Специализированых инструменты механизмы для аварийных работ

 

                                              Содержание

          Введение

  1. Расчет технический часть
    1. Исходные данные
    2. Характеристика потребителей электроэнергии, определение категории электроснабжения и анализ электрических нагрузок.
    3. . Определение установленных мощностей
    4. Оперделение категорий надежности приемников.
    5. Краткие сведение о технологическом процессе ремонтно-механического цеха.
    6. Выбор рода тока напрежение
    7. Расчет нагрузок
    8. Расчет среднего нагрузок
    9. Вычисление расчетных нагрузок
    10. Расчет мощности осветительной установки теплицы.
    11. Выбор числа и мощности трансформаторы, типа и числа подстанций.
    12. Выбор компенсирующего устройства
    13. Расчет и выбор магистральных и распределительных сетей напряжением до 1000 В, защита их от токов короткого замыкания.
    14. Схемы цеховых электрических сетей и классификация помещения цехов.
    15. Выбор сечение проводников
    16. Выбор защиты проводников
    17. Проверка выбранных проводников
    18. Расчет и выбор питающих и распределительных сетей высокого напряжения.

1.19.      Расчет токов короткого замыкание

1.19.1    Виды короткого замыкание

1.19.2    Расчет короткого  замыкание

1.20.     Проверка элементов по токам короткого замыкание и определение потери напряжения

 

1.21.     Выбор установок защиты трансформаторы

1.22.      Выбор установок защиты двигателья

1.23.       Расчет заземляющих устройств

2                                               
2.1. Эксплуатация станка

2.2. Охраны труда

2.3. Техника безопасности

2.4. Специальные вопросы

2.5. Аварийные работы на системах электроснабжение

2.6. Специализированых инструменты механизмы для аварийных работ  

                                         

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              Введение

 

Энергетика нашей страны обеспечивает надежное электроснабжение народного  хозяйства и бытовые нужды  различных потребителей электрической  энергии. Основными потребителями  являются промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт, коммунальное хозяйство. При этом более 70% всей электроэнергии расходуется на технологические  процессы промышленных предприятий.

Электроэнергия применяется  буквально во всех отраслях народного  хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов, а в последнее  время и для различных электротехнологических установок, в первую очередь для  электротермических и электросварочных установок, электролиза, электроискровой  и электрозвуковой обработки  материалов и др.

Большую группу электроприемников  составляют электроприводы общепромышленных механизмов, применяемые во всех отраслях народного хозяйства: подъемно-транспортные машины, поточно-транспортные системы, компрессоры, насосы, вентиляторы.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем промышленным объектам, установкам, устройствам  и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие  из сетей напряжением до 1000 В и  выше и трансформаторных, преобразовательных, и распределительных подстанций. Существуют следующие энергосистемы: Цеховая - обеспечивающая энергоснабжение  потребителей, Заводская - служит для  электроснабжения основных цехов и  вспомогательных объектов, Городские  или Районные - служат для электроснабжение предприятий, сельского хозяйства, коммунальных объектов.

Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению –  надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных  элементов и др.

При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, необходимо учитывать технико-экономические  аспекты при осуществлении выбора напряжений, определении электрических  нагрузок, выборе типажа, числа и  мощности трансформаторных подстанций, видов их защиты, систем компенсации  реактивной мощности и способов регулирования  напряжений. При выборе напряжений питающих линий, сети и количества трансформаторных подстанций, систем управления, защиты - должны учитываться усовершенствования технологического процесса, роста мощностей  при номинальном напряжении.

 

 

 

 

1.1 Исходные данные на проектирование

 

Электроснабжение теплица  получает от собственной комплектной  трансформаторной подстанции, расположенной  в пристройке.

Питание из КТП напряжением 10 кВ подается от распределительного пункта электростанции.

По надежности ЭСН СНТ  относится к 2 категории. Количество рабочих смен – 3.

Грунт – глина с температурой -5 °С. Каркас теплицы сооружен из теплоизоляционных  блоков-секций длинной 6 м каждый.

Размеры теплицы A×B×H = 48×30×10 м.

Высота пристроек по периметру  – 4 м.

Таблица 1- Ведомость электрических  нагрузок механического цеха серийного  производства.

 

№ на плане

Наименование оборудования

Кол-во, ед.

Уст. Мощность Pуст, кВт

Примечание

Категория надежности электроснаб-жения

 

1

Сверлильный станок

1

2,5

1-фазный

II

 

2

Наждачный станок

1

1,5

1-фазный

II

 

3

Токарный станок

1

4,5

  

II

 

4…9

Кондиционеры

6

5

  

II

 

10…15

Насосные агрегаты

6

3

  

II

 

16

Щит общего освещения

1

1,2

  

II

 

17

Щит облучательной установки

1

59

  

II


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии, определение категории электроснабжения и анализ электрических нагрузок.

 

Электроснабжение объекта  может осуществляться от собственной  электростанции, энергетической системы  при наличии собственной электростанции.

Требования, представляемые к надёжности электроснабжения от источников питания, определяются потребляемой мощностью  объекта и его видом.

Приемники электрической  энергии в отношении обеспечения  надёжности электроснабжения разделяются  на несколько категорий.

Первая категория – электроприемники, перерыв электроснабжения, которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.

Из состава электроприемников  первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприемников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.

Вторая категория – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприемников второй категории не более 30 минут.

Третья категория – все остальные электроприемники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией  от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению  ПУЭ независимыми источниками питания  являются такие, на которых сохраняется  напряжение при исчезновении его  на других источниках, питающих эти  электроприемники. Согласно ПУЭ к  независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы  шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих  условий:

- каждая эта секция  или система шин питается от  независимых источников.

- секции шин не связаны  между собой или же имеют  связь, автоматически отключающийся  при нарушении нормальной работы  одной из секций шин.

Для электроснабжения электроприемников  особой группы должен предусматриваться  дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.

Электроснабжение электроприемников  третьей категории может выполняться  от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения необходимые  для ремонта и замены поврежденного  оборудования, не превышают одних  суток.

Электрооборудование цеха металлоизделий относится ко 2 и 3 категориям и могут  питаться от одного источника, при условии, что перерывы электроснабжения не превышает  одних суток.

 

1.3. Определение установленных мощностей.

 

Расчет электрических  нагрузок ведем по методу коэффициента максимума. Расчет сводится к определению  максимальных (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.

                                                   (1),

 

                                                (2),

 

                                                (3),

          где

Рм –

максимальная активная нагрузка, кВт;

 

Qм –

максимальная  реактивная нагрузка, квар;

 

Sм –

максимальная полная нагрузка, кВ·А;

 

Км –

коэффициент максимума активной нагрузки;

 

Км’ –

коэффициент максимума реактивной нагрузки;

 

Рсм –

средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

 

Qсм –

средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену,   квар.


В соответствии с практикой  проектирования принимаем Км’=1,1 при nэ≤10, Км’=1 при nэ>10

                                                 (4),

 

                                                (5),

          где

Ки –

коэффициент использования  электроприемников, определяется  на основании опыта эксплуатации [1] (1.5.1)

 

Рн –

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

 

tgφ –

коэффициент реактивной мощности.


 

                                                  (6),

          где

Ки.ср –

средний коэффициент использования  группы электроприемников;

 

Рсм.Σ –

суммы активных мощностей  за смену, кВт;

 

Рн.Σ –

суммы номинальных мощностей  в группе электроприемников, кВт.


Эффективное кол-во электроприемников  nэ может быть определено по упрощенным вариантам табл. [1] (1.5.2)

nэ=F(n, m, Ки.ср, Рн)

          где

n –

фактическое число электроприемников  в группе, шт.


Для этого сначала необходимо найти показатель силовой сборки в группе

                                                      (7),

          где

m –

показатель силовой сборки в группе;

 

Рн.нб –

номинальные приведенные  к активной мощности электроприемников  наибольшего в группе, кВт;

 

Рн.нм –

номинальные приведенные  к активной мощности электроприемников  наименьшего в группе, кВт.


Приведение мощностей 3-фазных электроприемников к длительному  режиму:

  1. Для электроприемников длительного режима

                                                       (8)

  1. Для электроприемников повторно-кратковременного режима

                                                   (9)

  1. Для сварочных трансформаторов повторно-кратковременного режима

                                             (10)

  1. Для трансформаторов длительного режима

                                                 (11)

          где

Рн, Рэп –

приведенная и паспортная активная мощность, кВт;

 

Sп –

полная паспортная мощность, кВ·А;

 

ПВ –

продолжительность включения, отн.ед.


1.4 Определение категории надежности приемников.

 

В отношении обеспечения  надежности и бесперебойности питания  приемники электрической энергии  в соответствии с ПУЭ делят  на 3 категории. В данном случае электроприемники относятся к I и II категориям. Основная часть электроприемников относится  к II категории, перерыв в электроснабжении которых приведет к массовому недоотпуску продукции, простоям механизмов и промышленного транспорта. Рекомендуется обеспечивать электроснабжение от двух независимых источников. Допускается питание от одного трансформатора, но с перерывом в электроснабжении не более 24 ч.

Большинство потребителей электроэнергии это металлообрабатывающие станки. Работают они в продолжительном режиме, длительно, но с переменной нагрузкой и кратковременными отключениями, за время которых электродвигатели не успевают охладиться до температуры окружающей среды, а длительность циклов превышает 10 мин.

Электродвигатели, работающие в повторно-кратковременном режиме: электродвигатели мостового крана, кран-балок, электроприводы прокатных  станов, а также сварочные машины и т. п., для которых характерны постоянные броски мощности (частые включения-выключения).

Для электроустановок повторно - кратковременного режима указанная  в паспорте мощность повторно - кратковременного режима должна быть приведена к номинальной  мощности продолжительного режима Рном , кВт, при ПВ = 100%.

Согласно ПУЭ, производственные помещения различаются по условиям окружающей среды. В данном механическом цехе характер окружающей среды помещения  нормальный, низкая степень запыленности, отсутствует влага и агрессивные  химически активные вещества.

Характер среды определяет степень защиты выбираемого оборудования.

 

1.5 Краткие сведения о технологическом процессе ремонтно-механического цеха.

 

Светонепроницаемая теплица  предназначена для культивирования  овощей в районах Крайнего Севера. Она является принципиально новым  сооружением и превосходит светопроницаемые теплицы по технико-экономическим  показателям.

СНТ позволяет провести 6 культурооборотов в год с общей  урожайностью до 180 кг/м2.

На площади одноэтажной  теплицы размещены: рассадное отделение  и две камеры для выращивания  овощей, лаборатория, насосная, зал  кондиционеров и другие помещения.

Для создания теплового затвора  на наружных боксах спроектированы тепловые боксы.

Обогрев осуществляется за счет тепла облучательной установки, а поддержание микроклимата –  кондиционерами.

Облучательная установка  состоит из набора секций с плоскими светоотводами. Воздух в ламповом отсеке нагревается до 80 °C и по воздуховоду распределяется по помещениям.

1.6 Выбор рода тока и напряжения.

 

При проектировании системы  электроснабжения цеха, важным является выбор рациональных напряжений для  схемы, т.к. их значения определяют параметры  линий электропередачи и выбираемого  электрооборудования подстанции и  сетей.

В производстве применяется  трехфазный переменный ток с промышленной частотой 50 Гц. Трехфазные электрические  сети и установки являются более  экономичными в отличии от однофазных.

Согласно ПУЭ, электроустановки разделяются на две группы:

  1. Электроустановки напряжением до 1 кВ;
  2. Электроустановки напряжением выше 1 кВ.

В зависимости от рода тока, применяются следующие напряжения:

    • ~ 12 и 36 В; ~ 220/127 В; ~ 380/220 В; ~ 660 В; ~ 3, 6, 10, 20, 35 и 110 кВ;
    • – 220 и 440 В.

По роду тока различают  электроприемники, работающие:

  • от сети переменного тока нормальной промышленной частоты 50

Гц;

  • от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты;
  • от сети постоянного тока.

Отдельные потребители электроэнергии (электроинструмент, специальные станки в деревообрабатывающих цехах, ряд  шлифовальных станков в подшипниковом  производстве и др.) используют для  питания высокоскоростных электродвигателей  токов повышенной частоты (180 - 400 Гц). Установки индукционного и диэлектрического нагревов требуют токов повышенных и высоких частот, получаемых от машинных (до 1000 Гц) и электронных (свыше 1000 Гц) генераторов.

Для ряда производственных механизмов необходимы широкие регулирования  скорости, поддержания постоянства  скорости технологического процесса, повышенный перегрузочный момент при  повторно-кратковременном режиме работы, частое реверсирование, быстрые разгоны  и торможения, что вызывает необходимость  применения электродвигателей постоянного  тока для электроприводов этих механизмов. Цехи электролиза получения металлов, гальванические цехи и некоторые виды электросварки требуют также постоянного тока. Поэтому при построении схемы электроснабжения промышленного предприятия приходится считаться с наличием на предприятии потребителей постоянного тока и токов высокой частоты и, следовательно предусматривать специальные преобразовательные установки для питания этих потребителей, обслуживания отдельных электроустановок или их групп.

Наибольшее распространение  получили надежные, простые в конструкции  и дешевые асинхронные двигатели.

Все основное производственное электрооборудование цеха в электроприводе имеет электродвигатели переменного  трехфазного тока, рабочее напряжение которых 380 В. Двигатели постоянного  тока, которые дороже как по стоймости, так и по обслуживанию - отсутствуют. Приемники электроэнергии, работающие на более высоком напряжении, в  цехе не предусмотрены. Отсюда следуя, мы приходим к выводу, что рациональным напряжением для электроснабжения потребителей электроэнергии данного  цеха является трехфазное переменное напряжение ~ 0,4 кВ (380/220 В), с промышленной частотой 50 Гц (согласно ПУЭ).

Для питания электроприемников  цеха выбрано переменное напряжение 380 В с частотой 50 Гц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.7 Расчет средних нагрузок.

 

                                                 (12),

                                                (13),

          где

Ки –

коэффициент использования  электроприемников, определяется  на основании опыта эксплуатации [1] (1.5.1)

 

Рн –

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

 

tgφ –

коэффициент реактивной мощности.


                                                    

                                                  (14)

          где

Ки.ср –

средний коэффициент использования  группы электроприемников;

 

Рсм.Σ –

суммы активных мощностей  за смену, кВт;

 

Рн.Σ –

суммы номинальных мощностей  в группе электроприемников, кВт.


nэ=F(n, m, Ки.ср, Рн)

Эффективное кол-во электроприемников  nэ может быть определено по упрощенным вариантам [1] (1.5.2)

Нагрузка однофазного  приемника, включенная на линейное напряжение, приводится к длительному режиму и к условной 3-фазной мощности. Для этого используем формулы

Сверлильный станок 2,5 кВт:                                                          

                  (16),

                (17),

                (18),

          где

Рн –

номинальная мощность, кВт;

 

РА, РВ, РС –

мощность фазы А, В, С соответственно, кВт;

 

РФ.НБ, РФ.НМ –

мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт;

 

Н –

неравномерность.


Так как Н > 15 % и включаем 1 э.п. условно на линейное напряжение, то приведение к условной 3-ф мощности выполняется следующим образом:

          где

 –

нагрузка устройства, кВт.


Остальные электроприемники рассчитываем аналогично по приведенным формулам. 

После расчетов распределяем нагрузку по секциям.

Секция 1

Нагрузка приведенная, кВт

Секция 2

1

2

3

4

РП 1

      

Сверлильный станок

8,7

59

Щит облучательной установки

Наждачный станок

5,2

1,2

Щит общего рабочего освещения

Токарный станок

4,5

3

Насосный агрегат (РП 3)

РП 2

      

Кондиционеры 5*6

30

    

РП 3

      

Насосные агрегаты 3*5

15

    

ИТОГО

63,4

63,2

  

 

1.8 Вычисление расчетных нагрузок.

 

Расчет электрических  нагрузок ведем по методу коэффициента максимума. Расчет сводится к определению  максимальных (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.

                                                   (19),

                                                (20),

                                                (21),

          где

Рм –

максимальная активная нагрузка, кВт;

 

Qм –

максимальная  реактивная нагрузка, квар;

 

Sм –

максимальная полная нагрузка, кВ·А;

 

Км –

коэффициент максимума активной нагрузки;

 

Км’–

коэффициент максимума реактивной нагрузки;

 

Рсм–

средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

 

Qсм –

средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену,   кВар.