Краткое описание технологического процесса

Электромеханический цех предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработкой различными способами.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. Электромеханический цех имеет станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные станки, токарные, фрезерные, строгальные, анодно-механические и другие.

В цехе предусмотрены помещения для цеховой трансформаторной подстанции, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и прочие помещения.

Электромеханический цех получает электроснабжение от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой подстанции -0,7 км, а от энергосистемы до ПГВ-10 км. Напряжение на ПГВ-10кВ.

Количество работающих смен — 2. Потребители электроэнергии имеют 2и3 категории по надежности электроснабжения. Грунт в районе ЭМЦ-Супесок.

Каркас здания смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый. Размер цеха АЧВЧН=48×30Ч9 м.

Выбор напряжения и рода тока

Приемники электрической энергии современных промышленных предприятий могут быть подразделены на группы, различающихся по мощности, режиму работы, напряжению, роду тока.

Большая часть электроприемников — электродвигатели производственных механизмов, электрическое освещение, электрические печи, электросварочные установкиявляются, как правило, потребителями трехфазного переменного тока промышленной частоты (50 Гц).

Технические требования ряда производственных и вспомогательных механизмов в отношении плавного и широкого регулирования скорости вызывают необходимость применения для электропривода электродвигателей постоянного тока.

Для получения постоянного тока служат преобразовательные агрегаты с двигатель-генераторами, ртутными и полупроводниковыми выпрямителями. Все преобразователи в системе электроснабжения предприятия являются потребителями переменного тока.

Номинальное напряжение электрических сетей в установках до 1000 В должны соответствовать при трехфазном переменном токе 220, 380 и 660 В (междуфазное), а при постоянном токе — 110, 220 и 440 В.

Наибольшее распространение на промышленных предприятиях имеют установки напряжением 380/220 В с глухим заземлением нейтрали. Выбор этого напряжения обеспечивает возможность использования общих трансформаторов для питания силовой и осветительной нагрузки, а также снижение потерь электроэнергии в цеховых сетях по сравнению с напряжением 220/127 В.

Указанное напряжение следует применять во всех случаях, где этому не препятствуют какие-либо местные условия и если технико-экономическими расчетами не доказана целесообразность применения более высокого напряжения. Наибольшая мощность трехфазных электроприемников, питаемых от системы напряжением 380/220 В, не должна превышать величины, допускающей применение контакторов на ток 600 А.

Напряжение 660 В с изолированной нейтралью по сравнению с напряжением 380 В дает некоторую экономию в расходе цветных металлов, однако увеличение стоимости защитной и пускорегулируюей аппаратуры на 10−15% и необходимость установки отдельных трансформаторов для силовой и осветительной нагрузки несколько снижают преимущество этого напряжения. Целесообразность применения напряжения 660 В должна обосновываться технико-экономическими сравнением с напряжением 380/220 В.

1.3 Выбор схемы электроснабжения

Выбор рациональной схемы питания силовых и осветительных нагрузок промышленных предприятия зависит от следующих условий: территориального расположения потребителей относительно питающей подстанции или ввода, а также относительно друг друга; величины установленной мощности отдельных электроприемников и требований к надежности электроснабжения. Выбранная схема должна обеспечивать простоту и удобство эксплуатации, минимум потерь электроэнергии, экономию цветного металла и возможно меньше капитальных затрат.

Сети напряжением до 1000 В подразделяются на питающие, прокладываемые от трансформаторной подстанции или вводного устройства до силовых пунктов, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники. Питающие и распределительные сети могут быть выполнены по радиальной, магистральной и смешанной схемам.

Радиальная схема питания применяется в тех случаях, когда в цехе предприятия стационарно установлены относительно мощные электроприемники, например электроприводы компрессорных и насосных установок, или когда мелкие по мощности электроприемники распределяются по цеху неравномерно и сосредоточены группами на отдельных участках.

Достоинство радиальной схемы питания заключается в высокой надежности электроснабжения и удобстве эксплуатации. При повреждении проводов или коротком замыкании прекращают работу один или несколько электроприемников, подключаемых к поврежденной линии, в то время как остальные продолжают нормальную работу.

К числу недостатков радиальной схемы относятся: большое число питающих линий к электроприемникам; увеличенная протяженность сети, а следовательно перерасход цветного металла и дополнительные капитальные затраты; увеличенное число коммутационных и защитных аппаратов, установленных на распределительном щите, что ведет к увеличению числа панелей щита и его габаритов.

При магистральной схеме питающие магистрали присоединяются к распределительным щитам вторичного напряжения цеховых трансформаторных подстанции или непосредственно к трансформаторам по схеме блока трансформатор-магистраль. Дальнейшее распределение энергии производится распределительными магистралями, присоединенными к главной магистрали с помощью коммутационных и защитных аппаратов.

Достоинства магистральной схемы питания заключается в сравнительно небольшом количестве отходящих линий, уменьшающим расход цветных металлов, и сокращении габаритов распределительных устройств; благодаря применения схемы блока трансформатор-магистраль монтаж токопроводов может вести индивидуальным методом.

Обычно эти две схемы питания применяются редко, и сеть выполняется смешанной с присоединением потребителей в зависимости от их места расположения, характеристики производства и условий окружающей среды. Для данного цеха выбрана смешанная схема электроснабжения потребителей цеха, выполненная двумя шинопроводами и двумя кабелями, питающимися от распределительных пунктов.

Таблица 1 Перечень электрооборудования.

m=Pmax/Pmin [3,стр71,ф3.2.3].

Pсм=Kи · Pн [3, стр70, ф3,18].

Qсм=Pсм· tgц [3стр70,ф3.19].

Ки_ср=?Рсм/?Рн [3стр68,ф3,13].

tgц_ср= ?Qсм/?Рсм [3,стр68].

nэ=(?Рн)²/?Рн² [3,стр104,ф4,22].

n_*= n₁/ n.

Р_*= Рн₁/ Рн.

n_э= n· _э· n.

n_э=2?Рн/ Pmax [3,стр105,ф4.24].

Рм=Км· ?Рсм [3,стр69,ф3.17].

Qм=Км· ?Qсм [3,стр72,ф3.26].

Sм=vРм²+Qм² [3,стр72,ф3.27].

Iм=Sм/(v3· Uн) [3,стр75].

Sтр=Kр· Sм.

• ?Р'=?Рх.х.+Кп· ?Qх.х.+Кз²·(?Рк.з.+Кп·?Qк.з.)
• ?Qх.х.= Sн· Iх.х.%/100%
• ?Qк.з.= Sн· Uк.з.%/100%
• ?W_R=?Р'· Tв

С=с· ?W_R

К=1,23· Стр Т=(К₂-К₁)/(С₁-С₂).

Iр=Sн/(v3· Uвн) [3,стр75].

Sэк=Iр/jэк [3,стр121,ф4,36].

?U%=v3· 100·Iр·?/Uн·(r_о·cosц+х_о·sinц) [4,стр123,ф4.40].

Iр=Р/(v3· Uн·cosц·?_ДВ [3,стр157].

х=х_о· ?·Sб/Uб² [3,стр221].

r=r_o· Sб/Uб² [3,стр221].

х=Uк.з.%/100· Sб/Sн х=v (Uк.з.²-r· ²) · Sб/ Sн.

Iб= Sб/(v3· Uб).

Z=v ?х²+ ?r² [4,стр234,ф6.40].

I" =Iб/ ?х [4,стр234,ф6.38].

i_УД=Куд· v2· I" [3,стр219,ф8.8].

Iуд= I" · v1+2·(Куд-1)²[3,стр220,ф8.13].

Sк.з.=v3· I" · Uн[3,стр222,ф8.23].

I=Sн/(v3· Uн).

Gрасч=1,76· 10^-3·?²·iуд²/(а·W).

W=b²· h/6.

W=b· h²/6.

Fрасч=1,76· 10^-2·?·iуд²/а [3,стр235,ф8.72].

Smin=I?/с· vtп.

Qк=б· Рм·(tgц₁— tgц₂) [3,стр186ф6.37].

Rразр=15· 10⁶·Uф²/Qк [3стр, 196ф6.39].

Rл=Uф²/Рл [3,стр194].

n_л=Rразр/Rл.

I=Qк/(v3· Uн) [3,стр175].

Iср?1,2· Qк/(v3·Uн).

Iвс?1,5· Qк/(v3·Uн).

Rз?125/Iс [3стр203,ф7.2].

Rоу=0,0034· с [3стр209].

n'= Rоу/ Rз [3стр209ф7.9].

n= n'/ з_с [3стр211].

2. Расчетная часть