ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования обусловлена возрастающими требованиями к надежности и качеству электроснабжения промышленных предприятий в условиях модернизации российской экономики и развития отечественного машиностроительного комплекса. Металлообрабатывающая промышленность характеризуется высокой энергоемкостью производственных процессов, значительной установленной мощностью электрооборудования и разнообразием электроприемников по режимам работы и категориям надежности электроснабжения. Современные тенденции автоматизации технологических процессов, внедрение станков с числовым программным управлением и роботизированных комплексов предъявляют повышенные требования к качеству электрической энергии и непрерывности электроснабжения.
Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных трудов ведущих научных школ НИУ «МЭИ», ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», представленных работами по проектированию систем электроснабжения промышленных предприятий, методикам расчета электрических нагрузок и выбору электрооборудования. Вопросы электроснабжения металлообрабатывающих производств освещены в работах специалистов ПАО «Россети», АО «Институт «Энергосетьпроект» и региональных проектных организаций. Нормативно-техническая база представлена Правилами устройства электроустановок седьмого издания, государственными стандартами серии ГОСТ Р по качеству электрической энергии и руководящими документами отрасли.
Целью курсовой работы является разработка системы электроснабжения цеха металлообрабатывающего предприятия с обоснованием выбора электрооборудования и проведением необходимых технических расчетов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить расчет электрических нагрузок цеха методом коэффициента максимума;
- произвести выбор цехового трансформатора с учетом расчетной нагрузки и режимов работы;
- определить сечения проводников питающих и распределительных линий;
- рассчитать потери напряжения и мощности в трансформаторе;
- выполнить расчет компенсации реактивной мощности и выбор автоматических выключателей.
Объектом исследования является система электроснабжения цеха металлообрабатывающего предприятия.
Предметом исследования выступают параметры электрических нагрузок, характеристики электрооборудования и режимы работы системы электроснабжения.
Методологическая база исследования включает теоретические основы электроснабжения промышленных предприятий, методы расчета электрических нагрузок по установленной мощности и коэффициентам спроса, методики выбора электрооборудования в соответствии с ПУЭ и ГОСТ, а также нормативно-техническую документацию отрасли.
Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к проектированию системы электроснабжения металлообрабатывающего цеха с учетом современных требований к энергоэффективности и надежности.
Теоретическая значимость исследования состоит в систематизации методов расчета электрических нагрузок и выбора электрооборудования для промышленных предприятий. Практическая значимость определяется возможностью использования результатов расчетов при проектировании реальных систем электроснабжения металлообрабатывающих производств.
Структура работы включает введение, основную часть из одной главы с восемью параграфами, заключение и список использованной литературы.
ГЛАВА 1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1. Расчет электрической нагрузки по методу коэффициента максимума
Расчет электрических нагрузок является первоочередной задачей проектирования системы электроснабжения промышленного предприятия и определяет выбор всего последующего электрооборудования. Метод коэффициента максимума представляет собой основной расчетный метод, рекомендованный руководящими материалами по проектированию электроснабжения промышленных предприятий и закрепленный в нормативно-технической документации отрасли. Данный метод базируется на статистических данных о режимах работы электроприемников различных групп и позволяет определить расчетную максимальную нагрузку с учетом неодновременности работы оборудования и вероятностного характера нагрузки [1, c. 45].
Теоретические основы метода коэффициента максимума разработаны отечественной научной школой электроснабжения под руководством профессоров НИУ «МЭИ» и базируются на теории вероятностей и математической статистике применительно к графикам электрических нагрузок. Метод учитывает установленную мощность группы электроприемников, коэффициент использования, характеризующий загрузку оборудования по активной мощности в наиболее загруженную смену, и коэффициент максимума, определяющий отношение расчетной максимальной нагрузки к средней нагрузке за наиболее загруженную смену. Коэффициент максимума зависит от эффективного числа электроприемников и коэффициента использования группы, что отражено в справочных таблицах руководящих документов [2, c. 78].
Для металлообрабатывающих цехов характерно наличие разнородных электроприемников: металлорежущих станков различных типов, кузнечно-прессового оборудования, сварочных установок, подъемно-транспортных механизмов, вентиляционных систем и освещения. Каждая группа электроприемников характеризуется специфическими значениями коэффициента использования и коэффициента мощности. Металлорежущие станки средней мощности имеют коэффициент использования в диапазоне 0,14–0,16, что обусловлено цикличностью технологического процесса обработки деталей, наличием вспомогательного времени на установку и снятие заготовок, измерение и переналадку инструмента [3, c. 112].
Расчет средней активной мощности группы электроприемников производится по формуле, учитывающей суммарную установленную мощность и средневзвешенный коэффициент использования. Расчетная активная мощность определяется умножением средней мощности на коэффициент максимума, который для групп электроприемников металлообрабатывающего цеха при эффективном числе приемников более 10 сост
…
