Выбор и обоснования схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта

 

Учебные мастерские (УМ) предназначены для практической подготовки обучаемых. Они являются неотъемлемой частью учебно-материальной базы предприятия.

Кроме того, учебные мастерские можно использовать для выполнения несложных заказов силами учащихся нуждающимся организациям.

Бесперебойность (надежность) электроснабжения электроприемников (потребителей) электроэнергии в любой момент времени определяется режимами их работы. В отношение обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствий от перерыва питания приемники электрической энергии, согласно Правила устройства электроустановок разделяются на следующие категории:

Электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжение которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Удельный вес нагрузок потребителей первой категории в большинстве отраслей промышленности невелик, за исключением химических и металлургических производств. На нефтехимических заводах нагрузка потребителей первой категории составляет от суммарной расчетной нагрузки. На металлургических заводах, имеющих в своем составе только коксохимические, доменные и конверторные цеха нагрузка первой категории равна.

Из состава электроприемников первой категории выделена так называемая особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования. К ним относятся электродвигатели задвижек, приводы компрессоров, вентиляторов, насосов подъемных машин на подземных рудниках.

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, перерыв их электроснабжения при аварии на одном из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Электроприемники второй категории - это такие электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, к массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. Для данной категории при нарушении электроснабжения одного источника питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питании действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой.

Электроприемниками третьей категории называются все остальные электроприемники, не подходящие под определение первой и второй категории. К ним можно отнести электроприемники во вспомогательных цехах, на неответственных складах. Для их электроснабжения достаточно одного их источников питания, при условии, что перерывы в электроснабжении достаточно одного из источников питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта или замены поврежденного аппарата, не превышают суток.

Схемы электрической сети могут быть:

)Радиальные схемы электроснабжения.

)Магистральные схемы электроснабжения.

) Радиальные - Характеризуется тем, что от источника питания, например от распределительных шин трансформаторной подстанции отходят линии питающие мощные электроприемники или групповые распределительные пункты от которой в свою очередь отходят самостоятельные линии питающие прочие электроприемники малой мощности.

К ним относятся: сети питания насосных или компрессорные станции а также сети взрывоопасных пожароопасных и пыльных производств.

Достоинства:

- Высокая надежность питания.

Легко применяются элементы автоматики.

Недостатки:

Требует больших затрат.

) Магистральные - применяются при равномерном распределение нагрузки по площади цеха. Распределение электрической энергии в них осуществляется по совершенной схеме “трансформатор магистрали”

Достоинства:

Упрощение и удешевление сооружения цеховой подстанции.

Перемещения технического оборудования не вызывает переделок сети.

Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает надежность электроснабжения при минимальных затратах на резервирование.

Возможно применение сборной конструкции шина провода и быстрый монтаж сетей.

Недостатки:

Недостаточная надежность электроснабжения.

Схемы электроснабжения выбирают в первую очередь по условиям надежности. Надежность определяется наличием потребителей I и II категории.

 

.Расчет электрических нагрузок

 

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: мощности районных трансформаторных подстанций, ЛЭП, питательных и распределительных сетей энергосистемы, заводских трансформаторных подстанций и их сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей. Завышение нагрузки приводит к перерасходу проводникового материала и удорожанию строительства; занижение нагрузки может привести к уменьшению пропускной способности электрической сети и к невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников. Применяемые в настоящее время методы расчёта электрических нагрузок основаны на опытных данных и на обобщениях, выполненных с применением методов математической статистики и теории вероятностей.

В данном расчете воспользуемся методом упорядоченных диаграмм, так как этот метод является основным методом при разработке технологических и рабочих проектов ЭСН.

По этому методу расчётная максимальная нагрузка группы электроприёмников определяется:

 

 (1)

 (2)

 (3)

 

где;

- максимальная активная нагрузка, кВт;

- максимальная реактивная нагрузка, кВАр;

- максимальная полная нагрузка, кВА;

- коэффициент максимума активной нагрузки;

- коэффициент максимума реактивной нагрузки;

- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВАр

 

, (4)

 

где;

- коэффициент максимума служит для перехода от средней нагрузки к максимальной. Он представляет собой отношение расчётного максимума активной мощности нагрузки группы электроприёмников к средней нагрузке за наиболее нагруженную смену:

 

 (5)

 (6)

 (7)

 

где;

- коэффициент использования электроприёмников, определяется на основании опыта эксплуатации по таблице;

- номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

 - коэффициент реактивной мощности;

- определяется по таблицам (графикам);

 

 (8)

 

- является эффективным числом электроприемников, так как такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает ту же величину расчетного максимума, что и группа электроприемников различных по мощности и режиму работы.

- показатель силовой сборки в группе,

 

 (9)

 

где;

, - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

После определения полной мощности, можно подсчитать расчетный максимальный ток для электроприемников переменного тока:

 

 (10)

 

где;

- максимальный ток, А

- напряжение сети, кВ

Расчёт нагрузок не может быть достаточно точным из-за возможных изменений технологического процесса исходных данных и неточности расчётных коэффициентов. Поэтому при расчёте нагрузок допускаются погрешности ± 10%.

 

Таблица 1 - Сводная ведомость нагрузок

Наименование РУ и электроприемников	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	∑Рн	Ки	cos φ	tg φ	m	Рсм, кВт	Qсм, кВАр	Sсм, кВ*А	nэ	Км	К'м	Рм, кВт	Qм, кВАр	Sм, кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП1
Токарные станки	3,8	4	15,2	0,14	0,5	1,73		2,13	3,68	4,25		3,33	3,33	7,09	12,27	14,17	24,5
Круглошлифовальные станки	5,2	4	20,8	0,14	0,5	1,73		2,91	5,03	5,81		3,33	3,33	9,69	16,76	19,36	33,5
Фрезерные станки	8	3	24	0,14	0,5	1,73	≥3	3,36	5,81	6,71	4	3,33	3,33	11,19	19,36	22,36	38,7
Болтонарезные станки	3,2	5	16	0,14	0,5	1,73		2,24	3,88	4,48		3,33	3,33	7,46	12,9	14,9	25,8
Резьбонарезные станки	8,1	5	40,5	0,14	0,5	1,73		5,67	9,81	11,33		3,33	3,33	18,88	32,66	37,73	65,3
Осветительная установка	0,04	90	3,6	0,85	0,95	0,32		3,6	0,97	3,2		1,1	1,1	3,36,	1,07	3,52	21,9
Всего РП1														71,1	99,5	126,2	217
РП2
Сварочные агрегаты, ПВ= 60%	6,5	4	26	0,2	0,6	1,33		5,2	6,92	8,66		2,24	2,24	11,65	15,5	19,38	33,3
Вентилятор вытяжной	4,5	1	4,5	0,6	0,8	0,75		2,7	2,03	3,38		1,37	1,37	4,07	3,06	5,09	8,8
Вентилятор приточный	5	1	5	0,6	0,8	0,75	≥3	3	2,25	3,75	6	1,37	1,37	4,11	3,08	5,14	8,9
Сверлильные станки	7,5	4	30	0,14	0,5	1,73		4,2	7,27	8,4		3,33	3,33	14,01	24,2	27,96	48,5
Заточные станки	2,3	4	9,2	0,14	0,5	1,73		1,29	2,23	2,58		3,33	3,33	4,3	7,43	8,59	14,9
Деревообрабатывающие станки	6	3	18	0,14	0,5	1,73		2,52	4,36	5,04		3,33	3,33	8,39	14,52	16,77	29
Всего РП2					0,6	1,33								46,5	67,8	82,9	143
Итого														117,6	167,3	209,1	260