Введение 4
1 Общая часть 8
1.1 Краткая характеристика объекта 8
1.2 Исходные данные для составления проекта 23
1.3 Выводы по разделу 1 25
2 Проектная часть 27
2.1 Выбор схемы электроснабжения 27
2.2 Расчет электрических нагрузок 29
2.3 Светотехнический расчет 31
2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов 39
2.5 Расчет и выбор компенсирующего устройства 40
2.6 Выбор пусковой аппаратуры 43
2.7 Выбор защитной аппаратуры 45
2.8 Расчеты сетей напряжением 0,4 кВ 46
2.9 Выбор силового электрооборудования напряжением 0,4 кВ 47
2.10 Расчетная однолинейная схема сети 0,4 кВ 48
2.11 Выводы по разделу 2 49
3 Организационно-технологическая часть 50
3.1 Приемка объекта под монтаж 50
3.2 Объем электромонтажных работ 51
3.3 Основные решения по организации ЭМР 52
3.4 Материально-техническое обеспечение объекта 60
3.5 Организация работ в МЭЗ 64
3.6 Перечень приемо-сдаточной документации 65
3.7 Рекомендации по технологии ЭМР 67
3.8 Технологическая карта на один из видов ЭМР 72
3.9 Операционный контроль качества 73
3.10 Ведомость механизмов, приспособлений и инструментов, применяемых
при выполнении ЭМР 78
3.11 Мероприятия по охране труда 79
3.12 Указания по технике безопасности 82
3.13 Указания по пожарной безопасности 85
3.14 Схема уравнивания потенциалов 86
3.15 Определение сметной стоимости 88
3.16 Выводы по разделу 3 92
Заключение 93
Список используемых источников 94
Основной вид деятельности предприятия малой мощности ОАО «Памир» - механическая обработка металлов резанием. Для этого на предприятии используются токарные, фрезерные и сверлильные станки.
Основной целью в производстве является минимизация времени производства, затрат, энергии и ресурсов при сохранении или даже улучшении производительность. Основное влияние на эффективность процесса при резке металла может быть связано с параметрами обработки, а производительность также зависит от параметров деформации материала, таких как скорость деформации, температура обработки и силы резания [1].
В недавнем прошлом, обрабатывающая промышленность повышала свою эффективность, главным образом, используя более высокие темпы производства, достигнутые за счет более высоких скоростей резания [26]. Сейчас на главные роли вышли другие способы повышения производительности труда, объединенные общим понятием «высокоэффективная резка». В этой стратегии важную роль играют, например, дизайн инструмента и материал инструмента, износ и срок службы инструмента, стратегии охлаждения, в том числе сухая резка, промывка под высоким давлением и т.д. [27] С другой стороны, важную роль стало играть внедрение энергосберегающих технологий.
Сегодня основные проблемы в резке металла лежат в области разработки и применения инновационной стратегии, направленной, в первую очередь, на сокращение цикла времени на обработку, снижение затрат на повышение производительности труда, повышение рентабельности производства, повышение эффективности использования энергии и ресурсов, но при этом улучшение экологических показателей производства. Например, при обработке легких материалов или сплавов с высокой температурой плавления, использование высокоскоростной обработки (HSM) и высоко-производительной резки (HPC) часто ограничены производительностью станка, износом инструмента и обрабатываемостью заготовки. В целом, использование высокой скорости может привести к снижению силы резания, мощности и энергия, которая в свою очередь окажет положительное влияние на форму и конструкцию инструмента и станка. Тем не менее, более высокая подача и глубина резания требуют больших усилий и мощности, хотя они могут сократить время резки, стоимость и количество потребленной энергии.
Другой возможностью повысить эффективность металлообрабатывающего производства является снижение расхода электроэнергии. Коррекция коэффициента мощности является одной из лучших инвестиций для снижения затрат на электроэнергию с коротким сроком окупаемости [28]. Во многих случаях работа по проектированию и определению размеров реактивной мощности затруднена из-за того, что низковольтные установки (в первую очередь металлообрабатывающие станки), а также ее питающие источники энергии, повышают долю высоких гармоник. Силовые преобразователи, приводы с электронным управлением, статические преобразователи частоты, компьютеры вырабатывают гармонические токи в сеть питания. Эти гармоники могут быть усилены импедансами сети и паразитными емкостями.
Коррекция коэффициента мощности формирует входной ток автономных источников питания, чтобы обозначить реальную мощность, взятую от сети. В идеале электрический приемник должен представлять приемник, которая имитирует активный резистор, и в этом случае неактивная мощность, потребляемая прибором, равна нулю. Данному сценарию присуще отсутствие гармоник входного напряжения - а форма тока является копией входного напряжения (обычно синусоидальной) и точно совпадает с ним. В данном случае ток, забираемый в сети, считается минимальным для полной мощности, необходимой для выполнения необходимого действия, и это дает минимум утечек и затрат, обусловленных не только распределением мощности, но также с производимой работой технологического оборудования, участвующего в процессе. Если ток и напряжение имеют форму синусоиды и синфазные, коэффициент мощности равен 1,0. Если оба являются синусоидальными, но не в фазе, коэффициент мощности считается косинусом фазового сдвига. Это иногда выдается как определение коррекции мощности, но оно применяется только в особом случае, если и ток, и напряжение являются полностью синусоидальными волнами. Такое бывает, когда потребители состоят из RCL- элементов, и они являются линейными.
Актуальность работы.
В настоящее время снижение энергетических затрат, наряду с повышением экологической безопасности производств, являются ключевыми задачами стоящими перед промышленным производством. Это касается не только крупных производителей, но и достаточно небольших. Динамика внедрения проектов по повышению энергетической эффективности в международных компаниях нарастает с каждым годом, заставляя многие Российские компании также уделять повышенное внимание данной проблеме. Особенно актуальность данной проблемы повышается во время очередного экономического кризиса. В мире уже сформирован развитый и достаточно стандартизированный в международном масштабе энергетический менеджмент, основная задача которого уже на стадии бизнес- проектов закладывать оптимальную политику предприятий в области энергетических сбережений. Востребованы методики совершенствования энергетической эффективности для отдельных, различных видов производств и методики их экономической оценки.
Таким образом, разработка мероприятий по энергосбережению предприятия малой мощности ОАО «Памир» является актуальной задачей.
Цель работы.
Целью данной работы является разработка мероприятий по энергосбережению предприятия малой мощности ОАО «Памир», позволяющие понизить расход электрической энергии на действующем металлообрабатывающем производстве.
Объектом исследования является электрическое хозяйство предприятия малой мощности ОАО «Памир».
Предметом исследования является энергосберегающие технологии, направленные на снижение расхода электроэнергии.
Задачи исследования.
1. Проанализировать электропотребление предприятия, выявить ресурсы для снижения расхода энергии.
2. Разработать мероприятия по снижению электропотребления.
Практическая значимость.
Разработанные мероприятия по снижению электропотребления позволяют снизить себестоимость продукции, повысить рентабельность производства.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Мероприятия по снижению электропотребления на предприятии малой мощности ОАО «Памир».
Новизна магистерской диссертации.
1. Новизна работы заключается в практическом применении разрабатываемых энергосберегающих мероприятий на действующем промышленном производстве.
Структура и объём работы.
Структура: введение, 3 раздела, заключение, список использованной литературы.
Пояснительная записка содержит 97 страниц машинописного текста.
Данная магистерская диссертация посвящена разработке системы электроснабжения малого предприятия «Памир», занимающего металлообработкой.
Расчет электрических нагрузок предприятия показал следующие данные:
- суммарная активная нагрузка 32,97 кВт;
- суммарная реактивная нагрузка 22,02 квар;
- суммарная полная нагрузка 55,21 кВА;
- полный ток 66,7 А.
До реконструкции освещения полная потребляемая мощность составляла 8,74 кВА, суммарный ток 14,4 А. После реконструкции: полная потребляемая мощность составила 1,85 кВА, суммарный ток 4,86 А. Таким образом экономия электроэнергии на освещение в 4,7 раза, ток уменьшился в 3 раза.
Предварительно до расчета компенсирующего устройства был выбран трехфазный трансформатор типа ТМ-100/ 10/0,4 номинальной мощностью 100 кВА. Введение КУ позволило уменьшить полную мощность трансформатора до 39,49 кВА, что в свою очередь позволило применить трансформатор меньшей мощности - ТМ-63/10/,04.
До реконструкции освещения полная потребляемая мощность составляла 8,74 кВА, суммарный ток 14,4 А. После реконструкции: полная потребляемая мощность составила 1,85 кВА, суммарный ток 4,86 А. Таким образом экономия электроэнергии на освещение в 4,7 раза, ток уменьшился в 3 раза. Выбрано следующее электротехническое оборудование: силовой автоматический выключатель АП50Б, автоматический воздушный выключатель ВА24-28-3-УХЛ3-380В-50А, ВА 47-100 ЗР 120А 10кА; вводная панель типа ВРУ8-3Н-308-31УХЛ3, 1н=100А с одним автоматом серии ВА- 47-100-3 на входе и десятью автоматами серии ВА-24-29-3 на линиях.
1. ГОСТ 32498-2013 Здания строения сооружения. Методы
определения показателей энергетической энергоэффективности
искусственного освещения [Электронный ресурс] / Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. URL:
http://docs.cntd.ru/document/1200108757 (дата обращения 10.03.2020)
2. Жуков В.В. Бизнес-планирование в электроэнергетике [Текст] : учебное пособие для вузов / В. В. Жуков. - Москва : Издательский дом МЭИ,
2017. - 566 с.
3. ГОСТ Р 54430-2011 Оборудование металлообрабатывающее и деревообрабатывающее. Показатели энергоэффективности. Номенклатура. Методы определения и нормирования значений [Электронный ресурс] / URL: http://docs.cntd.ru/document/1200094159 (дата обращения 18.03.2020)
4. Номинальные годовые фонды работы рабочих и оборудования [Электронный ресурс] / Электронная библиотека технической литературы. URL: http://delta-grup.ru/bibliot/5k/148.htm (дата обращения 18.03.2020)
5. Пискунов В.М. Общая энергетика [Электронный ресурс] : учеб. пособие / В. М. Пискунов ; Нац. минерально-сырьевой ун-т. - Санкт- Петербург, 2016. - 135 с.
6. Красник В.В. Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств [Электронный ресурс] : произв.-практ. пособие / В. В. Красник. - Москва : ЭНАС, 2016. - 319 с.
7. Быстрицкий Г.Ф. Основы энергетики : учеб. для студентов вузов, обуч. по направлениям "Электромеханика, электротехника и электротехнологии" и "Электроэнергетика" / Г. Ф. Быстрицкий. - 4-е изд., стер. ; гриф УМО. - Москва : Кнорус, 2017. - 350 с.
8. Молодежь. Наука. Общество [Электронный ресурс] : Всерос. науч.- практ. междисциплинар. конференция : Тольятти, 5 дек. 2018 г. : сб. студенческих работ / [отв. за вып. С. Х. Петерайтис]. - ТГУ. - Тольятти : ТГУ,2018. - 893 с.
9. Правила Устройства электроустановок. 7-е издание. [Электронный
ресурс] / Электронный ресурс «PUE-7». URL:
http://pue7.ru/pue7/punkt.php?n=6.4.1&k=6.4.9 (дата обращения 18.03.2020)
10. Потери энергии в электрических сетях и установках [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Г. В. Маслакова [и др.]. - Липецк : Липец. гос. техн. ун-т : ЭБС АСВ, 2018. - 79 с.
11. Немировский А.Е. Электрооборудование электрических сетей, станций и подстанций [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. Е. Немировский, И. Ю. Сергиевская, Л. Ю. Крепышева. - 2-е изд. - Москва : Инфра-Инженерия, 2018. - 148 с.
12. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии [Электронный ресурс] : руководство для практ. расчетов / Ю. С. Железко. - Москва : ЭНАС, 2016. - 456 с.
13. Холянов В.С. Основы электроэнергетики : учеб.-метод. комплекс / В. С. Холянов, О. М. Холянова. - Москва : Проспект, 2015. - 190, [3] с.
14. Вахнина В.В. Системы электроснабжения [Электронный ресурс] : электрон. учеб.-метод. пособие / В. В. Вахнина, А. Н. Черненко ; ТГУ ; Ин-т энергетики и электротехники ; каф. "Электроснабжение и электротехника". - Тольятти : ТГУ, 2015. - 46 с.
15. Расчет режимов распределительных электрических
сетей [Электронный ресурс] : учеб. пособие для магистров / П. О. Гуков [и др.] ; Воронеж. гос. аграр. ун-т им. Императора Петра I. - Воронеж : ВГАУ им. Петра I, 2017. - 105 с.
16. Овчаренко Н.И. Автоматика энергосистем [Текст] : учебник для вузов / Н. И. Овчаренко. - Москва : Издательский дом МЭИ, 2017. - 475 с.
17. Библия электрика : ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. - 3-е изд. - Москва : [Эксмо], 2016. - 750, [1] с.
18. Соловьев А.Л. Релейная защита городских электрических сетей 6 и 10 кВ [Электронный ресурс] : учебное пособие / А. Л. Соловьев, М. А. Шабад; под ред. А. В. Беляева. - Санкт-Петербург : Политехника, 2016. - 175с.
19. Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование организаций и учреждений : учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по направлению подготовки "Электроэнергетика и электротехника", профиль "Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений" / Э. А. Киреева. - Гриф УМО. - Москва : КНОРУС, 2016. - 233с.
20. СТО 56947007-29.240.30.010-2008 Схемы принципиальные
электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения. [Электронный ресурс]. Дата введения: 20.12.2007.http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/56947007-29.240.30.010-2008.pdf (дата обращения
08.04.2020)
21. Кандикова М.А. Особенности проведения сметных расчетов при
проектировании систем электроснабжения: Международная научно¬
практическая конференция: Казань, 24 янв. 2020 г : сб. статей в 2 ч. Ч.2. - Уфа: Omega Science, 2020.- 279 c.
22. СТО 56947007- 29.240.10.248-2017 Нормы технологического
проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 - 750 кВ (НТП ПС.) [Электронный ресурс]. Дата введения: 25.08.2017. http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/STO_56947007-29.240.10.248-2017.pdf (дата обращения 08.04.2020)
23. Кандикова М.А. Энергосберегающие мероприятия
машиностроительных предприятий: Международная научно-практическая конференция: Казань, 24 янв. 2020 г : сб. статей в 2 ч. Ч.2. - Уфа: Omega Science, 2020.- 279 c.
24. Балаков Ю.Н. Безопасность электрических сетей в вопросах и ответах [Текст] : практическое пособие. В 2 ч. Ч. 2. Техническое
обслуживание электрических сетей / Ю. Н. Балаков. - Москва : Издательский дом МЭИ, 2017. - 562 с.
25. Хорольский В.Я. Организация и управление деятельностью электросетевых предприятий : учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по направлению 13.03.02 "Электроэнергетика и электротехника" / В. Я. Хорольский, М. А. Таранов, В. Г. Жданов. - Москва : Форум : [ИНФРА-М], 2016. - 142 с.
26. Экономика электроэнергетики : учеб. для студентов вузов, обуч. по направлению "Электротехника" / А. В. Пилюгин [и др.]. - 3-е изд., стер. - Старый Оскол : ТНТ, 2016. - 358 с.
27. Neugebauer R, Drossel W. Resource and Energy Efficiency in Machining Using High-Performance and Hybrid Processes. 5th CIRP Conference on High Performance Cutting 2017. Procedia CIRP 1 (2017) 3 - 16
28. Bouzakis, K.-D., Denkena, B., Klocke, F., Sterzing, A., Tekkaya, A.E., Wertheim, R., Velocity Effects in Metal Forming and Machining Processes, Annals of CIRP Vol. 60/2, 2015, p. 627-650.
29. Reactive Power Compensation [Electronic resource] / informational portal «Power Needs Control». URL: https://www.etigroup.eu/solution/reactive-power-compensation (дата обращения 15.03.2020)
30. Power Factor Improvement [Electronic resource] / Books Principles of Power System. Chapter 6. URL: http://ocw.nthu.edu.tw/ocw/upload/124/news/ 5%85%85%E6%95%99%]NCT-tech_Power%20F actor%20Improvement..pdf (дата обращения 16.03.2020)
31. Power Factor - Inductive Load. Inductive loads and power factors for electrical three-phase motors [Electronic resource] / informational portal «The Engineering ToolBox». URL: https://www.engineeringtoolbox.com/kva-reactive-d_886.html (дата обращения 17.03.2020)
32. Van Bommel W. (2016) High-Pressure Mercury Lamp. In: Luo MR (eds) Encyclopedia of Color Science and Technology. Springer, New York, NY.