АП 78

Казань 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………......5 

ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЦЕХА………………...6

1.1 Исходные данные на проектирование. Определение характеристики режимов работы электроприемников и окружающей среды помещения……..6

1.2 Определение расчетной мощности цеха…………………………………....10

1.3 Выбор электрических двигателей…………………………………………..16

1.4 Определение расчетной мощности и выбор трансформаторов ТП…………………………………………………………………………………18

1.5 Выбор кабельной линии от пунктов питания до ЭП……………………...20

1.6. Выбор кабельной линии от трансформаторной подстанции до пунктов питания и выбор шинопроводов………………………………………………..24

1.7 Технико-экономический расчет кабельных линий………………………..27

1.8 Технико-экономический расчет трансформаторной подстанции………...32

1.9 Расчет токов короткого замыкания…………………………………………34

1.10 Проверка кабелей на термическую стойкость……………………………38

1.11 Выбор автоматических выключателей……………………………………41

1.12 Выбор магнитных пускателей……………………………………………..44

ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ ЦЕХА………………..……………….….46

2.1 Светотехнический расчет…………………………………………………...46

2.2 Проверка точечным методом……………………………………………….50

2.3 Электротехнический расчет………………………………………………...54

ГЛАВА 3. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА.................................................................................................................59

3.1 Выбор двигателя на основании технического задания................................59

3.2 Расчет и построение естественных механических и электромеханических характеристик двигателя.......................................................................................64

3.3 Выбор способа пуска и регулирования скорости в пределах цикла..........68

3.4 Выбор ящика сопротивлений.........................................................................72

3.5 Расчет механических характеристик рабочих режимах и в режиме динамического торможения.................................................................................73

ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ..................................75

4.1 Защитное заземление трансформаторной подстанции................................75

ГЛАВА 5. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ………………………………………….....................................79

5.1 Недостатки существующей релейной защиты и автоматики……………...79

5.2 Программа замены и модернизации устройств релейной защиты и автоматики.............................................................................................................80

5.3 Преимущества микропроцессорных защит перед электромеханическими.........................................................................................82

5.4 Недостатки микропроцессорных защит………………….............................83

5.5 Блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ – 100. Описание и работа......................................................................................................................84

5.5.1 Функции БМРЗ-100…………………….......................................................85

5.5.2 Технические характеристики……………………………….......................87

5.5.3 Устройство и работа составных частей…………………………...............88

5.6 Расчет экономического эффекта от внедрения микропроцессорной защиты серии БМРЗ – 100……………………....................................................91

5.6.1 Методика расчета ожидаемого экономического эффекта …...................91

5.6.2 Исходные данные для расчета экономической эффективности..............92

5.6.3 Расчет экономической эффективности от внедрения БМРЗ…………………….......................................................................................93

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................95

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...........................................97

ВВЕДЕНИЕ

Система электроснабжения - совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Проектирование систем электроснабжения на промышленных предприятиях имеет свои особенности, поскольку такая система электроснабжения не должна быть многоуровневой, а питающие ее сети - не стоит делать длинными. Кроме того, способ прокладывания сети должен быть простым. Также, система энергообеспечения обязана допускать возможность внедрения дополнительного оборудования, иными словами - быть масштабируемой. При проектировании систем и сетей электрообеспечения промышленных предприятий - огромное значение имеет оборудование в цехах и место расположения трансформаторных подстанций. Каждый отдельный участок должен быть, по возможности, снабжен отдельным распределительным прибором, которое устанавливается с центром нагрузки. Остальные участки и потребители не должны подключаться к устройству для избежания перегрузки. Обеспечение стабильного и бесперебойного процесса энергоснабжения. На предприятиях с параллельными техническими потоками электрическая сеть должна быть выстроена таким образом, чтобы при отключении какого-либо элемента сети (например при аварии) выключались только те части и механизмы, относящиеся к этому потоку. Остальные технологические потоки должны оставаться в работающем состоянии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными проблемами работы было правильно спроектировать систему электроснабжения, отвечающая требованиям надёжности, экономичности, эргономичности, безопасности и удобства эксплуатации. Выбор наиболее подходящего частотного преобразователя при модернизации электропривода для повышения энергосбережения в двигателях и увеличении его срока службы. Обеспечение должной электробезопасности на трансформаторной подстанции путем проектирования и расчета заземления.

Практическая часть дипломной работы состоит в выборе количества и мощности трансформаторов на трансформаторной подстанции, их защиты и заземления, выбор питающих и распределительных кабелей, подсчет количества светильников и их выбор используя коэффициент использования. Расчет приводов к двигателям и их модернизация.

В своем исследовании я выяснил, что для обеспечения хорошей надежности трансформаторной подстанции, необходимо использовать несколько трансформаторов, которые выбираются из учета коэффициента загрузки. Сопротивление заземляющего устройства не должна превышать 4 Ом. При выборе кабелей, каждый кабель должен проходить по: нагреву длительно допустимым токам нагрузки, потери напряжения, термической стойкости к токам КЗ, экономической плотности тока. Выбор типа и количества светильников основывается на световом потоке, размеров помещения, индекса помещения, высоты подвеса и расстояния между светильниками. Для более эффективного энергосбережения принял решение использовать светодиодные светильники. Выявил проблемы светодиодных светильников и нашел способы их решения. Путем расчетов выяснил что внедрение частотных преобразователей очень эффективно и позволяет значительно экономить энергию при наименьших капитальных вложениях.

Таким образом все цели и задачи работы решены. В работе показано как спроектировать наиболее эффективную и надежную систему электроснабжения с учетом энергосбережения. Проведены расчеты для определения эффективности и срока окупаемости частотных преобразователей. Посчитана и выбрана надежная защита для всех электроприемников и проведен расчет заземления трансформаторной подстанции.

Современные разработки в области микропроцессорной техники позволили создать полноценные устройства релейной защиты и автоматики, которые являются альтернативной заменой электромеханическим устройствам. По экономическим расчетам внедрение микропроцессорной защиты одного блока более выгодно, чем электромеханической. Выгода заключается в меньшем количестве обслуживающего персонала, в меньшем количестве обслуживающих работ и повышении надежности работы подстанций. За счет этого вырастет чистая прибыль станции.