Характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта

ЗАДАНИЕ

 

 

ТЕМА ПРОЕКТА:

«ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВОГО ЦЕХА»

Исходные данные

1.1 План расположения электрооборудования кузнечно-прессового цеха

1.2 Перечень электрооборудования кузнечно-прессового цеха

 

В курсовом проекте должны быть разработаны и изложены:

 

Пояснительная записка

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта

1.2 Характеристика окружающей среды производственных помещений

кузнечно-прессового цеха

2 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор схемы электроснабжения объекта

2.2 Расчёт электрических нагрузок по группам приёмников ЭЭ и по узлу в целом.

2.3 Расчёт силовой распределительной и питающей сети при напряжении

380В с выбором сечений проводов, кабелей и аппаратов защиты

2.4 Выбор средств компенсации реактивной мощности с определением их типа и места подключения

2.5 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ПС

2.6 Выбор конструкции распределительного устройства высшего и низшего напряжений

2.7 Расчёт токов короткого замыкания

2.8 Выбор электрооборудования, токоведущих частей и проверка их на действие токов короткого замыкания

2.9 Конструктивное исполнение сети заземления и расчёт заземляющего устройства

2.10 Спецификация на проектируемое оборудование и материалы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

ВВЕДЕНИЕ

Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика

оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Просчеты в этой области имеют серьезные последствия. Тепло и свет в домах, транспортные потоки и работа промышленности – все это требует затрат энергии. Основой энергетики сегодняшнего дня являются топливные запасы угля, нефти и газа, которые удовлетворяют примерно девяносто процентов энергетических потребностей человечества.

Наиболее универсальная форма энергии – электричество. Оно

вырабатывается на электростанциях и распределяется между потребителями посредством электрических сетей коммунальными службами. Потребности в энергии продолжают постоянно расти. Наша цивилизация динамична. Любое развитие требует, прежде всего энергетических затрат и при существующих формах национальных экономик многих государств можно ожидать возникновения серьезных энергетических проблем.

Главными направлениями научно-технического прогресса в электроэнергетике в последние годы являлись:

. совершенствование эффективности парогазового цикла и увеличение на этой основе производства энергии;

. расширение использования высокоэффективного комбинированного производства электрической и тепловой энергии, в том числе на ТЭЦ малой и средней мощности с применением газотурбинного, парогазового и дизельного привода для централизованного и децентрализованного энергоснабжения;

. внедрение экологически чистых технологий на тепловых электростанциях, работающих на органическом топливе;

. повышение КПД и снижение себестоимости производства энергии на энергетических установках малой и средней мощности, работающих на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии, а также с пользованием топливных элементов.

Целью моего курсового проекта является разработка надежной схемы электроснабжения кузнечно-прессового цеха.

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Мостовой кран.

Это грузоподъёмное устройство для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния.

Однотипными узлами всех кранов являются:

- механизм передвижения моста;

- механизм передвижения тележки;

- механизм подъёма и опускания груза;

Основное крановое оборудование:

Электродвигатели на переменном трехфазном токе при напряжении 220, 380 и 500 В.

Двигатели типа:

- с короткозамкнутым ротором – серии «МТК» и «4МТК»

- с фазным ротором – серии «МТ» и «4МТ».

По исполнению могут быть одно- и многоскоростные, повторно-кратковременного режима, с ПВ=40%.

Требования к электроприводам:

- реверсирование и работа, как в двигательном, так и в тормозном режимах;

- широкий диапазон регулирования скорости, так как малая скорость нужна для перемещения тяжёлых грузов и обеспечения точной остановки, а повышенная – для перемещения порожных мостов, тележек и крюков;

- жесткость механических характеристик, обеспечивающих независимость низких скоростей от груза;

- ограничение ускорения в допустимых пределах при минимальной длительности переходных процессов.

Молоты.

Кузнечные молоты, предназначены для деформации металла ударами падающих частей. На молотах выполняются все технологические операции свободной ковки (осадка, вытяжка, прошивка, рубка и т.д.), а также горячей штамповки. Наибольшее распространение получили механические молоты с электрическим приводом, применяемые главным образом в массовом производстве, когда требуется изготовление большого количества мелких несложных деталей.

В механических молотах ударное действие осуществляется с помощью фрикционного или кривошипного механизма, приводимого в движение электродвигателем. Соответственно различают два вида механических молотов: фрикционные и кривошипные.

В промышленности находят применение фрикционные молоты с так называемой доской, на конце которой закрепляется ударная баба. Вертикальные возвратно-поступательные движения доске сообщаются фрикционным механизмом, который при включении двигателя молота поднимает её вверх. При отключении двигателя в верхней точке подъёма доска освобождается, и баба падает вниз, нанося удар по заготовке. Такие молоты изготовляются с массой падающих частей 200 – 3000 кг и широко применяются для горячей штамповки.

Кривошипные молоты применяются для свободной ковки мелких изделий, когда требуется большое количество легких ударов, следующих непрерывно один за другим. Масса падающих частей таких молотов колеблется от 25 до 250 кг, частота ударов 200 – 500 в минуту.

Прессы.

Отличие прессов от молотов заключается в том, что деформация металла на прессах производится постепенным давлением, а не ударом, поэтому не требуется больших и сложных фундаментов, исключается сотрясения грунта и зданий. На прессах выполняются операции свободной ковки, горячей и холодной штамповки. Прессы разделяют на два основных вида: гидравлические, в которых используется в качестве рабочей жидкости вода под давлением до 20 – 30 МПа, а в тяжелых прессах – до 50 – 60 МПа, и механические с электроприводом.

Таблица 1.1 перечень ЭО участка кузнечно-прессового цеха

 

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Ки	cos	Примечание
	Вентилятор вытяжной		0,65	0,8
	Вентилятор приточный		0,65	0,8
3…5	Электротермические установки		0,7	0,35
6,17,36	Краны мостовые	25 кВ·А	0,06	0,5	ПВ=25%
7…16	Обдирочные станки типа РТ-503		0,25	0,65
18…20	Кривошипные КПМ		0,2	0,65
21…23	Фрикционные КПМ	4,5	0,2	0,65
24…35	Обдирочные станки типа РТ-21001		0,25	0,65

 

 

Где m – модуль сборки

Где Iр – ток нагрузки

Рном – номинальная активная мощность электроприёмника, кВт;

Uном – номинальное напряжение электроприёмника, кВ;

cosw - номинальный коэффициент мощности нагрузки;

Hном – номинальный КПД

Алгоритм расчёта по нагреву

- выбирается марка проводника в зависимости от характеристики среды помещения, его конфигурации и способа прокладки сети;

- по формуле 2.1 определяют расчетный ток. За расчётный ток одиночного ЭП принимается его номинальный ток;

- выбирается сечение проводника по условию нагрева длительно допустимым током

 

(2.2)

Где Iпик – пиковый ток, А

Пиковый ток из двух – пяти электродвигателей определяется по выражению

 

(2.10)

 

где Iпуск – наибольший пусковой ток одного электродвигателя, входящего в группу, А;

- суммарный номинальный ток группы ЭП без учета номинального тока наибольшего по мощности электродвигателя, А

Таблица 2.2

Линия	Iр, А	Автоматический выключатель	Тип провода
Iс.з.а А	Iн.а, А	Тип	Iд.д, А	Марка и сечение
Электротермические установки	72,4			ВА 52-32		АВВГ (4 х 16)
Краны мостовые, ПВ=25%	42,8			ВА 51-31		АВВГ (4 х 8)
Обдирочные станки типа РТ-503	55,2			ВА 51-31		АВВГ (4 х 16)
Кривошипные КМП	26,3			ВА 51-25		АВВГ (4 х 3)
Фрикционные КМП	11,8	12,5		ВА 51-25		АВВГ (4 х 1)
Обдирочные станки типа РТ-21001	44,7			ВА 51-31		АВВГ (4 х 8)
Вентилятор приточный	128,2			ВА 51-33		АВВГ (4 х 50)
Вентилятор вытяжной	85,4			ВА 51-31		АВВГ (4 х 25)

Таблица 3.1 Сводная ведомость нагрузок

Параметр	cosw	tgw	Рм.уз	Qм.уз	Sм.уз
Всего на НН без КУ	0,62	1,25	320,3	270,17	421,7
КУ	-	-	-	1х150 1х100	-
Всего на НН с КУ	0,39	0,91	320,3	20,17	320,3
Потери	-	-	6,4	32,03	-
Всего на ВН с КУ	-	-	326,7	52,2	328,77

 

 

Таблица 4.1 Технические данные трансформатора

 

Тип трансформатора	Номинальная мощность	Напряжение, кВ	Потери, кВт	Цена
первичное	вторичное	DРх	DРн
ТМ-400/10		10; 6	0,4; 0,69	1,05	5,5	3,38

 

 

Конструктивные особенности

Размещение кабельного отсека внизу, отсека сборных шин – вверху возможность исполнения с двусторонним обслуживанием. Имеется полный комплект схем главных цепей и цепей вторичной коммутации. В шкафах предусмотрены механические и электрические блокировки, обеспечивающие защиту обслуживающего персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям и защиты схемы от ошибочных оперативных переключений.

 

Таблица 5.1 Основные технические параметры КМ-1Ф

Номинальное напряжение, кВ	6; 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	7,2; 12
Номинальный ток главных цепей шкафов КРУ, А	630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150
Номинальный ток сборных шин, А	630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150
Ток термической стойкости главных цепей ячеек КРУ, кА	20; 31,5
Ток электродинамической стойкости главных цепей	51:81
Номинальный ток отключения выключателя, встроенного в КРУ, кА	20; 31,5

Таблица 5.1

Характеристика точки к.з.	Хр, Ом	Rр, Ом	Zр, Ом	Iк.з., кА	Iуд, кА	Куд
К1	20,07	2,14	24,64	0,22	0,42	1,369
К2	20,11		20,11	2,73	5,28	1,369

Выбор разъединителей

При выборе типа разъединителя обращается внимание на необходимое количество заземляющих ножей и место их установки. Заземляющие ножи используются во время ремонтных работ для заземления отключённого участка электроустановки. В схеме должно быть предусмотрено такое количество заземляющих ножей, чтобы исключалась необходимость использования переносных заземлителей. Для этой цели в разъединителях предусматриваются один или два заземляющих ножа.

 

Таблица 6.1 Выбор и проверка аппаратов

Условия выбора	Uуст≤Uн	Iрас≤Iн	Iп.о≤Iн.откл	Iiу≤iпр.скв	Вк
Расчётные нагрузки	10 кВ	24,34	0,22	0,42	0,19
Выключатель нагрузки	ВНП У10 400-10		25 кА		0,19
Разъединитель	РВ-10/400 УЗ		-	-	7,4
Разрядник	РТФ 10-0,2-1УХЛ1	-	0,5	-	-
Предохранитель	ПКТ-101-10-31,5-125У3	31,5	12,5	-	-
Автоматический выключатель	АВМ ЧС			-	-

 

Выбор кабеля

1. Определяем расчётный ток установки, А:

 

(6.1)

 

Sр – расчётная мощность

Uном – номинальная мощность

2. Определяем сечение кабеля по экономической плотности тока для питающей линии:

 

(6.2)

 

 

 

где - экономическая плотность тока,

3. Проверяем кабель на термическую стойкость, тепловой импульс короткого замыкания определяется по формуле, кА·с:

 

(6.3)

 

Где Вк – тепловой импульс

Выбор сечения шин

Выбор сечения шин производится по нагреву. При этом учитываются не только нормальные, но и последовательные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможность не равномерного распределения между секциями шин

 

1. Определяем расчётный ток установки, А:

 

 

Выбираем шины размерами 50х5 мм, с допустимым током Iдоп = 665 A

2. Проверяем шины на термическую стойкость:

 

 

Шины термически стойки, так как

3. Определяем наибольшее удельное усилие при трёхфазном КЗ, Н/м:

 

(6.8)

 

4. Определяем изгибающий момент шин:

 

(6.9)

 

5. Определяем сопротивление шин при положении их плашмя и расположении в одной плоскости

 

(6.10)

 

6. Определяем расчётное напряжение в материале шин, МПа:

 

(6.11)

 

Окончательно принимаем алюминиевые шины однополюсные , с допустимым током Iдоп = 665 A

 

 

ЗАДАНИЕ

 

 

ТЕМА ПРОЕКТА:

«ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВОГО ЦЕХА»

Исходные данные

1.1 План расположения электрооборудования кузнечно-прессового цеха

1.2 Перечень электрооборудования кузнечно-прессового цеха

 

В курсовом проекте должны быть разработаны и изложены:

 

Пояснительная записка

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта

1.2 Характеристика окружающей среды производственных помещений

кузнечно-прессового цеха

2 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор схемы электроснабжения объекта

2.2 Расчёт электрических нагрузок по группам приёмников ЭЭ и по узлу в целом.

2.3 Расчёт силовой распределительной и питающей сети при напряжении

380В с выбором сечений проводов, кабелей и аппаратов защиты

2.4 Выбор средств компенсации реактивной мощности с определением их типа и места подключения

2.5 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ПС

2.6 Выбор конструкции распределительного устройства высшего и низшего напряжений

2.7 Расчёт токов короткого замыкания

2.8 Выбор электрооборудования, токоведущих частей и проверка их на действие токов короткого замыкания

2.9 Конструктивное исполнение сети заземления и расчёт заземляющего устройства

2.10 Спецификация на проектируемое оборудование и материалы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

ВВЕДЕНИЕ

Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика

оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Просчеты в этой области имеют серьезные последствия. Тепло и свет в домах, транспортные потоки и работа промышленности – все это требует затрат энергии. Основой энергетики сегодняшнего дня являются топливные запасы угля, нефти и газа, которые удовлетворяют примерно девяносто процентов энергетических потребностей человечества.

Наиболее универсальная форма энергии – электричество. Оно

вырабатывается на электростанциях и распределяется между потребителями посредством электрических сетей коммунальными службами. Потребности в энергии продолжают постоянно расти. Наша цивилизация динамична. Любое развитие требует, прежде всего энергетических затрат и при существующих формах национальных экономик многих государств можно ожидать возникновения серьезных энергетических проблем.

Главными направлениями научно-технического прогресса в электроэнергетике в последние годы являлись:

. совершенствование эффективности парогазового цикла и увеличение на этой основе производства энергии;

. расширение использования высокоэффективного комбинированного производства электрической и тепловой энергии, в том числе на ТЭЦ малой и средней мощности с применением газотурбинного, парогазового и дизельного привода для централизованного и децентрализованного энергоснабжения;

. внедрение экологически чистых технологий на тепловых электростанциях, работающих на органическом топливе;

. повышение КПД и снижение себестоимости производства энергии на энергетических установках малой и средней мощности, работающих на нетрадиционных возобновляемых источниках энергии, а также с пользованием топливных элементов.

Целью моего курсового проекта является разработка надежной схемы электроснабжения кузнечно-прессового цеха.

 

 

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта

 

Кузнечно-прессовый цех производит стальные поковки методом горячей штамповки массой 0,1 - 8,0 килограммов. При проектировании технологических процессов используются средства САПР.
После операции входного контроля металлопрокат поступает на участок резки для изготовления заготовок мерной длины. Универсальные механизированные штамповочные линии, оснащенные индукционными нагревателями, кривошипными горячештамповочными прессами, ковочными вальцами, обрезными прессами, выдают готовые поковки с минимальным количеством переходов. Термическое оборудование цеха позволяет выполнять операции нормализации и улучшения.
Очистка поверхности поковок от окалины производится в дробометных барабанах.
С целью обеспечения высокой точности размеров поковки подвергаются холодной правке.
Контроль поверхностных дефектов осуществляется методом магнитно-люминесцентной дефектоскопии.
Возможно изготовление мелких серий поковок (до 10 000 шт. в год с большими перепадами сечений по длине, изогнутой осью, с отростками.).

Кузнечно-прессовое оборудование включает в себя:

- прессы механические;

- прессы- автоматы;

- автоматы холодновысадочные;

- резьбонакатные автоматы;

- прессы гидравлические;

- прессы гидравлические;

- прессы гидравлические для производства пластмассовых изделий;

- таблетавтоматы;

- пружинонавивочные станки;

- молоты;

- ножницы;

- термопластавтоматы.

Участок кузнечно-прессового цеха (КПЦ) предназначен для подготовки металла к обработке.

Он имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ-21001 и РТ-503, электротермические установки, кузнечно-прессовые машины, мостовые краны и др. Участок предусматривает наличие помещений для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, складов, для бытовых нужд и др.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП-1,4 км, а от ЭНС до ГПП-12 км. Напряжение на ГПП-6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен-2. Потребители участка имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.

Грунт в районе КПЦ – суглинок с температурой +15°С.

Дополнительная нагрузка в перспективе составит:

Рдоп= 683 кВт, Qдоп= 828 квар, Кп =0,5.

Каркас зданий смонтирован из блоков-секций длиной 8 м каждая.

Размеры участка

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования участка КПЦ дан в таблице 1.1

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприёмника.

Мостовой кран.

Это грузоподъёмное устройство для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния.

Однотипными узлами всех кранов являются:

- механизм передвижения моста;

- механизм передвижения тележки;

- механизм подъёма и опускания груза;

Основное крановое оборудование:

Электродвигатели на переменном трехфазном токе при напряжении 220, 380 и 500 В.

Двигатели типа:

- с короткозамкнутым ротором – серии «МТК» и «4МТК»

- с фазным ротором – серии «МТ» и «4МТ».

По исполнению могут быть одно- и многоскоростные, повторно-кратковременного режима, с ПВ=40%.

Требования к электроприводам:

- реверсирование и работа, как в двигательном, так и в тормозном режимах;

- широкий диапазон регулирования скорости, так как малая скорость нужна для перемещения тяжёлых грузов и обеспечения точной остановки, а повышенная – для перемещения порожных мостов, тележек и крюков;

- жесткость механических характеристик, обеспечивающих независимость низких скоростей от груза;

- ограничение ускорения в допустимых пределах при минимальной длительности переходных процессов.

Молоты.

Кузнечные молоты, предназначены для деформации металла ударами падающих частей. На молотах выполняются все технологические операции свободной ковки (осадка, вытяжка, прошивка, рубка и т.д.), а также горячей штамповки. Наибольшее распространение получили механические молоты с электрическим приводом, применяемые главным образом в массовом производстве, когда требуется изготовление большого количества мелких несложных деталей.

В механических молотах ударное действие осуществляется с помощью фрикционного или кривошипного механизма, приводимого в движение электродвигателем. Соответственно различают два вида механических молотов: фрикционные и кривошипные.

В промышленности находят применение фрикционные молоты с так называемой доской, на конце которой закрепляется ударная баба. Вертикальные возвратно-поступательные движения доске сообщаются фрикционным механизмом, который при включении двигателя молота поднимает её вверх. При отключении двигателя в верхней точке подъёма доска освобождается, и баба падает вниз, нанося удар по заготовке. Такие молоты изготовляются с массой падающих частей 200 – 3000 кг и широко применяются для горячей штамповки.

Кривошипные молоты применяются для свободной ковки мелких изделий, когда требуется большое количество легких ударов, следующих непрерывно один за другим. Масса падающих частей таких молотов колеблется от 25 до 250 кг, частота ударов 200 – 500 в минуту.

Прессы.

Отличие прессов от молотов заключается в том, что деформация металла на прессах производится постепенным давлением, а не ударом, поэтому не требуется больших и сложных фундаментов, исключается сотрясения грунта и зданий. На прессах выполняются операции свободной ковки, горячей и холодной штамповки. Прессы разделяют на два основных вида: гидравлические, в которых используется в качестве рабочей жидкости вода под давлением до 20 – 30 МПа, а в тяжелых прессах – до 50 – 60 МПа, и механические с электроприводом.