| Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода |
Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода
Министерство образования и
науки РФ
Томский Политехнический
Техникум
Электроснабжение и электрооборудование
электромеханического цеха
металлургического завода.
Пояснительная записка
КП.1806.00.00.ПЗ
Студент группы 42
_________
«___» ________ 2006
Руководитель КП
_______ Г .А.Иванова
«___» ________ 2006
Томск 2006
Содержание:
Введение: 3
I.
Общая характеристика проектируемого цеха. 5
II.
Расчет электроосвещения. 6
III.
Расчет вентиляционной установки для цеха. 11
IV.
Расчет грузоподъемного механизма. 15
V.
Разработка схемы управления мостового крана. 18
VI.
Характеристика мостового крана. 21
VII.
Расчет и выбор электродвигателя. 22
VIII.
Расчет и построение естественной механической характеристики. 29
IX
Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя 34
Х Разработка
электрической принципиальной схемы управления и выбор аппаратуры управления,
защиты электропривода механизма подъема мостового крана. 38
ХI.
Охрана труда и защита окружающей среды.. 43
Литература: 45
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.
В
связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии
в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких
автоматизированных производств.
Энергетической
программой предусмотрено создание мощных территориально-производственных
комплексов (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и
водных ресурсов. Такие комплекс добывают, перерабатывают, транспортируют
энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по
производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.
Энергетической
программой России предусматривается дальнейшее развитие энергосберегающей
политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода
на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического
оборудования; реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов
энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов;
улучшения структуры производства, преобразования и использования энергетических
ресурсов.
Современная
энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и
распределения электроэнергии. Энергетические системы образуют несколько крупных
энергообъединений.
Объединение
региональных ОЭС в более мощную систему образовало Единую энергетическую
систему (ЕЭС) Российской Федерации. ЕЭС позволило снизить необходимую
генераторную мощность по сравнению с изолированно работающими электростанциями
и осуществлять более оперативное управление перетоками энергетических мощностей
с Востока, где находиться около 80% топливных и гидроресурсов, на Запад страны,
так как в европейской части страны размещается 80% всех потребителей энергии.
Для электрической связи между ОЭС служат сверхдальние линии электропередач
напряжением 330; 500; 750 и 1150 кВ и выше.
Энергетическая
политика РФ 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.
В
настоящее время основой межсистемных энергетических связей России являются
линии напряжением 500кВ. Введены в эксплуатацию линии напряжением 750кВ,
построена линия переменного тока Итат - Кузбасс, напряжением 1150кВ, которая
проложена до Урала. Начато строительство линии постоянного тока Экибастуз -
Центр напряжением 1500кВ протяженностью 2400км.
Перед
энергетикой в ближайшем будущем стоит задача всемерного развития и
использования возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной,
ветровой, приливной и др.; развития комбинированного производства
электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных
городов.
I. Общая характеристика
проектируемого цеха.
Цеховые
сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ (наиболее
распространенным является напряжение 380 В). На выбор схемы и конструктивное
исполнение цехов сетей оказывают влияние такие факторы, как степень
ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещении по
территории цеха, номинальные токи и напряжения.
Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для
подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их
обработкой различными способами.
Он является одним из цехов металлургического
завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ имеет станочное отделение,
в котором установлено штатное оборудована: слиткообдирочные, токарные,
фрезерные, строгальные, анодно-механические станки и др.
В цехе предусмотрены помещения для цеховой ТП,
вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. ЭМЦ получает ЭСН от
подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой ТП — 0,5 км, а
от ЭНС до ПГВ — 10 км. Напряжение на ПГВ — 10 кВ.
Количество рабочих смен — 2. Потребители ЭЭ цеха
имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.
Грунт в районе ЭМЦ — песок с температурой +20
°С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый.
Размеры
цеха А*В*Н =48*30*9м.
Вспомогательные
помещения двухэтажные высотой 4 м.
Перечень
оборудования ЭМЦ дан в таблице 1.
Мощность
электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Расположение
основного оборудования показано на плане (рис. 1 в Приложении).
Таблица
1. Перечень ЭО электромеханического цеха
|
№ на плане
|
Наименование ЭО
|
Рэп, кВт
|
Примечание
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1, 21
|
Краны мостовые
|
30 кВ*А
|
ПВ = 25 %
|
2, 3, 22, 23
|
Манипуляторы электрические
|
2,8
|
|
6, 28
|
Точильно-шлифовальные станки
|
2,2
|
|
7, 8, 26, 27
|
Настольно-сверлильные станки
|
1,5
|
|
9, 10, 29, 30
|
Токарные полуавтоматы
|
9,2
|
|
11 … 14
|
Токарные станки
|
11
|
|
15…20, 33…37
|
Слиткообдирочные станки
|
2
|
|
24, 25
|
Горизонтально-фрезерные станки
|
5,5
|
|
31, 32
|
Продольно-строгальные станки
|
7,8
|
|
38 … 40
|
Анодно-механические станки
|
60
|
|
41
|
Тельфер
|
5
|
|
42, 43
|
Вентиляторы
|
6
|
|
II. Расчет электроосвещения.
Рациональное
освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на
эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и
профессиональные заболевания. Правильно организованное освещение создает благоприятные
условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещение
на рабочем месте должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения
выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин:
· недостаточность
освещенности;
· чрезмерная
освещенность;
· неправильное
направление света.
Недостаточность
освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к
наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает
ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на
рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего.
Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям,
поэтому столь важен правильный расчет освещенности.
Расчет
освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению
необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы в цехе
происходит в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или отсутствует.
Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.
Целью
расчета является выбор количества светильников, определение мощности источников
света, расположение их в помещение цеха, а также расчет осветительной сети.
Исходными
данными являются: назначение цеха (электромеханический цех) и его размеры:
А
= 48 м - длина;
В
= 30 м - ширина;
Н
= 9 м - высота.
hр
– пол
В
качестве источников света выбираем дуговую ртутную лампу высокого давления для
общего освещения типа ДРЛ, так как 1) высота помещения превышает 6м; 2) ДРЛ
удобна в эксплуатации: Рассчитаны на большие сроки службы, имеют большой
световой поток, высокую световую отдачу и незначительные размеры, выпускаются
на большие мощности; 3) работа ДРЛ не зависит от температуры окружающей среды.
Норма
освещенности для данного производственного помещения: Еmin=200
Лк.
Для
производственного помещения выбираем рабочее равномерное общее освещение, а
также аварийное освещение.
В
качестве светильника выбираем светильник типа РСП 13 со степенью защиты 53 ,
классом светораспределения - П, КСС в нижнюю полусферу глубокий Г1 (0,8-1,2).
Расстояние
от светильника до рабочей поверхности, м:
Нр
= Н - (hс - hр)
где
Н = 9 м- высота помещения;
hс
= 0,7 м - высота свеса;
hр
= 0 м - высота рабочей поверхности (пол).
Нр
= 9 - (0,7 + 0) = 8,3 м.
Расстояние
между светильниками для КСС Г1:
L
= (0,8 - 1,2) ∙ Нр = 0,8 * 8,3 = 6,64 м.
Расстояние
от края светильника до стен:
l
= 0,5 ∙ L = 0,5*6,64 = 3,32 м.
Количество
светильников в ряду:
Количество
рядов:
nв
= =
= 4 шт.
Общее
количество светильников:
nc =
nв
*nа =
7*4 = 32 шт.
Расстояние
между светильниками в одном ряду:
LА=
= = 6,89 м.
Расстояние
между рядами:
LВ= = = 7,78 м
Определяем
показатель помещения
i
= = = 2,78
По
справочнику с учётом коэффициентов отражения и показателя помещения находим
коэффициент использования светового потока:
rпот=0,5;
rст=0,3;
rп=0,1:
u
= 73%
Рассчитаем
световой поток одой лампы в Лм, если коэффициент минимальной освещённости z
= Еср / Еmin = 1,2:
Фл
=
где
Kз
= 2 - коэффициент запаса;
Еmin
– нормированная освещённость, лк.
Фл.р.
= = 29589
лм.
По
найденному значению Фл подбираем лампу, поток которой должен
отличаться не более, чем на (-10 – +20)%.
Принимаем
лампу ДРЛ 700(6) - 3 имеющую следующие технические данные:
номинальная
мощность лампы Рн = 700 Вт; световой поток Фл = 40,6 клм.
Общая
мощность световой установки:
Руст
= Рл *nсв =
700*32 = 22400 Вт.
Составим
схему расположения светильников рабочего освещения в цехе (рисунок 2)
Рисунок
2 - План расположения светильников в цехе.
Для
аварийного освещения выбираем лампы типа ЛН (лампы накаливания).
Норма
освещенности аварийного освещения сос -тавляет не менее 5% от нормы рабочего
освещения, то есть:
Е
= Еmin*0,05
= 200*0,05 = 10 лк
Выбираю
светильник типа НСП 20, источник света которого должен иметь мощность 500 Вт,
для создания кривой силы света Д3, класс светораспределения светльника - П,
степень защиты IP52.
По
заданной мощности лампы светильника НСП 20, Рл=500Вт, выберем ЛН
типа Г125-135-500 с номинальным световым потоком, Фл=9200 лм.
Определим
количество ламп для аварийного освещения преобразовав формулу (11.15):
nс
= =
= 6 шт.
Выбираем
светильники типа НСП.
Рассчитаем
осветительную сеть рабочего освещения, схема которой приведена на рисунке 3
Линии освещения питают светильники с лампами накаливания, коэффициент мощности
которых cosj
=1:
Рисунок
3 - Схема осветительной сети аварийного освещения.
Выберем
осветительные щиты. При выборе осветительного щитка необходимо чтобы выполнялось
условие:
Iном.щ
³ I
где
Iном.щ-
номинальный ток осветительного щитка, А;
I-расчетный
ток питающей линии, А.
Для
рабочего освещения выберем щит серии ЯОУ -8503, так как выполняется условие
Iном.щ
= 63 А ³ 50 А =
I1-2
Для
аварийного освещения выберем осветительный щиток серии ЯОУ - 8504, так как
выполняется условие
Iном.щ
= 63 А ³ 28 А =
I1-2
Таблица
2 - Технические данные осветительных щитков серий ЯОУ - 8503 и ЯОУ - 8504 на
напряжение 380/220В.
|