Разработка системы электроснабжения сварочного участка цеха

Введение

Не одно промышленное предприятие в мире в настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен километров.

Поэтому очень остро для систем электроснабжения промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения.

В настоящее время при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ, размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в самих элементах.

Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.

Исходными данными на проект служат:

1.План расположения оборудования цеха.

2.Мощности электроприемников цеха.

1. Расчет силовой нагрузки

Расчет силовой нагрузки производится в два этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка цеха для выбора трансформаторов цеховой КТП. На втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприемников, перечень которых дан в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Перечень электроприемников

Наименование электроприемника № на планеКол-во ЭП,шт.Рном,кВтСварочные преобразователи1,4222Сварочный полуавтомат2118Вентиляционные установки3,9,13,16,4159Сварочные выпрямители5…7312,2Токарные станки импульсной наплавки8,10210,5Сварочные агрегаты11,12,14,1548,1Кондиционеры 17,21,44,46412Электропечи сопротивления18…20375Слиткообдирочные станки22…26,2866,5Сверлильные станки27,35,37…3952,2Кран-балка29110Конвейеры ленточные30,3423Обдирно-шлифовальные станки31…33,3644Сварочный стенд4018,7Сварочные трансформаторы42,43232 кВАЭлектроталь4513,5

Мощности кранов с повторно- кратковременным режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:

, (1.1)

Здесь Pном - Приведенная к длительному режиму мощность;

Sn - паспортная мощность;

ПВ - продолжительность включения, о.е.

кВт

кВА

кВт

Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в таблице 1.2 в следующем порядке.

Для каждой группы одинаковых электроприемников (ЭП) определены значения коэффициента использования Киi и коэффициента мощности tg?i по [1,табл.1.5.1].

Средние активные Pcpi и реактивные мощности Qcpi каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:

,(1.2)

(1.3)

Где Pномi - номинальная мощность одного электроприемника в i-ой группе, кВт.

Средневзвешенные коэффициенты Киср и tg?cp по цеху в целом определялись по формулам:

(1.4)

(1.5)

Здесь Pном ? - суммарная номинальная мощность электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.

Эффективное число электроприемников находится по формуле:

, (1,6)

Где Рном max - наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.

Коэффициент расчетной нагрузки Kp определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников

Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в целом:

,(1.7)

(1.8)

Таблица 1.2. Расчет электрических нагрузок для трансформаторов КТП

Исходные данныеСредняя мощность группы ЭПnэКрРасчетная мощностьПо заданиюПо справочным даннымРр, кВтQр, кВАрНаименование электроприемникаКол-во ЭП nфНоминальная мощность, кВтКиtgjPср, кВтQср, кВАродного ЭПобщаяСварочные преобразователи222440,31,313,217,16Сварочный полуавтомат118180,351,176,37,371Вентиляционные установки59450,650,7529,2521,9375Сварочные выпрямители312,236,60,251,39,1511,895Токарные станки импульсной наплавки210,5210,141,732,945,0862Сварочные агрегаты48,132,40,251,38,110,53Кондиционеры 412480,71,7333,658,128Электропечи сопротивления3752250,70,3157,547,25Слиткообдирочные станки66,5390,141,735,469,4458Сверлильные станки52,2110,141,731,542,6642Кран-балка13,873,870,10,620,3870,23994Конвейеры ленточные2360,5513,33,3Обдирно-шлифовальные станки44160,141,732,243,8752Сварочный стенд18,78,70,251,32,1752,8275Сварочные трансформаторы25,7611,520,251,732,884,9824Электроталь11,751,750,050,620,04350,02697Итого46566,960,51,54278,0655206,719731,41392,0724291,4748

2. Расчет осветительной нагрузки

Кроме силовой нагрузки в цехе имеется осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле (2.1)

Pр.о.= Руст ? Кс ? КПРА, (2,1)

Где: Руст - Установочная мощность ламп;

Кс - коэффициент спроса;

КПРА - Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

Для определения установочной мощности ламп необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в цехе.