Электроснабжение и электрооборудование цеха металлорежущих станков

ФГОУ СПО «Пензенский колледж управления

и промышленных технологий им. Е. Д. Басулина»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Содержание проекта

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

1.3 Выбор величины питающего напряжения

1.4 Выбор схемы электроснабжения цеха

1.4.1 Задачи электроснабжения цеха

1.4.2 Выбор схемы электроснабжения по цеху

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующего устройства

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховой подстанции

2.4 Расчет и выбор силовой сети, сечения проводов и кабелей

2.5 Выбор аппаратов защиты и автоматики

3. Экономическая часть проекта

3.1 Система планово-предупредительного ремонта

3.2 Особенности ремонта электрооборудования и его техническая характеристика

3.3 Расчет ремонтной сложности электрооборудования

Заключение

Список используемых источников

Введение

Важнейшая роль в экономике страны принадлежит машиностроению. От темпов развития машиностроения характерно зависит рост механической оснащенности всех отраслей народного хозяйства.

Машиностроение характерно чрезвычайным многообразием технологических процессов, в которых используется электроэнергия: литейное производство и сварка, обработка металлов давлением и резанием, упрочняющая термообработка, нанесение защитных и отделочных покрытий и т.д.

Предприятия машиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными компрессорными установками, механообрабатывающим и сварочным оборудованием. Автоматизация в машиностроении затрагивает не только отдельные технологические агрегаты и вспомогательные механизмы, но и целые комплексы, автоматизированные поточные линии, цеха и заводы.

Научно-технический прогресс предполагает рост энерговооруженности в промышленности за счет совершенствования и внедрения нового, экономичного и технологичного электрооборудования. Электроприемники, преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии, прочно занимают ведущее положение в подавляющем большинстве производственных процессов.

Постоянное повышение энерговооруженности производства обеспечивается опережающим развитием электроэнергетики.

Эффективность производства и качества продукции во многом определяются надежностью средств производства и, в частности, надежностью электрооборудования.

Интенсивное развитие технических средств вызвало необходимость совершенствования методики проектирования и создания на ее основе новых высокоэффективных предприятий. В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует все более глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизация существующего электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков, электриков.

Реконструкция действующих производств при использовании современного оборудования, на базе энергосберегающих технологий – одна из основных задач перевооружения производства.

В условиях научно-технического прогресса значительно усложнились взаимоотношения человека с природой. Научно-технический прогресс создал огромные возможности для покорения сил природы, а вместе с тем для ее загрязнения и разрушения. Промышленный прогресс сопровождается поступлением в биосферу огромного количества загрязнений, которые могут нарушить природное равновесие и угрожать здоровью людей.

Курс на интенсификацию экономического развития требует дальнейшего повышения эффективности использования природных ресурсов. Исходя из этого, намечено расширить научную разработку фундаментальных и прикладных проблем охраны природы, а также повысить эффективность использования имеющегося оборудования.

Актуальность темы курсового проекта соответствует задаче технического перевооружения – созданию высокоэффективного энергосберегающего производства.

1. Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

Основным электрооборудованием цеха металлорежущих станков являются группы токарных, шлифовальных и заточных станков. Рассмотрим эти группы:

1.                К токарной группе можно относятся токарно-винторезные станки марки 16К25 мощностью 11 кВт.

2.                К шлифовальному оборудованию относятся станки кругло-, плоско-, внутри- и резьбо-шлифовальные станки мощностью от 0,4 кВт у внутри-шлифовального станка марки 3М225В до 5,5 кВт у резьбо-шлифовального станка марки 5К823В.

3.                К заточной группе относятся: универсально заточные станки, заточные, заточные для червячных фрез и заточные для круглых плашек. Мощность находится в пределах от 0,4 кВт у универсально заточных станков до 2,2 кВт у заточных.

Для станков существуют три режима работы:

1.                Продолжительный, в котором машины могут работать долго, и превышение температуры отдельных частей машины не выходит за установленные пределы;

2.                Повторно-кратковременный, здесь рабочие периоды tр чередуются с периодами пауз t0, а длительность всего цикла не превышает 10 минут. В этом режиме работают электродвигатели мостовых кранов, подъемников, сварочные аппараты.

3.                Кратковременный, при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры отдельных частей машины достигали установившегося значения, а период остановки настолько длителен, что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Надежность электроснабжения – способность системы обеспечить предприятие электроэнергией хорошего качества.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

                  I.                        Электроприемники, где перерыв в электроснабжении повлечет за собой опасность для жизни людей, повреждения дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции.

               II.                        Электроприемники, здесь перерыв приводит к массовому недоотпуску продукции, простоем рабочих мест, механизмов и промышленного процесса.

            III.                        Электроприемники несерийного производства продукции, вспомогательные цеха, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Перерыв в электроснабжении до 24 часов.

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Ведомость потребителей электроэнергии

Потребителями электроэнергии данного цеха являются станки токарной, заточной шлифовальной групп.

Токарно-винторезные станки предназначены для выполнения разнообразных работ. На этих станках можно обтачивать наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, растачивать цилиндрические и конические отверстия, обрабатывать торцовые поверхности; нарезать наружную и внутреннюю резьбы; сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия; производить отрезку, подрезку и др. операции.

Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифованными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и др. В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифования станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные и специальные.

Заточные станки. В зависимости от характера выполнения операций заточные станки делят на простые, универсальные, специальные, а по виду обработки – на станки для абразивной заточки и доводки и безабразивной (анодно-механический, электроискровой и др.). Универсальные заточные станки применяют для заточки и доводки резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков, фрез, долбяков, червячных фрез и выполняют наружное и внутреннее шлифование. Специальные заточные станки предназначены для заточки резцов, сверл, червячных фрез и т.п.

Все оборудование представлено в ведомости потребителей электроэнергии.

1.3 Выбор величины питающего напряжения

Учитывая, что определяющим параметром технико-экономических показателей является в основном принятое напряжение, рассматриваются возможные варианты электроснабжения, т.е. осуществляется выбор питающего напряжения.

Напряжение 10 кВ применяют для внутризаводского распределения энергии:

- на крупных предприятиях с наличием двигателей, допускающих непосредственное присоединение к сети 10 кВ;

- на предприятиях небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе двигателей, которые могут быть присоединены непосредственно к сети 6 кВ;

- при наличии заводской электростанции с напряжением генераторов 10 кВ.

Напряжение 6 кВ применяют:

- при наличии на предприятии значительного количества электроприемников на это напряжение;

- при наличии заводской электростанции на напряжение 6кВ;

- на реконструируемых предприятиях, имеющих напряжение 6кВ.

Для внутрицеховой системы электроснабжения используется напряжение 380 и 660В.

Напряжение 380 В применяют для питания силовых общепромышленных электроприемников.

Напряжение 660 В рекомендуется для применения в следующих случаях:

если по условиям генплана, технологии и окружающей среды не могут быть осуществлены в должной мере глубокие вводы, дробление цеховых подстанций и приближение их к центрам питаемых ими групп электроприемников, и в связи с этим имеют место протяженные и разветвленные сети до 1000 В, а также при крупных концентрированных нагрузках.

Целесообразность применения напряжения 660 В должна обосновываться технико-экономическими сравнениями с напряжением 380/220 В с учетом перспективного развития предприятия, удешевления электродвигателей 660 В и лучшего их КПД по сравнению с электродвигателями 6 кВ, а также с учетом уменьшения потерь электроэнергии в сети 660 В по сравнению с сетью 380 В.

Для осветительных установок преимущественно применяют осветительные сети переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В.

Сети с изолированной нейтралью напряжением 220 В и ниже используют, в основном, в специальных электроустановках при повышенных требованиях к электробезопасности.

Постоянный ток применяется для резервного питания особо ответственных осветительных приемников и в специальных электроустановках.

При напряжении силовых приемников 380 В питание освещения, как правило, осуществляют от трансформаторов 380/220 В, общих для силовой и осветительной нагрузок.

Обеспечение качества электроэнергии на зажимах приемников электроэнергии – одна из наиболее сложных задач, решаемых в процессе проектирования и эксплуатации систем электроснабжения. Для рациональной работы электроприемников необходимо, чтобы качество электроэнергии трехфазных сетей соответствовало качественным показателям регламентируемых ГОСТ 13109-77:

- отклонение напряжения (+- 5 % для осветительной сети, +- 5-10% для силовой сети);

- отклонение частоты (от 1,5 до 4%);

- коэффициенты не симметрии и неуравновешенности напряжений (Ки <=2%)

Исходя из вышеперечисленных требований устанавливаем напряжение для цеха металлорежущих станков 380/220 В для силовой и осветительной сети, с учетом требований показателей качества напряжения внутризаводского распределения энергии – 10 кВ

1.4 Выбор схемы электроснабжения цеха

1.4.1 Задачи электроснабжения цеха

Основной задачей электроснабжения является обеспечение потребителей электроэнергией. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмы, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами и т.д.

Для обеспечения бесперебойности производственного процесса и постоянного обновления оборудования современные системы электроснабжения предприятия должны обладать повышенной надежностью и гибкостью, обеспечивать заданные показатели качества электроэнергии, быть высокоэкономичными, удобными в эксплуатации и соответствовать требованиям пожаро-, взрыво и электробезопасности.

На надежность системы электроснабжения влияют:

- соответствия пропускной способности сети;

- схемы соединения элементов сети;

- наличие чувствительных быстродействующих и селективных защит;

- наличие или отсутствие в энергосистеме дефицита мощности и запасных резервных элементов и другие факторы.

Системы электроснабжения предприятия должны удовлетворять также следующим требованиям:

1.                Обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней и отклонения напряжения, стабильность частоты и др.;

2.                Экономии цветных металлов и электроэнергии;

3.                Максимального приближения источников высшего напряжения к электроустановкам потребителей, обеспечивающего минимум сетевых звеньев и ступеней промежуточной трансформации снижения первичных затрат и уменьшения потерь электроэнергии с одновременным повышением надежности.

Выполнение этих требований обеспечивается, прежде всего, надлежащим образом на основании соответствующих расчетов мощности источников электропитания и пропускной способности всех элементов системы электроснабжения, выборы их высоконадежного конструктивного исполнения и стойкости в аварийных режимах, использованием современных систем защиты и автоматики, надлежащей эксплуатацией.

Через системы электроснабжения осуществляется учет электроэнергии и контроль за рациональным ее расходованием.

К важнейшим задачам, которые должны быть решены в процессе проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий, относятся следующие:

1.                Выбор наиболее рациональной с точки зрения технико-экономических показателей системы питания цеха;

2.                Правильный, технически и экономически обоснованный выбор числа и мощности трансформаторов для главной понизительной и цеховых подстанций;

3.                Выбор экономически целесообразного режима работы трансформаторов;

4.                Выбор рациональных напряжений в схеме определяющих, в конечном счете, размеры капиталовложений, расход цветного металла, величину потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы;

5.                Выбор электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств в соответствии с требованиями технико-экономической целесообразности;

6.                Выбор сечения проводов, шин, кабелей в зависимости от ряда технических и экономических факторов.

Страницы: 1, 2, 3