Електроустаткування промислових підприємств

Електроустаткування промислових підприємств

4

Курсова робота

Електроустаткування промислових підприємств

Зміст

Завдання

1. Розрахунок потужності електродвигуна для привода ЕУ

2. Розрахунок і вибір силового електроустаткування установки й струмоведучих частин

3. Електролізні установки

4. Розрахунок заземлюючого пристрою електроустановки

Література

Завдання

Метою виконання роботи є закріплення теоретичних знань по електроустаткуванню промислових підприємств, його монтажу й експлуатації.

У роботі варто спроектувати задану електроустановку й вибрати елементи її схеми електропостачання.

По заданій стрілі прогину проведення побудувати шаблон для розміщення залізобетонних проміжних опор по трасі лінії електропередачі (ЛЕП) 110(35) кВ. По заданій довжині ЛЕП визначити кількість проміжних залізобетонних опор повітряної лінії 110(35) кВ

Зробити розрахунок потужності електродвигуна для привода основного механізму установки. Вибрати схему управління електродвигуна з описом її роботи

Зробити розрахунок і вибір силового електроустаткування установки й струмоведучих частин

Відповісти на питання за правилами пристрою й експлуатації електроустановок, а також по строках, об'ємам і нормам випробувань електроустаткування й апаратів електроустановок, що перебувають в експлуатації

Зробити розрахунок заземлюючого пристрою при заданих параметрах електроустановки

1. Розрахунок потужності електродвигуна для привода ЕУ

Шаблон для розміщення залізобетонних проміжних опор, їхня кількість

Довжина ЛЕП L1,км	Стріла прогину проведення f,м
13	1,2

Допустимо, що відстань між проміжними опорами lпром=150м. Тоді кількість проміжних опор буде дорівнює:

nпром = (L1/ lпром)-2.

nпром = (13000/150)-2 = 87 ж/б проміжних опор.

Глибина заглублення стовпа - 2м.

Габаритна висота стовпа - 7,8м ±0,5м

Шаблон для розміщення залізобетонних проміжних опор зображений на рис 1.

Для компресорної установки необхідно розрахувати потужність електродвигуна для привода основного механізму по формулі:

Ркомп = (Q / (102 · з · зп)) · ((Au + Aa) / 2), кВт

де Q - продуктивність, м3/з;

- коефіцієнт корисної дії;

зп - коефіцієнт корисної дії передачі;

Au - питома робота ізотермічного стиску;

Aa - питома робота адіабатичного стиску.

(Au + Aa) / 2) = 18300 кгс·м/м3

зп = 0,95

Q=0,85м3/з

Ркомп = (0,85 / (102 · 0,8 · 0,95)) · 18300 = 200 кВт

Приймаємо АД із КЗ ротором типу 4А315М4В3

Рн =200 кВт; з = 94%; cos? = 0,92; n = 1480 про/хв.

Схема керування компресорної установки наведена на малюнку 3.

Схема керування компресорної установки складається із двох агрегатів К1 і К2. двигуни компресорів M1 і M2 - асинхронні з короткозамкненим ротором харчуються від мережі трифазного струму 380 У и підключаються автоматами QF1 і QF2 з комбінованими расцепителями. Включення й відключення виробляється магнітними пускачами KM1 і KM2. Ланцюга сигналізації й керування харчуються фазною напругою 220 У через однополюсний автомат SF1.

Керування компресором може бути автоматичним або ручним. Вибір способу керування вироблятися за допомогою ключів керування SA1 і SA2.

При ручному керуванні включення й відключення пускачів KM1 і KM2 здійснюється поворотом рукояток ключів SA1 і SA2 з положення «0» у положення «Р».

Автоматичне керування компресорами вироблятися при установці SA1 і SA2 у положення «А», а включення й відключення пускачів KM1 і KM2 здійснюється за допомогою реле KL1 і KL2.

Контроль тиску повітря в ресиверах вироблятися двома електроконтактними манометрами, контакти яких включені в ланцюзі котушок KL1, KL2, KL3 і KL4.

Черговість включення компресорів при падінні тиску встановлюється за допомогою перемикача режимів SA3. Якщо ПР установлений у положення «К1», то першим включається компресор К1 і навпаки.

Нехай ресивери заповнені стисненим повітрям, тиск відповідає верхній межі (контакти манометрів SQC1 і SQC2 розімкнуті й компресори не працюють). Якщо в результаті споживання повітря тиск у ресиверах падає, то при досягненні мінімального значення встановленого для пуску першого компресора замкне контакт SQC1 першого манометра. Спрацьовує реле KL1 і своїм контактом включає пускач KM1 двигуна M1.

У результаті роботи компресора К1 тиск у ресиверах буде підвищуватися й контакт SQC1 розімкнеться, але це не приведе до відключення компресора тому що котушка реле KL1 продовжує одержувати живлення через свій контакт і замкнутий контакт KL4. При підвищенні тиску в ресиверах до максимальної межі замкне контакт манометра SQT1. Спрацює реле KL4 і своїм контактом відключить реле KL1. Втратить живлення пускач KM1 і компресор К1 зупиниться.

У випадку недостатньої продуктивності першого компресора або його несправності тиск у ресиверах буде продовжувати падати. Якщо воно досягає межі, установленого для замикання контакту SQC2 другі манометри, то спрацьовують реле KL3 і KL2. Останній своїм контактом включає пускач KM2 т.е. вступить у роботу компресор К2. Манометри М1 і М2 регулюються так, щоб контакт SQC2 замикався в порівнянні з контактом SQC1 при трохи меншому тиску. Реле KL2 після розмикання контакту SQC2 залишається включеним через свій контакт і замкнутий контакт KL4.

Коли тиск у ресиверах у результаті спільної роботи двох компресорів (або тільки К2 при несправному К1) підніметься до верхньої межі замкне контакт манометра SQT2 і включить реле KL4 у результаті відключаються реле KL1 і KL2 і пускач KM1 і KM2 відключаються й компресор К1 і К2 зупиняються.

У схемі передбачений контроль справності компресорної установки. Якщо не дивлячись на роботу двох компресорів тиск буде падати або не змінюватися, то SQC2 залишиться замкнутим і реле KL3 буде включено. Воно своїм контактом пустить у хід реле часу KT, що з деякою витримкою часу, необхідної для забезпечення нормального підйому тиску компресором К2, замкне свій контакт KT у ланцюзі аварійно-попереджувальної сигналізації, лампа HLY служить для світлової сигналізації при роботі в ручному керуванні, вона загоряється при падінні тиску в ресиверах. Лампа HLW і реле напруги KV служать для контролю наявності напруги в ланцюзі керування.

2. Розрахунок і вибір силового електроустаткування установки й струмоведучих частин

Розрахунковий струм для живильної лінії ЕУ визначаємо по формулі:

I ном.еу=Рном.еу /(v3*Uном*cosцном*зном),

де Рном.еу - номінальна потужність електроустановки, кВт;

Uном - номінальна напруга електроустановки, кВ;

cosцном - коефіцієнт потужності обраного двигуна;

зном - кпд обраного двигуна, %.

Схема живлення електроустановки наведена на мал.1:

Малюнок 1

I ном.еу=200/ (v3*0,4*0,92*0,94)=334А

Пусковий струм електроустановки дорівнює:

Iпуск.еу=7, 5*Iном.еу

Iпуск.еу=7, 5*334=2504А

Припустимий струм для кабелю:

Iдоп.каб? I ном.еу

Вибираємо 3х фазний кабель із алюмінієвими жилами (ААБ) з перетином 50мм2,тому що виконується умова:

Iдоп.каб=335А? I ном.еу=334А

Вибираємо автоматичний вимикач типу AВМ10H, тому що

I ном.викл?2* I ном.еу

1000А?2*334=670А, умова виконується.

Струм спрацьовування расцепителя:

I сраб.расц ? 1,25*I ном.еу

I сраб.расц ?1,25*334=617,5 А

Виконання по расцепителю - селективне.

Вибираємо 3х полюсний контактор змінного струму типу КТП6053 з I ном.до=630А

3. Електролізні установки

Область застосування

7.10.1 Справжня глава Правил поширюється на розташовані усередині будинків (виключення наведені в 7.10.4) виробничі й еремури установки електролізу водяних розчинів кислот, лугів і солей з одержанням і без одержання металів, установки електролізу розплавлених солей, окислів і лугів і установки гальванічних покриттів виробів (деталей) чорними й кольоровими металами, у тому числі рідкими й дорогоцінними.

7.10.2 Електролізні установки й установки гальванічних покриттів і використовуване в них електротехнічне й ін. устаткування або пристрої, крім вимог справжньої глави, повинні задовольняти також вимогам розділів 1-6 і гл. 7.3-7.5 Правил у тій мері, у якій вони не змінені справжньою главою.

Визначення. Сполука установок

7.10.3 Установки електролізні й гальванічні покриття - комплекси, що складаються з однієї або декількох ванн (відповідно електролізних - електролизерів або гальванічних) і з робочого процесу, що вимагаються для здійснення в них, випрямних агрегатів (див. 7.10.4), іншого електротехнічного встаткування загального призначення й спеціального, комплектних пристроїв і допоміжних механізмів, магістральних і інших струмопроводів, кабельних ліній і електропроводок (включаючи проводки допоміжних ланцюгів: систем керування, сигналізації, виміру, захисту), а також кранового й вентиляційного встаткування й газоочистних споруджень.

7.10.4 Випрямний агрегат - агрегат, що працює за принципом джерела напруги (АІН), складається з перетворювального трансформатора й напівпровідникових випрямлячів.

Параметричний випрямний агрегат - агрегат, що працює за принципом джерела струму (ПІТ), заснований на використанні резонансних схем і складається з перетворювального трансформатора з роздільними обмотками ВН, трьох реакторів, трьох конденсаторних батарей і напівпровідникових випрямлячів.

Напівпровідниковий випрямляч - комплект напівпровідникових вентилів, змонтованих на рамі або в шафі (на рамах або в шафах) із системою повітряного або водяного охолодження.

Перетворювальна підстанція електролізних установок - комплекс, що складається з розміщених усередині приміщення (або декількох приміщень, або усередині окремого будинку) випрямних агрегатів (АІН або ПІТ) і вимагаються для їхньої роботи встаткування, пристроїв, систем і ін. (див. 7.10.3), при цьому поза будинком можуть бути розташовані (коли це дозволяють умови навколишнього середовища) на відкритому просторі або під навісом у виконанні для зовнішньої установки перетворювальні трансформатори, а при агрегатах ПІТ також і реактори, і конденсаторні батареї.

Допускається виконання перетворювальних підстанцій, у яких шафи (рами) напівпровідникових випрямлячів монтуються на стінках бака перетворювального трансформатора.

7.10.5 Електролізна ванна або електролизер - спеціальне встаткування, що складається із системи позитивних і негативних електродів, занурених у наповнений електролітом посудина (або поміщених в осередки мембранного або диафрагменного типу, зібрані в єдиний блок-апарат), призначене для виконання сукупності процесів електрохімічного окислювання-відновлення при проходженні через електроліт електричного струму.

Гальванічна ванна конструктивно подібна до електролізної ванни з електролітом у вигляді водяних розчинів і відрізняється в основному лише сполуками електролітів і режимами роботи, обумовленими її призначенням - видом виконуваних гальванічних покриттів.

Серія електролізних ванн (електролизеров) - група послідовно з'єднаних електролізних ванн (електролизеров), що приєднується до перетворювальної підстанції (випрямному агрегату).

7.10.6 Зал електролізу1. - виробниче приміщення, у якому розміщені одиночні електролізні ванни (електролизери), їхня серія, кілька серій або частина серії.

1. Терміни «зал електролізу», «станція» в установках електролізу алюмінію не використовуються, у цих установках застосовується термін «корпус електролізу» - виробничий будинок, у якому встановлені серія (частина серії) або серії електролизеров.

Корпус, станція або цех електролізу - виробничий будинок, у якому розміщені зал або зали електролізу й приміщення з устаткуванням, необхідним для здійснення технологічного процесу й виконання вимог техніки безпеки й охорони праці.

7.10.7 Гальванічний цех (ділянка, відділення) - приміщення або частина приміщення з установками гальванічних покриттів і електротехнічним і іншим устаткуванням, необхідним для виконання процесу з урахуванням вимог техніки безпеки й охорони праці.

Загальні вимоги

7.10.8 Схема живлення (групових або індивідуальна) електролізних установок і установок гальванічних покриттів, а також види, типи, параметри й кількість випрямних агрегатів і їхнє виконання, матеріал і перетин сполучних струмопроводів і ошиновки самих ванн повинні вибиратися, як правило, на підставі техніко-економічного аналізу з урахуванням забезпечення необхідної надійності електропостачання.

7.10.9 Для підприємств, що мають електролізні установки з перетворювальними підстанціями великої встановленої потужності випрямних агрегатів, рекомендується приймати схеми роздільного електропостачання технологічного навантаження електролізного виробництва з електричними навантаженнями силового встаткування й електричного висвітлення всіх основних і допоміжних споруджень підприємства через окремі понижувальні трансформатори, що приєднуються лініями передачі до розподільних пристроїв розташованих поблизу, що генерують джерел, або до електричних мереж живильної енергосистеми на напругу 110-500 кВ за схемою «глибокого уведення», з мінімальним числом щаблів трансформації й комутації (клас напруги визначається на підставі техніко-економічних розрахунків залежно від потужності споживання підприємством електроенергії).

Випрямні агрегати електролізних установок для одержання водню, призначеного для охолодження турбогенераторів, приєднуються до РУ 0,4 кВ власних потреб електростанції.

7.10.10 Система внутрімайданчикового електропостачання технологічних і інших електричних навантажень електролізних установок і установок гальванічних покриттів повинна виконуватися з урахуванням умов забезпечення в розподільній мережі підприємства й на границі роздягнула балансової приналежності електричних мереж, припустимих за ДСТ 13109 показників якості електроенергії (ПКЕ).

З метою обмеження змісту в живильній мережі загального призначення вищих гармонійних тридцятимільйонні напруги на перетворювальних підстанціях електролізних установок і установок гальванічних покриттів рекомендується застосовувати випрямні агрегати з більшим числом фаз випрямлення, з еквівалентним багатофазним режимом випрямлення на кожному з агрегатів (групи агрегатів) і інші технічні рішення по компенсації гармонійнихих тридцятилітніх. Конкретні рішення по компенсації гармонійнихих тридцятилітніх у розподільній мережі підприємства приймаються на підставі відповідних техніко-економічних розрахунків.

7.10.11 В електролізних установках до електроприймачів I категорії по ступені надійності електропостачання варто відносити серії електролізних ванн-електролизеров.

Категорії інших електроприймачів електролізних установок і електроприймачів установок гальванічних покриттів варто визначати відповідно до галузевих норм технологічного проектування.

7.10.12 Відносно небезпеки поразки людей електричним струмом приміщення установок, цехів1 (станцій, корпусів, відділень) електролізу й гальванічних покриттів ставляться до приміщень із підвищеною небезпекою.

1. Цех електролізу - сукупність корпусів (будинків) електролізу однієї або декількох серій. До складу цеху електролізу можуть входити також ливарне відділення, допоміжні й побутові приміщення.

7.10.13 Напруга електроприймачів, установлюваних у цехах (станціях, корпусах) електролізу, як правило, повинне бути не більше 1 кВ змінного й випрямленного струму. При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні допускається для живлення серій електролізних ванн застосовувати випрямлячі з більше високою номінальною напругою.

7.10.14 Світильники загального висвітлення - «верхнє світло» залів (корпусів) електролізу - можуть одержувати живлення електроенергією від трансформаторів загального призначення із вторинною напругою 0,4 кВ із нейтралью. При цьому на першому поверсі двоповерхових будинків і в одноповерхових будинках металеві корпуси світильників, апаратів й т.п. елементів електропроводки повинні бути ізольовані від будівельних конструкцій будинку.

Металеві корпуси світильників верхнього світла, апарати й коробки, розташовані на оцінці вище 3,5 м від площадки обслуговування електролизеров, не потрібно ізолювати від сталевих конструкцій.

7.10.15 Стаціонарне місцеве висвітлення в цехах (корпусах, залах) електролізу, як правило, не потрібно. Виключення - основні виробничі приміщення електролізних установок одержання хлору (див. 7.10.47).

7.10.16 Переносні (ручні) електричні світильники, застосовувані в залах (корпусах) електролізу й у допоміжних цехах (майстерень), повинні мати напруга не вище 50 У и приєднуватися до електричної мережі через безпечний розділовий трансформатор класу II за ДСТ 30030.

7.10.17 Електроінструменти (електросвердла, електробури, електропилесоси й ін.), використовувані в залах (корпусах) електролізу, повинні мати подвійну ізоляцію і їх варто приєднувати до живильної мережі через розділовий трансформатор.

7.10.18 Електродвигуни, електронагрівники й інші електроприймачі змінного струму, корпуса яких мають безпосередня сполука з ізольованим від землі корпусом електролизера, як правило, повинні мати напруга не вище 50 У. Рекомендується застосування спеціальних електродвигунів на напругу 50 У с посиленою ізоляцією у виконанні, що відповідає умовам середовища1.

1. На електролізні установки для одержання хлору не поширюється вимога про посилену ізоляцію електродвигунів, крім того, у таких установках до загального розділового трансформатора допускається приєднувати один електродвигун або групу електродвигунів, що ставляться тільки до одному електролизеру.

Електродвигуни на напругу від 50 до 380 У змінного струму допускається застосовувати при дотриманні наступних умов: електродвигуни або група електродвигунів, установлені не більше ніж на 15 електролизерах, приєднуються до мережі загального призначення (до трансформатора загального призначення з ізольованої нейтралью) через розділовий трансформатор.

Переносні електронагрівники потужністю до 120 кВт (установлювані в електролизер на час розігріву) допускається приєднувати до живильної мережі через один розділовий трансформатор, розташовуваний поза приміщенням з електролізними ваннами, за умови, якщо сумарна довжина розподільної мережі вторинної напруги не перевищує 200 м і передбачене блокування, що виключає одночасне включення нагрівачів декількох електролизеров.

7.10.19 Приміщення електролізних установок, у яких у процесі електролізу в устаткуванні виділяється або є в обігу водень, необхідно обладнати витяжною вентиляцією із природним спонуканням (з дефлекторами або аераційними ліхтарями), що виключає утворення під перекриттям невентильованих просторів.

Такі приміщення, де за умовами технологічного процесу виключається утворення розраховува згідно НПБ 105-95 надлишкового тиску вибуху в приміщенні, що перевищує 5 кпа, мають відповідно до класифікації, наведеної в ДЕРЖСТАНДАРТ Р 51330.9, вибухонебезпечну зону класу 2 і тільки у верхній частині приміщення. Вибухонебезпечна зона умовно приймається від оцінки 0,75 загальної висоти приміщення від рівня підлоги, але нижня границя зони не може бути вище підкранової колії.

У цій зоні під стелею приміщення варто розміщати датчики (як правило, не менш двох на кожні 36 м2 площі приміщення), що приєднуються до автоматизованої системи контролю концентрації водню в повітрі. Система повинна забезпечувати звукову й світлову сигналізації, а також блокування (або відключення) пускових апаратів електродвигунів і інших електроприймачів підйомно-транспортного встаткування (якщо такі електричні апарати в даному приміщенні є), коли в контрольованій зоні приміщення зміст водню перевищить 1,0 про. %.

Страницы: 1, 2