок и протяжек, с винтовыми и прямыми зубьями и др. по передним и задним поверхностям, расположенным на периферии и торце эльборовыми, алмазными и абразивными шлифовальными кругами.
Заточные станки для червячных фрез - предназначены для заточки однозаходных червячных фрез, а также специальных многозаходных насадных и хвостовых червячных фрез, в том числе и с закрытыми стружечными канавками.
Резьбошлифовальные станки - станок предназначен для выполнения основных резьбошлифовальных работ.
Заточные станки для фрезерных головок - станок для заточки и переточки металлорежущего инструмента.
Кругошлифовальные станки - предназначены для наружной и внутренней обработки цилиндрических, конических и торцевых поверхностей на деталях типа вал, втулка, ось, фланец, крышка и т. п.
Токарные станки - станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения.
Плоскошлифовальные станки - металлорежущий станок для обработки поверхностей металлических деталей абразивом (периферией или торцом шлифовального круга).
Внутришлифовальные станки - предназначен для шлифования сквозных цилиндрических отверстий в деталях типа втулок и колец.
Кран-балка - один из видов подъемных кранов с металлоконструкцией, имеющей вид опорного или подвесного моста. Мост перемещается по рельсам, установленным вдоль стен помещения или на специальных опорах вне здания. К мосту крепиться подвижная крановая тележка (таль) с приспособлением для захвата грузов.
Заточные станки - станок для заточки и переточки металлорежущего инструмента

Перечень электрооборудования цеха металлорежущих станков.
Таблица № 1.
№ на плане Наименование ЭО , кВт
Примечание
1, 11, 40 Электропривод раздвижных ворот 4,5 1-фазные
ПВ=25%
2…4 Универсальные заточные станки 2,8
5, 10 Заточные станки для червячных фрез 8,2
6, 7 Резьбошлифовальные станки 6,4
8, 9 Заточные станки для фрезерных головок 4,2
12, 13,
17…19 Круглошлифовальные станки 10
14…16 Токарные станки 7,8
20…22 Вентиляторы 5
23, 24, 29, 30, 36, 37 Плоскошлифовальные станки 18,5
25…28, 34, 35 Внутришлифовальные станки 12
31 Кран-балка 15 ПВ=40%
32, 33, 38, 39 Заточные станки 3,2

1.2 Краткая характеристика электроприемников по надежности электроснабжения
подстанция
По категории надежности электроснабжения электроприемника разделяются на 3 категории:
Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб народному хозяйству; повреждение основного оборудования, массовый брак продукции. Они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. относятся абсолютно все насосы, вентиляторы, дуговые печи, вакуумные электролизные установки.
Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Для них допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей.
К электроприемникам II категории надежности относится электропривод технологических механизмов, электролизные установки, электросварочное оборудование, печи сопротивления, индукционные печи, подъемно-транспортное оборудование, электроосветительные установки.
Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категорий. Перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента систем электроснабжения не превышают одних суток. Распределив электроприемники цеха по категориям надежности электроснабжения необходимо выбрать схему электроснабжения цеха.
В данном цехе встречаются электроприемники II и III категории, что позволяет выбрать радиальную схему с одним трансформатором

1.3 Характеристика электроприемников по пожаро-взрыво-электробезопасности и условиям эксплуатации.

По взрывоопасности делятся на: В -I, В -II, В - III
В -I- включает в себя взрывоопасные помещения с горючими газами и парами.
В -II - возможно образование взрывоопасной смеси в помещении из взвешенных частиц и воздуха в нормальных условиях.
В - IА - возможно образование взрывоопасной смеси в помещении из взвешенных частиц и воздуха при аварии или неисправности.
По электробезопасности делятся на: БПО, ПО, ОО.
ОО - которые характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особой сырости; химически активной или органической среды; одновременно двух и более условий повышенной опасности. ПО - которые характеризуются наличием в них одного из условий, создающих повышенную опасность: сырости или токопроводящей пыли; токопроводящих полов
БПО - это те, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особо повышенную опасность.
По пожароопасности делятся на: П-I, П-II, П- IIа, П- III
П - I- зона, расположенная в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 0С.
П -II - зона, расположенная в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламеняемости более 65 г/м горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 0С.

Характеристика электроприемников по пожаро-, взрыво-, электробезопасности и условиям эксплуатации.
Таблица №2.
Наименование помещений Категории
Взрывоопасности Пожароопасности Электробезопасности
Бытовка Не взрыв. Не пожароопасное БПО
Инструментальная Не взрыв. П-IIIд БПО
Склад Не взрыв. П-IIIд БПО
Заточное отделение Не взрыв. П-IIIд ПО
Резьбошлифовальное отделение Не взрыв. П-IIIд ПО
Станочное отделение Не взрыв. П-IIIд ПО
Кладовая Не взрыв. П-IIIд БПО
Вентиляционная Не взрыв. П-II ПО
Щитовая Не взрыв. П-II ПО

1.4 Характеристика электроприемников по длительности работ

Повторно-кратковременный режим - режим работы электротехнического устройства (в том числе сварочного), при котором работа с неизменной нагрузкой, продолжающаяся менее чем это необходимо для достижения устройством установившейся температуры при неизменной температуре окружающей среды, чередуется с отключениями, во время которых оно не успевает охладиться до температуры охлаждающей среды
Длительный режим - это режим, в котором превышение температуры двигателя достигает установившегося значения. Длительный режим подразделяют на два вида: а - режим с постоянной нагрузкой, б - режим с переменной нагрузкой. К типу а относятся ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б - ЭП поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков др.
Кратковременный режим - работа машины при неизменной нагрузке Р в течение времени tp, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2 превышающей температуру окружающей среды.
В данном цехе электроприемники работают преимущественно в длительном режиме.

Таблица №3 Характеристика электроприемников по длительности работ
Длительный режим Кол-во Повторно-кратковременный режим Кол-во Кратковременный режим Кол-во
Вентиляторы 3 Электропривод раздвижных ворот 3 Заточные станки для червячных фрез 2
Универсальные заточные станки 3 Заточные станки для фрезерования головок 2
Резьбошлифовальные станки 2 Кран-балка 1
Круглошлифовальные станки 5 Заточные станки 4
Токарные станки 3
Плоскошлифовальные станки 6
Внутришлифовальные станки 6