44767

Электроснабжение участка токарного цеха

Курсовая

Энергетика

Сегодня на предприятии в трех цехах трудится около полутора тысяч человек - токарей, кузнецов, слесарей, электрогазосварщиков, электриков, электромонтеров, и многих других, которым приходится знать и ремонтировать самое разное горнодобывающее и металлургическое оборудование.

Русский

2014-11-21

5.73 MB

190 чел.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему Электроснабжение участка токарного цеха


Содержание

Введение 4

1    Общая часть 5

1.1 Кракая характеристика процесса  цеха 5

1.2Краткая характеристика технологического процесса ремонтно-механического цеха 7

2   Специальная часть 8

2.1Расчет электрических нагрузок и выбор числа и мощности силовых трансформаторов 8

2.2 Выбор токоведущих частей 11

2.2.1Выбор ТВЧ по условию нагрева 11

2.2.2Выбор ТВЧ по потерям напряжения 14

2.3Расчет токов короткого замыкания 15

2.3.1 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1 17

2.3.2Расчет токов короткого замыкания в точке К2 19

2.4 Проверка ТВЧ на действии токов короткого замыкания 22

2.4.1Проверка ТВЧ на электродинамическую стойкость 22

2.4.2 Проверка токоведущих частей на термическую стойкость 25

3Охрана труда 28

3.1Требования техники безопасности при обслуживании электрооборудования участка токарного  цеха 28

Заключение 29

Список используемой литературы 30

Введение

80 лет назад на ММК появилось подразделение, призванное производить ремонт и изготавливать детали для оборудования предприятий горного управления.

Вскоре механический цех стал кустовым ремонтным, затем центром ремонта оборудования горно-обогатительного производства. Сегодня это ООО «МРК-ГОП». Неизменной остаётся задача – обеспечить бесперебойную работу подразделений горно-обогатительного производства комбината.

В 1935 году вслед за слесарно-станочным участком был пущен кузнечный отдел, в 1940 — литейное отделение.  В годы Великой Отечественной войны коллектив цеха, в то время называемого механическим, несмотря на то, что многие кадровые рабочие были мобилизованы на фронт, обеспечивал устойчивую эффективную работу цехов Горного управления.

В 1947 преобразован в ремонтный куст со слесарно-сборочным и станочным отделениями. В 1953 здесь создано электроремонтное отделение, в 1956 — кузнечно-котельное отделение. В 1965 основан участок гуммировки для ремонта транспортерных лент.  В 1971 создается первый станочный участок с отделением термообработки деталей. В 1975 вошел в строй новый, модернизированный электроремонтный отдел.  Параллельно с развитием цеха внедрялись прогрессивные технологии производства запчастей и ремонтов оборудования, осваивались новые мощности.

В 2006 году функции по техническому обслуживанию и ремонту оборудования цехов ГОП «ММК» были переданы в ЗАО «МРК». В последствии на базе кустового ремонтного цеха было создано дочернее общество ООО «МРК-ГОП», которое является подрядчиком для ОАО «ММК», обеспечивая ремонты и эксплуатацию механического, гидравлического, электрического и энергетического оборудования цехов ГОП. Сегодня на предприятии в трех цехах трудится около полутора тысяч человек  - токарей, кузнецов, слесарей, электрогазосварщиков, электриков, электромонтеров, и многих других, которым приходится знать и ремонтировать самое разное горнодобывающее и металлургическое оборудование. Специалисты ООО «МРК-ГОП» осуществляют ремонт оборудования экскаваторов, щековых и конусных дробилок, многочисленных конвейеров и агломашин, узлов стабилизации, известковых шахтных печей, установок по переработке шлаков и  т.д. Кроме того, специалисты МРК-ГОП выполняют работы по изготовлению и восстановлению запасных частей собственными силами. В текущем году общество поставило перед собой задачи в части освоения и развития приборного мониторинга оборудования и механизмов роторного исполнения. И эти задачи успешно решаются..


Общая часть

  1.  Краткая характеристика оборудования и потребителей электроэнергии участка токарного цеха

Участок токарного цеха (УТЦ) предназначен для обеспечения производимой продукции

всего цеха. Он является составной частью цеха металлоизделий машиностроительного завода.

УТЦ имеет станочное отделение, где размещен станочный парк, вспомогательные (склады,

инструментальная, мастерская и др.) и бытовые (раздевалка, комната отдыха) помещения.

Транспортные операции выполняются с помощью кран-балок и наземных электротележек.

Участок получает электроснабжение (ЭСН) от цеховой трансформаторной подстанции (ТП)

10/0,4 кВ, расположенной в пристройке цеха металлоизделий.

Все электроприемники по безопасности — 2 категории.

Количество рабочих смен — 2. Грунт в районе здания — супесь с температурой +8 °С.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 и 4 м каждый.

Размеры цеха А´В´Н=48´28´8 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

Перечень ЭО участка токарного цеха дан в таблице 1

Цеха

Таблица 1- Перечень электрического оборудования токарного

№ на плане

Наименование ЭО

РЭП,кВт

n, шт.

∑ РЭП кВт

1,2

Токарно-револьверные многоцелевыестанки

9

2

18

3,21,27

Кран-балки

4,8

3

14,4

4.5

Токарные станки с ЧПУ

5

2

10

6,7,15,16

Сверлильно-фрезерные станки

7,2

4

28.8

8

Кондиционер

5,5

1

5.5

9...12

Токарные станки с ЧПУ повышенной точности

7

4

28

13,17,18

Координатно-сверлильныегоризонтальные станки

9,8

3

29,4

14

Строгальный станок

12

1

12

19

Шлифовальный станок

8,5

1

8.5

20

Наждачный станок

3,2

1

3.2

22,23

Токарные многоцелевые прутково-патронные модули

15

2

15

24,29,30

Токарные вертикальные полуавтоматы с ЧПУ

30

3

90

25,26,28

Координатно-сверлильныевертикальные станки

8,4

3

25,2

итого

125,4

30

288

Рассмотрим характеристики некоторого электрооборудования

Токарный станок (Рисунок 1) станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развёртывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.

Рисунок1- токарный станок

Фрезерные станки(Рисунок2)предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т.п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное (иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ.

Рисунок 2- фрезерный станок

Шлифовальный станок - применяется при обработке дерева и металла для выполнения заключительных операций по изготовлению деталей. С их помощью  получают гладкую поверхность, имеющую отличный товарный вид. В процессе работы припуск материала срезается абразивным инструментом:  кругамии лентами.

Кондиционер - устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначендля снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) — повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.

Таблица 2-Задание на курсовой проект

l1, км

l1, км

tВ, сек

tЗ, сек

11

0,65

0,8

0,4

1.2 Краткая характеристика технологического процесса участка токарного цеха

Токарная обработка — один из возможных способов обработки изделий путем срезания с заготовки лишнего слоя металла до получения детали требуемой формы, размеров и шероховатости поверхности. Она осуществляется на металлорежущих станках, называемых токарными.
На токарных станках обрабатываются детали типа тел вращения: валы, зубчатые колеса, шкивы, втулки ,кольца, муфты, гайки и т.д. 

Основными видами работ , выполняемых на токарных станках, являются: обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов; вытачивание канавок; отрезание частей заготовки; обработка отверстий сверлением, растачиванием, зенкерованием, развертыванием; нарезание резьбы; накатывание.

В состав токарной группы станков входят станки выполняющие различные операции точения: обдирку, снятие фасок, растачивание и т. д.

Значительную долю станочного парка составляют станки токарной группы. Она включает, согласно классификации Экспериментального НИИ металлорежущих станков, девять типов станков, отличающихся по назначению, конструктивной компоновке, степениавтоматизации и другим признакам. Станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьб и обработки торцовых поверхностей, деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, свёрл, зенкеров, развёрток, метчиков и плашек.

2 Специальная часть

2.1  Расчет силовых нагрузок выбор числа и мощности силовых трансформаторов

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 электроприемников.Расчет электрических нагрузок введем методом среднеквадратичных и расчетных величин с учетом коэффициента нагрузки .Определим среднюю квадратичную активную мощность всех электроприемников токарного цеха

,                                                                     (1)

где  -среднеквадратичная активная мощность кВт; = 311  кВт ;

Кф -коэффициент формы графика нагрузки принимаем  Кф=1,08 ;

-суммарная активная мощность электроприемников из таблицы 1 ,

=288кВТ

=1,08 288=311,04кВт

Определим среднеквадратичную реактивную мощность

                                                                (2)

где  Qск- реактивная среднеквадратичная мощность, кВАр;

Рск – активная среднеквадратичная мощность , кВт;

Tgφ –производная от cosφ=0,53;tgφ=1.4.

1,4435.45кВАр

Расcчитаем расчетную активную и реактивную мощность.Которые приравниваются к среднеквадратичным значениям

кВАр

Определим полную расчетную мощностьпотребителей,которая равна мощности на вторичной стороне трансформатора

                                                               (3)

где- полная расчетная мощность

Эту расчетную мощность будем использовать при выборе мощности  силовых  трансформаторов.

При выборе числа и мощности трансформаторов подстанций рекомендуется  трансформаторы мощностью более 1000 кВ·А применять при наличии группы электроприемников с большой мощности (например, электропечей)  или значительного числа однофазных электроприемников , а также при наличие электроприемников с частыми пиками нагрузки (например, электросварочных установок ) и в цехах с высокой удельной плотностью ;

Стремиться к возможно однотипности трансформаторов цеховых подстанций ;

При двухтрансформаторных подстанциях с магистральной схемой электроснабжения мощность каждого трансформатора выбирать с таким расчетом . чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести всю нагрузку потребителей  1-й и 2-й категорий ( с учетом допустимых нормальных аварийных нагрузок); при этом потребители 3-й категории могут временно отключаться.

Так как по мере работы трансформатора происходят потери электроэнергии ,то при выборе мощности трансформатора их необходимо учитывать

Различают активные и реактивные потери в трансформаторах

Потери активной мощности идут на нагрев обмоток трансформатора и на нагрев стали                                           

                                                                           (4)

где  

кВт

Реактивные потери состоят из потерь вызываемых рассеянием магнитного потока и потерь идущих на намагничивание трансформатора. Реактивные потери составляют 10от мощности потребителей

                                                                         (5)

где  

.

кВар

  Определим полные потери энергии приходящие при работе силового трансформатора

                                                          (6)

где  

кВА

Определим мощность на стороне первичного напряжения силового трансформатора и потерь в трансформаторе

                                                                  (7)

где  

= 654.78 кВа

Определим потребляемую мощность силового трансформатора  

(8)

=  = 935,4 кВа

где

Определим требуемую мощность одного трансформатора согласно схеме электроснабжения предполагается 2 секции шин которые замыкают от Zх с трансформатора т.еn=2

;(9)

где   

Ва

По литературе выбираем силовой трансформатор с ближайшей стандартной и заданной мощностью, с заданной по величине =10 и = 0,4 кВ. Согласноданный трансформатор приведен в таблице 3

Рисунок 3 – Внешний вид трансформатора ТЗС 400

Таблица-3 Данные трансформатора

Тип трансформатора

S н тр,кВа

U н1, кВ

,кВ

Рк,кВт

Uк %

400

10

0,4

5,4

5,5

Определим действительный коэффициент загрузки намеченных к установке силовых трансформаторов в нормальном (Кз.д.) и аварийном (Кз.а.) режимах работы.

=(11)                                                             

где

=

=(12)

где

Согласно условию КЗ.А.. Из расчетов видим, что коэффициент загрузки трансформатора в нормальном и аварийном режимах и, то выбранный трансформатор типа ТСЗ-400 оставляем для дальнейших расчетов

Так как не все потребители потребляют одинаковую мощность, трансформатор ТЗС- 400 оставляем для дальнейших расчетов принимая  ,

2.2 Выбор токоведущих частей

2.2.1 Выбор ТВЧ по условию нагрева

Электрические нагрузки характеризуются расчетным током , который проходя по проводнику согласно закону Джоуля-Ленца, вызывает его нагрев. Поэтому при выборе сечения проводника, его марки необходимо учитывать это.

Для проводников электрической сети в ПУЭ приводится значения длительно допустимых токов , при которых гарантируется сохранность изоляции проводников.

Выбор ТВЧ по условию нагрева в данном курсовом проекте сделаем, опираясь на пояснительную схему рисунка 4

Рисунок 4- Поясняющая схема

Определим токи, протекающие до трансформатора в нормальном и аварийном режимах работы.

(13)

где   

при нормальном режиме работы

                                                                (14)

где  

Выбираем ТВЧ на высокой стороне напряжением 10 кВ.

Выбираем шины прямоугольного сечения марки АТ по условию, что допустимый ток шины должен быть больше номинального тока.

(15)

где   

Проверим условия.

Из условия проходит шина прямоугольного сечения маркиАТ (15х3) с длительно-допустимым током

Рассмотрим буквенные обозначения шины:

АТ  - алюминиевый твёрдый;

(15х3) - размеры шины ,мм

Шина (электрическая) - медный, алюминиевый, реже стальной проводник (обычно прямоугольного или круглого сечения), используемый для больших токов (например, в электрических распределительных устройствах)

Рисунок 5 - Внешний вид шины прямоугольного сечения

Выберем воздушную линию типа АС, проложенную вне помещений по условию.

(16)

где  

Из условий проходит воздушная линия маркиАС(10/1,8);  с длительно-допустимым током

Рисунок-6- Провод марки АС (10/1,8)

Определим ток, протекающий по ТВЧ после трансформатора в нормальном режиме работы по формуле (13), предварительно взяв напряжение на вторичной стороне трансформатора.

Определим ток протекающий по ТВЧ после трансформатора в аварийном режиме работы по формуле (14), предварительно взяв вторичное напряжение.

Выберем токоведущие части на вторичной стороне трансформатора напряжением 0,4 кВ.

Согласно однолинейной схеме электроснабжения участка токарного цеха на вторичной стороне напряжением 0,4 кВ установлены шины. Выбираем шины прямоугольного сечения марки АТ. Условие выбора произведем по формуле (15).

Из условий проходит шина прямоугольного сечения марки АТ (40 х 4) с длительно-допустимым током

Из условий проходит кабельная линия марки АВВГ3(4х185) с длительно-допустимым током

Рисунок 7-Кабель АВВГ 3(4х185)

Вывод: в данном разделе выбраны ТВЧ:

На высокой стороне напряжением 10 кВ: воздушная линия типаАС(10/1,8);, шина прямоугольного сечения марки АТ (40 х 4).

На низкой стороне напряжением 0,4 кВкабельная линия типа АВВГ 3(4х185) шина прямоугольного сечения марки АТ (15х3)

2.2.2 Выбор ТВЧ по потерям напряжения.

Электрические сети, выбранные по току нагрузки и рассчитаны на нагрев, проверяются на потери напряжения. Согласно ПУЭ и ГОСТ 13109-67, для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более +/-5%.

Условие проверки определяется по формуле.

                                                                    (17)

Потери напряжения определяются по формуле.

=(18)

где  

=

Проверим условие по формуле (17).

5,31%

По потерям напряжения воздушная линия АС (10/1,8) не проходит, поэтому выбираем другую воздушную линию маркиАС (35/6,2) и проверяемее на потери напряжения       

м

=

Проверим условие по формуле (17).

2,25%

Из условий видим, что воздушные линии маркиАС(35/6,2); и кабельная линия АВВГ3(4х185)  проходят по условию и остаются для дальнейших расчетов.

2.2.3 Выбор экономически целесообразного сечения ТВЧ.

Потери энергии при передаче по линии возрастают с увеличением сопротивления линии, которые, в свою очередь, определяется сечением провода: чем больше сечение провода. Тем меньше потери. Однако при этом возрастают расходы цветного металла и капитальные затраты на содержание линии.

ПУЭ установлены величины экономических плотностей тока jэк зависящего от материала, конструкции провода и продолжительности использования максимума нагрузки Ти

За стандартное термически стойкое сечение принимается ближайшее меньшее сечение к расчётной величине. Экономическое сечение определяется по формуле

= (19)

где SЭК – экономическое сечение, мм2;

IP– расчётный рабочий ток, А;

jэк– экономическая плотность тока, А/мм2.

=

Согласно условию выбранное ранее сечение воздушной линии марки АС (35/6,2)должно быть больше или равно рассчитанного экономического целесообразного сечения.

                                                                  (20)

где

Проверим условие.

14

Условия соблюдаются, т.е. ВЛ1 на высокой стороне марки АС(35/6,2);

Проверим на экономически целесообразное сечение шины на стороне 10 кВ марки АТ(15х3). Принимаем для шин с продолжительностью использования максимума нагрузки 1000-3000 часов;

Рассчитаем экономически целесообразное сечение по формуле (19).

Рассчитаем сечение шины.

(21)

Проверим условие по формуле (20).

Условие выполняется, т.е. шину на высокой стороне марки АТ(15х3), оставляем прежней.

Согласно ПУЭ ТВЧ U=0.4 кВ по экономически целесообразному сечению не проверяются, если максимум нагрузки составляет 1000-3000 часов в год.

2.3 Расчет токов короткого замыкания

В электрических установках могут возникать различные виды короткого замыкания, сопровождающихся резкими увеличениями тока.

Поэтому электрооборудование, устанавливающие в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираются с учётом величин этих токов.

Основными причинами возникновения таких коротких замыканий в сети могут быть: повреждения изоляции отдельных частей электрооборудования, неправильные действия персонала, перекрытие токоведущих частей установки.

Для расчёта токов короткого замыкания составляем расчётную схему системы электроснабжения (рисунок 7), на её основе составляем схему замещения (рисунок 8)

Рисунок 7                                                                Рисунок8

2.3.1 Расчет токов короткого замыкания в точке К1

В данном курсовом проекте расчет токов короткого замыкания ведется в относительных единицах.

При расчете в относительных единицах все величины приравниваются к базисным в качестве которых принимаем базисную мощность равную 10,100,1000 МВА и базисную напряжение в качестве базисного напряжения принимаем среднее напряжение Uб = 10,5; Sб = 10

Определим базисный ток по формуле

 (22)

= 0,54

где1- базисный токческой системы до шины на высокой стороне

–мощность мВА

- напряжение

Проведем расчет токов короткого замыкания до силового трансформатора марки ТЗС-400 для которого определим сопротивление электрическойсистемы до шины , передающей электроэнергию на проектируемую подстанцию участка токарного цеха.

(23)

где -мощность короткого замыкания на шинах источника = 200

-индуктивное сопротивление системы

Определим активное и индуктивное сопротивление воздушной линии марки АС (35/6,2)

 (24)

(25)

где- длинна питающей линии , км =11 км

и – удельное активное и реактивное сопротивление воздушной линии на высокой стороне маркиАС(35/6,2);

=                                                 (26)

где результирующее активное сопротивление, относительные единицы;

.

= 0,778

Определим общее сопротивление до точки короткого замыкания К1

(27)

=0.89

гдесопротивление до точки короткого замыкания К1

результирующее индуктивное сопротивление, относительные единицы;

результирующее активное сопротивление, относительные единицы.

Определим периодическую составляющую тока короткого замыкания для точки

          (28)

где ;

.

Определим ударный ток в точке короткого замыкания

    (29)

где A

ударный коэффициент, который находим по таблице 6.1 литературы /1/, ;

.

Определим мощность короткого замыкания в точке

     (30)

где ;

;

.

2.3.2 Расчёт токов короткого замыкания в точке К2

При расчёте токов короткого замыкания в именованных единицах (Ом,мОм) может быть применён закон Ома для схемы замещения, но при этом следует учитывать наличие в схеме электроснабжения нескольких ступеней трансформации от источника питания до точки короткого замыкания.

Для расчёта токов короткого замыкания в точке К2 необходимо составить схему замещения

Рисунок 9- Схема замещения

Расчёт параметров цепи и токов короткого замыкания в установках напряжением до 1кВ ведётся в именованных единицах.

Приведём общее сопротивление до точки короткого замыкания К1

в именнованых единицах:

          (31)

где

Переведём к низкому напряжению:

        (32)

где;

– напряжение на вторичной стороне трансформатора;

- напряжение на первичной стороне трансформатора

Определим индуктивное сопротивление трансформатора марки ТСЗ 400 т.к мощность трансформатора 400кВА.

      (34)

Где – потери напряжения, %;

– потери мощности, %;

Sн.тр. – мощность трансформатора, кВа;

– напряжение на низкой стороне трансформатора, кВ

Переведём активное и индуктивное сопротивления кабельной линии марки АВВГ3(4х185) длиной L2=0.65км в именованных единицах:

         (35)

где – индуктивное сопротивление,;

– удельное активное сопротивление, ;

– длина питающей линии, км

        (36)

где: – активное сопротивление, ;

–активное сопротивление, ;

– длина питающей линии, км

= 36,18мОм

Определим индуктивное сопротивление до точки КЗ К2:

         (37)

Где – индуктивное сопротивление автомотического выключателя, принимаем =0,13 мОм;

– индуктивное сопротивление КЛ2;

– индуктивное сопротивление до точки КЗ К2;

– индуктивное сопртивлнеие трансформатора

Определим активное сопротивление точки КЗ К2:

       (38)

Где – активное сопротивление точки КЗ К2

- активное сопротивление КЛ2

– активное сопротивление автоматического выключателяпринимаем=0,11 мОм;

- переходное сопротивление контактов выключателя, принимаем равным 0,25 мОм

Определим результирующие сопротивление до точки КЗ К2

          (39)

Где - результирующие сопротивление точки К2

- результирующие сопротивление точки К1

- индуктивное сопротивление точки К1

– активное сопротивление точки К2

Определим периодическую составляющую тока КЗ для точки К2

         (40)

Где – ток переодической состовляюшей КЗ для точки К2

- -напряжение на низкой стороне

- результирующие сопртивление до точки КЗ К2

Определим ударный ток в точке КЗ к2, по формуле (29) где Ку- ударный коэффициент, находим по таблице 3.1, литературы /1/.

Ку=1,5 А т.к мощность трансформатора 400кВА

Определим мощность короткого замыкая в точке К2:

        (41)

Где - мощность короткого замыкания  в точке К2

- вторичное напряжение

– ток переодической состовляюшей КЗ для точки К2

Сведём данныекороткого замыкания  в таблицу № 4

Таблица 4– Данные расчётов короткого замыкания  

Точка к/з

, кА

Iу, кА

Sкк,мВА

К1

кА

11.23мВА

К2

3.99 кА

8.46 кА

2.76мВА

Вывод: из таблицы видно, что расчет тока к/з выполнен правильно, т.к мощность к/з уменьшается по мере удаления точки к/з от источника питания

    (42)

2.4 Действие токов короткого замыкания

2.4.1 Проверка ТВЧ на электродинамическую стойкость

Для надёжной работы электрической установки все её элементы должны обладать достигнутой динамической устойчивостью против таких механических усилий при возникновении ударного тока.

В современных мощных электрических установках ударные токи короткого замыкания достигают очень больших значений.Возникающие при этом механические усилия между отдельными токоведущими частями машин, аппаратов и электрических распределительных устройств, способных вызвать значительные повреждения.

Сила действующая на проводник с током, определяется как результат взаимоотношения двух других фаз, при этом в наиболее тяжёлых условиях оказывается проводник средней фазы при коротком замыкании, в результате возникновения ударных токов в шинах и других конструкциях распределительного устройства возникают электродинамические усилия, создаваемые изгибаемые моменты и механические напряжения в металле.

Условия электродинамической стойкости гласит, что напряжение возникаемое в металле должно быть больше напряжения расчётного

           (43)

Где – расчтёное напряжение в металле;

- допустимое напряжение

Проверим шины марки АТ (15,х3) с Iдл.доп =165 А прямоугольного сечения до трансформатора на стороне 10 кВ

Определим силу взаимодействия между шинами по формуле

         (44)

Где

– длина между опорными изоляторами; – для ЗРУ;

- расстояние между ТВЧ;- 250 мм

Определим момент изгибающий

          (45)

Где - момент изгибающий, Дж;

-сила, Н;

– длина между опорными изоляторами, мм

Расположим шины в соответствии с рисунком 9

Рисунок 10 – Расположение шин на изоляторах плашмя

Определим момент сопротивления

    (56)

Где - момент сопротивления, ;

- длина,см;

- высота, см;

Определим расчётное напряжение в металле

          (47)

Где - расчётное напряжение в металле, Мпа;

- момент изгибающий, Дж;

- момент сопротивления,

Мпа

Проверим условия электродинамической стойкости

         (48)

Т.к , то условие выполняется, шина до трансформатора остаётся прежней, т.е шина марки АТ (15х3) с Iдл.доп. = 480А

Проверим шины марки АТ (40х4) с Iдл.доп. = 480 А прямоугольного сечения после трансформатора на стороне 0,4кВ

Определим силу взаимодействия между шинами по формуле

       (49)

Где

– длина между опорными изоляторами; – для ЗРУ;

- расстояние между ТВЧ;- 250 мм

Определим момент изгибающий

    (50)

Где - момент изгибающий, Дж;

-сила, Н;

– длина между опорными изоляторами, мм

Определим момент сопротивления

           (51)

Где - момент сопротивления, ;

- длина,см;

- высота, см;

Определим расчётное напряжение в металле

           (52)

Где - расчётное напряжение в металле, Мпа;

- момент изгибающий, Дж;

- момент сопротивления,

50,4Мпа

Проверим условия электродинамической стойкости

           (53)

Т.к , то условие выполняется, шина после трансформатора остаётся прежней, т.е шина марки АТ (40х4) с Iдл.доп = 480А

2.4.2 Проверка токоведущих частей на термическую стойкость

При протекании токов короткого замыкания идёт нагрев проводника. Нагрев может достичь опасных значений и привести к обугливанию, деформации, плавлению токоведущих частей, температура проводника повышается, длительность процесса короткого замыкания очень мала, поэтому тепло возникающее в проводнике, не успевает перейти в окружающую среду. Поэтому токоведущие части проверяют на термическую стойкость. Чтобы токоведущие части были термически устойчивы к токам короткого замыкания, расчётная температура должна быть не выше допустимой температуры для данного материала. Данные о токоведущие части приведены в таблице 4

Таблица 5 – Параметры ТВЧ

ТВЧ

Тип ТВЧ

Iн,

А

Iдл.доп, А

Iпк,

кА

Тз, с

Шина

АТ(15х3)

21.24

165

0,61

25

70

200

1

0,4

ВЛ

АС(35/6.2)

18,5

175

0,61

15

60

200

1

0,4

Проверим на термическую стойкость шины прямоугольного сечения марки АТ (15x3). Произведём уточнения температуры нагрева шин в нормальном режиме работы, т.к. ток нагрузки не совпадает с длительно допустимым током

+()) ,                                              (54)

Определим тепловой эквивалент для нормального режима работы по графику рисунка 6.13 литературы /1/

  (55)

Определяем действительное время протекания тока короткого замыкания для точек и

 tдейств = tв+tз , (56)

где -tв время действия выключателя, с;

tз- время действия защиты.

tдейств= 1+0,4=1,4 с

Определим приведённое время протекания апериодической составляющей тока короткого замыкания в и

tпр.a=0.005*β”  ,                                                             (57)

где  .

т.к система неограниченной мощности, то. Iпок=Iпок значит β”=1.     

tпр.а=0,005 с

Определим приведенное время протекания периодической составляющей тока  короткого замыкания по рис.3,12литературы /2/

tпр.п.=1,с

Определим суммарное приведенное время

tпр. =tпр.а+tпр.п, (58)

где tпр – суммарное приведенное время,с;

tпр.а- время протекание апериодической составляющей,с;

tпр.п-времяпериодическойсоставляющей,с.

tпр.=0,005+1=1,005с

Определим тепловой эквивалент при коротком замыкании

Ак = Ан +*tпр, (59)

где  Ак- тепловой эквивалент, ;

      Ан - тепловой эквивалент для нормального режима работы, с/мм2;

S- площадь поперечного сечения приведенной шины ,мм2 S=15*3=45 мм2;

Iпк=Iпк1-номинальный ток короткого замыкания в точке К1,А.

Ак= 0,2*104+()2*1,005=15,8;

По графику3,13 литературы/1/ определим =280С

Проверим условие проверки на термическую стойкость, рассчитанная температура должна быть не выше допустимой t для данного просмотра.

                                                             (60)

Где термическая стойкость,0С

- допустимая термическая стойкость, 0С

280С≤2000С

Т.е.шина марки АТ(15×3)по термической стойкости проходит.

Проверим на термическую стойкость ВЛ1 на высокой стороне марки АС(35/6,2).Произведем уточнение температуры нагрева ВЛ1 в нормальном режиме работы по формуле(54),т.к.ток нагрузки не совпадает с длительно допустимым током :

Определи тепловой эквивалент при коротком замыкании по формуле (59)

Ак= 0,2*104+()2*1,005=0,003*104;

По графику6,13 литературы/2/ определим =170С

(61)

Где термическая стойкость,0С

- допустимая термическая стойкость, 0С

170С≤2000С

Т.е. воздушная линия марки АС (35,/6,2) по термической стойкости проходит.


3 Охрана труда

3.1Требования техники безопасности при обслуживании электрооборудования участка токарного цеха

Токарная обработка металлов может сопровождаться наличием ряда вредных и опасных производственных факторов, к числу которых относятся: электрический ток;
мелкая стружка и аэрозоли смазочно-охлаждающей жидкости; отлетающие кусочки металла;
высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструментов;
повышенный уровень вибрации ; движущиеся машины и механизмы, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; недостаточная освещенность рабочей зоны, наличие прямой и отраженной блескости, повышенная пульсация светового потока

При работе на станке с отдельным электродвигателем причиной несчастного случая может быть неисправность проводки. Электрический ток, проходя через тело человека, может привести к ожогам и даже смерти. Прикосновение к незащищенным или плохо изолированным проводам электродвигателя или к его пусковой электроаппаратуре смертельно, так как она находиться под напряжением 220 в и выше.Смертельные случаи возможны и при меньшем напряжении (до 40-50в).Вследствие повреждения или плохого качества изоляции станок, электродвигатель и электроаппаратура могут оказаться под электрическим напряжением. Вполне безопасны лишь те металлические части, которые заземлены. Поэтому согласно правилам техники безопасности станки должны быть обязательно заземлены

Источниками повышенного напряжения в электрической цепи являются электрооборудование (электродвигатели, электрошкафы) – токоприемники, осветительные установки (освещение питается U=24В), питающая сеть, электропроводка станка.

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токов». «Правилами устройства электроустановок» все цеха машиностроительных заводов определяются как помещения особо опасные.Основными причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие: случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям станка; появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, станинах и т.д.); возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю. Средства защиты, используемые на станке РТ735 : вводной автомат сблокирован с дверцами электрошкафа. При открывании дверок вводной автомат выключается;на станке, электрошкафах, пультах управления, каретке предусмотрены болты заземления;предусмотрена нулевая защита; электрическая аппаратура питается пониженным напряжением 110В, 24В и располагается в защитных электрошкафах и пультах управления;разводка по станку выполнена в металлических коробках, металлорукавах и шлангов;на станке имеется сигнальная лампочка, расположенная на пульте управления, сигнализирующая о подключении станка к сети.

На машиностроительном заводе используется четырех проводная сеть с заземленнойнейтралью (U=380В). Светильники местного освещения (аппаратура управления и сигнализация, система ЧПУ) питаются пониженным напряжением 24–36, 110В.

Заключение

     В данном курсовом проекте была разработана система электроснабжения участка токарного цеха В данном курсовом проекте на основе ведомости электроприемников были рассчитаны нагрузки на шинах 0,38 кВ и 10кВ .были выбраны оптимально количество и мощность трансформаторов для трансформаторных подстанций , приняты  к установке двухтрансформаторные подстанции типа ТЗС-400

   Произведен выбор схемы электроснабжения по условиям надежности на стороне 0,38кВ  выбрана радиальная схема электроснабжения .

Произведен выбор проводниковых материалов и токоведущих частей на напряжение 10кВ приняты провода марки АС 35/6,2 и шины АТ (15х3) , на напряжение 0,4кВ кабели марки АВВГ 3(4х185), шины марки АТ(40х4)

Расчет токов короткого замыкания выполнен в двух точках на стороне 10кВ и 0,4кВ . расчет был выполнен в относительных и именованных единицах . после чего была осуществлена проверка на термическую устойчивость проводников и токоведущих частей .

Список источников

  1.  Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок «Москва» «высшая школа»,1990
  2.  Неклепаев Б.Н. ,Крючкова И.П. Электрическая часть электростанции и подстанции

Справочные материалы.

  1.  Федоров А.А. Сербинский Г.В. «справочник по электроснабжению промышленных предприятий и установок  » том 2
  2.  Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов, Москва 2001
  3.  Кучеров Ю. наука и жизнь Москва 2000

PAGE   \* MERGEFORMAT27


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8220. Педагогика как наука. Ее предмет, задачи, отрасли педагогического знания, связь педагогики с другими науками 15.54 KB
  Педагогика как наука. Ее предмет, задачи, отрасли педагогического знания, связь педагогики с другими науками. Объектом науки является человек. Предметом изучения педагогики как науки является процесс и одновременно результат взаимодействия человека ...
8221. Методы научно-педагогических исследований. Раскройте одну из методик изучения проблемы обучения или воспитания 14.68 KB
  Методы научно-педагогических исследований. Раскройте одну из методик изучения проблемы обучения или воспитания. Метод - это способ изучения ситуации. Методология - учение о принципах, формах, способах научной деятельности. Методы: теоретич...
8222. Личность как педагогическая категория. Сущность развития. Факторы формирования личности 14.6 KB
  Личность как педагогическая категория. Сущность развития. Факторы формирования личности. Личность - человек, обладающий набором качеств, помогающих ему раскрыться в обществе. Развитие личности происходит по 3 направлениям: биологическому, психо...
8223. Педагогические возможности общения и различных видов деятельности 18.19 KB
  Педагогические возможности общения и различных видов деятельности. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБЩЕНИЕ - общение между педагогом и учащимся, в ходе которого педагог решает учебные, воспитательные и личностно- развивающиеся задачи психологическое пространство, в...
8224. Основные направления развития и модернизации образования в России на современном этапе 15.77 KB
  Основные направления развития и модернизации образования в России на современном этапе. Необходимость:1) диктуется устаревшим и перегруженным содержанием школьного образования. 2) Не отвечает требованиям времени. 3) Неготовность ученика найти для се...
8225. Педагогический процесс: сущность, закономерности и принципы 24.99 KB
  Педагогический процесс: сущность, закономерности и принципы Процесс обучения - это движение по пути познания, от незнания к знанию, от неполного и неточного знания к более полному и точному. В процессе обучения накапливаются знания, формируются...