Projektując sieć zasilającą dla dużych odbiorców, która obejmuje także indywidualne warsztaty przedsiębiorstw, należy wziąć pod uwagę wiele warunków. Początkowe dane do projektu zależą od wielu czynników, od specjalizacji przedsiębiorstwa po lokalizację geograficzną, ponieważ należy wziąć pod uwagę nie tylko moc zużywaną przez sprzęt, ale także koszty oświetlenia i zaopatrzenia w ciepło. Fachowo i racjonalnie wykonany projekt zasilania warsztatu znacząco wpływa na niezawodność zainstalowanego sprzętu przy minimalnym dopuszczalnym zużyciu energii elektrycznej. Zasilanie przedsiębiorstwa musi zapewniać bezpieczne warunki pracy i nie wywierać szkodliwego wpływu na środowisko.

Najbardziej złożonym i czasochłonnym etapem projektowania zasilacza wewnętrznego jest określenie i obliczenie poboru mocy przez obciążenie. Obliczenia opierają się na danych dotyczących zarówno znamionowego zużycia energii przez sprzęt, jak i jego trybów pracy. Uwzględniane są wszystkie czynniki, w tym moc bierna, która wymaga kompensacji za pomocą specjalnego sprzętu - kompensatorów mocy biernej, aby zapewnić równomierne obciążenie sieci trójfazowej.

Osobną kolumną przy określaniu mocy są obliczenia warsztatowego systemu oświetlenia, które pozwalają wybrać i zoptymalizować lokalizację i rodzaje lamp w zależności od wymagań dotyczących oświetlenia różnych obszarów. Obecność lub brak centralnego ogrzewania może wymagać wprowadzenia sezonowego przyłączania elektrycznych systemów grzewczych do odbiorców.

Większość warsztatów przemysłowych wymaga zaprojektowania systemów wentylacyjnych.

Warunki te pokazują, jak pracochłonne może być obliczenie układu zasilania na pierwszym etapie projektowania, zwłaszcza jeśli chodzi o zasilanie warsztatu wyposażonego w niestandardowe urządzenia.

Na drugim etapie projektowania, korzystając z danych z pierwszego etapu oraz wielkoskalowego planu rozmieszczenia urządzeń, dobiera się rodzaj sieci dystrybucyjnej. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

• Lokalizacja odbiorników energii elektrycznej na terenie warsztatu;
• Stopień odpowiedzialności odbiorców (wymagania dotyczące niezawodności zasilania);
• Tryb pracy.

Zużycie materiałów linii energetycznej, lokalizacja podstacji transformatorowych i tablic rozdzielczych zależy od wybranego projektu sieci dystrybucyjnej.

Stosowane są następujące typy sieci dystrybucyjnych:

• Schematy promieniowe;
• Pień;
• Łączny.

W przypadku obwodu promieniowego każdy odbiornik zasilany jest z osobnej linii wyprowadzonej z tablicy rozdzielczej. Sieć tego typu służy do łączenia potężnych odbiorników znajdujących się w wystarczającej odległości od siebie, a podstacja jest zlokalizowana w pobliżu geometrycznego środka obciążenia.

Obwód główny charakteryzuje się tym, że stosowany jest przy obciążeniu skupionym, gdy odbiorniki energii są zgrupowane szeregowo i w niewielkiej odległości od siebie. W tym przypadku są one podłączone do jednej linii głównej wyprowadzonej z podstacji transformatorowej lub tablicy rozdzielczej.

Obwód kombinowany obejmuje obwód główny ze skoncentrowanymi obciążeniami, gdy z rozdzielnicy odchodzi kilka sieci, każda dla własnej grupy obciążeń. Sieć kombinowaną można również nazwać konstrukcją promieniową, gdy potężni odbiorcy otrzymują energię bezpośrednio z podstacji zasilającej, a słabsi odbiorcy są łączeni w grupy i odbierają energię z tablic rozdzielczych.

To połączone sieci stały się najbardziej rozpowszechnione, ponieważ pozwalają na najbardziej optymalne wykorzystanie zasobów materialnych bez zmniejszania niezawodności. Na tym etapie uwzględniane są również wymagania odbiorników dotyczące niezawodności zasilania i opracowywane są schematy redundancji zasilania.

Trzeci etap opracowania projektu opiera się na dwóch poprzednich i polega na obliczeniu wymaganej liczby i mocy rozdzielnic, podstacji i kompensatorów mocy biernej.

Obliczanie mocy odbiorników energii elektrycznej

Obciążenie sieci zasilającej w dużej mierze zależy od rodzaju produkcji. Przykładowo wyposażenie obrabiarki do obróbki metalu w zakładzie obróbki metali, przy tej samej liczbie urządzeń, zużywa znacznie więcej energii niż maszyny w zakładzie obróbki drewna. Zatem zasilanie ciężkiego warsztatu maszynowego wymaga bardziej rygorystycznego podejścia w zakresie doboru liczby i mocy podstacji przekształtnikowych i linii elektroenergetycznych.

Projektując należy uwzględnić dzienny harmonogram pracy odbiorców, a obliczenia należy oprzeć na średnim poborze mocy w godzinach szczytu. Jeśli weźmiemy pod uwagę całkowitą moc odbiorców, wówczas transformatory podstacji będą przez większość czasu działać w trybie niedociążenia, co doprowadzi do niepotrzebnych kosztów finansowych związanych z obsługą urządzeń zasilających.

Uważa się, że optymalnym trybem pracy transformatora powinna być praca przy mocy 65 - 70% mocy znamionowej.

Wymagany przekrój linii zasilających dobiera się również biorąc pod uwagę średni pobór mocy, ponieważ należy wziąć pod uwagę dopuszczalną gęstość prądu, straty ciepła i mocy.

Podobnie na tym etapie należy wziąć pod uwagę charakterystykę zużycia składnika biernego mocy w celu racjonalnego wykorzystania kompensatorów. Nieprawidłowe rozmieszczenie i parametry kompensatorów będą prowadzić do nadmiernego zużycia energii, nieprawidłowego jej opomiarowania i co najważniejsze, do zwiększonych strat i obciążenia linii elektroenergetycznych.

Zadanie to stawiane jest przede wszystkim tam, gdzie występuje duża liczba odbiorników o dużej mocy z obciążeniami indukcyjnymi. Najczęstszym przykładem są silniki indukcyjne, które można znaleźć w większości obrabiarek.

Drugi etap projektowania

Wybór rodzaju sieci dystrybucyjnej jest częściowo zdeterminowany charakterystyką sprzętu w zależności od kategorii odbiorców. Istnieją trzy kategorie oparte na wymaganiach dotyczących niezawodności zasilania:

1. Kategoria pierwsza – przerwa w dostawie prądu powoduje zagrożenie bezpieczeństwa, wypadki i całkowite zakłócenie procesu technologicznego. Kategoria ta obejmuje dużą liczbę profili do budowy maszyn i obróbki metali, a także przedsiębiorstwa zajmujące się masową produkcją przenośników, na przykład profile do budowy maszyn.
2. Drugą kategorią są zakłócenia cyklu produkcyjnego, czyli przerwy w produkcji, które nie prowadzą do poważnych konsekwencji ekonomicznych. Większość branż należy do tej kategorii. Tutaj możesz określić wyposażenie warsztatu mechanicznego (RMS).
3. Trzecia kategoria obejmuje odbiorców o bardziej łagodnym zapotrzebowaniu na moc niż dwie pierwsze kategorie. Obejmuje to większość wyposażenia produkcyjnego szwalni i niektóre warsztaty wyrobów metalowych.

Urządzenia należące do pierwszej kategorii wymagają zaprojektowania zasilania z uwzględnieniem wzajemnej redundancji kilku (zwykle dwóch) źródeł zasilania zewnętrznego.

Optymalne połączenie niezawodności zasilania przy minimalnych kosztach osiąga się poprzez właściwy dobór systemu zasilania zgodnie z kategorią sprzętu i lokalizacją sprzętu na powierzchni hali produkcyjnej.

W większości przypadków najbardziej racjonalny jest połączony obwód główny ze skoncentrowanymi obciążeniami. Wyposażenie kuźni lub spawalni ma swoją własną charakterystykę pod względem zużycia energii i wymaga ułożenia oddzielnych linii zasilających, a wręcz przeciwnie, zasilanie sekcji montażu maszyn może być realizowane zgodnie z głównym okrążenie. A gdy w warsztacie zainstalowanych jest kilka linii produkcyjnych, nie da się obejść bez kilku linii energetycznych. To samo należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu zasilania narzędziowni.

Oddzielne linie energetyczne są układane w systemie oświetlenia i wentylacji, niezależnie od tego, czy jest to projekt elektryczny dla zakładu obróbki drewna, czy projekt elektryczny dla fabryki samolotów przedsiębiorstwa lotniczego.

Ostatni etap

Na podstawie danych z poprzednich obliczeń sporządzany jest projekt elektryczny, składający się z kilku kompletów dokumentów. Najpierw opracowywany jest projekt wykonawczy, który można dostosować w trakcie wykonywania pracy w zależności od lokalnych warunków i na koniec pracy będzie się różnić od obliczonego. Jednym z głównych dokumentów przy projektowaniu zasilacza jest jednoliniowy schemat zasilania warsztatu. Rysunek schematu jednokreskowego pozwala szybko poruszać się po zawiłościach i funkcjach zasilacza warsztatowego.

Podsumujmy to

Projektowanie układu zasilania osobnego warsztatu lub całego zakładu to jedna z najważniejszych czynności, której realizacją mogą zająć się wyłącznie wyspecjalizowane organizacje, upoważnione do wykonywania takich prac. Nie ma sensu tracić czasu na samodzielne opracowywanie projektu. Bez względu na to, jak kompetentnie i dokładnie zostanie to przeprowadzone, nadal nie uzyska zgody organizacji zajmujących się sprzedażą energii. Zamawiając standardowy projekt schematu zasilania wewnątrzzakładowego do 1000 V i więcej od licencjonowanej organizacji, nie musisz martwić się o bezpieczeństwo i legalność wszelkich działań związanych z budową i eksploatacją sprzętu elektrycznego. Gotowy projekt będzie posiadał wszystkie niezbędne uzgodnienia i atesty, począwszy od szkicu, a skończywszy na w pełni dostosowanej dokumentacji po oddaniu obiektu do użytku.

Możesz zamówić projekt w firmie Mega.ru. Na stronie internetowej firmy znajduje się wiele artykułów przybliżających istotę i subtelności designu, wraz z przykładowymi realizacjami. Na szczególną uwagę zasługuje artykuł, który szczegółowo wyjaśnia, z jakich etapów składa się realizacja projektu elektrycznego.

Jednak znacznie więcej interesujących informacji można uzyskać, kontaktując się bezpośrednio z firmą w celu uzyskania porady. W tej sekcji wskazano, w jaki sposób możesz skontaktować się z naszymi specjalistami i uzyskać odpowiedzi na wszystkie swoje pytania.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wstęp

1. Część ogólna

1.2 Struktura przedsiębiorstwa

1.3 Charakterystyka warsztatu

2. Część obliczeniowa

2.1 Obliczenia oświetlenia

2.3 Obliczanie prądów zwarciowych

2.4 Wybór sprzętu

2.5 Obliczanie linii energetycznych

2.6 Obliczanie i dobór kabla

2.7 Obliczenia uziemienia

2.8 Eksploatacja i naprawa urządzeń elektrycznych

2.9 Instalacja sprzętu

2.10 Montaż szyn uziemiających wewnętrznej pętli uziemiającej

3. Część specjalna

3.1 Opis wyposażenia elektrycznego warsztatu i podstacji

3.2 Schemat stacji i podstacji, ich opis

3.3 Instalacje elektroerozyjne, ochrona urządzeń elektrycznych przed korozją

4. Ochrona pracy

4.1 Środki zapewniające bezpieczeństwo eksploatacji sprzętu

4.2 Środki bezpieczeństwa podczas obsługi urządzeń elektrycznych

4.3 Środki zapobiegania pożarom

5 Część ekonomiczna

5.1. Określenie kosztów kapitału

5.2 Obliczenia personelu

5.3 Kalkulacja kosztów wynagrodzeń, naliczenia wynagrodzeń

5.4 Kalkulacja kosztów amortyzacji

5.5 Kalkulacja kosztów energii elektrycznej

5.6 Obliczanie kosztów materiałów

5.7 Obliczanie kosztów napraw, kosztów uruchomienia, kosztów ogólnych, podatków

5.8 Określenie kosztów lokalizacji (warsztatu itp.)

Wniosek

Bibliografia

WSTĘP

Ten projekt dyplomowy będzie dotyczył zasilania i wyposażenia elektrycznego warsztatu montażu mechanicznego części średniej wielkości zakładu budowy maszyn.

Energia elektryczna służy ludziom od wielu dziesięcioleci i z biegiem czasu zapotrzebowanie na nią stale rośnie, co tłumaczy się jej przewagą nad innymi rodzajami energii: łatwo przekształca się w energię mechaniczną, cieplną i świetlną; stosunkowo łatwo przenoszony na znaczne odległości; prędkość propagacji energii elektrycznej jest w przybliżeniu równa prędkości światła i ostatecznie produkcja i zużycie energii elektrycznej pokrywają się w czasie.

W zakresie zasilania odbiorców do celów rozwoju przemysłu, poprzez zwiększanie efektywności produkcji w oparciu o przyspieszenie postępu naukowo-technicznego, należy zwiększanie poziomu rozwoju konstrukcyjnego, wprowadzanie i racjonalna eksploatacja urządzeń elektrycznych o wysokiej niezawodności, redukcja energii nieprodukcyjnej koszty przesyłu, dystrybucji i zużycia.

Rozwój i komplikowanie konstrukcji systemów zasilania, rosnące wymagania dotyczące sprawności i niezawodności ich działania, w połączeniu ze zmieniającą się strukturą i charakterem odbiorców energii elektrycznej, powszechne wprowadzanie urządzeń do sterowania rozdziałem i poborem energii elektrycznej opartych na nowoczesnych technologii komputerowych stwarzają problem w kształceniu wysoko wykwalifikowanych inżynierów.

Najważniejszym etapem rozwoju aktywności twórczej przyszłych specjalistów są zajęcia i projektowanie dyplomów, podczas których rozwijane są umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów inżynierskich i praktycznego zastosowania wiedzy teoretycznej.

Optymalizacja procesów produkcyjnych w połączeniu z optymalizacją przemysłowych systemów zasilania może i powinna zapewnić krajowi dodatkowe środki poprzez redukcję kosztów nieprodukcyjnych

Układ zasilania to zespół elementów służących do przetwarzania, wytwarzania, dystrybucji i zużycia energii elektrycznej. Energię elektryczną wytwarzają elektrownie: TPP (elektrownia cieplna), CHP (elektrownia), HPP (elektrownia wodna), GRES (elektrownia wodna), NPP (elektrownia jądrowa), WPP ( elektrownia wiatrowa). Oprócz wymienionych stacji istnieją również nietradycyjne metody pozyskiwania energii elektrycznej, na przykład: pod wpływem słońca, energia przypływów morskich, energia uzyskiwana w wyniku rozkładu odpadów spożywczych i roślin ekologicznych ( substancje organiczne). Zasilanie przedsiębiorstw przemysłowych zależy bezpośrednio od kompleksowego rozwiązania problemów inżynieryjnych. Aby zapewnić sprzętom krytycznym „czyste” gwarantowane zasilanie, konieczne jest zastosowanie zasilacza awaryjnego, który zapewni „ciągłość” sinusoidy napięcia w przypadku awarii w sieci publicznej i ochroni sprzęt przed wszelkiego rodzaju zakłóceń elektrycznych. Stosując zasilacze awaryjne, można zapewnić niezawodne zasilanie przedsiębiorstwom dowolnej branży. Niezawodne zasilanie jest ważnym czynnikiem decydującym o pomyślnym funkcjonowaniu każdej produkcji.

Aby zapewnić nieprzerwane zasilanie, należy uwzględnić także zasilanie rezerwowe. Zasilanie rezerwowe pozwala całkowicie wyeliminować ryzyko związane z niespodziewaną przerwą w dostawie prądu w centralnych sieciach elektroenergetycznych.

Elektryfikacja zapewnia realizację zadania powszechnej kompleksowej mechanizacji i automatyzacji procesów produkcyjnych, co pozwala zwiększyć tempo wzrostu społecznej produktywności pracy, poprawić jakość produktów i ułatwić warunki pracy. W oparciu o wykorzystanie energii elektrycznej dokonuje się modernizacji technicznej przemysłu, wprowadzania nowych procesów technologicznych oraz wdrażania zasadniczych zmian w organizacji produkcji i zarządzaniu nią. Dlatego w nowoczesnych technologiach i wyposażeniu przedsiębiorstw przemysłowych rola sprzętu elektrycznego jest ogromna, tj. zespół elektrycznych maszyn, aparatów, przyrządów i urządzeń, za pomocą których energia elektryczna jest przetwarzana na inne rodzaje energii i zapewniona jest automatyzacja procesów technologicznych.

Elektromechanika to jedna z wiodących gałęzi przemysłu maszynowego. Proces produkcyjny maszyny elektrycznej składa się z operacji, w których wykorzystuje się różnorodne urządzenia technologiczne. Jednocześnie większość nowoczesnych maszyn elektrycznych wytwarzana jest metodami produkcji masowej. Specyfika elektrotechniki polega głównie na występowaniu procesów takich jak wytwarzanie i montaż uzwojeń maszyn elektrycznych, do których wykorzystuje się sprzęt niestandaryzowany, zwykle wytwarzany przez same zakłady elektrotechniczne.

Elektrotechnika charakteryzuje się różnorodnością procesów wykorzystujących energię elektryczną: odlewnictwo, spawanie, obróbka metali i materiałów metodą ciśnienia i cięcia, obróbka cieplna itp. Przedsiębiorstwa elektromechaniki są szeroko wyposażone w zelektryfikowane mechanizmy podnoszące i transportowe, zespoły pompujące, sprężarki i wentylatory.

Nowoczesną energetykę charakteryzuje rosnąca centralizacja wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej. Aby zapewnić dostawę energii elektrycznej z systemów elektroenergetycznych do obiektów przemysłowych, instalacji, urządzeń i mechanizmów, stosuje się systemy zasilania składające się z sieci o napięciach do 1000 V i wyższych oraz stacji transformatorowych, przekształtnikowych i rozdzielczych. Do przesyłu energii elektrycznej na duże odległości wykorzystuje się linie elektroenergetyczne o dużym zasięgu (PTL) o wysokim napięciu: 1150 kV prądu przemiennego i 1500 kV prądu stałego.

W nowoczesnych warsztatach wielopolowych przemysłu motoryzacyjnego powszechnie stosuje się kompletne podstacje transformatorowe (CTS), kompletne zespoły rozdzielcze (KRU), szyny zbiorcze zasilania i oświetlenia, urządzenia przełączające, zabezpieczające, automatyzujące, sterujące, pomiarowe i tak dalej. Tworzy to elastyczny i niezawodny system zasilania, co skutkuje znacznie obniżonymi kosztami zasilania warsztatu w energię.

Automatyzacja dotyczy nie tylko poszczególnych jednostek i mechanizmów pomocniczych, ale coraz częściej całych ich zespołów, tworząc w pełni zautomatyzowane linie produkcyjne i warsztaty.

Podstawowe znaczenie dla automatyzacji produkcji mają wielosilnikowe napędy elektryczne i sterowanie elektryczne. Rozwój napędów elektrycznych podąża drogą upraszczania przekładni mechanicznych i przybliżania silników elektrycznych do części roboczych maszyn i mechanizmów, a także coraz szerszego stosowania elektrycznej regulacji prędkości napędów.

Celem pracy dyplomowej jest zaprojektowanie zasilacza warsztatu mechanicznego do montażu mechanicznego części nr 9. Głównym celem tego projektu jest zaprojektowanie niezawodnego, ciągłego zasilania odbiorników warsztatowych przy minimalnych kosztach kapitałowych i eksploatacyjnych oraz zapewnieniu wysokiego bezpieczeństwa.

Systemy zasilania przedsiębiorstw przemysłowych powstają w celu dostarczenia energii elektrycznej do odbiorników przemysłowych, do których zaliczają się silniki elektryczne różnych maszyn i mechanizmów, piece elektryczne, instalacje elektrolizy, urządzenia i maszyny do spawania elektrycznego, instalacje oświetleniowe itp.

System dystrybucji i odbioru energii elektrycznej odbieranej z systemów elektroenergetycznych jest zbudowany w taki sposób, aby spełnione zostały podstawowe wymagania odbiorników elektrycznych zlokalizowanych u odbiorców.

Niezawodność zasilania osiągana jest poprzez nieprzerwaną pracę wszystkich elementów systemu elektroenergetycznego oraz zastosowanie szeregu urządzeń technicznych zarówno w systemie, jak i u odbiorców: zabezpieczeń przekaźnikowych i automatyki, automatycznego załączenia rezerwy, sterowania i alarmu. . O jakości zasilania decyduje utrzymanie wartości napięć i częstotliwości na założonym poziomie, a także ograniczenie wyższych harmonicznych, niesinusoidalności i asymetrii napięć w sieci.

Ekonomiczne zasilanie energią osiąga się poprzez rozwój zaawansowanych systemów dystrybucji energii, stosowanie racjonalnych projektów kompletnych rozdzielnic i stacji transformatorowych oraz rozwój optymalizacji systemu zasilania. Na sprawność wpływa dobór racjonalnych napięć, optymalnych przekrojów przewodów i kabli, liczba i moc stacji transformatorowych, sposoby kompensacji mocy biernej oraz ich rozmieszczenie w sieci.

Realizacja tych wymagań zapewnia obniżenie kosztów budowy i eksploatacji wszystkich elementów systemu zasilania, realizację tego systemu o wysokich wskaźnikach techniczno-ekonomicznych oraz niezawodne i wysokiej jakości zasilanie przedsiębiorstw przemysłowych.

1. CZĘŚĆ OGÓLNA

1.1 Krótka informacja o firmie

Fabryki inżynieryjne składają się z odrębnych jednostek produkcyjnych zwanych warsztatami i różnych urządzeń.

Skład warsztatów, urządzeń i konstrukcji zakładu zależy od wielkości produkcji, charakteru procesów technologicznych, wymagań dotyczących jakości produktu i innych czynników produkcji, a także w dużej mierze stopnia specjalizacji produkcji i współpracy zakładu z innymi przedsiębiorstwami i branżami pokrewnymi.

Specjalizacja polega na koncentracji dużej wielkości produkcji ściśle określonych typów produktów w każdym przedsiębiorstwie.

Współpraca polega na dostarczaniu półfabrykatów (odlewów, odkuwek, wytłoczek), komponentów, różnych przyrządów i urządzeń wyprodukowanych w innych wyspecjalizowanych przedsiębiorstwach.

Jeżeli projektowany zakład będzie otrzymywał odlewy w ramach współpracy, to nie będzie w nim znajdowały się odlewnie. Na przykład niektóre fabryki obrabiarek otrzymują odlewy z wyspecjalizowanej odlewni, która centralnie zaopatruje konsumentów w odlewy.

Skład wyposażenia energetycznego i sanitarnego zakładu może się także różnić w zależności od możliwości współpracy z innymi przedsiębiorstwami przemysłowymi i komunalnymi w zakresie dostaw energii elektrycznej, gazu, pary, sprężonego powietrza, w zakresie transportu, wodociągów, kanalizacji itp.

Dalszy rozwój specjalizacji i w związku z tym powszechna współpraca między przedsiębiorstwami będzie istotnie wpływać na strukturę produkcyjną fabryk. W wielu przypadkach do zakładów budowy maszyn nie zaliczają się odlewnie i kuźnie, warsztaty do produkcji elementów złącznych itp., ponieważ półfabrykaty, okucia i inne części dostarczane są przez wyspecjalizowane fabryki. Wiele zakładów zajmujących się produkcją masową, przy współpracy z wyspecjalizowanymi fabrykami, może zaopatrzyć się także w gotowe podzespoły i zespoły (mechanizmy) do produkowanych przez siebie maszyn; na przykład fabryki samochodów i traktorów - gotowe silniki itp.

1.2 Struktura przedsiębiorstwa

Skład zakładu budowy maszyn można podzielić na następujące grupy:

1. Sklepy zaopatrzeniowe (odlewnie żeliwa, odlewnie stali, odlewnie metali nieżelaznych, kuźnie, kuźnie, tłocznie, kuźnie itp.);

2. Zakłady przetwórcze (mechaniczne, termiczne, tłoczenia na zimno, obróbki drewna, powlekania metali, montażu, malowania itp.);

3. Warsztaty pomocnicze (narzędziowe, mechaniczne, elektryczne, modelarskie, eksperymentalne, testowe itp.);

4. Urządzenia do przechowywania (metalu, narzędzi, materiałów formierskich, wsadowych itp.);

5. Urządzenia energetyczne (elektrownia, elektrociepłownia, agregaty sprężarkowe i gazotwórcze);

6. Urządzenia transportowe;

7. Instalacje sanitarne (ogrzewanie, wentylacja, wodociągi, kanalizacja);

8. Ogólne instytucje i urządzenia zakładowe (laboratorium centralne, laboratorium technologiczne, centralne laboratorium pomiarowe, biuro główne, kasa fiskalna, przychodnia medyczna, przychodnia, urządzenia komunikacyjne, stołówka itp.).

Produkcja urządzeń do obróbki metali, zwłaszcza obrabiarek, zajmuje ważne miejsce w inżynierii mechanicznej, zapewniając jej niezbędne trwałe środki produkcyjne. Możliwości produkcyjne samej inżynierii mechanicznej, jej zgodność z wymaganiami współczesności oraz możliwość technologicznego przezbrojenia całej produkcji, a przede wszystkim inżynierii mechanicznej, w dużej mierze zależą od dostępnego parku maszynowego, jego odpowiedniego poziomu technologicznego oraz optymalnego strukturę pod względem składu gatunkowego i znaczenia. Stan i poziom techniczno-technologiczny przemysłu obrabiarkowego, struktura wyposażenia do obróbki metali w kraju jest jednym z głównych wskaźników rozwoju inżynierii mechanicznej i jej możliwości produkcyjnych.

1.3 Charakterystyka warsztatu

Warsztat montażu mechanicznego przeznaczony jest do produkcji urządzeń dla przemysłu spożywczego.

Warsztat stanowi integralną część produkcji zakładu budowy maszyn.

W skład warsztatu wchodzą pomieszczenia produkcyjne, pomocnicze, usługowe i bytowe. Warsztat otrzymuje zasilanie (ESN) z własnej warsztatowej stacji transformatorowej (TS) zlokalizowanej w odległości 1,5 km. Z głębokiej podstacji wejściowej (DHS) ZAKŁADU. Napięcie zasilania 6,10 lub 35 kV.

PGW jest przyłączona do sieci elektroenergetycznej (ENS), zlokalizowanej w odległości 8 km. Odbiorcy EE należą do kategorii niezawodności ESN 2 i 3. Ilość zmian roboczych: 2. Gleba na terenie warsztatu jest gliniasta o temperaturze +50C. Szkielet budynku zbudowany jest z bloczków - odcinków o długości 6 i 8 m każdy. Wymiary działki: АхВхН=52х36х10m. Wszystkie pomieszczenia, z wyjątkiem maszynowni, są dwukondygnacyjne.

Tabela 1 - Wykaz wyposażenia warsztatu

Opublikowano na http://www.allbest.ru/

1.4 Istniejący schemat zasilania

Do dystrybucji energii elektrycznej w warsztatach przedsiębiorstw przemysłowych stosuje się sieci elektryczne o napięciu do 1000 V.

Układ sieci wewnątrzzakładowej determinowany jest procesem technologicznym produkcji, układem pomieszczeń warsztatu, względną lokalizacją źródła energii elektrycznej, transformatora transformatorowego i wejść mocy, mocą projektową, wymaganiami dotyczącymi nieprzerwanego zasilania, warunki środowiskowe oraz względy techniczne i ekonomiczne.

Zasilanie urządzeń elektrycznych warsztatu odbywa się zwykle z podstacji transformatorowej warsztatu lub podstacji transformatorowej sąsiedniego warsztatu.

Sieci intrashop dzielą się na:

· odżywczy

· dystrybucja.

Sieci zasilające rozciągają się od centralnej rozdzielnicy warsztatowej podstacji transformatorowej do szaf rozdzielczych mocy wspólnego przedsiębiorstwa, do szyn dystrybucyjnych ShRA lub do poszczególnych dużych jednostek dystrybucji energii elektrycznej. W niektórych przypadkach sieć zasilająca prowadzona jest zgodnie ze schematem BTM (blok - transformator - główny).

Sieci dystrybucyjne to sieci, które biegną od szaf rozdzielczych lub szyn zbiorczych zasilania bezpośrednio do źródła zasilania elektrycznego. W takim przypadku zasilanie elektryczne jest podłączone do urządzeń dystrybucyjnych oddzielną linią. Dopuszcza się łączenie w jednej linii do 3-4 jednostek elektrycznych o mocy do 3 kV, połączonych w łańcuch.

W swojej strukturze schematy mogą być promieniowe, główne i mieszane.

Schematy promieniowe wykorzystujące SP stosuje się w obecności skoncentrowanych obciążeń z ich nierównomiernym rozkładem na obszarze warsztatu, a także w warsztatach zagrożonych wybuchem i pożarem, w warsztatach o środowisku aktywnym chemicznie i zapylonym. Są wysoce niezawodne i służą do zasilania urządzeń elektrycznych dowolnej kategorii. Sieci buduje się za pomocą kabli lub izolowanych przewodów.

Zaleca się wykorzystanie obwodów głównych do w miarę równomiernego rozprowadzenia obciążeń na terenie warsztatu, a także do zasilania grup urządzeń elektrycznych należących do tej samej linii produkcyjnej. Obwody wykonuje się za pomocą szyn zbiorczych lub kabli. W normalnym środowisku do budowy sieci szkieletowych można zastosować złożone systemy szynoprzewodów.

1.5 Wybór schematu zasilania

Ważnym problemem technicznym, który należy rozwiązać przy projektowaniu zasilania, jest dobór napięcia dla sieci elektroenergetycznej i oświetleniowej. Straty napięcia, straty energii elektrycznej i wiele innych czynników będą zależeć od prawidłowego wyboru. Wybór napięcia opiera się na porównaniu wskaźników technicznych i ekonomicznych różnych opcji. Wybierając napięcie do zasilania odbiorców energii i oświetlenia, należy preferować opcję z wyższym napięciem, ponieważ im większa wartość U, tym niższy prąd w przewodach, tym mniejszy przekrój poprzeczny i tym mniejsza moc i straty energii.

Wybór obwodu zasilania odbiorników warsztatowych zależy od wielu czynników:

· siła konsumentów indywidualnych;

· lokalizacja odbiorców;

· przestrzeń warsztatowa;

· proces technologiczny warsztatu, który określa kategorię odbiorników mocy opartych na zasilaniu gwarantowanym.

Układ zasilania musi spełniać następujące wymagania:

· wygoda i niezawodność obsługi;

· właściwa jakość energii elektrycznej;

· nieprzerwane i niezawodne zasilanie zarówno w trybie normalnym, jak i awaryjnym;

· efektywność systemu, czyli najniższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne;

· elastyczność systemu, czyli możliwość rozbudowy produkcji bez znacznych dodatkowych kosztów.

Do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej do odbiorców warsztatowych stosujemy najbardziej zaawansowany schemat blokowy „transformator - linia główna”, co obniża koszty i upraszcza budowę podstacji warsztatowej. Takie schematy są bardzo powszechne i zapewniają elastyczność i niezawodność systemu, a także opłacalność zużycia materiałów.

W projektowanym warsztacie wykorzystujemy trójfazową instalację prądu przemiennego o napięciu 380/220 V z solidnie uziemionym punktem neutralnym, co pozwala na zasilanie odbiorników mocy i oświetlenia z tych samych transformatorów. Odbiorcy prądu zasilani są napięciem 380 V, a oświetlenie napięciem 220 V. Zgodnie z wymogami Inżynierii Bezpieczeństwa obwody sterujące i oświetlenie lokalne zasilane są napięciem obniżonym: Obwody sterujące zasilane są napięciem 110 V, oświetlenie 12 V lub 24.

Podczas zasilania sieci elektroenergetycznych i oświetleniowych z pojedynczych podstacji transformatorowych, światła opraw oświetleniowych migoczą, gdy uruchamiają się mocne silniki i powstają duże prądy rozruchowe. Zasilanie dostarczane jest zatem z dwóch podstacji transformatorowych. Odbiorniki mocy o dużych i częstych obciążeniach szczytowych należy podłączyć do jednego z transformatorów KTP, a „cichsze” obciążenie do drugiego transformatora. W tym przypadku oświetlenie robocze należy zasilać z transformatora przy „cichym” obciążeniu, a oświetlenie awaryjne z transformatora przy „cichym” obciążeniu, aby zapewnić odpowiednią jakość oświetlenia roboczego.

2. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

2.1 Obliczenia oświetlenia

Oświetlona objętość pomieszczenia jest ograniczona poprzez otaczające powierzchnie, które odbijają znaczną część strumienia świetlnego padającego na nie ze źródeł światła. W instalacjach oświetlenia wewnętrznego powierzchniami odblaskowymi są podłoga, ściany, sufit i sprzęt zainstalowany w pomieszczeniu. W przypadkach, gdy powierzchnie otaczające przestrzeń mają wysokie wartości współczynnika odbicia, odbity składnik oświetlenia może mieć również duże znaczenie i jego uwzględnienie jest konieczne, ponieważ odbite strumienie mogą być porównywalne ze strumieniami bezpośrednimi, a ich niedoszacowanie może prowadzić do znacznych błędów w obliczeniach.

W procesie wykonywania części obliczeniowej konieczne jest:

a) wybrać system oświetlenia, źródło światła, rodzaj lampy dla danego obszaru lub pomieszczenia pracy;

b) obliczyć oświetlenie ogólne obszaru roboczego.

Celem obliczenia oświetlenia ogólnego jest określenie liczby lamp niezbędnych do zapewnienia Emin oraz mocy instalacji oświetleniowej niezbędnej do zapewnienia normalnego oświetlenia w warsztacie. Poniżej rozważamy obliczenia oświetlenia ogólnego metodą współczynnika wykorzystania strumienia świetlnego.

Przy obliczaniu tą metodą wymagany strumień świetlny jednej lampy określa się według wzoru:

lub liczba lamp:

gdzie Emin to minimalne znormalizowane oświetlenie, luksy;

k - współczynnik bezpieczeństwa (dla żarówek k=1,15, dla świetlówek i DRL,

S - powierzchnia oświetlona, ​​m2;

Z - minimalny współczynnik oświetlenia (współczynnik nierówności oświetlenia) (przy obliczaniu oświetlenia z lamp z żarówkami i DRL Z = 1,15)

N - liczba lamp;

n to liczba lamp w lampie;

h jest współczynnikiem wykorzystania strumienia świetlnego w ułamkach jedności.

Moc instalacji oświetleniowej P określa się ze wzoru:

Gdzie: Pi to pobór mocy jednej lampy, kW.

1.Wybierz system oświetlenia.

2. Uzasadnić znormalizowane oświetlenie stanowisk pracy danego obiektu.

3. Wybierz ekonomiczne źródło światła.

4. Wybierz racjonalny rodzaj lampy.

5. Oszacuj współczynnik bezpieczeństwa oświetlenia k i współczynnik nierównomierności oświetlenia Z.

6. Oszacuj współczynniki odbicia powierzchni w pomieszczeniu (sufit, ściany, podłoga), r.

8. Znajdź współczynnik wykorzystania strumienia świetlnego, h.

10. Narysuj szkic rozmieszczenia lamp na rzucie piętra, wskazując wymiary.

Zasady doboru głównych elementów niezbędnych do obliczeń

Wybór systemu oświetleniowego:

Niniejsza praca uwzględnia wyłącznie oświetlenie robocze, które może być ogólne lub łączone. Zabrania się instalowania w pomieszczeniach produkcyjnych wyłącznie oświetlenia lokalnego.

Wybór systemu oświetleniowego zależy przede wszystkim od tak ważnego czynnika, jak dokładność wykonanej pracy wizualnej (najmniejszy rozmiar obiektu dyskryminacji); zgodnie z obowiązującymi normami, przy wykonywaniu prac kategorii I - IV, należy zastosować kombinowany system oświetlenia. W mechanicznym, instrumentalnym, montażowym itp. Z reguły stosuje się kombinowany system oświetlenia. Wyboru systemu oświetlenia dokonuje się jednocześnie z wyborem znormalizowanego oświetlenia.

Wybór znormalizowanego oświetlenia:

Ilościowe i jakościowe wskaźniki sztucznego oświetlenia określane są zgodnie z obowiązującymi normami.

Jako ilościową charakterystykę oświetlenia przyjmuje się najniższe oświetlenie powierzchni roboczej Emin, które zależy od kategorii pracy wizualnej, tła i kontrastu obiektu z tłem oraz systemu oświetleniowego.Kategorię pracy wizualnej określa się na podstawie minimalna wielkość przedmiotu dyskryminacji, tj. wielkość przedmiotu, jego części lub wady, która wymaga wykrycia lub rozróżnienia w trakcie czynności produkcyjnych.

W pracy nie uwzględniono jakościowych wskaźników oświetlenia (współczynnika pulsacji i wskaźnika olśnienia).

Wartość Emin można przyjąć dla prac precyzyjnych kategorii III 300-500 luksów, dla średnioprecyzyjnych kategorii IV 150-300 luksów, dla prac mało precyzyjnych kategorii V 100-150 luksów. Niższa wartość podświetlenia każdej cyfry dla jasnego tła i wysokiego kontrastu, wyższa wartość dla ciemnego tła i niskiego kontrastu.

Parametrami decydującymi przy wyborze ekonomicznego źródła światła są parametry konstrukcyjne, rozwiązania architektoniczne i planistyczne, klimatyzacja, kwestie projektowe i względy ekonomiczne.

Projektując oświetlenie projektant zawsze podejmuje decyzję kompromisową.

Żarówki są tanie, mają strumień świetlny 7-26 lm/W, mają zniekształcone widmo emisji i bardzo się nagrzewają podczas pracy. Z drugiej jednak strony są tanie, łatwe w obsłudze i można je polecić do pomieszczeń przeznaczonych do tymczasowego zamieszkania, pomieszczeń domowych itp.

W obiektach przemysłowych o wysokości do 7 – 12 m zaleca się stosowanie lamp typu DRL, gdyż są mocniejsze i mają większy strumień świetlny do 90 lm/W.

Ostatecznego wyboru źródła światła należy dokonać jednocześnie z wyborem rodzaju oprawy, której jest ono częścią.

Wyboru opraw oświetlenia ogólnego dokonuje się na podstawie wymagań technicznych, ekonomicznych i warunków oświetleniowych. Istnieje klasyfikacja lamp ze względu na rozsył światła: światło bezpośrednie, głównie bezpośrednie, rozproszone, głównie odbite i odblaskowe.

Ponadto istnieją lampy o różnych krzywych światłości: skoncentrowana, głęboka, cosinus, półszeroka, szeroka, jednolita i sinusoidalna.

Według GOST 14254-69 lampy są klasyfikowane według stopnia ochrony przed kurzem, wodą i eksplozją.

Ze względu na konstrukcję wyróżnia się 7 grup operacyjnych opraw. Ze względu na dużą różnorodność opraw, o konkretnym wyborze oprawy należy decydować wspólnie ze specjalistami ds. energetyki, ekonomistami, projektantami i brać pod uwagę wymogi bezpieczeństwa pracy.

Współczynnik bezpieczeństwa k uwzględnia kurz w pomieszczeniu i zmniejszenie strumienia świetlnego lamp podczas pracy. Wartości współczynnika k podano w tabeli.

Tabela 2 Wartości współczynnika k

Minimalny współczynnik oświetlenia Z charakteryzuje nierównomierność oświetlenia. Jest to funkcja wielu zmiennych, jej dokładne określenie jest trudne, jednak w największym stopniu zależy od stosunku odległości pomiędzy oprawami do wysokości projektowej (L/h).

Wybierz metodę umieszczania lamp, która może być symetryczna lub zlokalizowana. Dzięki symetrycznemu rozmieszczeniu lampy są rozmieszczone wzdłuż i w poprzek pomieszczenia, w tej samej odległości, w rogach prostokąta lub w szachownicę. Symetryczne rozmieszczenie lamp zapewnia równomierne oświetlenie urządzeń, maszyn, miejsc pracy i ciągów komunikacyjnych, wymaga jednak dużego zużycia energii. Przy rozmieszczeniu zlokalizowanym oprawy rozmieszczane są z uwzględnieniem lokalizacji maszyn, maszyn, urządzeń, punktów kontrolnych i stanowisk pracy. Taki układ lamp, zmniejszający zużycie energii, stosowany jest w warsztatach z asymetrycznym rozmieszczeniem sprzętu.

Następnie określ stosunek odległości lamp L do wysokości ich zawieszenia h. W zależności od rodzaju lampy ten stosunek L / h, gdy lampy są ułożone w prostokąt, można przyjąć równy 1,4-2,0, a gdy lampy są ułożone w szachownicę -1,7-2,5.

Wysokość lampy nad oświetlaną powierzchnią

Hc=H - hcв - KM (4)

gdzie: H - całkowita wysokość pomieszczenia, m;

hcв - wysokość od sufitu do spodu lampy, m;

hр - wysokość od podłogi do oświetlanej powierzchni, m.

Aby ograniczyć olśnienie lamp oświetlenia ogólnego, wysokość ich zawieszenia nad poziomem podłogi ustala się na co najmniej 2,5-4 m dla lamp o mocy do 200 W i co najmniej 3-6 m dla lamp o większej mocy.

Wymagana liczba opraw (lamp) n= S/LI (przy La = Lb).

Przy ustawianiu lamp w linii (rzędzie), jeśli zachowany jest najkorzystniejszy stosunek L/h, zaleca się przyjąć Z = 1,15 dla żarówek i DRL.

Ryc. 1 Rozmieszczenie lamp w pomieszczeniu

Aby określić współczynnik wykorzystania strumienia świetlnego h, znajdź wskaźnik pomieszczenia i i oczekiwane współczynniki odbicia powierzchni pomieszczenia: sufitu rп, ścian rс, podłogi rр.

Do zapylonych obszarów produkcyjnych:

Indeks pokoju określa się za pomocą następującego wyrażenia:

gdzie: A, B, h - długość, szerokość i szacunkowa wysokość (wysokość lampy wiszącej nad powierzchnią roboczą) pomieszczenia, m.

gdzie: H - wysokość geometryczna pomieszczenia;

hsv - zwis lampy.

Typowo: hsv = 0,2...0,8 m;

hp - wysokość powierzchni roboczej.

KM = 0,8 ...1,0 m.

Współczynnik wykorzystania strumienia świetlnego jest funkcją złożoną, zależną od rodzaju lampy, współczynnika pomieszczenia, współczynnika odbicia sufitu, ścian i podłogi.

Pośrednie wartości współczynnika wykorzystania wyznacza się poprzez interpolację.

Dla danego Fl, tj. wiemy, które lampy zostaną użyte, znajdź N, tj. ile lamp należy zastosować.

Mając N lub n, wyznaczamy Fl. Na podstawie znalezionego FL wybierana jest najbliższa lampa wzorcowa w granicach tolerancji 10 +20%.

Tabela 3 Wartość współczynnika wykorzystania h dla opraw ze świetlówkami, %

Przykład obliczenia pomieszczenia metodą współczynnika wykorzystania

Przykład. W pomieszczeniu o wymiarach A=52 m, B=36 m, H=10 m, hp=0,9 m i współczynnikach odbicia sufitu rп=30%, ścian rc=10%, powierzchni projektowej рр=10% metodą współczynnika wykorzystania strumień świetlny oświetlenia lampami Astra z żarówkami w celu wytworzenia oświetlenia E = 50 lux.

Rozwiązanie. W pomieszczeniu o niskiej emisji pyłu instalację oświetleniową z żarówkami oblicza się ze współczynnikiem bezpieczeństwa k = 1,15. Lampa Astra posiada cosinusowy rozsył światła. Dlatego optymalną względną odległość między lampami należy przyjąć l = 1,6. Biorąc wysokość światła lamp hcв = 0,5 m, otrzymujemy szacunkową wysokość

hр=10-0,9-0,5=8,6 m

i odległość między lampami

Dł.=8,6 wys. 1,6=13,76 m.

Liczba rzędów lamp w pomieszczeniu

Nb=36/13,76=2,6.

Liczba lamp w rzędzie

Na=52/13,76=3,77.

Zaokrąglamy te liczby do najbliższych większych Na=4 i Nb=3.

Całkowita liczba opraw

N= Na × Nb=4 × 3=12. (7)

Na koniec umieszczamy lampy.

Wzdłuż szerokości pomieszczenia odległość między rzędami wynosi Lb = 3,77 m, a odległość od zewnętrznego rzędu do ściany nieco ponad 0,3 L, czyli 1,13 m. W każdym rzędzie odległość między lampami wyznaczamy również weź La = 13,76 m, a odległość od najbardziej zewnętrznej lampy do ściany będzie wynosić:

Daje to 0,28 L=3,85

Indeks pokoi

i=52 H 36/=1872/(8,6 H 88)=2,47.

Korzystając z podręcznika, dobieramy współczynnik wykorzystania strumienia świetlnego з=0,6. Ponieważ odległość między lampami jest prawie równa optymalnej, przyjmujemy minimalny współczynnik oświetlenia z = 1,15. Określ wymagany strumień świetlny lampy

Fl = 50 H 1,15 H 1872 H 1,15/(12 H 0,6) = 17192,5 mb

Z tabeli wybieramy najbliższą standardową lampę DRL 250 o strumieniu Fl = 11000 lm, czyli mniejszym od wartości obliczonej

DF=(11000-17192,5)100/17192,5= - 3,6%.

2.2 Obliczanie obciążeń i dobór transformatora mocy

Przy określaniu projektowych obciążeń elektrycznych można zastosować następujące podstawowe metody:

1. diagramy uporządkowane (metoda maksymalnego współczynnika);

2. jednostkowe zużycie energii elektrycznej na jednostkę produkcji;

3. współczynnik popytu;

4. gęstość właściwa obciążenia elektrycznego na 1 m2 powierzchni produkcyjnej.

Obliczenia oczekiwanych obciążeń przeprowadza się metodą schematów uporządkowanych, która jest obecnie główną metodą przy opracowywaniu projektów techniczno-eksploatacyjnych zasilania.

Szacunkową moc maksymalną odbiorników elektrycznych wyznacza się ze wzoru:

Pmax=Kmax * Ki * Pnom = Kmax * Pcm, (8)

gdzie: Ki – współczynnik wykorzystania;

Kmax - maksymalny współczynnik mocy czynnej;

Pcm to średnia moc czynna odbiorników elektrycznych dla bardziej obciążonego obwodu.

Ustal planowany fundusz czasu pracy na analizowany okres, biorąc pod uwagę ustalony tryb pracy. Aby to obliczyć, możesz skorzystać z kalendarza czasu produkcji, jeśli przedsiębiorstwo działa w pięciodniowym tygodniu pracy. W przypadku ustalenia zmian w produkcji, planowany czas pracy wyliczany jest na podstawie zatwierdzonych harmonogramów zmian. W tym przykładzie planowane obciążenie jednej maszyny na miesiąc będzie wynosić: 30 dni na 24 godziny = 720 godzin.

Ustalamy ilość godzin faktycznej pracy maszyn w warsztacie w danym okresie. Aby to zrobić, potrzebujemy danych z grafiku. Znajdźmy całkowitą liczbę godzin przepracowanych przez personel warsztatu. Niech pracownicy montażu mechanicznego przepracują w miesiącu 14 784 roboczogodzin, co odpowiada faktycznemu czasowi pracy maszyn.

Obliczmy stopień wykorzystania wyposażenia tkalni korzystając ze wzoru:

Ki= (Fr/S)/Fp, (9)

gdzie: Фр - rzeczywista ilość czasu przepracowanego przez wszystkie maszyny, godzina,

C - liczba maszyn w warsztacie, szt.

Fp – planowany fundusz czasu pracy, godz.

W tym przykładzie stopień wykorzystania sprzętu będzie równy:

14784/42/720 = 0,5.

W rezultacie krosna warsztatu tkackiego były wykorzystywane w 50% miesięcznie. Pozostałe 50% to jego przestoje.

Dla grupy odbiorników elektrycznych o bardziej obciążonej zmianie trybu pracy średnie obciążenia czynne i bierne wyznacza się ze wzoru:

Pcm = Ku * Pnom (10)

Qcm = Pcm * tan c, (11)

gdzie tg c odpowiada średnioważonemu cos c dla odbiorników elektrycznych danego trybu pracy.

Średni ważony stopień wykorzystania określa się według wzoru:

KU.SR.VZ. = ?Рсм / ?Рном, (12)

gdzie Рсм to całkowita moc odbiorników elektrycznych i grup dla najbardziej obciążonej zmiany;

Rnom – łączna moc znamionowa odbiorników elektrycznych w grupie.

Względną liczbę odbiorników elektrycznych określa wzór:

gdzie n1 to liczba dużych odbiorników w grupie;

n to liczba wszystkich odbiorników w grupie.

Moc względną największych odbiorników mocy wyznacza się z wyrażenia:

P* = ?Pn 1/?Pnom, (14)

gdzie?Pn 1 to całkowita moc czynna znamionowa dużych odbiorników elektrycznych danej grupy;

Rnom – całkowita moc czynna znamionowa odbiorników elektrycznych grupy.

Główną efektywną liczbę odbiorników elektrycznych w grupie wyznacza się z tabel referencyjnych na podstawie wartości n* i P*

n*e = f(n*; P*) (15)

Efektywną liczbę odbiorników mocy w grupie określa się ze wzoru:

Ne = n*e * n (16)

Maksymalny współczynnik określa się na podstawie tabel referencyjnych na podstawie wartości ne i KU.SR.VZ.:

Kmax = f(Ne; KU.SR.VZ.) (17)

Szacunkowa maksymalna moc obwodu czynnego:

Rmax = Kmax * ?Рcm (18)

Szacunkowa maksymalna moc bierna w obwodzie:

Qmax = 1,1 ?Qcm (19)

Całkowita moc projektowa grupy jest określona wzorem:

Smax = vPmax2 + Qmax2 (20)

Maksymalny prąd znamionowy grupy określa się według wzoru:

Imax = Smax/(v3 * Unom) (21)

Obliczanie oczekiwanych obciążeń w obrabiarce do obróbki skrawaniem.

1. Wyznaczyć średnią moc czynną i bierną dla bardziej obciążonego obwodu odbiorników elektrycznych.

Przykład obliczeń dla maszyn na pozycjach 1-3

Rcm1-3 = Rnom Ch Ki = 3 Ch 0,5 Ch 3 = 4,5 kW (22)

Qcm1-3 = Рсм1-3 Х tgts = 4,5 Х 0,75 = 3,4 kVAr (23)

Pozostałą część danych obliczeniowych przedstawiono w tabeli 5

2. Określ całkowitą moc grupy:

Pnom = 3 szt. cm1-3 + 2 szt. cm4,5 + 2 szt. cm6,7 + 4 szt. cm8-11 + 2 szt. cm12-13+ 8 szt. cm14-21 + 3 szt. cm22-24 + 2 szt. cm25-26 + 1 szt. cm27 + 4 szt. cm28-31+ 3 szt. cm32-34 + 2 szt. cm35-36 + 2 szt. cm37- 38+ 1szt.cm39 + 2szt.cm40-41 + 1szt.cm42 + 6szt.cm43-48 + 2szt.cm 49-50 = 216,5 kW (24)

3. Podsumujmy obciążenia czynne i bierne:

Pcm = Pcm1-3 + Pcm4,5 + Pcm6,7 + Pcm8-11 + Pcm12-13+ Pcm14-21 + Pcm22-24 + Pcm25-26 + Pcm27 + Pcm28-31+ Pcm32-34 + Pcm35-36 + Pcm37- 38+ Pcm39 + Pcm40-41 + Pcm42 + Pcm43-48 + Pcm 49-50 = 108,25 kW (25)

Qcm = Qcm1-3 + Qcm4,5 + Qcm6,7 + Qcm8-11 + Qcm12-13+ Qcm14-21 + Qcm22-24 + Qcm25-26 + Qcm27 + Qcm28-31+ Qcm32-34 + Qcm35-36 + Qcm37- 38+ Qcm39 + Qcm40-41 + Qcm42 + Qcm43-48 + Qcm 49-50 = 81,21 kVAr. (26)

4. Ustal średnią ważoną wartość współczynnika wykorzystania:

Ki.av.vz = 108,25 /216,5 = 0,5

5. Określ względną liczbę odbiorników elektrycznych:

N* = 12/42 = 0,3

6. Wyznacz moc względną największych odbiorników mocy:

P* = 119/216,5 = 0,55 kW

7. Główną efektywną liczbę odbiorników elektrycznych w grupie ustala się na podstawie wartości N* i P*:

8. Określ efektywną liczbę odbiorników elektrycznych w grupie:

Ne = 0,68 H 42 = 28,56

9. Maksymalny współczynnik Kmax służy do przejścia od obciążenia średniego do maksymalnego. Maksymalny współczynnik mocy czynnej określa się na podstawie wartości ne i Ki.av.in:

10. Określ szacunkową maksymalną moc czynną obwodu:

Rmax = 0,51 H 108,25 = 55,21 kW

11. Określ szacunkową maksymalną moc bierną obwodu:

Qmaks. = 1,1 H. 81,21 = 89,33 kVAr

12. Określ całkowitą zdolność projektową grupy:

13. Określ maksymalny prąd znamionowy grupy:

Imaks = 105,01/(1,73 H 0,38) = 159,7 A

Tabela 5 Zestawienie obciążeń elektrycznych w warsztacie

Wybór liczby i mocy transformatorów mocy dla głównych podstacji obniżających (MSS) przedsiębiorstw przemysłowych musi być uzasadniony technicznie i ekonomicznie, ponieważ ma to istotny wpływ na racjonalne projektowanie schematów zasilania przemysłowego. Przy wyborze liczby i mocy transformatorów mocy stosuje się technikę obliczeń techniczno-ekonomicznych, a także uwzględnia się takie wskaźniki, jak niezawodność zasilania odbiorców, zużycie metali nieżelaznych i wymagana moc transformatora. Aby ułatwić obsługę przemysłowych systemów zasilania, starają się stosować nie więcej niż dwie lub trzy standardowe pojemności transformatorów, co prowadzi do zmniejszenia rezerwy magazynowej i ułatwia wymienność transformatorów. Pożądane jest zainstalowanie transformatorów o tej samej mocy, ale takie rozwiązanie nie zawsze jest możliwe. Doboru transformatorów należy dokonać biorąc pod uwagę schematy połączeń elektrycznych podstacji, które mają istotny wpływ na inwestycje kapitałowe i roczne koszty systemu elektroenergetycznego jako całości oraz określają jego charakterystykę eksploatacyjną i eksploatacyjną.

W celu obniżenia kosztów podstacji (GPP lub GRP) o napięciu 35–220 kV wprowadzono obwody bez instalowania przełączników po stronie wyższego napięcia (wg schematu blokowego linia-transformator), pokazane na ryc. 1. Transformatory sklepowe z reguły nie powinny posiadać rozdzielnicy po stronie wysokiego napięcia (rys. 2). Bezpośrednie (ślepe) połączenie kabla zasilającego z transformatorem powinno być szeroko stosowane w przypadku promieniowych obwodów zasilania transformatora (ryc. 2, a) lub połączenie przez odłącznik lub przełącznik obciążenia dla głównych obwodów zasilania (ryc. 2.6, c , D). W głównym obwodzie zasilania transformatora o mocy 1000 kVA i większej zamiast odłącznika instaluje się przełącznik obciążenia, ponieważ przy napięciu 6–20 kV odłącznik może odłączyć XX transformatory o mocy nie większej niż Obecnie nowo budowane warsztatowe podstacje transformatorowe realizowane są jako kompletne zespoły (KTP), w całości produkowane w fabrykach oraz duże bloki montowane w przedsiębiorstwach przemysłowych.

Ryż. 2 Konstrukcyjnie warsztatowe podstacje transformatorowe (TS) dzielą się na wewnątrzzakładowe, które znajdują się w warsztatach wielopolowych; wbudowany w obwód warsztatowy, ale z rozwiniętymi transformatorami; przymocowany do budynku; oddzielnie zlokalizowane na terenie przedsiębiorstw, które są wykorzystywane, gdy ze względu na warunki produkcyjne niemożliwe jest zlokalizowanie podstacji stacjonarnych, wbudowanych lub dołączonych.

Ryż. 3. Podstawowe schematy połączeń warsztatowych TS o podwyższonym napięciu 6 - 20 kV: a - połączenie ślepe; b, c, d - podłączenie TP poprzez urządzenia przełączające (VN - rozłącznik obciążenia, R - odłącznik, VNP - rozłącznik obciążenia z bezpiecznikiem)

Wybór liczby transformatorów związany jest ze sposobem pracy stacji lub podstacji. Harmonogram obciążenia może być taki, że ze względów ekonomicznych konieczne będzie zainstalowanie nie jednego, ale dwóch transformatorów. Takie przypadki z reguły mają miejsce, gdy współczynnik wypełnienia wykresu obciążenia jest słaby (0,5 i mniej). W takim przypadku montaż urządzeń odłączających jest niezbędny do czynności eksploatacyjnych (wykonywanych przez personel dyżurny lub zachodzących automatycznie) z transformatorami mocy, z zachowaniem ekonomicznie uzasadnionego trybu ich pracy. Ważnymi czynnikami, które w największym stopniu wpływają na wybór mocy znamionowej transformatora, a tym samym na jego ekonomicznie uzasadniony tryb pracy, są temperatura czynnika chłodzącego w miejscu jego instalacji oraz harmonogram obciążenia odbiorcy (zmiany obciążenia podczas dzień, tydzień, miesiąc, pora roku i rok).

Wyboru rodzaju transformatorów dokonuje się biorąc pod uwagę warunki ich instalacji, temperaturę otoczenia itp. Transformatory dwuuzwojeniowe stosowane są głównie w przedsiębiorstwach przemysłowych. Transformatory trójuzwojeniowe 110/35/6 - 20 kV w punkcie wydobycia gazu stosuje się tylko wtedy, gdy istnieją odlegli odbiorcy średniej mocy związanej z tym przedsiębiorstwem. Transformatory z uzwojeniami dzielonymi 110/10-10 kV lub 110/6-10 kV stosowane są w przedsiębiorstwach o napięciach 6 i 10 kV, gdy konieczne jest zmniejszenie prądu zwarciowego i zapewnienie zasilania obciążeń udarowych.

Ryż. 4. Schematy jednokreskowe połączeń elektrycznych GPP z dwoma transformatorami bez wyłączników po stronie wysokiego napięcia: a - ze zwieraczami i separatorami; b - tylko ze zwieraczami; c - z rozłącznikami i bezpiecznikami typu PSN.

Transformatory GPP o napięciu 35 - 220 kV produkowane są wyłącznie z chłodzeniem olejowym i zwykle instalowane są na zewnątrz. Do transformatorów warsztatowych o podwyższonym napięciu 6 - 20 kV, transformatorów olejowych typu TM, TMN, TMZ, transformatorów suchych typu TSZ (z naturalnym chłodzeniem powietrzem) i transformatorów typu TNZ z cieczą niepalną (Sovtol) są używane. Transformatory olejowe warsztatowych podstacji transformatorowych o mocy SHOM.T «S< 2500 кВ * А устанавливают на открытом воздухе и внутри зданий. Внутрицеховые ТП, в том числе и КТП, применяют только в цехах I и II степени огнестойкости с нормальной окружающей средой (категории Г и Д по противопожарным нормам). Число масляных трансформаторов на внутрицеховых подстанциях не должно быть более трех. Мощность открыто установленной КТП с масляными трансформаторами допускают до 2 х 1600 кВА. При установке на втором этаже здания допустимая мощность внутрицеховой подстанции должна быть не более 1000 кВ * А. Сухие трансформаторы мощностью SH0M T sg 1000 кВ- А применяют для установки внутри административных и общественных зданий, в лабораториях и других помещениях, к которым предъявляют повышенные требования в отношении пожаробезопасности (некоторые текстильные предприятия и т. п.). Сухие трансформаторы небольшой мощности (10 -- 400 кВА) размещают на колоннах, балках, фермах, так как они не требуют маслосборных устройств. Трансформаторы (совтоловые) типа ТНЗ предназначены для установки внутри цехов, где недопустима открытая установка масляных трансформаторов. Герметизированные совтоловые трансформаторы не требуют в условиях эксплуатации ни ревизии, ни ремонта. Их ремонт и ревизию производят на заводах-изготовителях.

Główne wymagania przy wyborze liczby transformatorów dla podstacji państwowych i warsztatowych stacji transformatorowych to: niezawodność zasilania odbiorców (z uwzględnieniem kategorii odbiorców energii elektrycznej w stosunku do wymaganej niezawodności), a także minimalne obniżone koszty transformatorów , biorąc pod uwagę dynamikę wzrostu obciążeń elektrycznych.

Projektując podstację, wymagania są brane pod uwagę w oparciu o następujące podstawowe przepisy. Niezawodność zasilania odbiorców kategorii I osiągana jest dzięki obecności dwóch niezależnych źródeł zasilania, przy jednoczesnym zapewnieniu zasilania rezerwowego dla wszystkich pozostałych odbiorców. Przy zasilaniu odbiorców kategorii I z jednej podstacji konieczne jest posiadanie co najmniej jednego transformatora na każdym odcinku magistrali, a moc transformatorów dobiera się tak, aby w przypadku awarii jednego z nich drugi (biorąc pod uwagę dopuszczalne przeciążenie) zapewnić energię wszystkim odbiorcom kategorii I. Zasilanie rezerwowe dla odbiorców kategorii I wprowadzane jest automatycznie. Konsumenci kategorii II otrzymują rezerwę wprowadzaną automatycznie lub w wyniku działań personelu dyżurnego. Przy zasilaniu tych odbiorców z jednej stacji należy posiadać dwa transformatory lub transformator rezerwowy magazynowy dla kilku podstacji zasilających odbiorców kategorii II, pod warunkiem, że transformator będzie można wymienić w ciągu kilku godzin. Podczas wymiany transformatora wprowadzane są ograniczenia w zasilaniu odbiorców, biorąc pod uwagę dopuszczalne przeciążenie pozostającego w pracy transformatora. Odbiorcy kategorii III otrzymują energię z podstacji jednotransformatorowej w obecności transformatora rezerwowego „magazynowego”.

Przy doborze ilości transformatorów przyjmuje się, że budowa podstacji jednotransformatorowych nie zawsze zapewnia najniższe koszty. Jeżeli w warunkach podtrzymania zasilania odbiorczego konieczne jest zainstalowanie więcej niż jednego transformatora, wówczas starają się, aby liczba transformatorów w podstacji nie przekraczała dwóch. Podstacje z dwoma transformatorami są bardziej ekonomicznie wykonalne niż podstacje z jednym lub większą liczbą transformatorów. Przy budowie dwutransformatorowych podstacji GPP wybiera się najprostszy schemat podłączenia elektrycznego po stronie wyższego napięcia. Wszystkie inne rozwiązania (podstacje z trzema lub więcej transformatorami) są zwykle droższe. Mogą być one jednak konieczne w przypadku konieczności budowy podstacji zasilających odbiorców wymagających różnych napięć. Podstacje główne obniżające, podstacje głębokotłokowe (DHS) i warsztatowe podstacje transformatorowe składają się z nie więcej niż dwóch transformatorów. Dla odbiorców kategorii III i częściowo II rozważana jest możliwość zainstalowania jednego transformatora z zasilaniem rezerwowym z sąsiedniej stacji transformatorowej. W tym przypadku podstacja rezerwowa jest podstacją drugą i musi posiadać rezerwę mocy. W podstacjach warsztatowych z dwoma transformatorami zaleca się, aby sekcje robocze szyn niskiego napięcia działały oddzielnie. W tym trybie prąd zwarciowy zmniejsza się 2-krotnie i upraszczają warunki pracy urządzeń o napięciu do 1 kV. W przypadku odłączenia jednego transformatora roboczego, drugi przejmuje obciążenie wyłącznika sekcyjnego, który został odłączony w wyniku załączenia.
Obecnie TP warsztatowe realizowane są jako kompletne jednostki (KTP). Prawidłowe określenie liczby podstacji transformatorowych i mocy znajdujących się na nich transformatorów możliwe jest jedynie na podstawie obliczeń techniczno-ekonomicznych (TEC), uwzględniających kompensację obciążeń biernych przy napięciach do 1 kV. Liczba transformatorów warsztatowych waha się od minimalnej możliwej Nmm (przy pełnej kompensacji obciążeń biernych) do maksymalnej Nmax (w przypadku braku urządzeń kompensujących) przy średniej wartości współczynnika obciążenia Kt T dla wszystkich podstacji transformatorowych. podstacje warsztatowe z przewagą obciążeń kategorii I K-,. , przyjęte w granicach 0,65 - 0,7; z przewagą obciążeń kategorii II 0,7-0,8 i obciążeń kategorii III 0,9-0,95. Minimalną i maksymalną liczbę transformatorów warsztatowych określają wyrażenia

gdzie: Pmax, Smax – obciążenie obliczeniowe warsztatu; SHom,t to moc znamionowa transformatora warsztatowego.

Zmiana liczby transformatorów warsztatowych (przy t = const) powoduje zmianę kosztów obniżonych dla rozdzielnic 6 – 20 kV, dla sieci warsztatowych 0,4 kV, dla sieci rozdzielczych 6 – 20 kV. Przy wyborze liczby transformatorów w warsztatowych podstacjach transformatorowych bierze się pod uwagę, że maksymalna moc transformatorów produkowanych obecnie przez producentów na napięcie 0,4-0,66 kV wynosi 2500 kVA.

Moc transformatorów mocy w normalnych warunkach powinna zapewniać moc wszystkim odbiorcom mocy przedsiębiorstw przemysłowych. Moc transformatorów mocy dobiera się biorąc pod uwagę ekonomicznie uzasadniony tryb pracy i odpowiednie zapewnienie rezerwy mocy dla odbiorców w przypadku wyłączenia jednego transformatora oraz fakt, że obciążenie transformatorów w normalnych warunkach nie powinno (ze względu na nagrzewanie) powodować skrócenie jego naturalnego okresu użytkowania. Przedsiębiorstwa przemysłowe kraju zwiększają swoje moce produkcyjne poprzez budowę nowych warsztatów, zagospodarowanie nowych lub bardziej racjonalne wykorzystanie istniejących terenów. Dlatego też dają możliwość rozbudowy podstacji poprzez wymianę zainstalowanych transformatorów na mocniejsze. W związku z tym sprzęt i szyny zbiorcze w obwodach transformatorów dobiera się zgodnie z parametrami projektowymi, biorąc pod uwagę przyszłą instalację transformatorów o kolejnej mocy znamionowej w skali GOST. Przykładowo, jeżeli w podstacji zainstalowane są dwa transformatory o mocy 16 000 kV A, to ich fundamenty i konstrukcje umożliwiają montaż dwóch transformatorów o mocy 25 000 kV * A bez znaczących zmian w podstacji.

Podobne dokumenty

Obliczanie warsztatowych obciążeń elektrycznych metodą maksymalnego współczynnika. Dobór przekroju i marki przewodów. Oznaczanie prądów zwarciowych i urządzeń uziemiających. Ustalenia dotyczące organizacji prac elektroinstalacyjnych. Kierunki rozwoju budownictwa kapitałowego.

praca na kursie, dodano 18.04.2011


System zasilania przedsiębiorstw metalurgicznych. Główne urządzenia w podstacji. Charakterystyka działania urządzeń elektrycznych. Obliczanie prądów zwarciowych w sieci. Obliczanie i dobór aparatury łączeniowej i transformatora mocy.

praca na kursie, dodano 08.05.2013


Zasilanie warsztatu mechanicznego. Instalacja sprężania azotu buforowego. Obliczanie obciążeń elektrycznych układów zasilania. Dobór ilości i mocy transformatorów. Obliczanie prądów zwarciowych i zabezpieczeń przekaźnikowych transformatora mocy.

podręcznik szkoleniowy, dodano 15.01.2012


Opracowanie schematu zasilania przedsiębiorstwa przemysłowego. Obliczanie obciążeń elektrycznych i prądów zwarciowych. Określanie liczby i mocy transformatorów. Dobór urządzeń elektrycznych wysokiego napięcia, urządzeń zabezpieczających i uziemiających.

praca na kursie, dodano 16.04.2014


Obliczanie obciążeń elektrycznych. Wybór schematu zasilania i napięcia. Obliczanie i dobór mocy transformatora. Obliczanie prądów zwarciowych. Zabezpieczenie przekaźnika transformatora mocy. Obliczanie uziemienia ochronnego. Ochrona przeciwprzepięciowa i odgromowa.

praca magisterska, dodana 20.02.2015


Charakterystyka obszaru instalacyjnego warsztatu elektromechanicznego. Obliczanie obciążeń elektrycznych, oświetlenia, strat mocy w transformatorze, prądów zwarciowych. Dobór elementów sieci zasilających i dystrybucyjnych. Obliczanie urządzenia uziemiającego.

praca na kursie, dodano 24.11.2014


Eksploatacja, testowanie, konserwacja, naprawa i utylizacja transformatora mocy. Obliczanie krzywej trwałości urządzeń elektrycznych i uziemiających dla ochrony personelu. Organizacja prac budowlanych, elektroinstalacyjnych i uruchomieniowych.

praca na kursie, dodano 04.10.2012


Szczegółowe opracowanie zasilania dla warsztatu ZRDT „KEC”. Wyznaczanie obciążeń napowietrznych linii elektroenergetycznych, prądów znamionowych i prądów zwarciowych. Dobór wyposażenia elektrycznego podstacji obniżającej. Obliczanie schematu uziemienia i ochrony odgromowej.

praca magisterska, dodana 07.07.2015


Obliczanie prądów zwarciowych w celu doboru i sprawdzenia parametrów urządzeń elektrycznych oraz ustawień zabezpieczeń przekaźników. Charakterystyka odbiorców energii elektrycznej. Dobór ilości i mocy transformatorów mocy. Obliczanie obciążeń mocy i oświetlenia warsztatu.

test, dodano 23.11.2014


Ogólna charakterystyka budynku warsztatowego i odbiorców energii elektrycznej. Analiza obciążenia elektrycznego. Obliczanie i dobór urządzenia kompensacyjnego, mocy transformatorów, sieci, urządzeń zabezpieczających, urządzeń elektrycznych wysokiego napięcia i urządzeń uziemiających.

Zasilanie sekcji warsztatu mechanicznego nr 19

Zajęcia

Energia

Sklepowe sieci elektroenergetyczne muszą: zapewniać niezbędną niezawodność zasilania odbiorników energii w zależności od ich kategorii; być wygodnym i bezpiecznym w użyciu; posiadają optymalne wskaźniki techniczne i ekonomiczne przy minimalnych obniżonych kosztach...

MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI ROSJI

Orsk Instytut Humanistyczno-Technologiczny (oddział)

federalna państwowa budżetowa instytucja edukacyjna

wyższe wykształcenie zawodowe

„Uniwersytet Państwowy w Orenburgu”

(Orsk Instytut Humanistyczno-Technologiczny (oddział) OSU)

Wydział Mechaniki i Technologii

Katedra Elektroenergetyki i Elektrotechniki

PROJEKT KURSU

w dyscyplinie „Zasilanie przedsiębiorstw i napęd elektryczny”

Zasilanie sekcji warsztatu mechanicznego nr 19

Notatka wyjaśniająca

OGTI 140106. 65 6 4. 14. 019 PZ

Kierownik

Doktorat technologia nauki

Dawidkin M.N.

„___”______________2014

Wykonawca

Student gr. 10EOP

Saenko D.A.

„___”______________2014

Orsk 2014

Zadanie………………………………………………………………………………3

Streszczenie……………………………………………………………………………..5

Wprowadzenie…………………………………………………………………………………….6

1. Krótki opis odbiorników elektrycznych warsztatu……………………….…..8

2. Wybór i uzasadnienie schematu zasilania warsztatu………………….…9

3. Obliczanie obciążeń elektrycznych powierzchni warsztatu……………………………..10

4. Dobór marki i przekroju części czynnych (przewody, kable,

szynoprzewodów)…………………………………………………………….…16

5. Dobór urządzeń łączeniowych i ochronnych……………………………18

6. Dobór mocy transformatorów podstacji warsztatowych. Odszkodowanie

moc bierna…………………………………………………………….....21

7. Obliczenia linii zasilającej 10 kV………………………………………………………...25

8. Strukturalna realizacja sieci warsztatów…………………………………..31

Zakończenie…………………………………………………………………………………33

Wykaz wykorzystanych źródeł……………………………………… ….34

Ćwiczenia

Temat: Zasilanie obszaru warsztatu mechanicznego.

Opcja 19

1. W GPP zainstalowane są 2 transformatory marki TMN 10000/110.
2. Odległość od głównego punktu produkcyjnego do warsztatu wynosi 0,6 km; od stacji benzynowej do podstacji elektroenergetycznej wynosi 12 km.
3. Zasilanie zwarciowe na szynach 110 kV stacji elektroenergetycznej Sk = 1500 MVA.

Wstęp

System zasilania (PSS) to zespół urządzeń służących do wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej. Systemy zasilania przedsiębiorstw przemysłowych powstają w celu zasilania odbiorników przemysłowych, do których zaliczają się silniki elektryczne różnych maszyn i mechanizmów, piece elektryczne, instalacje elektrolizy, urządzenia i maszyny do spawania elektrycznego, instalacje oświetleniowe itp.

Obecnie większość odbiorców otrzymuje energię elektryczną z sieci elektroenergetycznych.

Wraz ze wzrostem zużycia energii elektrycznej systemy zasilania przedsiębiorstw przemysłowych stają się coraz bardziej złożone. Należą do nich sieci wysokiego napięcia, sieci dystrybucyjne, a w niektórych przypadkach także sieci elektrociepłowni przemysłowych.

W drodze od źródła prądu do odbiorników elektrycznych we współczesnych przedsiębiorstwach przemysłowych energia elektryczna ulega zwykle jedno lub kilkukrotnej przemianie. W zależności od umiejscowienia na schemacie zasilania podstacje transformatorowe nazywane są głównymi podstacjami obniżającymi lub warsztatowymi podstacjami transformatorowymi.

Sklepowe sieci dystrybucji energii elektrycznej muszą:

• zapewnić niezbędną niezawodność zasilania odbiorników energii elektrycznej w zależności od ich kategorii;
• być wygodnym i bezpiecznym w użyciu;
• posiadać optymalne wskaźniki techniczne i ekonomiczne (minimalne obniżone koszty);
• mają konstrukcję zapewniającą zastosowanie przemysłowych i szybkich metod instalacji

Do odbioru i dystrybucji energii elektrycznej do grup odbiorców

W szafach i punktach rozdzielczych stosuje się trójfazowy prąd przemienny o częstotliwości przemysłowej i napięciu 380 V.

Głównym problemem w najbliższej przyszłości będzie stworzenie racjonalnych systemów zasilania przedsiębiorstw przemysłowych, co wiąże się z:

• wybór i zastosowanie racjonalnej liczby przekształceń (optymalna liczba przekształceń to dwa lub trzy);
• dobór i wykorzystanie racjonalnych napięć (w systemach zasilania przedsiębiorstw przemysłowych zapewnia znaczne oszczędności w stratach energii elektrycznej);
• właściwy wybór lokalizacji podstacji warsztatowych i głównych stacji rozdzielczych (zapewnia minimalne roczne uśrednione koszty);
• dalsze doskonalenie metodologii wyznaczania obciążeń elektrycznych (przyczynia się do rozwiązania ogólnego problemu optymalizacji konstrukcji wewnątrzzakładowych systemów zasilania);
• racjonalny dobór liczby i mocy transformatorów oraz obwodów zasilających i ich parametrów, co prowadzi do zmniejszenia strat energii elektrycznej i zwiększenia niezawodności;
• całkowicie nowe sformułowanie do rozwiązywania problemów, takich jak na przykład symetria (wyrównanie) obciążeń elektrycznych.

1. Krótki opis odbiorników elektrycznych warsztatu.

Przy określaniu obciążeń elektrycznych istniejących lub planowanych przedsiębiorstw przemysłowych należy wziąć pod uwagę tryb pracy, moc, napięcie, rodzaj prądu i niezawodność zasilania odbiorników elektrycznych.

Ze względu na sposób pracy odbiorniki elektryczne można podzielić na trzy grupy:

z długoterminową pracą;

z pracą przerywaną;

z krótkotrwałym trybem pracy.

Piece grzewcze i suszarnie stanowią grupę odbiorników elektrycznych pracujących w trybie ciągłym przy stałym lub nieznacznie zmiennym obciążeniu. Piece i suszarnie o mocy 2,5 70 kW zalicza się do odbiorców małej i średniej mocy, zasilanych napięciem 380 V i częstotliwością przemysłową 50 Hz.

Maszyny pracują długo, ale przy zmiennym obciążeniu i krótkotrwałych odchyleniach, podczas których silnik elektryczny nie ma czasu na ochłodzenie się do temperatury otoczenia, a czas trwania cykli przekracza 10 minut. Pod względem mocy zalicza się je do odbiorców małej i średniej mocy, zasilanych z sieci 380 V o częstotliwości przemysłowej 50 Hz.

Wentylatory pracują w trybie ciągłym, bez wyłączania, od kilku godzin do kilku zmian z rzędu, przy dość dużym, stałym lub nieznacznie zmiennym obciążeniu. Należą do odbiorców małej i średniej mocy, zasilanych z sieci przemysłowej o częstotliwości 380V.

Tap działa w powtarzalnym trybie krótkotrwałym z czasem wyłączenia wynoszącym 40%. Moc 2,2 kW, zasilana z sieci 380V o częstotliwości przemysłowej 50 Hz.

Transformatory spawalnicze pracują w trybie powtarzalnym krótkotrwałym ze stałymi dużymi skokami mocy, czasem załączenia 40%, mocami 48 kVA i 42 kVA, zasilanymi z sieci 380 V o częstotliwości przemysłowej 50 Hz. Część mechaniczna należy do konsumentów drugiej kategorii.

2. Wybór i uzasadnienie schematu zasilania.

Sieci dystrybucji sklepów muszą:

Zapewnij niezbędną niezawodność zasilania odbiorników energii elektrycznej w zależności od ich kategorii.

Bądź wygodny i bezpieczny w użyciu.

Mają optymalne wskaźniki techniczne i ekonomiczne.

Mają konstrukcję zapewniającą zastosowanie przemysłowych i szybkich metod instalacji.

Dlatego do zasilania warsztatu wybierany jest główny obwód zasilania, który zapewnia niewielką liczbę połączeń, a co za tym idzie zmniejszenie części konstrukcyjnej; niewielkie zmiany w sieci w przypadku zmiany lokalizacji urządzeń procesowych; mniejsze straty energii. Oprócz zalet programu istnieją również wady:

Niższa niezawodność obwodów głównych w porównaniu do obwodów promieniowych.

Trudniej jest zapewnić selektywność ochrony.

Obwód zbudowany jest z szyn rozdzielczych typu ShRA, które przeznaczone są do równomiernego zasilania odbiorników elektrycznych małej i średniej mocy rozmieszczonych wzdłuż linii głównej.

3. Obliczanie obciążeń elektrycznych warsztatu.

Obliczenia obciążeń elektrycznych powierzchni warsztatu przeprowadza się metodą diagramów uporządkowanych z wykorzystaniem obliczeniowego współczynnika obciążenia. Wstępną moc znamionową odbiorników o pracy przerywanej redukuje się do PV-100% korzystając ze wzorów:

P n = P zaliczony - do silników elektrycznych (1)

Р n = S przechodzi cosφ - do transformatorów spawalniczych i

Maszyny spawalnicze (2)

Р n = S przechodzi cosφ - do transformatorów pieców elektrycznych (3)

gdzie P pass (kW), S pass (kW), PV - dane paszportowe dotyczące mocy i czasu trwania włączenia w jednostkach względnych;

cosφ paszportowy współczynnik mocy czynnej.

Moc spawaniatransformatory

kW

kW

Moc jednostki konwertera

kW

Moc suwnicy

kW

Obliczenia obciążeń elektrycznych o napięciu do 1 kV przeprowadza się dla każdego zasilacza (punkt rozdzielczy, szyna rozdzielcza, szyna główna, podstacja transformatorowa warsztatowa lub dla warsztatu jako całości).

Przyjmujemy następujące wartości współczynnika wykorzystania odbiorników elektrycznych, z których się bierze.

Moduł montażu zespołu napędowego definiuje się:

, (2)

Gdzie:

Maksymalna moc znamionowa odbiornika elektrycznego podłączonego do zasilacza, kW;

Minimalna moc znamionowa odbiornika elektrycznego podłączonego do zasilacza, kW.

Tabela 1 – Współczynniki wykorzystania sprzętu

Dla węzła energetycznego określa się wartość modułu montażowego:

gdzie R n.max1, R n.min1  maksymalna i minimalna moc jednego odbiornika elektrycznego dla zasilacza.

Średnie wartości mocy czynnej i biernej dla najbardziej obciążonej zmiany dla grup odbiorców:

(3)

, (4)

Gdzie - współczynnik wykorzystania odbiornika elektrycznego;

Suma mocy znamionowych odbiorników elektrycznych, kW.

Moc średnią zasilacza wyznacza się poprzez zsumowanie mocy czynnej, średniej i biernej grup odbiorników elektrycznych.

Średnie ważone wartości współczynnika wykorzystania i współczynnika mocy biernej:

(5)

(6)

Wyznaczanie efektywnej liczby odbiorników elektrycznych n E:

Dla węzła energetycznego zapisana jest wartość n E  efektywna liczba odbiorników elektrycznych, którą określa się ze wzoru:

Jeżeli liczba odbiorników mocy jest większa niż pięć, efektywna liczba odbiorników mocy ( n E) określa się za pomocą uproszczonych wzorów w zależności od modułu montażowego i średniej ważonej wartości współczynnika wykorzystania:

a) jeśli K u > 0,2 oraz m< 3, то n Э = n

b) jeśli K u< 0.2, а m < 3, то n Э nie jest określona, ​​a obciążenie obliczeniowe będzie wynosić:

, (8)

Gdzie:

K z = 0,75 - dla powtarzalnego trybu krótkotrwałego;

K z = 0,9 - dla trybu ciągłego;

K z = 1,0 - dla linii automatycznych.

B) jeśli, a, to:

(9)

d) jeśli, a, to:

efektywną liczbę odbiorników elektrycznych () określa się w następujący sposób:

1) ustala się liczbę odbiorników elektrycznych, których moc jest równa lub większa od połowy mocy największego odbiornika;

2) określa się łączną moc tych odbiorników elektrycznych;

3) określa się wartości względne

(10)

(11)

4) zgodnie z /4.58/ określa się efektywną względną liczbę odbiorników elektrycznych*

5) określa się liczbę efektywną odbiorników elektrycznych

(12)

, (13)

gdzie jest współczynnikiem obciążenia projektowego.

Wartość projektowego współczynnika obciążenia określa się jako /4100/ w zależności od średniego ważonego współczynnika wykorzystania i efektywnej liczby odbiorników elektrycznych n E.

Kiedy n e  10 (14)

W n e  10 (15)

Całkowita moc projektowa, kVA:

(16)

Prąd znamionowy, A:

(17)

Przykład obliczeń dla RP 1

1. Liczba odbiorników elektrycznych n=3
2. Moc zainstalowana kW
3. Całkowita moc znamionowa 118,5 kW
4. Wskaźniki wykorzystania:

maszyna karuzelowa

strugarka wzdłużna

maszyna karuzelowa

1. Średnia moc:

Strugarka wzdłużna:

Maszyna karuzelowa:

kW

1. Moduł montażowy:

1. Średnia moc zasilacza:

kW

Kwar

1. Efektywna liczba odbiorników elektrycznych:

Już wtedy dla RP1

1. Średni ważony wskaźnik wykorzystania:

1. Średnia ważona wartość współczynnika mocy biernej:

1. Projektowy współczynnik obciążenia dla i:

1. Prąd znamionowy:

Obliczenia dla innych odbiorników elektrycznych przeprowadza się analogicznie.

Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 2.

4 Dobór marki i przekroju części pod napięciem

Wyboru dokonuje się na przykładzie kabla łączącego ShRA1 z szafką RP1

Przekrój przewodów i kabli dobiera się zgodnie z warunkami ogrzewania dla normalnych warunków pracy:

Wybrano kabel marki VVG 4×16, dla którego:

60,9 A<70А warunek jest spełniony.

(18)

gdzie utrata napięcia w przewodniku, V;

dopuszczalna strata napięcia, V.

(19)

specyficzna rezystancja czynna i indukcyjna przewodnika;

l długość kabla (określona zgodnie z rysunkiem 1);

0,621< 20 В - warunek jest spełniony.

Jeżeli wybrany przekrój nie uwzględnia strat napięcia, należy go zwiększyć.

Przekrój sprawdza się pod kątem zgodności z prądem urządzenia zabezpieczającego:

(20)

gdzie współczynnik ochrony jest brany w zależności od środowiska i

konstruktywne wdrożenie części przewodzących prąd;

pobierany jest prąd urządzenia zabezpieczającego, prąd wkładki bezpiecznikowej lub prąd zadziałania wyzwalacza termicznego wyłącznika, A.

Sprawdzenie tego stanu jest możliwe dopiero po dobraniu urządzeń ochronnych po stronie zasilania, przykład obliczeń podano poniżej:

Obliczenia pozostałych części przewodzących prąd są podobne do powyższych.

Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 3.

5.Dobór urządzeń ochronnych i łączeniowych.

Do praktycznych obliczeń sieci elektrycznych o napięciu do 1000 V doboru ochronnych urządzeń przełączających można dokonać w następujący sposób:

1. Doboru bezpieczników dokonuje się na podstawie warunków:

gdzie znamionowe napięcie bezpiecznika, V;

napięcie instalacji, w której zastosowany jest bezpiecznik, V.

gdzie znamionowy prąd bezpiecznika, A;

prąd znamionowy, A.

gdzie prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej, A;

, (21)

gdzie jest współczynnikiem uwzględniającym wzrost prądu podczas uruchamiania silnika.

z częstymi i łatwymi startami;

podczas ciężkich i rzadkich rozruchów;

prąd rozruchowy silnika, A.

(22)

gdzie jest krotnością prądu rozruchowego

znamionowy prąd silnika, A.

(23)

gdzie prąd krótkotrwały (szczytowy);

(24)

gdzie jest największy prąd rozruchowy silników grupy odbiornika;

obliczony prąd grupy odbiorników;

znamionowy prąd silnika (zmniejszony do PV=1) przy najwyższym prądzie rozruchowym;

współczynnik wykorzystania charakterystyczny dla silnika o największym prądzie rozruchowym.

Wyboru dokonuje się na przykładzie wentylatora:

Wybierz bezpiecznik PR2 100/100 dla którego:

, ;

Przyjęty bezpiecznik spełnia powyższe wymagania.

1. Dobór wyłączników:

Warunki selekcji:

gdzie odpowiednio prąd znamionowy wyłącznika i prąd znamionowy wyzwalacza, A;

Aby chronić połączenia przy równomiernym obciążeniu:

gdzie prąd znamionowy wyzwalacza termicznego maszyny;

prąd znamionowy wyzwalacza elektromagnetycznego maszyny;

Dla odgałęzień do silników:

; (25)

Dla linii z obciążeniem mieszanym:

(26)

Wyboru dokonuje się na przykładzie odgałęzienia do silnika wentylatora. Wybrano przełącznik Sirius 3RV1031-4FB10, do którego (patrz katalog):

Wybrany przełącznik Syriusz 3RV1031-4FB10 spełnia określone warunki.

Wyniki doboru bezpieczników i wyłączników automatycznych przedstawiono w tabeli 4.

6. Dobór mocy transformatorów podstacji warsztatowych.

Kompensacja mocy biernej.

Zagadnienie doboru mocy transformatorów rozwiązano jednocześnie z kwestią doboru mocy urządzeń kompensacyjnych o napięciach do 1000 V:

(27)

gdzie moc urządzeń kompensacyjnych, zapewniająca wybór

optymalna moc transformatorów warsztatowych;

moc wybranych do tego celu urządzeń kompensacyjnych

minimalizacja strat mocy w transformatorach podstacji warsztatowych oraz w sieciach dystrybucyjnych 10 kV.

Przybliżoną moc transformatorów można określić ze wzoru:

, (28)

Gdzie :

liczba transformatorów;

współczynnik przeciążenia transformatora awaryjnego;

Dopuszcza się dwa transformatory typu TND-400/10 dla których:

, (29)

Gdzie:

dodanie do najbliższej liczby całkowitej w kierunku większej;

β rz współczynnik obciążenia transformatorów w trybie normalnym;

β rz =0,8 dla podstacji dwutransformatorowych z przewagą odbiorców w warsztacie II kategoria.

Minimalną liczbę transformatorów podstacji warsztatowej określa się:

(30)

Gdzie:

dodatkowa ilość transformatorów, ustalana w zależności od z i

Maksymalną możliwą moc bierną przesyłaną przez transformatory z sieci 10 kV wyznacza się:

; (31)

Ponieważ wtedy jest to akceptowane i kompensacja mocy biernej nie jest konieczna, tj. ;

Określenie dodatkowej mocyBSK w celu ograniczenia strat mocy w transformatorach:

, (32)

gdzie jest obliczonym współczynnikiem, określonym w zależności od współczynników i;

Współczynnik uwzględniający lokalizację systemu energetycznego i przesunięcie przedsiębiorstwa;

współczynnik zależny od mocy transformatorów i długości linii zasilającej.

[ 1,109]

[ 1,107]

Dlatego dla podstacji warsztatowej:

Określa się współczynnik obciążenia transformatorów w trybie normalnym i poawaryjnym:

Konieczność zainstalowania BSC określa się:

Baterie kondensatorowe nie są instalowane w warsztacie.

Straty mocy w transformatorach warsztatowych:

(35)

Gdzie:

Straty bez obciążenia, kW;

Straty zwarciowe, kW.

(36)

Gdzie :

Prąd bez obciążenia,%;

Napięcie zwarciowe, %.

Moc czynna pobierana przez transformator:

Moc bierna pobierana przez transformator:

Całkowita moc pobierana przez transformator:

(37)

7. Obliczenia linii zasilającej 10 kV.

Aby wybrać linię zasilającą 10 kV, należy znać prąd zwarciowy na szynach GPP.

Opracowywany jest plan wymiany

Sporządzono równoważny obwód, rysunek 1.

Odległość od GPP do warsztatu l = 0,6 km; Ryż. 1 Obwód równoważny

Odległość od stacji benzynowej do podstacji elektroenergetycznej L = 12 km;

Moc zwarciowa na szynach 110 kV stacji elektroenergetycznej = 1500 MVA.

Transformatory GPP: TMN 10000/110;

Prąd bazowy:

(38)

Rezystancja systemu:

O.e. (39)

Gdzie (. ) - moc znamionowa systemu, MVA.

Opór przewodu powietrznego:

, (40)

gdzie jest rezystancja właściwa linii napowietrznej, om/km;

- długość linii napowietrznej, km.

Przyjęty

Rezystancja transformatora:

, (41)

Rezystancja linii kablowej:

, (42)

gdzie jest rezystywność linii kablowej, Ohm/km;

l - długość linii kablowej, km.

akceptowane Ohm/km

l = 0,6 km

Wynikowy opór:

(43)

Znajdujemy wartość ustaloną prądu zwarciowego:

Przekrój linii zależy od ekonomicznej gęstości prądu j e:

(45)

Gdzie:

Prąd znamionowy linii kablowej w trybie normalnym, A;

Ekonomiczna gęstość prądu, A/mm 2

Przyjmujemy j e =1,4 A/mm 2 [7.305]

Prąd znamionowy linii kablowej w trybie normalnym:

(46)

Wybierz kabel 2A C B-10-3×16, dla niego

Wybrana sekcja jest zaznaczona:

Według warunków ogrzewania w trybie normalnym:

Dopuszczalny prąd kabla ustala się na długi czas, biorąc pod uwagę ułożenie:

liczba kabli równoległych w linii kablowej.

prąd znamionowy jednego kabla, A;

Wyznaczamy prąd jednego kabla w trybie poawaryjnym:

(47)

gdzie współczynnik korygujący dla liczby ułożonych kabli

jeden rów;

współczynnik korekcyjny temperatury otoczenia;

Sprawdza się spełnienie warunku grzania w trybie normalnym:

69 A>10.2 A warunek jest spełniony.

2. W zależności od warunków ogrzewania w trybie awaryjnym:

Wyznacza się prąd jednego kabla w trybie poawaryjnym:

(48)

Współczynnik przeciążenia awaryjnego określa się w zależności od rodzaju ułożenia kabla, współczynnika napięcia wstępnego i czasu trwania maksimum:

(49)

Dopuszczalny prąd kabla w trybie poawaryjnym określa się:

(50)

Sprawdza się spełnienie warunku grzania w trybie poawaryjnym:

93,15 A > 20,4 A warunek jest spełniony.

Wybrany przekrój jest sprawdzany na podstawie dopuszczalnej straty napięcia:

Δ U dodać = 0,05 · 10 = 0,5 kV

=, (51)

Gdzie:

Specyficzna rezystancja czynna kabla, Ohm/km;

Reaktancja specyficzna dla kabla, Ohm/km;

Długość linii kablowej, km.

 warunek jest spełniony.

Przekrój sprawdza się pod kątem oporu cieplnego:

, (52)

Gdzie:

C współczynnik zmiany temperatury;

zmniejszony czas zwarcia, s;

16 < 69,1505 – это условие не выполняется.

Ostatecznie przyjęto standardowy przekrój żył kabla i klasę kabla 2ASB-10-3×50.

8. Konstruktywne wdrażanie sieci warsztatów.

W zależności od przyjętego schematu zasilania i warunków środowiskowych warsztatową sieć elektryczną tworzą szyny rozdzielcze. Takie kanały szynowe nazywane są kompletnymi, ponieważ są wykonane w postaci oddzielnych sekcji, które składają się z czterech szyn zbiorczych zamkniętych w płaszczu i utrzymywanych razem przez samą płaszcz.

Aby wykonać proste odcinki linii, stosuje się odcinki proste, dla zwojów - kątowe, dla połączeń - łączące. Łączenie szyn zbiorczych w miejscu montażu odbywa się za pomocą połączeń śrubowych. Na każdy odcinek szyny zbiorczej o długości 3 m można zamontować do 8 puszek odgałęźnych (po 4 z każdej strony). Wyłączniki automatyczne lub rozłączniki bezpiecznikowe instaluje się w skrzynkach rozgałęźnych. Szyny zbiorcze mocuje się za pomocą wsporników do słupów na wysokości 3,5 m od poziomu podłogi.

Schodzenie kabli i przewodów z szyny zbiorczej do szaf rozdzielczych lub poszczególnych odbiorników elektrycznych odbywa się wzdłuż ścian w rurach. Odcinki kabli zasilających poszczególne odbiorniki elektryczne układane są w rurach zatopionych w gotowej posadzce na głębokość 10 cm.

Jako punkty dystrybucyjne wykorzystywane są szafy z bezpiecznikami lub wyłącznikami automatycznymi. Szafy z bezpiecznikami posiadają wyłącznik na wejściu. Szafy z wyłącznikami automatycznymi wykonane są z zaciskami wejściowymi. Dane techniczne szaf przedstawiono w tabeli 5.

Tabela 5 Punkty dystrybucji

Wniosek

W ramach projektu kursu opracowano schemat zasilania warsztatu naprawczo-mechanicznego. W tym celu obliczono obciążenia elektryczne i sieć 0,4 kV, dobrano części przewodzące prąd i transformator warsztatowy oraz sprawdzono kable zasilające stację warsztatową pod kątem prądów zwarciowych.

Zasilanie poszczególnych odbiorników elektrycznych odbywa się za pomocą kabli marki AVVG i przewodów marki APV.

Jako urządzenia zabezpieczające stosowane są wyłączniki automatyczne marki Sirius.i bezpieczniki PR-2.

Ten schemat sieci elektrycznej można uznać za racjonalny i ekonomiczny.

Lista wykorzystanych źródeł

1. Fedorov A. A., Starkova L. E. Podręcznik do projektowania kursów i dyplomów z zakresu zasilania przedsiębiorstw przemysłowych: Podręcznik. podręcznik dla uniwersytetów. M.: Energoatomizdat, 1987. 368 s.: il.
2. Podręcznik projektowania sieci elektrycznych i urządzeń elektrycznych / pod red. Barybin Yu.G. i in. M.: Energoatomizdat, 1991. 464 s., il.
3. Podręcznik projektowania zasilaczy / pod red. Barybin Yu.G. i in. M.: Energoatomizdat, 1990. 576 s.
4. Katalog zasilania przedsiębiorstw przemysłowych /pod tytułem ogólnym. pod redakcją A.A. Fiodorow i G.V. Serbinowski. W 2 książkach. Książka 1. Informacje projektowe i obliczeniowe. M.: Energia, 1973. 520 s., il.
5. Neklepaev B. N., Kryuchkov I. P. Część elektryczna stacji i podstacji. Materiały referencyjne do projektowania kursów i dyplomów: Proc. podręcznik dla uniwersytetów. Wydanie 4, poprawione. i dodatkowe M.: Energoatomizdat, 1989. 608 s., il.
6. Poradnik elektrotechniczny /w części ogólnej. wyd. Profesor MPEI Gerasimov V.G. i wsp. wyd. 8, wyd. i dodatkowe M.: Wydawnictwo MPEI, 1998. 518 s.
7. Podręcznik projektowania systemów elektroenergetycznych / pod red. S.S. Rokotyan i I.M. Shapiro. Wydanie 3, poprawione. i dodatkowe M.: Energoatomizdat, 1985. 352 s.
8. Zasady budowy instalacji elektrycznych - M.: Gosenergonadzor, 2000
9. http://electricvdome.ru/montaj-electroprivodki/raschet-secheniya-provoda kabelya.html
10. http://www.electromonter.info/library/cable_current_1.html
11. Katalog „Urządzenia zabezpieczające. Automatyczne przełączniki”
12. http://www.rus-trans.com/?ukey=product&productID=1145
13. Wytyczne dotyczące projektowania kursów

Tabela 2 Obliczanie obciążeń elektrycznych warsztatu

Kontynuacja tabeli 2

Wybór schematu zasilania jest nierozerwalnie związany z kwestią napięcia, mocy, kategorii zasilania elektrycznego pod względem niezawodności, odległości zasilania elektrycznego.

Ze względu na zapewnienie niezawodności zasilania, odbiorniki energii dzielą się na trzy kategorie.

Odbiorniki elektryczne pierwsza kategoria– odbiorniki elektryczne, których przerwa w dostawie energii może spowodować zagrożenie życia ludzkiego, zagrożenie bezpieczeństwa państwa, znaczne szkody materialne, zakłócenie złożonego procesu technologicznego, zakłócenie funkcjonowania szczególnie ważnych elementów infrastruktury użyteczności publicznej, łączności i obiekty telewizyjne.

Z pierwszej kategorii odbiorników elektrycznych wyróżnia się szczególną grupę odbiorników elektrycznych, których nieprzerwana praca jest niezbędna do bezwypadkowego zatrzymania produkcji w celu zapobieżenia zagrożeniom życia ludzkiego, wybuchom i pożarom.

Odbiorniki elektryczne druga kategoria– odbiorniki elektryczne, których przerwa w dostawie prądu powoduje masowe niedobory produktów, masowe przestoje pracowników, maszyn i transportu przemysłowego, zakłócenie normalnej działalności znacznej liczby mieszkańców miast i wsi.

Odbiorniki elektryczne trzecia kategoria– wszystkie inne odbiorniki elektryczne, które nie mieszczą się w definicjach pierwszej i drugiej kategorii.

Odbiorniki elektryczne pierwszej kategorii w trybie normalnym muszą być zasilane energią elektryczną z dwóch niezależnych, wzajemnie redundantnych źródeł zasilania, a przerwa w ich zasilaniu w przypadku zaniku napięcia w jednym ze źródeł zasilania może być dozwolona jedynie na czas automatycznego przywracania zasilania.

Aby zasilić specjalną grupę odbiorników elektrycznych pierwszej kategorii, należy zapewnić dodatkowe zasilanie z trzeciego, niezależnego, wzajemnie redundantnego źródła zasilania.

Jako trzecie niezależne źródło zasilania szczególnej grupy odbiorników elektrycznych oraz jako drugie samodzielne źródło zasilania pozostałych odbiorników elektrycznych pierwszej kategorii, elektrownie lokalne, elektrownie systemów elektroenergetycznych (w szczególności szyn napięciowych generatorów), energetyki gwarantowanej przeznaczonych do tego celu zasilaczy, akumulatorów itp.

Jeżeli redundancja zasilania nie jest w stanie zapewnić ciągłości procesu technologicznego lub gdy redundancja zasilania nie jest ekonomicznie możliwa, należy wdrożyć redundancję technologiczną, np. instalując wzajemnie redundantne jednostki technologiczne, specjalne urządzenia umożliwiające bezwypadkowe zatrzymanie procesu technologicznego, działanie w przypadku awarii zasilania.

Jeżeli dostępne są studia wykonalności, zaleca się, aby zasilanie odbiorników mocy pierwszej kategorii o szczególnie złożonym, ciągłym procesie technologicznym wymagało długiego czasu na przywrócenie normalnej pracy z dwóch niezależnych, wzajemnie redundantnych źródeł zasilania, które podlegają dodatkowym wymaganiom określonym ze względu na cechy procesu technologicznego.

Odbiorniki elektryczne drugiej kategorii w trybie normalnym muszą być zasilane energią elektryczną z dwóch niezależnych, wzajemnie redundantnych źródeł zasilania.

Dla odbiorników mocy drugiej kategorii, w przypadku zaniku zasilania z jednego ze źródeł zasilania, dopuszcza się przerwy w zasilaniu na czas niezbędny do włączenia zasilania rezerwowego na skutek działań dyżurnego lub mobilnego personelu operacyjnego. zespół.

W przypadku odbiorników elektrycznych kategorii trzeciej zasilanie może być zapewnione z jednego źródła zasilania, pod warunkiem, że przerwy w zasilaniu niezbędne do naprawy lub wymiany uszkodzonego elementu układu zasilania nie będą dłuższe niż jeden dzień.

Kwestię wyboru schematu zasilania i poziomu napięcia rozstrzyga się na podstawie technicznego i ekonomicznego porównania opcji.

Do zasilania przedsiębiorstw przemysłowych stosuje się sieci elektryczne o napięciach 6, 10, 20, 35, 110 i 220 kV.

W sieciach zasilających i dystrybucyjnych średnich przedsiębiorstw akceptowane jest napięcie 6–10 kV. W instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000 V dominuje napięcie 380/220 V. Wprowadzenie napięcia 660 V jest opłacalne i zaleca się je stosować przede wszystkim w nowo budowanych obiektach przemysłowych.

Napięcie 42 V (36 i 24) stosowane jest w obszarach o podwyższonym zagrożeniu i szczególnie niebezpiecznych warunkach, do stacjonarnego oświetlenia lokalnego i ręcznych lamp przenośnych.

Napięcie 12V stosowane jest wyłącznie w szczególnie niesprzyjających warunkach ze względu na ryzyko porażenia prądem, np. podczas pracy w kotłach lub innych metalowych pojemnikach przy użyciu ręcznego oświetlenia przenośnego.

Stosowane są dwa główne schematy dystrybucji energii elektrycznej – promieniowy i główny, w zależności od liczby i względnego położenia podstacji warsztatowych lub innych instalacji elektrycznych w stosunku do punktu ich zasilania.

Oba schematy zapewniają wymaganą niezawodność zasilania ES dowolnej kategorii.

Schematy dystrybucji promieniowej stosuje się głównie w przypadkach, gdy obciążenia są rozproszone z centrum mocy. Jednostopniowe obwody promieniowe służą do zasilania dużych odbiorów skupionych (pompy, sprężarki, zespoły przekształtnikowe, piece elektryczne itp.) bezpośrednio z węzła energetycznego, a także do zasilania podstacji warsztatowych. Dwustopniowe obwody promieniowe służą do zasilania małych podstacji warsztatowych i odbiorników wysokiego napięcia w celu odciążenia głównych ośrodków energetycznych (rys. H.1). Cały sprzęt przełączający jest zainstalowany w pośrednich punktach dystrybucji. Należy unikać stosowania obwodów wielostopniowych do zasilania wewnątrzzakładowego.

Punkty rozdzielcze i podstacje z odbiornikami elektrycznymi kategorii I i II zasilane są z reguły dwiema liniami promieniowymi, które pracują osobno, każda dla swojego odcinka, przy czym w przypadku odłączenia jednego z nich obciążenie automatycznie przejmuje drugi odcinek .

Ryż. 3.1. Fragment schematu promieniowego rozkładu mocy

Obwody dystrybucji zasilania w magistrali powinny być stosowane w przypadku obciążeń rozproszonych, gdy jest wielu odbiorców, a obwody promieniowe nie są ekonomicznie wykonalne. Główne zalety: umożliwiają lepsze ładowanie kabli podczas normalnej pracy, oszczędzają liczbę szaf w punkcie dystrybucyjnym i zmniejszają długość linii głównej. Do wad obwodów głównych można zaliczyć skomplikowanie obwodów łączeniowych, jednoczesne wyłączenie zasilania elektrycznego kilku zakładów produkcyjnych lub warsztatów zasilanych z danej linii głównej w przypadku jej uszkodzenia. Do zasilania zasilaczy kategorii I i II należy stosować obwody z dwiema lub więcej równoległymi sieciami typu koniec do końca (rys. 3.2).

Zaleca się, aby zasilanie elektryczne w sieciach o napięciu do 1000 V kategorii II i III pod względem niezawodności zasilania było realizowane z kompletnych podstacji transformatorowych jednotransformatorowych (CTS).

Wybór podstacji transformatorowych dwutransformatorowych należy uzasadnić. Najbardziej odpowiednie i ekonomiczne w przypadku zasilania wewnątrzzakładowego w sieciach do 1 kV są obwody główne bloków głównych transformatorów bez rozdzielni w podstacji z wykorzystaniem kompletnych szyn zbiorczych.

Obwody promieniowe wewnątrzzakładowych sieci zasilających stosuje się, gdy realizacja obwodów głównych jest niemożliwa ze względu na warunki terytorialnego rozmieszczenia odbiorników elektrycznych, a także warunki środowiskowe.

W praktyce projektowej obwody promieniowe lub główne w czystej postaci są rzadko stosowane do zasilania odbiorców warsztatowych. Najbardziej rozpowszechnione są tzw. mieszane obwody sieci elektrycznej, które łączą elementy zarówno obwodów promieniowych, jak i głównych.

Ryż. 3.2. Schemat z autostradami o podwójnej przepustowości

Obwody zasilające oraz wszystkie instalacje elektryczne przedsiębiorstwa prądu przemiennego i stałego o napięciu do 1 kV i wyższym muszą spełniać ogólne wymagania dotyczące ich uziemienia oraz ochrony ludzi i zwierząt przed porażeniem prądem elektrycznym zarówno podczas normalnej pracy instalacji elektrycznej, jak i w przypadku uszkodzenia izolacji.

Instalacje elektryczne ze względu na zabezpieczenia elektryczne dzielą się na:

– dla instalacji elektrycznych o napięciu powyżej 1 kV w sieciach z przewodem neutralnym solidnie uziemionym lub skutecznie uziemionym;

– instalacje elektryczne o napięciu powyżej 1 kV w sieciach z izolowanym lub uziemionym punktem neutralnym poprzez dławik lub rezystor tłumiący łuk;

– instalacje elektryczne o napięciu do 1 kV w sieciach z solidnie uziemionym punktem neutralnym;

– instalacje elektryczne o napięciu do 1 kV w sieciach z izolowanym punktem neutralnym.

W przypadku instalacji elektrycznych o napięciu do 1 kV stosuje się następujące oznaczenia. System TN– układ, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest solidnie uziemiony, a otwarte części przewodzące instalacji elektrycznej są połączone z solidnie uziemionym punktem neutralnym źródła za pomocą neutralnych przewodów ochronnych (rys. 3.3–3.7).

Ryż. 3.3. System TN-C-systemowy TN, w którym zero ochronne

i neutralne przewody robocze są połączone w jednym przewodniku

na całej długości

Pierwsza litera oznacza stan neutralny źródła zasilania względem

T– uziemiony punkt neutralny;

I– izolowany neutralny.

Druga litera to stan otwartych części przewodzących względem ziemi:

T– odsłonięte części przewodzące są uziemione, niezależnie od stosunku do masy przewodu neutralnego źródła zasilania lub dowolnego punktu sieci zasilającej;

N– otwarte części przewodzące są podłączone do solidnie uziemionego przewodu neutralnego źródła zasilania.

Kolejne (po N) litery - połączenie w jednym przewodzie lub rozdzielenie funkcji zerowego przewodu roboczego i zerowego przewodu ochronnego:

S– pracownik zerowy ( N) i zero ochronne ( PE) przewody są oddzielone;

C– funkcje przewodu neutralnego ochronnego i neutralnego roboczego są połączone w jednym przewodzie ( DŁUGOPIS-konduktor);

N– przewód zerowy roboczy (neutralny);

PE– przewód ochronny (przewód uziemiający, przewód ochronny neutralny, przewód ochronny układu wyrównywania potencjałów);

DŁUGOPIS– kombinowany przewód zerowy ochronny i zerowy przewód roboczy.

Zero pracujący (neutralny) przewód ( N) – przewodnik w instalacjach elektrycznych do 1 kV, przeznaczony do zasilania odbiorników elektrycznych i podłączony do uziemionego przewodu neutralnego generatora lub transformatora w trójfazowych sieciach prądowych, z solidnie uziemionym wyjściem jednofazowego źródła prądu, o solidnie uziemiony punkt źródłowy w sieciach prądu stałego.

Połączone zerowe zabezpieczenie i zerowe działanie ( DŁUGOPIS) przewodnik – przewodnik w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1 kV, łączący w sobie funkcje neutralnego przewodu ochronnego i neutralnego przewodu roboczego.

Aby chronić się przed porażeniem prądem elektrycznym podczas normalnej pracy, należy zastosować następujące środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim, pojedynczo lub w połączeniu:

– izolacja podstawowa części pod napięciem;

– płoty i muszelki;

– montaż barier;

– umiejscowienie poza zasięgiem;

– zastosowanie ultraniskiego (niskiego) napięcia.

Ryż. 3.4. System TN-S-systemowy TN, w którym zero ochronne

i zerowe przewody robocze są oddzielone na całej długości

Ryż. 3.5. System TN-C-S-systemowy TN, w którym funkcje zera

ochronne i neutralne przewody robocze są połączone w jeden

przewodnik w jakiejś jego części, zaczynając od źródła zasilania

Ryż. 3.6. System TT– układ, w którym przewód neutralny zasilania

solidnie uziemione i otwarte przewodzące części instalacji elektrycznej

uziemione za pomocą urządzenia uziemiającego, elektrycznie

źródło niezależne od solidnie uziemionego przewodu neutralnego

Ryż. 3.7. System TO– układ, w którym neutralny jest źródło zasilania

odizolowane od ziemi lub uziemione za pomocą przyrządów lub urządzeń,

o dużej rezystancji i odsłoniętych części przewodzących

instalacje elektryczne są uziemione

W celu dodatkowej ochrony przed dotykiem bezpośrednim w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1 kV, jeżeli wymagają tego inne rozdziały PUE, należy zastosować urządzenia różnicowoprądowe(RCD) o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 30 mA.

Aby chronić się przed porażeniem prądem elektrycznym w przypadku uszkodzenia izolacji, należy zastosować następujące środki ochrony przed dotykiem pośrednim, pojedynczo lub w połączeniu:

– uziemienie ochronne;

– automatyczne wyłączenie;

– wyrównanie potencjałów;

– wyrównanie potencjałów;

– izolacja podwójna lub wzmocniona;

– ultraniskie (niskie) napięcie;

– ochronne rozdzielenie elektryczne obwodów;

– izolujące (nieprzewodzące) pomieszczenia, strefy, obszary.

Instalacje elektryczne o napięciu do 1 kV w budynkach mieszkalnych, użyteczności publicznej i przemysłowych oraz instalacje zewnętrzne powinny co do zasady pobierać energię ze źródła z solidnie uziemionym punktem neutralnym za pomocą systemu TN.

Zasilanie instalacji elektrycznych napięciem do 1 kV AC ze źródła z izolowanym punktem neutralnym za pomocą systemu TO należy co do zasady wykonać, jeżeli niedopuszczalne jest przerwanie zasilania w czasie pierwszego zwarcia do masy lub do dostępnych części przewodzących podłączonych do układu wyrównywania potencjałów. W takich instalacjach elektrycznych, aby zabezpieczyć się przed dotykiem pośrednim podczas pierwszego zwarcia doziemnego, należy wykonać uziemienie ochronne w połączeniu z monitorowaniem izolacji sieci lub zastosować wyłącznik różnicowoprądowy o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 30 mA. W przypadku podwójnego zwarcia doziemnego zasilanie musi zostać automatycznie wyłączone zgodnie z PUE.

Zasilanie instalacji elektrycznych napięciem do 1 kV ze źródła z uziemionym przewodem neutralnym i z uziemieniem części przewodzących dostępnych za pomocą elektrody uziemiającej niepodłączonej do przewodu neutralnego (system TT), jest dozwolona tylko w przypadkach, gdy spełnione są warunki bezpieczeństwa elektrycznego w układzie T N nie można zapewnić. Aby zabezpieczyć się przed dotykiem pośrednim w takich instalacjach elektrycznych, należy automatycznie wyłączyć zasilanie przy obowiązkowym użyciu wyłącznika różnicowoprądowego.

W tym wypadku warunek musi być spełniony

Ra I A≤ 50 V,

Gdzie I a – prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego;

R a to całkowita rezystancja przewodu uziemiającego i przewodu uziemiającego najdalszego odbiornika elektrycznego w przypadku stosowania RCD do ochrony kilku odbiorników elektrycznych.

Podczas korzystania z systemu TN Zaleca się ponowne uziemienie PE- I DŁUGOPIS- przewody przy wejściach do instalacji elektrycznych budynków, a także w innych dostępnych miejscach. W przypadku ponownego uziemienia należy najpierw zastosować uziemienie naturalne. Rezystancja elektrody uziemiającej nie jest znormalizowana.

W instalacjach elektrycznych o napięciu większym niż 1 kV z izolowanym punktem neutralnym należy wykonać uziemienie ochronne części przewodzących dostępnych w celu ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym.

w przym. Na rys. 3 przedstawiono schematy zasilania poszczególnych budynków oraz załącznik. 4 – symbole graficzne i literowe w obwodach elektrycznych.