Введение
1 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА И МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Характеристика технологического процесса и основных
электроприемников цеха 12
1.2 Основные принципы проектирования схемы внешнего
электроснабжения машиностроительного предприятия 13
1.3 Выбор воздушной линии электропередачи Li и трансформаторов Tl, Т2
1.3.1 Выбор номинального напряжения сети по эмпирической
формул 14
1.3.2 Выбор трансформаторов Tl, Т2 на понижающих
подстанциях 15
1.3.3 Выбор сечения проводов воздушной линии
электропередачи Li 17
1.4 Расчет токов короткого замыкания
1.4.1 Определение параметров элементов схемы замещения 19
1.4.2 Расчет токов короткого замыкания для точки короткого
замыкания К1 23
1.4.3 Расчет токов короткого замыкания для точки короткого
замыкания К2 24
1.4.4 Расчет токов короткого замыкания для точки короткого
замыкания КЗ 25
1.5 Выбор электрооборудования
1.5.1 Выбор и проверка выключателей Q7 на напряжение 6 кВ 27
1.5.2 Выбор и проверка выключателей Q5,Q6,QB2 на
напряжение 6 кВ 28
1.5.3 Выбор и проверка выключателей Q3,Q4 на напряжение
110 кВ 28
1.5.4 Выбор и проверка выключателей Q1 на напряжение
110 кВ 29
1.5.5 Выбор и проверка разъединителей QS3.1, QS3.2 на
напряжение 110 кВ 29
1.5.6 Выбор и проверка разъединителей QS1 на напряжение
220 кВ 30
1.6 Выбор и проверка измерительных трансформаторов
1.6.1 Выбор и проверка трансформаторов тока ИОкВ 30
1.6.2 Выбор и проверка трансформаторов тока 6 кВ 33
1.6.3 Выбор и проверка трансформаторов напряжения 110 кВ 33
1.6.4 Выбор и проверка трансформаторов напряжения 6 кВ 34
1.7 Выбор и проверка шинной сборки 34
1.8 Дифференциальная токовая защита трансформатора Т1 в
микропроцессорном исполнении 37
1.9 Выбор релейной защиты линии L26 кВ 47
1.10 Определение электрических нагрузок цеха
1.10.1 Выявление электроприемников, разделение их на
характерные группы 50
1.10.2 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых
электроприёмников 53
1.10.3 Определение осветительной нагрузки цеха 55
1.10.4 Определение нагрузки цеха 57
1.11 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховой подстанции 57
1.11.1 Выбор компенсирующих устройств 58
1.11.2 Проверка трансформаторов мощностью 400 кВА на
перегрузочную способность 58
1.11.3 Проверка трансформаторов мощностью 630 кВА на
перегрузочную способность 59
1.11.4 Выбор и проверка питающего кабеля для трансформатора мощностью мощностью 630 кВА 59
1.12 Окончательный выбор варианта электроснабжения
механического цеха 60
1.13 Определение центров электрических нагрузок, выбор
местоположения цеховой подстанции 60
1.14 Выбор схемы внутреннего электроснабжения цеха 61
1.15 Выбор и проверка сечений кабелей силовых
электроприемников 61
1.16 Выбор сечения кабелей, питающих распределительные
пункты 63
1.17 Определение расчетной нагрузки для I, II секций шин
трансформаторной подстанции 66
1.18 Электрический расчёт в максимальных и
послеаварийных режимах 67
1.19 Обеспечение требуемого режима напряжения для
трансформаторов 68
1.20 Расчет токов короткого замыкания внутрицехового
электроснабжения 68
1.21 Выбор и проверка защитной аппаратуры для схемы
электроснабжения цеха 70
1.22 Расчёт заземляющих устройств цеха 73
1.23 Расчёт молниезащиты цеха 75
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ
ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 77
3 ОПИСАНИЕ И ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ
ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ПРИВОДА МЕХАНИЗМОВ 90
3.1 Электрические потери в асинхронных электродвигателях и
электродвигателях постоянного тока (I) с независимым возбуждением 92
3.2 Недостатки ПЧ с инверторами тока, принципиальная
схема асинхронного регулируемого электропривода и ее особенности 95
3.3 Статическая мощность 97
3.4 Особенности частотного регулирования 98
3.5 Уравнение движения электропривода 99
3.6 Тормозной спуск груза 102
3.7 Схема преобразователя частоты с промежуточным звеном
постоянного тока (I) 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ИЗ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 116
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Выбор опор воздушной линии
электропередачи L1, и арматуры 121
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Обоснования выбора и проверки
высоковольтных выключателей, разъединителей 124
ПРИЛОЖЕНИЕ В Обоснования выбора и проверки
трансформаторов тока, трансформатора напряжения 6 кВ 129
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Обоснования выбора микропроцессорного терминала релейной защиты и автоматики ТЭМП 2501 133
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Генеральный план цеха и расположения оборудовании 135
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Обоснования выбора энергосберегающего освещения 136
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Расчетная схема и схема замещения предприятия 138
вариантов электроснабжения цеха 141
ПРИЛОЖЕНИЕ Л Определения центра электрических нагрузок и обоснования выбора местоположения цеховой подстанции 145
ПРИЛОЖЕНИЕ М Обоснования выбор схемы внутреннего электроснабжения цеха 151
ПРИЛОЖЕНИЕ И Обоснования выбор типа кабельных линии, питающих электроприемники цеха и их допустимые токи 153
ПРИЛОЖЕНИЕ П Определение расчетных нагрузок по РП-6 155
ПРИЛОЖЕНИЕ Р Определение расчетной нагрузки для I, II секций шин трансформаторной подстанции 157
ПРИЛОЖЕНИЕ С Электрический расчёт в максимальных аварийных режимах 161
ПРИЛОЖЕНИЕ Т Обеспечение требуемого режима 171
ПРИЛОЖЕНИЕ У Расчет токов короткого замыкания внутрицехового электроснабжения 173
ПРИЛОЖЕНИЕ Ф Выбор и проверка защитной аппаратуры до 1000 В 186
ПРИЛОЖЕНИЕ X Расчет заземляющего устройства 194
ПРИЛОЖЕНИЕ Ц, Принцип выполнения молниеприемной сетки и расчет заземлителя молниезащиты 197
ПРИЛОЖЕНИЕ Я Схема управления электропривода
электрической тали с использованием частотно-управляемых асинхронных двигателей 205
ПРИЛОЖЕНИЕ F Схема подключения ПЧ Vacon 100 к внешней сети 208
ПРИЛОЖЕНИЕ G Кран - балка с ПЧ с АД и КЗ роторами 209
Актуальность данной темы «Проектируемый цех по производству легковых и грузовых автоприцепов» относится к сфере машиностроительного производства. Современное промышленное предприятие не мыслимо без системы электроснабжения, т.е. комплекса устройств для производства, передачи энергии на большие расстояния, равномерного распределения ее между потребителями и обеспечении достаточной надежности электроснабжения.
Определение электрических нагрузок является первым и очень ответственным этапом проектирования систем электроснабжения цеха или промышленного предприятия - совокупности цехов. Определение расчетных электрических нагрузок выполняется от низших к высшим ступеням системы электроснабжения по отдельным расчетным узлам. Расчет электрических нагрузок характерных узлов производится с целью выбора сечения электропитающих и распределительных сетей, числа и мощности трансформаторов, сечение шин распределительных устройств трансформаторной подстанции, распределительных пунктов, коммутационной и защитной аппаратуры.
Сложность вопросов проектирования систем электроснабжения цеха или предприятия заключается в необходимости оптимально, эффективно и рационально решать эту задачу. Именно комплексное решение данной задачи в совокупности с необходимыми требованиями и стандартами электроснабжения позволяют экономически и технически грамотно работать предприятию в целом.
В последнем разделе пояснительной записки рассматриваются в отдельности стороны технического процесса в электротехнике - это развитие полупроводниковых преобразователей частоты с промежуточным звеном постоянного тока.
В сварочных установках они получили название «сварочные инверторы», а в системах управления двигателями переменного тока - «асинхронных и синхронных», как широко регулируемые преобразователи частоты. Использование таких преобразователей частоты позволяет расширить использование синхронных двигателей, а это для механизмов стабилизация скоростей, изменение движения и возможность работы двигателя с потреблением только активного тока, что позволит улучшить работу системы электроснабжения цеха.
Следовательно, целью выпускной квалификационной работы с одной стороны - является соответствовать профилю обучения и с другой - способствовать повышению «культуры» работы потребителей электроэнергии.
Задачи выпускной квалификационной работы:
- Рассмотрение преимуществ применения частотного преобразователя для привода механизмов крана.
- Объектом и предметом исследования выпускной квалификационной работы является электрооборудование цеха по производству легковых и грузовых автоприцепов и его электроснабжение. Одновременно обосновывается целесообразность частотного управления.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы в том, что она может использоваться как основа при модернизации электрооборудования цеха и его электроснабжения.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, 3 разделов, заключения и библиографического списка.
В первом разделе анализируется электроснабжение цехов и предприятий машиностроительного профиля с учетом специфики этих предприятий и требований к электрохозяйству.
Основные расчеты, выбор и проверку элементов схемы электроснабжения цеха.
Во втором разделе сравнивается отечественная и наиболее совершенная по качеству зарубежная кабельная продукция, ПЧ и его выбор .
В третьем разделе описаны преобразователи частоты позволяющие изменить затраты на потери электрической энергии, в том числе три вида ПЧ.
Наиболее совершенный является преобразователь частоты с промежуточным инвертором напряжения.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрены вопросы, связанные с электроснабжением цеха по производству запасных частей для легковых и грузовых прицепов и машиностроительного предприятия в целом.
В общей части пояснительной записки выбрано основное электрическое оборудование предприятия.
Для электроснабжения предприятия в целом, выбраны силовые трансформаторы ТДН-25000/110.
В данной выпускной квалификационной работе приведены теоретические сведения о расчете тока трехфазного короткого замыкания, а также сами расчеты токов коротких замыканий, на основании которых произведен выбор параметров защитной и коммутационной аппаратуры, оценены величины тока короткого замыкания и воздействие их на схему электроснабжения цеха и предприятия в целом в различных точках.
Рассмотрен выбор коммутационной аппаратуры: а именно на стороне 110 кВ выбраны вакуумные выключатели типа ВБЭ-110-31,5/1600 и разъединители типа РНД (3)-110/630Т1, на стороне 6 кВ - вакуумные выключатели в выкатном исполнении типа BB/TEL-10-20/1000-У2 и VAN 12
50-4000-27, а так же на стороне 110 кВ - выбраны и проверены трансформаторы тока типа ТФЗМ110Б-1 и трансформаторы напряжения типа НКФ-110-83У1.
В расчетной части был произведен расчет электрических нагрузок цеха, с целью выбора трансформаторной подстанций, питающей непосредственно проектируемый цех.
На цеховой подстанции устанавливают силовые трансформаторы типа ТСЗ мощностью 630 кВА. Питание цеха осуществляется кабелем типа АПвБП-6 3x25.
На стороне 6 кВ трансформатора установлена ячейка КРУ исполнения D-12P, с вакуумным выключателем ВВ/ТЕЬ-10-20/1000-У2, трансформатором тока ТПЛ-6 и трансформатором напряжения НТМИ-6-66 УЗ-0,5. На них устанавливают максимально-токовую защиту, защиту от однофазных замыканий на землю на стороне низшего напряжения.
Защита от токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ выполнена автоматическими выключателями серии ЕмахХ1В. Распределительная сеть выполнена распределительным пунктом серии ПР8503. Соединение с электроприемниками осуществляется кабелем марки ВВГнг-LS .
Они защищены от токов короткого замыкания и токов перегруза автоматическими выключателями ВА 57-35. Соединение распределительных пунктов осуществляется кабелями марки ВВГнг-LS и так же, защищены от токов короткого замыкания и токов перегруза автоматическими выключателями ТмахХТ1С.
Выполнен электрический расчёт, совместно с которым рассмотрен вопрос регулирования напряжения.
В ходе работы спроектированы однолинейные электрические схемы цеха, предприятия в целом, а так же схемы релейной защиты трансформатора, питающего цех и спроектирована схема защитного заземления цеха.
В качестве первоочередного энергосберегающего мероприятия, позволяющие обеспечить уменьшения потерь электроэнергии во внутренних электрических сетях предприятие используется для освещения цеха компактные люминесцентные лампы.
После решения всех основных вопросов проектирования данная выпускная квалификационная работа планируется использовать при проведении расчётов электроснабжения других цехов крупного машиностроительного предприятия.
Все принимаемые конструктивные решения были технически
обоснованы теми или иными причинами и соответствуют требованиям нормативных документов.
Таким образом, поставленные цели достигнуты, задачи решены.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
