 |
|
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГАОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЦЕХА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электрооборудование промышленности» для студентов дневной формы обучения направления 140400 – Электроэнергетика и электротехника
УДК 681.3
Составитель В.Э. Фризен
Научный редактор проф., д-р техн. наук Ф.Н. Сарапулов
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЦЕХА МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ; Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “ Электрооборудование промышленности ” / В.Э. Фризен.
Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УРФУ
им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2014. с .
В учебном пособии приведено задание на проектирование системы внутреннего и внешнего электроснабжения цеха механической обработки. Даны рекомендации по выбору проводников внутренней электропроводки к узлам нагрузки, приведены примеры расчетов, осуществляемых при выборе проводников, трансформаторов, аппаратов защиты, электродов системы заземления электроустановки. В приложениях приведены варианты заданий, справочная информация.
Учебное пособие предназначено для студентов очной формы обучения направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю
«Электрообрудование и электрохозяйство предприятий, организаций, учреждений ».
Библиогр.: _ назв. Табл
. Рис.
Подготовлено кафедрой «Электротехника и электротехнологические системы»
УДК 681.3
ФГАОУ ВПО УРФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2013.
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Требуется спроектировать систему внутреннего и внешнего электроснабжения цеха механической обработки, состав оборудования которого определяется в соответствии с вариантом задания, приведенным в Приложении 1. Внешнее электроснабжение цеха осуществляется с помощью воздушной линии напряжением 10 кВ, длина которой и условия прокладки также определяется вариантом задания. Потребители электроэнергии условно подразделяются на основные (обеспечивающие технологический процесс), и вспомогательные (освещение, вентиляция, нетехнологический транспорт и т.п.). Основные потребители относятся к потребителям второй категории надежности электроснабжения, часть вспомогательных потребителей (аварийное освещение, вентиляция) – к первой.
Количество единиц основного технологического оборудования цеха кратно двум, что предопределяет наличие в цехе двух работающих параллельно технологических линий, расположенных вдоль по двум сторонам цеха. Между технологическими линиями имеется центральный проход для транспортировки крупных грузов с помощью кран-балки или тележек. Основной транспорт деталей и заготовок вдоль технологической линии осуществляется с помощью конвейеров, расположенный вдоль каждой из стен цеха.
Приточная вентиляция осуществляется с помощью вентиляторов, установленных в венткамерах, количество которых определяется вариантом задания на проектирования (Приложение 1). Вытяжная вентиляция осуществляется с помощью крышных вентиляторов, получающих питание от отдельного узла нагрузки – щита вентиляции, установленного на крыше здания. Тепловые завесы установлены у каждой из дверей сквозного прохода цеха.
Питание линий как рабочего так и аварийного освещения осуществляется от щитов, количество которых определяется вариантом задания на проектирование (Приложение 1). Расположение щитов в цехе должно определяться условием минимальной длины линий освещения, идущих от щитов, а также удобством обслуживания. Рациональным будет решение размещать щиты освещения на стенах цеха вблизи технологических площадок или в свободны проходах вдоль стен.
Состав нагрузок, характер их расположения и требования к надежности электроснабжения во много предопределяют тип внутрицеховой электропроводки. Для питания технологической нагрузки целесообразно использовать магистральные шинопроводы, проложенные вдоль стен цеха. Это объясняется во-первых возможностью гибко перестраивать систему электроснабжения при изменении состава
электроприемников, во-вторых низкой стоимостью монтажа, и в-третьих тем, что выход из строя одного элемента технологической цепи останавливает ее полностью, т.е. надежность системы электроснабжения соответствует в данном случае надежности потребителей. Остальные потребители (освещение, вентиляция и т.п.) должны получать питание по отдельным линиям. Это могут быть кабели, проложенные на лотках вдоль шинопроводов (к щитам освещения, венткамерам, тепловой завесе) или в трубах (к щиту вентиляции). Все эти потребители могут получать питание от отдельной сборки. В этом случае можно сэкономить на ячейках комплектного распределительного устройства цеховой трансформаторной подстанции (КРУ ЦТП). Указанная сборка может быть размещена в помещении ЦТП и представляет собой щит с двухсторонним обслуживанием, на котором закреплены аппараты защиты отходящих к потребителям линий.
Размеры цеха и цеховой трансформаторной подстанции определяются индивидуально исходя из состава электрообрудования цеха в соответствии с вариантом задания. Общие требования по размещению оборудования следующие: Одна единица оборудования, кроме станков автоматов и печей сопротивления, занимает рабочую площадку размером 3х3 м. Станок автомат и печь сопротивления занимают 2 таких площадки (соответственно 3х6 м), которые могут располагаться как вдоль, так и поперек технологической линии. Технологическое оборудование располагается вдоль технологической линии в 2 ряда с каждой стороны цеха. Вдоль стен располагаются конвейеры, ширина которых составляет 1 м. Проходы с каждой из сторон конвейера должны составлять не менее 2 м. С каждого из торцов линий должны быть оставлены технологические площадки для складирования заготовок и готовой продукции размером 11х11 м. Ширина центрального прохода – 4 м. Размеры ворот – 4х4 м. Высота расположения троллей кранбалки – 6 м. Расстояние от пола до шинопровода – 2,5 м Высота цеха – 8 м. План участка цеха приведен на рис. 1. На плане буквами обозначены: СвС – сверлильный станок; ТС – токарный станок; ФС – фрезерный станок; СтС – строгальный станок; СА – станок-автомат; П – пресс; ИЗУ – индукционная закалочная установка; ДСв – дуговая сварка; ТСв – точечная сварка; ЭПС – электрическая печь сопротивления; КБ – кран-балка; ВК – венткамера с приточным вентилятором; ТЗ – вентилятор тепловой завесы; ЩВ – щит питания вытяжных вентиляторов; ЩО – щит освещения.
Рис. 1. Пример плана расположения оборудования в цехе
Размеры ЦТП определяются следующими соображениями. В ЦТП установлено 2 трансформатора одинаковой мощности, один из которых находится в работе, а другой – в резерве. Размеры трансформаторов определяются их расчетной мощностью, но для расчетов рабочей площади ЦТП могут быть приняты равными 4х4 м. Расстояние между тренсформаторами – 2 м, между стеной и трансформатором – не менее 1,5 м. Ячейки ЦТП располагаются в 2 ряда за каждым из трансформаторов и соединяются шинным мостом. Ширина ячейки – 1 м. Количество ячеек ЦТП определяется следующим образом: 2 ячейки
– ввод, по одной ячейке на каждый из магистральных шинопроводов, одна ячейка на питание сборки (распределительного пункта или РП), одна ячейка для подключения компенсирующего устройства, одна ячейка на секционный выключатель и одна – резерв. Общее количество ячеек составит таким образом 8 шт по 4 на каждую сторону. Расстояние от трансформатора до вводной ячейки – 1,5 м, от ячеек ЦТП до РП – 1,5 м и от РП до стены 2 м. План ЦТП приведен на рис. 2. На плане буквами обозначены: Тр-р – силовой трансформатор; БК – батарея конденсаторов; РП – распределительный пункт.
Рис. 2. План расположения оборудования в цеховой трансформаторной подстанции
Расположение ЦТП относительно цеха может выбираться произвольно. Здесь можно рекомендовать 2 наиболее приемлемых варианта. Первый вариант – расположение ЦТП рядом с одной из стен примерно посередине цеха. В этом случае можно запитать технологическую нагрузку как по двум шинопроводам относительно большого сечения, так и по четырем шинопроводам меньшего сечения. В последнем случае существенно экономится расход цветного металла. Однако шинопровод к противоположной от ЦТП стене необходимо будет проводить под полом цеха, что затрудняет его обслуживание, или требуется использование кабельных вставок большого сечения. Второй вариант расположения – с наружной стороны у одного из углов цеха. В этом случае шинопровод к противоположной стене проходит по внутренней стороне фасада здания цеха над воротами. Проблем с обслуживанием шинопровода в этом случае не возникает. Однако при таком варианте существенно выше расход цветного металла.