Электрооборудование Шлифовальных Станков Курсовая
Электрооборудование Шлифовальных Станков Курсовая
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Электроснабжение промышленных предприятий и
установок играет важную роль в современном мире.
Системой электроснабжения называют 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 электродуговой сварки, осветительные установки и другие
промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных
предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в
качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством
электрических станций.
Первые электрические станции сооружались в
городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при
фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения
электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти, газа) или
местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест
нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных
предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала
осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие
расстояния.
Для обеспечения подачи электроэнергии от
энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам
служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей
напряжением до 1 кВ и выше, и трансформаторных, преобразовательных и
распределительных подстанций.
В настоящее время большинство потребителей
получает электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде
предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.
Необходимость в производстве электрической
энергии на фабрично-заводских электростанциях обуславливается рядом причин:
потребность тепловой энергии для технологических
целей и отопления и эффективностью попутного производства при этом
электрической энергии;
необходимостью резервного питания для
ответственных потребителей (резервный источник питания);
большой удаленностью некоторых предприятий от
энергосистем.
По мере развития электропотребления усложняются
и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включается сети
высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети
промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем
электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов,
осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с
применением телесигнализаций и телеуправления и вести активную работу по
экономии электрической энергии.
Проектирование систем электроснабжения
промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных
организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые
решения. В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых
сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических
нагрузок, выбора напряжений, сечений проводов и жил кабелей и т.п.
Главной проблемой в ближайшем будущем станет
создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий.
Созданию таких систем способствует следующее:
. Выбор и применение рационального числа
трансформации. В настоящее время имеют место системы электроснабжения с
недопустимо большим количеством трансформаций.
Такое большое количество напряжений влечет за
собой неоправданно большое число трансформаций (5-6).
Одновременное введение на промышленных
предприятиях рациональных напряжений всегда будет способствовать сокращению
числа трансформаций до 2-3. В этом случае экономия электрической энергии
составит не менее 10-15% всего ее потребления промышленным предприятием.
Причинами появления нерациональных систем
электроснабжения промышленности являются их постоянный рост и реконструкции при
локальном решении задач электроснабжения всякий раз, когда наступает
необходимость реконструкции этих систем. Здесь следует отметить, что применение
напряжения 20 кВ могло бы способствовать резкому сокращению числа
трансформаций.
. Выбор и применение рациональных напряжений.
Применение рациональных напряжений в системах электроснабжения промышленных
предприятий дает также значительную экономию в потерях электрической энергии.
Причинами применения нерациональных напряжений
являются постоянный рост электропотребления и всякий раз частное решение задачи
электроснабжения, а также требования энергосистем производит питание на
напряжении, имеющемся в эксплуатируемой системе. Нерациональные решения в этом
направлении проводят к тому, что в эксплуатации находятся системы
электроснабжения, в которых потери электрической энергии доходят до 35 - 40%.
. Правильный выбор места размещения цеховых и
главных распределительных и понизительных подстанций. Расположение питающих
подстанций в соответствующих центрах электрических нагрузок обеспечивает
минимальные годовые приведенные затраты. Всякое смещение питающей подстанции из
центра электрических нагрузок ведет к повышению этих затрат и повышенному
расходу электрической энергии.
. Дальнейшее совершенствование методики
определения электрических нагрузок. Правильное определение ожидаемых нагрузок
способствует решению общей задачи оптимизации построения систем
внутризаводского электроснабжения.
. Рациональный выбор числа и мощности
трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров ведет к
сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует
осуществлению общей задачи оптимизации, построения систем электроснабжения.
. Принципиально новая постановка для решения
таких задач, как, например: симметрирование электрических нагрузок. В настоящее
время этот вопрос решается так: устанавливается трансформатор для питания
нагрузки, несимметричной по фазам, а затем к нему (между трансформатором и
нагрузкой) устанавливается симметрирующее устройство, что практически означает
почти удвоение мощности питающих устройств и соответственно ведет к резкому
увеличению непроизводительных потерь топлива и электроэнергии.
Решение задачи следует вести не по линии
наращивания мощности питающих устройств. В таком случае выравнивание нагрузки
по фазам можно сделать, например, при помощи изменения схемы соединения обмоток
питающих трансформаторов - вместо «звезда - звезда» с нулем применяется схема
«звезда-зигзаг» с нулем, что удорожает стоимость питающего трансформатора всего
на 5%, а не на 80%, как в первом случае - трансформатор-симметрирующее
устройство.
Следует иметь ввиду, что при обеспечении
напряжения, близкого к номинальному, который обычно производится за счет
регулирования напряжения различными дополнительными устройствами, в том числе и
РПН, особенно в условиях глубокого регулирования, появляются дополнительные
потери электроэнергии и топлива. Вместо этого следует применять повышения
напряжения, что технически гораздо эффективнее и экономически выгоднее.
Здесь показаны только принципиальные примеры
решения подобных задач, однако смысл их один - везде, где можно, следует
отказываться от применения дополнительных устройств, решая эти задачи другими,
нетрадиционными способами.
Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок
шлифовального цеха химического комбината
В шлифовальном цехе размещены: станочное
отделение, вспомогательные и бытовые помещения. Станочное отделение относится к
пыльному помещению, склад химикатов - к взрывоопасному помещению,
вспомогательные и бытовые помещения - к нормальным помещениям. Площадь
шлифовального цеха 5376 м2
Размеры цеха (длина*ширина) равны 96х56м.
1.1 Характеристика потребителей
электроэнергии и определение категории электроснабжения
В отношении обеспечения надежности и
бесперебойности питания приемники электрической энергии в соответствии с ПУЭ
делят на 3 категории. В данном случае электроприемники относятся к I и II
категориям. Основная часть электроприемников относится к II категории, перерыв
в электроснабжении которых приведет к массовому недоотпуску продукции, простоям
механизмов и промышленного транспорта. Рекомендуется обеспечивать
электроснабжение от двух независимых источников. Допускается питание от одного
трансформатора, но с перерывом в электроснабжении не более 24 ч.
Большинство потребителей электроэнергии - это
металлообрабатывающие станки. Работают они в продолжительном режиме, длительно,
но с переменной нагрузкой и кратковременными отключениями, за время которых
электродвигатели не успевают охладиться до температуры окружающей среды, а
длительность циклов превышает 10 мин.
Электродвигатели, работающие в повторно-кратковременном
режиме: электродвигатели мостового крана, кран-балок, электроприводы прокатных
станов, а также сварочные машины и т. п., для которых характерны постоянные
броски мощности (частые включения-выключения).
Для электроустановок повторно - кратковременного
режима указанная в паспорте мощность повторно - кратковременного режима должна
быть приведена к номинальной мощности продолжительного режима Рном , кВт, при
ПВ = 100%.
Согласно ПУЭ, производственные помещения
различаются по условиям окружающей среды. В данном шлифовальном цехе характер
окружающей среды помещений различается в зависимости от вида установленного
оборудования. Станочное отделение относится к пыльному помещению (большое
выделение пыли), склад химикатов - к взрывоопасному помещению. В складе
химикатов присутствуют агрессивные химически активные вещества.
Характер среды определяет степень защиты
выбираемого оборудования.
При проектировании системы электроснабжения
цеха, важным является выбор рациональных напряжений для схемы, т.к. их значения
определяют параметры линий электропередачи и выбираемого электрооборудования
подстанции и сетей.
В производстве применяется трехфазный переменный
ток с промышленной частотой 50 Гц. Трехфазные электрические сети и установки
являются более экономичными в отличие от однофазных.
Согласно ПУЭ, электроустановки разделяются на
две группы:
.Электроустановки напряжением до 1 кВ;
.Электроустановки напряжением выше 1 кВ.
В зависимости от рода тока, применяются
следующие напряжения: ~12 и 36 В; ~220/127 В; ~380/220 В; ~660 В; ~3, 6, 10,
20, 35 и 110 кВ; =220 и 440 В.
По роду тока различают электроприемники,
работающие:
от сети переменного тока нормальной промышленной
частоты 50 Гц;
от сети переменного тока повышенной или
пониженной частоты;
Отдельные потребители электроэнергии
(электроинструмент, специальные станки в деревообрабатывающих цехах, ряд
шлифовальных станков в подшипниковом производстве и др.) используют для питания
высокоскоростных электродвигателей токов повышенной частоты (180 - 400 Гц).
Установки индукционного и диэлектрического нагревов требуют токов повышенных и
высоких частот, получаемых от машинных (до 1000 Гц) и электронных (свыше 1000
Гц) генераторов.
Для ряда производственных механизмов необходимы
широкие регулирования скорости, поддержания постоянства скорости
технологического процесса, повышенный перегрузочный момент при
повторно-кратковременном режиме работы, частое реверсирование, быстрые разгоны
и торможения, что вызывает необходимость применения электродвигателей
постоянного тока для электроприводов этих механизмов. Цехи электролиза
получения металлов, гальванические цехи и некоторые виды электросварки требуют
также постоянного тока. Поэтому при построении схемы электроснабжения промышленного
предприятия приходится считаться с наличием на предприятии потребителей
постоянного тока и токов высокой частоты и, следовательно, предусматривать
специальные преобразовательные установки для питания этих потребителей,
обслуживания отдельных электроустановок или их групп.
Наибольшее распространение получили надежные,
простые в конструкции и дешевые асинхронные двигатели.
Все основное производственное
электрооборудование шлифовального цеха в электроприводе имеет электродвигатели
переменного трехфазного тока, рабочее напряжение которых 380 В. Двигатели
постоянного тока, которые дороже как по стоимости, так и по обслуживанию -
отсутствуют. Приемники электроэнергии, работающие на более высоком напряжении,
в шлифовальном цехе не предусмотрены. Отсюда следуя, мы приходим к выводу, что
рациональным напряжением для электроснабжения потребителей электроэнергии
данного цеха является трехфазное переменное напряжение ~0,4кВ (380/220 В), с
промышленной частотой 50 Гц (согласно ПУЭ).
При расчете силовых нагрузок важное значение
имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой
сети.
Завышение нагрузки может привести к перерасходу
проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к
уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности
обеспечения нормальной работы силовых электроприемников.
Расчет электрических нагрузок основывается на
опытных данных и обобщениях, выполненных с применением методов математической
статистики и теории вероятности.
Расчет начинают с определения номинальной
мощности каждого электроприемника, независимо от его технологического процесса
средней мощности: мощности, затраченной в течении наиболее загруженной смены, и
максимальной расчетной мощности участка или цеха.
Расчетные силовые нагрузки определяем методом
упорядоченных диаграмм.
Для электроприемников, работающих в
повторно-кратковременном режиме, приводим их работу к длительному режиму.
Рном*ПВ = 100% = РП *S = 48* =37,18 кВт
(1)
Рном*ПВ = 100% = РП *S = 5* =2,5 кВт (2)
Рном*ПВ = 100% = РП *S = 7,5* =4,74 кВт
(3)
Сначала определяем суммарную
мощность ΣРном,
имеющихся электроприемников:
Просчитав суммарную мощность электроприемников,
разделяем их на две группы, приблизительно равные между собой по суммарной
мощности.
Определим значение модуля силовой
сборки m для групп А, В и цеха:
mА =Рном.макс.А/ Рном.мин.А, (5)А = 37,18/2,5
=14,87;Б = 10/10 = 1;
где Рном.макс.А - ЭП наибольшей мощности;
Рном.мин.А - ЭП наименьшей мощности.
Расчеты для группы «В» и для цеха аналогичны.
Далее определяем коэффициент использования Ки
каждого электроприемника по таблице [1, стр.52, табл.2.11]. Зная данные Ки,
определяем коэффициенты мощности cos φ и
tg φ
соответственно
и заносим в таблицу 2.
Ки - коэффициент использования оборудования,
характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение
средней активной мощности Рсм одного или группы приемников за наиболее загруженную
смену к номинальной мощности Рном.
Рассчитаем активную и реактивную мощности
каждого единичного электроприемника, в период наиболее загруженной смены:
см = Рсм *tg φ
(7)см = 0,75*0,88 = 0,66 квар.
Расчеты для остальных электроприемников
аналогичны и сведены в таблицу 2. Находим сменную мощность для групп и цеха:
Эффективное число электроприемников
nэ для группы А:
Подставляем данные в выражение (10):
Значит, во время максимального (30
мин) потребления электроэнергии работает 18 станков со средним коэффициентом
использования [1, стр.52, (2.29)]
Используя данные эффективного числа
электроприемников nэ и коэффициента использования Ки, находим коэффициент
максимума Кмакс согласно [1, стр.54, табл.2.13].
Активная максимальная мощность
согласно [2, стр.103, (4.17)]
РмаксА=Кмакс*Ки*Рном=Кмакс*Рсм; (15)
Реактивная максимальная мощность при
nэ >10
максА=QсмА (16)максА = 101,57 квар.
Полная максимальная мощность
согласно [1, стр.58, (2.45)]
Максимальный ток нагрузки группы А
согласно [1, стр.58, (2.46)]
Для группы «Б» коэффициент максимума Кма=1,
поэтому максимальные нагрузки равны максимальным за смену. Результаты сведены в
таблицу 2.
Потребители электроэнергии шлифовального цеха
относятся ко второй категории надежности электроснабжения.
Максимально-расчетный ток составил:
Электроснабжение и электроосвещение шлифовального цеха.
Проектирование электрооборудования шлифовального цеха...
Электрооборудование шлифовальных станков — Студопедия
ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНКА — Мегаобучалка
Курсовая работа - Проектирование привода шлифовального ...
Банкротство Кредитных Организаций Реферат
Нужно Ли Анализировать Свои Ошибки Сочинение 2021
Дипломная Работа На Тему Конфликты В Организации
Уголовная Ответственность Несовершеннолетних Беларусь Курсовая Работа
Курсовая Работа На Тему Управление Организацией