ВСТУП

В умовах сучасної науково-технічної революції інтенсивно розвивається електротехніка як наука, що дозволяє успішно вирішувати складні проблеми раціонального перетворення різних видів первинної енергії природи в особливу вторинну форму, — электричну, а також використовувати електричні і магнітні явища для здійснення безперервних інтенсивних і автоматизованих технологічних процесів, забезпечуючих зміну форми, складу і перетворень речовин природи.

Відповідно до "Основних положень енергетичної програми України" передбачається подальше будівництво потужних атомних, теплових і гідравлічних електростанцій з агрегатами 500 – 1200 МВт на теплових і атомних і 500 – 640 МВт на гідроелектростанціях.

Найважливіші завдання, що вирішуються енергетиками і енергобудівельниками грунтуються на безперервному збільшенні об’ємів виробництва, в скороченні термінів будівництва нових і реконструкції старих, зменшенні питомих капіталовкладень, в скороченні питомих витрат палива, підвищенні продуктивності праці, в поліпшенні структури виробництва електроенергії і т.д.

В області електропостачання споживачів ці завдання передбачають підвищення рівня проектно-конструкторських розробок, впровадження і раціональну експлуатацію високонадійного електроустаткування, зниження невиробничих витрат електроенергії при її передачі, розподілі і споживанні.

Тема даного дипломного проекту: Проект електроустаткування приготувального цеху ВАТ "Завод металоконструкцій і металооснащення".

Даний завод спеціалізується по виготовленню різних металевих конструкцій, зокрема металевих опор, що використовуються для передачі електроенергії під напругою 330 кВ і вище .

1 ТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

1.1 Характеристика об’єкту проектування

ВАТ "Завод МК і МО" був заснований в 1955 році як ремонтно-механічний завод для обслуговування будівельної індустрії. За півстолітню історію завод пережив реконструкцію, перетворився на відкрите акціонерне товариство "Завод металоконструкцій і металооснащення".

ВАТ "Завод МК і МО спеціалізується по випуску металоконструкцій, нестандартного устаткування: мостові крани, вантажні ліфти, металоформи, різні ємності, бурові вежі, сховища радіоактивного палива, резервуари, металоконструкції опор ЛЕП, веж стільникового зв'язку заввишки від 55м до 100м, а також товари по індивідуальних замовленнях, зокрема: ворота, гаражі, грати, огорожі і тому подібне.

Завод займає територію 5 га. Складається з 5 цехів.

Приготувальний цех проводить розкрій металу на заготовки і передає заготовки на складальні цехи №1 і №2. Складальний цех №1 виготовляє різні конструкції для потреб підприємства. Складальний цех №2 виготовляє металеві форми, підстави для бурових веж, бурові вежі. Цех механічної обробки виготовляє різні деталі на металообробних верстатах для складальних цехів №1 і №2. Цех фарбування та відвантаження проводить фарбування і відвантаження готової продукції замовникам. Всі вказані цехи знаходяться в головному промисловому корпусі заводу. Окремо розташовані приміщення гаражів служби ЕМВ, матеріального складу, тепло-пункту, кисневого пункту, а також три лабораторії: хімічна, механічна і рентгеноконтролю.

Головний промисловий корпус заводу має один поверх і займає площу 20000м². Його стіни і стелю виконано із залізобетонних плит. Підлога також бетонна, в неї вбудовано потенціальну решітку. Перекриття між цехами із цегли. Допоміжні приміщення є як внутрішні, так і прибудовані. Прибудовані виконано із цегли, їх висота до стелі 6м. Висота в цехах до стелі, а також у внутрішніх допоміжних приміщеннях 10м.

1.2 Технічна характеристика підприємства, цеху

Приготувальний цех проводить виготовлення заготовок і передає їх у складальні цехи. Технологічний процес проходить наступним чином. Листовий метал завтовшки до 32мм розрізається прес-ножицями на заготовки потрібної довжини. Потім ці заготовки передаються на преси, на яких їм надається потрібна форма. Після цього їх обробляють на верстатах і передають у складальні цехи. При виготовленні різного роду бочок, труб, листовий метал прокатують на вальцювальних машинах, а стики проварюють зварювальними апаратами.

В цеху встановлено таке обладнання.

Прес-ножиці – призначені для розрізання листового металу до 32мм завтовшки на заготовки. Різання відбувається за допомогою кінетичної енергії, накопиченої в маховику протягом холостого ходу, яка за допомогою кривошипного механізму передається на ножі. На таких машинах використовують асинхронні двигуни потужністю до 45кВт.

На пресах виконуються операції вільного кування, гарячого і холодного штампування. Преси розділяють на два основні види: гідравлічні, в яких використовується як робоча рідина вода під тиском до 20-30 Мпа, а у важких пресах — до 50-60 Мпа, і механічні з електроприводом.

Вальцювальні машини призначені для згинання листового металу в циліндр заданого перерізу. На дених машинах використовують по два асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором потужністю до 11 кВт.

Свердлильні і розточні верстати служать для отримання наскрізних і глухих отворів в деталях за допомогою свердел, для розгортання і чистової обробки отворів, заздалегідь отриманих литвом або штампуванням, і для виконання інших операцій. У свердлильних верстатах головний рух і рух подачі передаються інструменту.

Фрезерні верстати призначені для обробки зовнішніх і внутрішніх плоских і фасонних поверхонь, прорізання пямих і гвинтових канавок, нарізання зовнішньої і внутрішньої різьби, зубчастих коліс і т.д.

Мостові крани призначені для під’йому і опускання важких заготовок, деталей і вузлів машин, а також їх переміщення вподовж і впоперек цеху.

Електровізки застосовуються для переміщення важких заготовок між цехами.

Зварювальні апарати призначені для отримання нерозбірного з’єднання металевих деталей шляхом їх місцевого нагріву до рідкого або пластичного стану з використанням для нагріву електроенергії. Використовуються зварювальні напівавтомати типу ВДУ-506.

Об’єкт розрізнення в приготувальному цеху в більшості випадків має значні розміри 100 – 2000мм, але його контраст з фоном длизький до нуля.

Коефіцієнти відображення стелі, стін, робочої поверхні дорівнюють 50, 30 і 10% відповідно.

1.3 Характеристика споживачів електроенергії. Категорія електропостачання

На ВАТ "Завод МК і МО" живлення електроспоживачів здійснюється змінним струмом промислової частоти (50 Гц ) напругою 220 та 380В і постійним струмом напругою 220 та 440В.

За потужністю дане підприємство відноситься до малого – 4 МВт.

За ступенем надійності електропостачання відповідно ПУЕ дане підприємство відноситься до 2 категорії надійності електропостачання, оскільки перерва в електропостачанні може привести до масового недовипуску продукції, простою технологічних механізмів, промислового транспорту, працюючих. Перерва в електропостачанні даного підприємства дозволяється на час, який необхідний для вмикання резервного живлення силами експлуатаційного персоналу, але не більше 1 доби.

До загальнопромислових установок відносяться вентилятори, компресори, теплові завіси. В них використовуються асинхронні і синхронні двигуни трьохфазного змінного струму. Характер навантаження рівний. Дане устаткування працює в легкому режимі, а значні статичні моменти виникають лише при пуску. Коефіцієнт потужності 0,75-0,85.

До виробничих механізмів доного підприємства відносяться прес-ножиці, преси, молоти, пили, металообробні верстати, і т.ін. Електропривод технологічних механізмів відноситься до другої категорії надійності електропостачання. Електроспоживачі даного типу працюють в короткостроковому і повторно короткостроковому режимі. Коефіцієнт потужності 0,5-0,6.

Електрозварювальне устаткування працює в повторнокороткочасному режимі. Коефіцієнт потужності коливається в межах 0,3-0,7. По степені надійності відносяться до другої категорії.

До під’ємно-транспортних механізмів належать мостові, козлові крани, кран-балки, електровізки. Режим роботи даних механізмів – короткочасний. Коефіцієнт потужності змінюється відповідно навантаженню і знаходиться в межах 0,4 - 0,7. З надійністю електропостачання під’ємно-транспортні механізми відносяться до другої категорії .

1.4 Відомість споживачів електроенергії

Таблиця 1.1- Відомість споживачів електричної енергії

Назва машини

Р, кВт

n, шт

кв

cosφ/tgφ

ΣP, кВт

Прес-ножиці ФБ 11321

45; 2,2; 0,25

5

0,16

0,6/1,33

237,25

Прес-ножиці НБ 428

22; 3; 0,12

3

0,16

0,6/1,33

75,36

Прес-ножиці НГ 3225

45; 2,2; 0,25

6

0,16

0,6/1,33

284,7

Прес КД2326

30; 0,12

4

0,17

0,6/1,33

120,48

Прес К 2130

22; 0,18

3

0,17

0,6/1,33

66,54

Прес РКХА І 250

37; 0,25

1

0,17

0,6/1,33

37,25

Прес К 1330

22; 0,18

3

0,17

0,6/1,33

66,54

Вальцювальна машина

7,5; 7,5

6

0,17

0,6/1,33

90

Електровізок

5,5

5

0,15

0,5/1,73

27,5

Мостовий кран 10т

22; 4; 5,5; 5,5

4

0,15

0,5/1,73

148

Верстат горизонтально-розточний 2А614

5,5; 0,12; 2,2; 1,5; 0,55

8

0,14

0,5/1,73

78,96

Верстат радіально-свердлільний 2М55

7,5; 1,1

6

0,14

0,5/1,73

51,6

Верстат свердлільний

5,5

4

0,14

0,5/1,73

22

Фрезерний верстат ВМ127

15; 0,18; 2,2; 0,37

8

0,14

0,5/1,73

142

Верстат повздовжньо-стругальний Б038

75; 5,5; 5,5 2; 0,75

2

0,14

0,5/1,73

177,5

Зварювальний напівавтомат ВДУ-506

40

7

0,20

0,6/1,33

280

Вентилятор припливний

22

4

0,65

0,8/0,75

88

Вентилятор витяжний

2,2

16

0,65

0,8/0,75

35,2

Теплова повітряна завіса

30

10

0,65

0,8/0,75

300

Всього

2328,88

1.5 Вибір схеми електропостачання

Основними умовами проектування раціональної схеми електропостачання є надійність, економічність, якість електроенергії. Економічність визначається приведеними витратами на систему електропостачання. Надійність залежить від категорії споживачів електроенергії і особливостей технологічного процесу, невірна оцінка яких може привести як до зниження надійності системи електропостачання, так і на неоправдані витрати на монтаж і обслуговування.

Характерною особливістю схеми внутрішньозаводського розподілу електроенергії є велика розгалуженість мережі і наявність великого числа комутаційно-захисної апаратури Схема розподілу забезпечує живлення споживачів різних паралельних технологічних ліній від різних секцій шин однієї підстанції.

Вибір схеми визначається категорією надійності споживачів електроенергії, їх розміщенням, особливостями режимів роботи. . Схема внутрішньозаводського розподілу електроенергії має двоступінчату побудову. Внутрішньо-заводський розподіл електроенергії виконується по змішаній схемі, яка включає в себе як радіальну, так і магістральну схему. Радіальна схема – електроенергія від джерела живлення передається безпосередньо до споживача. Магістральні схеми розподілу електроенергії застосовують в тому випадку, коли, споживачів багато і застосування радіальних схем економічно невигідне. Основна перевага магістральних схем – зниження капітальних витрат за рахунок скорочення ліній. Основний недолік магістральних схем - менша надійність електропостачання в порівнянні із радіальними.

Живлення ВАТ "Завод МК і МО" відбувається двома кабельними лініями напругою від РУ 10кВ ТП "Центрельна".

2. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТНА

2.1 Вибір системи освітлення, джерел світла та їх розміщення

Для складання проекту електричного освітлення необхідно мати плани і розміри приміщення з розстановкою в ньому технологічного обладнання. характеру технологічного процесу, обладнання і окремих виробничих приміщень. розміри мінімального розрізнення деталей, коефіцієнту відображення.

Для здійснення даного розрахунку по приготувальному цеху ВАТ "Завод МК і МО" маємо такі дані: колір стін та стелі – сірий, висота приміщення 10м, ширина приміщення 42м, довжина 60м, тип середовища – хімічно неактивне, відносно забруднене. Висота робочої поверхні 1м.

В цеху для освітлення приймаємо комбіновану систему освітлення.

Для загального рівномірного освітлення, враховуючи висоту приміщення, приймаємо лампи типу ДРЛ, світильник – РСП05/Г03. Світильники розміщуються рядами вздовж цеху з однаковими відстанями між собою.

Місцеве освітлення приймається на окремих верстатах і виконується світильниками СМО, встановленими на кронштейні К-11.

Враховуючи розміри об’єкта розрізнення приймаємо норму освітленості для загального освітлення Е= 200лк, для місцевого – 300 лк. [10, с.114].

Для чергового освітлення прийнято 10% ламп від основного, включається і відключається чергове освітлення незалежно від основного робочого освітлення.

На аварійне освітлення виділяється 5 – 10% від основного, яке живиться від незалежного джерела.

2.2 Розрахунок освітлення з перевіркою точковим методом

Для освітлення приймаємо світильник РСП05/Г03 з лампами ДРЛ

Розрахункова висота Нр, м

де Н – висота приміщення, м;

Нзв – висота від світильника до стелі, м;

Нрп – висота робочої поверхні, м.

Нр = 10 - ( 1 + 1) = 8м

Індекс приміщення і

(2.2)

Відстань між світильниками L, м

, (2.3)

де λ- коефіцієнт співвідношення L/Hp, м; =1,5, L = 1,5 · 8 = 12м

Відстань від крайніх світильників до стін l, м

l = ( 0,3 - 0,5 ) · L (2.4)

l = 0,5 · 12 = 6м

Кількість світильників в ряду N_a, штук

, (2.5)

де А – довжина цеху, м.

Кількість рядів світильників N_b, штук

, (2.6)

де В - ширина цеху, м.

Загальна кількість світильників N, штук

(2.7)

Коефіцієнти лінійного освітлення і запасу для ламп ДРЛ рівні Кз=1.1-1.3 та Z=1.15 відповідно

Коефіцієнти відображення

ρ_стелі = 50%

ρ_стін = 30%

ρ_рп = 10%

Коефіцієнт використання світлового потоку з урахуванням коефіцієнту

відображення стін, стелі, робочої поверхні дорівнює η=75%

Світловий потік одного світильника F, лм

(2.8)

де Е – нормована освітленість приміщення, лк;

S – площа даного цеху, м².

Вибираєм лампу ДРЛ1000 і світловим потоком 55000 лм

Загальна освітленість однієї лампи фактична Еф, лк

(2.9)

де Eн - норма освітленості, лк;

Fл - світловий потік однієї лампи, лм;

Fр - світловий потік однієї лампи, лм.

Перевірка

(2.10)

Умова виконується, отже розрахунок вірний.

Розрахунок освітлення точковим методом

Визначаємо по плану приміщення координати контрольної точки, дані ближчих світильників заносимо в таблицю 2.1. Значення освітленості Е визначаємо по графіку[10, с.110 ]

Рисунок 2.1 – План розміщення світильників

Таблиця 2.1 – Дані розрахунку для точкового методу

№ світильників

D, м

Hp, м

ε

Σε

1-4

8,49

8

0.8

3,2

5-8

13,4

8

0.2

0,8

Відстань від контрольної точки до світильників

_(2.11)

_(2.12)

Перевірка

Загальна освітленість однієї лампи фактична Еф, лк

(2.13)

Умова виконується, тому розрахунок вірний

Розрахунок місцевого освітлення

Розрахунок проводиться для верстатів, на яких проводиться обробка деталей з точністю до 1 мм. Для місцевого освітлення використовуємо світильник типу СМО, встановлений на кронштейні К-11 висотою 0,4м і на відстані 0,2м над оброблюємою деталлю. Нормативна освітленість складає 300 лк. Оскільки загальне освітлення складає 10%, то світильник місцевого освітлення повинен давати 270лк.

Необхідний світловий потік Fл, лм

(2.14)

_{Де Ен – необхідна освітленість, лк;}

_{е – відносна освітленість лк.}

Вибираємо лампу місцевого освітлення МО-14 (60Вт, 36В, 600лм).

Розрахунок освітлення в побутових та допоміжних приміщеннях

Площа приміщення майстерні електриків S, м²

(2.15)

де a – довжина приміщення, м;

b – ширина приміщення, м.

Питома иотужність ρ,Вт/м²

(2.16)

Де ρт – довідниковий коефіцієнт, ρт=8-10

Встановлена потужність світильників Рроз, Вт

(2.17)

Кількість світильників у даному приміщенні N, штук

(2.18)

Вибираємо 10 світильників ОДОР 2×40

Розрахунки для інших приміщень проводимо аналогічно, а дані розрахунків зносимо до таблиці 2.2

Таблиця 2.2 – Дані для розрахунку освітлення допоміжних приміщень

Назва приміщення

Площа, м²

Ен

ρ

Рроз, Вт

Тип і кількість світильників

Майстерня електриків

50

200

16

800

ОДОР 2×40 10шт

Майстерня механіків

50

200

16

800

ОДОР 2×40 10шт

Туалет

20

75

6

120

ОДОР 2×40 2шт

Роздягальня

40

50

4

160

ОДОР 2×40 2шт

Душ

40

50

4

160

ПВЛ 2×40 2шт

Склад

100

50

4

400

ОДОР 2×40 5шт

2.3 Вибір схеми і розрахунок освітлювальної мережі

Електропостачання робочого освітлення виконується самостійною лінією від щита цехової підстанції. При цьому електроенергія передається від щита підстанції на освітлювальний магістральний пункт, а від нього груповим освітлювальним щиткам, від яких живляться групові лінії. Для світильників загального призначення вибрано напругу 380 В змінного страму. Для зменшення нерівномірності навантаження фаз щити освітлення живляться від різних фаз.

Рисунок 2.2 – Розподіл навантажень

Момент потужності

, (2.19)

де момент потужності на проміжку лінії, кВт·м

Переріз кабелю від ШМА до СП S, мм²

(2.20)

де С – перехідний коефіцієнт, що залежить від роду провідника;

втрати напруги в лінії, %.

Приймаємо кабель ВВГ 416 мм²

Втрати напруги на ділянці ШМА – СП ΔU, %

(2.21)

%

Допустима втрата напруги для розподільчої мережі

(2.22)

Переріз кабелю від СП до ЩО1

Приймаємо кабель ВВг 410 мм²

Переріз кабелю від СП до ЩО2

Приймаємо кабель ВВГ 46 мм²

Переріз кабелю від СП до ЩО3

Приймаємо кабель ВВГ 42,5 з умов механічної міцності.

Втрати напруги на розподільчій мережі СП – ЩО₁ ΔU_сп-що1, %

%

Переріз кабелю для групових ліній S, мм²

Для групових ліній приймаємо кабель ВВГ 4×2,5мм² з умов механічної міцності.

В якості групових щитів приймаємо освітлювальні щити типу ЩО31-21 з втоматичними вимикачами на вводі типу ВА47-29М, І_н=25А і на групових лініях 55Q11, І_н=6А по 6 штук. В якості ссилового пункту вибираєм СПУ-62. В СП застосовуємо запобіжники ПНП 60 з номінальним струмом плавкої вставки 20А.

2.4 Технічна характеристика виробничого механізму

Універсальні горизонтально-розточні станки 2А614 служать для обробки корпусних деталей з точними отворами, зв'язаними між собою точними відстанями.

Найбільша вага оброблюваної деталі 1000 кг. Верстат 2А614 має радіальний супорт на вбудованій планшайбі і нормальний висувний розточний шпиндель. Цей верстат відрізняється великою універсальністю і призначений переважно для робіт, що вимагають застосування радіального супорта при обточуванні торцевих поверхонь і консольному розточуванні отворів великих діаметрів, а також для роботи висувним шпинделем.

На станку можна проводити свердління, розточування, зенкерування і розгортання отворів, фрезерування площин і пазів висувним шпинделем, а також обточування горців, розточування отворів і кільцевих канавок радіальним супортом планшайби.

Тип станка – універсальний горизонтально-розточний

Габарити: 2300×2325×3190

Маса: 2300кг

Діаметр розточного шпинделя: 80мм

Найбільший крутящий момент на шпинделі: 40Н·м

Повна потужність 10кВт

Коефіцієнт потужності 0,5

Кінематична схема верстату дозволяє здійснювати: обертання шпинделя і планшайби; подачу шпинделя, розточувальної бабки, радіального супорта, люнету, а також повздовжнє , поперечне і кругове переміщення стола. Обертання шпинделя і планшайби здійснюється від двошвидкісного електродвигуна через коробку швидкостей, що забезпечує отримання 20 значень оборотів шпинделя і 15 значень оборотів планшайби.

Привід подачі здійснюється від електродвигуна постійного струму, що працює в широкому діапазоні регулювання. Постійність вибраної подачі забезпечується наявністю електричного зворотнього зв’язку. Переміщення люнету задньої стійки здійснюється незалежно від переміщення розточувальної бабки від окремого електродвигуна.

Коробка швидкостей розміщена в корпусі розточувальної бабки. Всі вали коробки швидкостей обертаються на підшипниках кочення. Шестерні коробки швидкостей піддані термічній обробці, що у поєднанні з шліфованим профілем зубів забезпечує ним тривалу роботоспособність при збереженні первинної точності. Розточний шпиндель виконаний із сталі 35ХЮА і підданий азотуванню, що у поєднанні з втулками гільзи, виконаними з шарикопідшипникової сталі, забезпечує тривале збереження точності. Гільза шпинделя обертається на трьох підшипниках кочення високої точності. Передній підшипник допускає регулювання радіального зазору. Планшайба нерухомо закріплена на гільзі, що обертається на точних роликових підшипниках, розташованих в корпусі бабки. Включення і відключення обертання планшайби проводиться спеціальною муфтою.

Кінематична схема горизонтально-розточного верстату 2А614 приведена на рисунку 2.3

Рисунок 2.3 – кінематична схема

2.5 Вибір типу і схеми електроприводу

Електропривод горизонтально-розточного станка 2А614 відноситься до багатодвигунного виду. Управління дистанційне централізоване.

Головний привод, привод шпинделя й планшайби, здійснюється від асинхронного двигуна з короткозамкнутим ротором потужністю 5,5кВт, напруга – 660/380В. Швидкість регулюється перемиканням обмоток статора двигуна з трикутника на зірку, при цьому синхронна швидкість становить 1500/1000об/хв. Для головного приводу використано двигун серії 4АМ112М4.

Привод насоса мащення самостійного управління не має і запускається разом із головним приводом. Двигун серії 4АМ56А4 потужністю 0,12кВт, напруга 380В, синхронна швидкість 1500об/хв.

Електродвигун агрегата серії 4АМ90L4 потужністю 2,2кВт, напруга 380В змінного струму, швидкість – 1500об/хв.

Привод подачі – двигун постійного струму серії 2ПБ112L потужністю1,5кВт. Швидкість задаєтьса працівником і підтримується постійною завдяки наявності зворотнього зв’язку.

Електродвигун люнета – асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором серії 4АМ71А4 потужністю 0,55кВт, напруга – 380В змінного струму, синхронна швидкість 1500об/хв.

2.6 Розрахунок потужності і вибір електродвигунів з перевіркою пускового моменту

Частота обертання шпинделя на 1 ступені N,об/хв

(2.23)

де v – швидкість різання, Н·м, v=300м/хв;

d – діаметр розточного шпинделя, d=80мм.

_{Момент на шпинделі М, Н·м}

(2.24)

Де с – коефіцієнт, що залежить від матеріалу виробу, для сталі с=0,86;

S – подача, мм/об, s=2,2,

Розрахункова потужність двигуна

(2.25)

_{де η – ККД шпинделя, η=0,88.}

Вибирається серії 4АМ112М4

Таблиця 2.3 – Параметри електродвигуна машини

Рн, кВт

Nн, об/хв

Iн,А

η,%

cos φ

Mп/Мн

Мм/Мн

Iп/Iн

j, кг· м² · 10^-3

5,5

1425

11,5

85,5

0,85

2,0

2,2

7,0

17,7

Перевірка вибраного двигуна по умовах пуску

Номінальний момент двигуна М_н , Н·м

(2.26)

де Рн – номінальна потужність двигуна, кВт;

ω_н - кутова швидкість, рад/с.

Кутова швидкість двигуна ω_н, рад/с

(2.27)

де N_н – номінальна кількість обертів двигуна,_.

_,

Статичний момент на валу двигуна М_с , Н·м

(2.28)

де Р_роз - розрахункова потужність електродвигуна, кВт.

Максимальний момент двигуна, М_м, Н·м

(2.29)

Пусковий момент двигуна, Мп, Н·м

(2.30)

Середній пусковий момент на валу двигуна М_срп, Н·м

(2.31)

Сумарний момент інерції електропривода, на валу двигуна Σj кг·м²

, (2.32)

де с – коефіцієнт, що враховує момент інерції редуктора і з’єднувальних муфт, с = (1.1 – 1.3);

0.3·j – момент інерції горизонтально-розточного верстата, кг·м² ;

j – момент інерції двигуна, кг·м².

Прискорення двигуна при пуску а, хв^-1/с

(2.33)

Час пуску двигуна t_п , с

(2.34)

де n_с - синхронна частота обертання двигуна, n_с=1500хв^-1 .

Динамічний момент на валу двигуна М_д , Н·м

(2.35)

Необхідний пусковий момент М_нпм , Н·м

(2.36)

Так як виконується умова М_срп=49,68> M_нпм=48,74, то двигун задовольняє пускові умови

2.7 Робота електричних схем управління

Вмикаємо вимикачі QF1, QF2, загорається сигнальна лампа HL1, яка сигналізує про наявність напруги.

Пуск двигуна привода шпинделя й планшайби М2 в умовному напрямку вперед, або назад здійснюється натисканням кнопок SB1, або SB2 відповідно. При цьому заживлюються котушки реле КМ3 або КМ4, які замикають свої контакти в колі головних лінійних контакторів КМ1 або КМ2, підключаючи двигун до мережі. Також реле своїми контактами шунтує пускові кнопки. Зупинка двигуна здійснюється натисканням кнопки SB3. Обертання двигуна в кожному напрямку сигналізують сигнальні лампи HL2 i HL3. Настановний поворот шпинделя в обох напрямках здійснюється натисканням кнопок SB8 i SB9. Шунтування даних кнопок не відбувається, тому обертання двигуна можливе лише при утримуванні кнопок. Динамічне гальмування в функції часу застосовується в обох напрямках, при цьому на обмотку статора двигуна подається постійний струм з діодного моста. Перемикання швидкості двигуна з низької на більш високу здійснюється перез’єднанням обмоток статора двигуна з трикутника на зірку контакторами КМ5 і КМ6. Перез’єднання обмоток відбувається автоматично за допомогою кінцевих вимикачів SQ1 i SQ2, які спрацьовують від коробки швидкостей.

Двигун приводу насоса мащення здійснюється від двигуна М3. Даний двигун самостійного управління немає, а запускається разом з двигуном приводу планшайби.

Пуск двигуна приводу люнету М4 і привуду агрегату М5 відбувається в обох напрямках без шунтування пускових кнопок.

Пуск і керування швидкістю і напрямком обертання двигуна приводу подачі здійснюється за допомогою потенціометра, розміщеного на панелі керування. Потенціометр задає сигнал керування, який сприймається блоком управління. У даному електроприводі для забезпечення рівномірності подачі наявний зворотній зв’язок, який з тахогенератора, розміщеного на одному валу з двигуном, подається на блок управління і порівнюється з задаючим сигналом.

У даній схемі передбачено захист від струмів к.з. і перевантаження: QF1, QF2, FU, КК; а також перехресне блокування: блокконтакти КМ3 і КМ4 в колі котушок КМ4 і КМ3.

2.8 Розрахунок і вибір пуско-регулючої апаратури

В схемі для керування застосовуються кнопочні станції керування серії ПКЕ112-2У3 та ПКЕ112-3У3; кінцеві вимикачі серії ВПК211-12У3.

Номінальний струм двигуна приводу агрегата І_н, А

_(2.37)

Вибираємо теплове реле типу РТЛ-1010-О4

Номінальний струм двигуна приводу насоса мащення І_н, А

Вибираємо теплове реле типу РТЛ-1002-О4

Номінальний струм двигуна приводу люнету І_н, А

_{Вибираємо теплове реле типу РТЛ-1006-О4}

Вибираэмо автоматичний вимикач QF1 типу А3716ФУ3, номінальна сила струму теплового розщіплювача 40А, електромагнітного розщіплювача – 630А. В якості QF2 вибрано вимикач типу А3716ФУ3 І_нтр=16А, І_нер=630А/

Для двигунів приводу насоса мащення і приводу люнету вибрано пускачі типу ПМЕ001, для двигуна приводу агрегата і подачі – ПМЕ-111, приводу планшайби – ПМЕ-211.

В якості проміжних реле вибрано реле типу МКУ-48г.

2.9 Розрахунок і вибір струмопроводів, силових шаф і їх розміщення

СП1 – 1 електровізок;

3 витяжні вентилятори;

2 теплові повітряні завіси;

1 вентилятор припливний.

СП2 – 3 вальцювальні машини;

3 ВДУ-506.

СП3 – 2 теплові повітряні завіси;

2 витяжні вентилятори;

3 Верстати радіально-свердлильні 2М55;

1 електровізок.

СП4 – 2 вентилятори витяжних;

1 вентилятор припливний;

3 Верстати радіально-свердлильні 2М55;

1 ВДУ-506.

СП5 – 1 верстат повздовжньо-стругальний;

2 мостові крани;

4 фрезерні верстати ВМ127.

СП6 – 1 верстат повздовжньо-стругальний;

6 горизонтально-розточних верстатів 2А614.

СП7 – 2 теплові повітряні завіси;

1 електровізок;

2 витяжні вентилятори

2 горизонтально-розточні верстати 2А614.

СП8 –4 фрезерні верстати ВМ127;

3 преса К1330;

1 прес РКХА І 250.

СП9 – 4 свердлільні верстати;

3 преса К 2130.

СП10 – 2 припливні вентилятори;

4 преса КД2326;

2 горизонтально-розточні верстати 2А614 .

СП11 – 2 витяжні вентилятори;

1 припливний вентилятор;

2 теплові повітряні завіси;

1 електровізок;

2 мостові крани.

СП12 – 3 вальцювальні машини;

3 зварювальні напівавтомати;

1 витяжний вентилятор.

СП13 – 6 прес-ножиць НГ3225;

2 витяжні вентилятори.

СП14 – 3 прес-ножиці НБ 428;

5 прес ножиці ФБ 11321.

СП15 – 1 електровізок;

1 теплова повітряна завіса;

2 витяжні вентилятори.

Розрахунковий струм для відгалуження від ШМА до СП1 І_р, А

(2.38)

Загальна кількість струмоприймачів що живляться від СП: n=7; крупних струмоприймачів n₁=3.

Сумарна установлена потужність _у, кВт

_у=5,5+2,2·3+30∙2+22=94,1кВт

Сумарна установлена потужність великих струмоприймачів _у1, кВт

_у1=30·2+22=82кВт

Середньомаксимальна активна потужність СП1 по групах споживачів Р_ср.м кВт

Р_ср.м.гр=Р_у.гр·К_в.гр (2.39)

Р_{ср.м.гр1}=5,5·0,15=0,83кВт

Р_{ср.м.гр2}=(3·2,2+2·30+22)·0,65=57,6кВт

Середньомаксимальна реактивна потужність по групах споживачів _ср.м квар

Q_ср.м=P_ср.м.гр·tgφ_гр (2.40)

Q_{ср.м.гр1}=0,83·1,73=1,44кВАр

Q_{ср.м.гр2}=57,6·0,75=43,2кВАр

Сумарна середня максимальна активна потужність _ср.м, кВт

_ср.м=0.83+57,6=58,43кВт

Сумарна середня максимальна реактивна потужність _ср.м кВАр

_ср.м=1,44+43,2=44,64 кВАр

Середньозважений tgφ

tgφ=_ср.м/_ср.м (2.41)

tgφ=44,64/58,43=0,76

Відносне число великих струмоприймачів n_* n_*=3/7=0.42

Відносна потужність великих струмоприймачів Р_*

Р_*=_у1/_у (2.42)

Р_*=82/94,1=0,87

Відносне значення ефективного числа струмоприймачів n_е*= 1 [12.c85]

Ефективне число струмоприймачів n_е

n_е= n_е*·n (2,43)

n_е=1·7=7

Середньозважений коєфіцієнт використання К_в.ср

К_в.ср=_ср.м/_у (2.44)

К_в.ср=58,43/94,1=0,62

Коефіцієнт максимуму К_м=1,3 [19.c87]

Розрахункова активна потужність Р_р, кВт

Р_р= К_м·_ср.м (2.45)

Р_р=1,3·58,43=76кВт

Розрахункова реактивна потужність Q_р, квар

Q_р=1,1_ср.м (2.46)

Q_р=1,1·44,64=49,1квар

Повна потужність S, кВА

S= (2.47)

S==90,48кВА

І_р=

Для відгалуження ШМА – СП1 вибираємо кабель ВВГ 4×95 прокладений в трубі І_н=200А

Розрахунок відгалужень до інших СП проводиться аналогічно і результати зноситься в таблицю 2.4

Таблиця 2.4 – Відгалуження до СП

Найменування

І_роз, А

Марка кабелю

Кількість кабелів, шт

Переріз

І_н, А

СП1

137,6

ВВГ

1

4×95

200

СП2

324,3

ВВГ

2

4×95

400

СП3

187,9

ВВГ

1

4×95

200

СП4

177,2

ВВГ

1

4×95

200

СП5

353,8

ВВГ

4

4×95

800

СП6

243,0

ВВГ

4

4×95

800

СП7

165,1

ВВГ

1

4×95

200

СП8

347,0

ВВГ

2

4×95

400

СП9

176,9

ВВГ

1

4×95

200

СП10

349,4

ВВГ

2

4×95

400

СП11

328,4

ВВГ

2

4×95

400

СП12

328,8

ВВГ

2

4×95

400

СП13

379,0

ВВГ

2

4×95

400

СП14

385,7

ВВГ

2

4×95

400

СП15

79,5

ВВГ

1

4×95

200

Силові пункти СП1 – СП15 типу СПУ62-1/1 з номінальним струмом 400А. Кількість відгалужень від кожного – до 8шт. Тип виконання силових пунктів – закритий.

Розрахунковий струм відгалужень до виробничих машин визначається як сума номінальних струмів, якщо кількість двигунів не більше 3, і вищенаведеним способом, якщо більше 3.

Розрахунковий струм відгулуження від СП1 до електровізка І_р, А

І_р= (2.48)

І_р=А

Вибір запобіжників до даної машини здійснюємо таким чином, щоб виконувалась умова:

І_п.в.>І_р.п.в

І_р.п.в=І_п/2,5

І_р.п.в=7·10,9/2,5=30,5А

Вибираєм запобіжник ПН2-100. Номінальний струм запобіжника 100А, плавкої вставки 40А.

Вибираєм кабель марки ВВГ 4×10, І_н=46А

Розрахунок відгалужень до іншого обладнання і вибір запобіжників проводимо аналогічно і результати зносимо в таблицю 2,54

Таблиця 2.5 – Відгалуження до машин

Назва машини

І_р, А

Марка кабелю

Переріз

І_н, А

І_р.п.в,А

І_н.п.в, А

І_н.зап., А

Тип

запобіжника

Прес-ножиці ФБ 11321

95,0

2 ВВГ

4×95

400

396,9

400

400

ПН2-400

Прес-ножиці НБ 428

50,2

ВВГ

4×95

200

196,4

200

250

ПН2-250

Прес-ножиці НГ 3225

95,0

2 ВВГ

4×95

400

396,9

400

400

ПН2-400

Прес КД2326

60,2

2 ВВГ

4×70

320

262,5

300

400

ПН2-400

Прес К 2130

44,3

ВВГ

4×95

200

193,0

200

250

ПН2-250

Прес РКХА І 250

74,1

2 ВВГ

4×95

400

324,0

400

400

ПН2-400

Прес К 1330

44,3

ВВГ

4×95

200

193,0

200

250

ПН2-250

Вальцювальна машина

30,0

ВВГ

4×70

160

131,3

150

250

ПН2-250

Електровізок

10,9

ВВГ

4×10

46

30,5

40

100

ПН2-100

Мостовий кран 10т

74,0

2 ВВГ

4×50

250

211,3

250

250

ПН2-250

Верстат горизонтально-розточний 2А614

13,0

ВВГ

4×16

64

51,9

60

100

ПН2-100

Верстат радіально-свердлільний 2М55

16,2

ВВГ

4×35

92

67,0

80

100

ПН2-100

Верстат свердлільний

11,0

ВВГ

4×16

64

48,1

50

100

ПН2-100

Фрезерний верстат ВМ127

35,0

ВВГ

4×70

160

134,4

150

250

ПН2-250

Верстат повздовжньо-стругальний Б038

165

4 ВВГ

4×95

800

671,9

800

1000

ПП18-41

Зварювальний напівавтомат ВДУ-506

78,1

ВВГ

4×35

92

78,0

80

100

ПН2-100

Вентилятор припливний

41,3

ВВГ

4×50

124

114,8

120

250

ПН2-250

Вентилятор витяжний

4,5

ВВГ

4×2,5

20

12,6

15

60

НПН-60

Теплова повітряна завіса

59,6

ВВГ

4×95

200

165,2

200

100

ПН2-100

2.10 Розрахунок електричних навантажень цеху, компенсація реактивної потужності, вибір кількості і потужності трансформаторів підстанції

Середньомаксимальні активні і реактивні потужності по групах споживачів Р_ср.м.гр, кВт; Q_ср.м.гр, кВАр.

Р_ср.м=К_в·Р_уст (2.49)

Q_ср.м=tgφ·Р_ср.м (2.50)

Р_{ср.м.гр1}=0,16·597,31=95,57кВт

Р_{ср.м.гр2}=0,17·380,81=64,73кВт

Р_{ср.м.гр3}=0,15·175,5=26,33кВт

Р_{ср.м.гр4}=0,14·472,06=66,09кВт

Р_{ср.м.гр5}=0,2·280=56кВт

Р_{ср.м.гр6}=0,65·423,2=275,08кВт

Q_{ср.м.гр1}=1,33·95,57=127,11кВАр

Q_{ср.м.гр2}=1,33·64,73=86,09кВАр

Q_{ср.м.гр3}=1,73·26,33=45,55кВАр

Q_{ср.м.гр4}=1,73·66,09=114,34кВАр

Q_{ср.м.гр5}=1,33·56=74,48кВАр

Q_{ср.м.гр6}=0,75·275,08=206,31кВАр

Сумарні середньомаксимальні активна і реактивна потужності ,кВт; , кВАр.

кВт

кВАр

Середньозважений коефіцієнт використання цеху К_в.сз

К_в.сз= _(2.51)

К_в.сз=

Середньозважений tgφ

_(2.52)

, cosφ=0,7

Тангенс, встановлений енергопостачальними компаніями tgφ=0.33

Cумарна установлена потужність великих струмоприймачів , кВт

Відносне число великих струмоприймачів n_*

n_*= _(2.53)

n_*=

Відносна потужність крупних струмоприймачів Р_*, кВт

Р_*= _(2.54)

Р_*=

Відносне значення ефективного числа струмоприймачів n_е* [12c.85]

n_е*=0,73

Ефективне значееня струмоприймачів n_е

n_е= n_е*·n (2.55)

n_е=0,73·105=76,65

Коефіцієнт максимуму К_м [12c.87] К_м=1,13

Розрахункова активна потужність шинної зборки Р_р, кВт

Р_р=К_м·К_в· _(2.56)

Р_р=1,13·0,25·2328,88=658кВт

Розрахункова реактивна потужність при n_e=76,65>10

Q_p= =653,88кВАр

Повна потужність шинної зборки S_p, кВА

_(2.57)

кВА

Розрахунковий струм шинної зборки І_р, А

_(2.58)

Вибираєм шинопровід магістральний ШМА 73 І_н=1600А [12c.77]

Реактивна потужність для встановлення конденсаторно-компенсуючого приладу Q_кб, кВАр

Q_кб=Р_м·(tgφ_cp-tgφ₁) (2.59)

Q_кб=658·(0,99-0,33)=434кВАр

Вибираються 4 конденсаторні батареї типу УКБ-0,38-108УЗ [12c.111]

В приготувальному цеху у зв’язку з наявністю електроспоживачів 1-ї категорії надійності і важливих електроприймачів 2-ї категорії встановлюється двотрансформаторна підстанція.

Розрахункова потужність цеху ,кВ∙А,

_(2.60)

Розрахункова потужність трансформатора S_тр, кВ∙А.

S_тр =/(n∙k_з) (2.61)

де n – кількість трансформаторів;

k_з – коефіцієнт завантаження.

S_тр =715,7/(2∙0,7)=511,2кВА

Для живлення споживачів приймаємо два трансформатори по 630кВ∙А. При аварійному режимі (робота одного трансформатора) перевантаження складе (S_р - S_H)/S_H = (715,7 - 630)/630 ∙ 100=13,6 %, що менше допустимого (40%).

Маємо S_тp =511,2 кВ∙А< 1,05Sн, = 1,05∙630 = 660 кВ∙А при коефіцієнті заповнення графіка навантаження 511,2/715,7 = 0,71<0,75.

2.11 Монтаж вибраного електроустаткування

Монтаж електроустаткування виконують в дві стадії. На першій стадії здійснюють заготовчі роботи в майстернях і підготовчі безпосередньо на монтажних об'єктах. У майстернях виготовляють і збирають укрупнені блоки — шинні, трубні, заземлення, електропроводок, кабельних ліній і тому подібне. Безпосередньо на монтажному майданчику при певній готовності будівельних робіт проводять: розмітку і підготовку трас електричних мереж і заземляючих пристроїв: закладку труб у фундаменти і інші будівельні підстави при переході з одного приміщення в інше і при виході назовні; здійснюють контроль за установкою будівельниками або виконують установку заставних елементів і деталей для подальшого кріплення до них електроустаткування і конструкції; здійснюють контроль за створенням в процесі будівництва отворів, ніш, гнізд, борозден, необхідних для установки електроустаткування і монтажу електропроводок.

На другій стадії виконують електромонтажні роботи безпосередньо на монтажному об'єкті. У ці роботи входить установка на підготовлені місця електроустаткування і электроконструкцій, прокладка по підготовлених трасах готових елементів електропроводок, підключення електричних мереж до встановленого електроустаткування, апаратів і приладів.

Будівельні роботи в приміщеннях, що приймаються під монтаж електроустаткування, повинні бути в такому стані, який забезпечує нормальне і безпечне ведення електромонтажних робіт, захист вмонтовуваного устаткування, кабельних виробів і електроматеріалів від впливу атмосферних опадів, грунтових вод і низьких температур, від забруднення і випадкових пошкоджень в процесі подальших робіт суміжними організаціями.

В цілях скорочення термінів монтажу силового електроустаткування на об'єктах будівництва, підвищення продуктивності праці, економного витрачання матеріально-технічних ресурсів, поліпшень якості і зниження собівартості електромонтажних робіт вводиться господарський розрахунок. Такий розрахунок впроваджують розрахункові бригади, що працюють методом бригадного підряду. Метод бригадного підряду застосовується при монтажі електроустаткування типових об'єктів або об'єктів промислового будівництва, на яких здійснюється комплектна доставка матеріалів, конструкцій і виробів майстерень.

Від цехової підстанції в приготувальному цеху ВАТ "Завод металоконструкцій і металооснащення" на горищі прокладено два магістральні шино-проводи вздовж цеху. Від них кабелями в стальних трубах по стінах і по колонах живляться силові шафи. Силові шафи встановлюються на полу і кріпляться анкерними болтами; розміщуються вздовж стін і між колонами. Все силове електрообладнання приготувального цеху встановлене на фундаменті і кріпиться за допомогою анкерних болтів. Живлення підводиться за допомогою кабелів від силових шаф. Кабелі прокладаються в стальних трубах в полу. Між трубами і розподільчими щитами машин, а також між трубами і силовими шафами кабелі прокладаються в металевих рукавах, які захишають від механічних пошкоджень. Гострі краї труб на кінцях зточуються, або ж на них одягаються спеціальні наконечники для запобігання прорізання ізоляції струмопроводів.

Монтаж освітлення проводиться тросовою проводкою. З обох боків трос заземляється. Електропостачання робочого освітлення виконується самостійними лініями від щитів підстанції. При цьому електроенергія передається від щитів підстанції живлячими лініями на освітлювальні магістральні пункти, а від них груповим освітлювальним щиткам, від яких живляться групові лінії. Щитки, по можливості, повинні бути розташовані в центрі навантаження, довжина групових ліній ( враховуючи підйоми і спуски) повинна бути не більше для 4х - провідної лінії 70-75 м, для двохпровідної 30-35 м.. щитки повинні встановлюватись в місцях вільних від обладнання і зручних для обслуговування, при цьому, бажано, бачити з місця установки щитка хоча б частину світильників. Число групових ліній вибирається по навантаженню – до 20 А. До двохпровідної групи допускається приєднання до 20 світильників, до 4х - провідної до 60 світильників.

2.12 Експлуатація вибраного електроустаткування

Планування, організацію і керування енергогосподарством на підприємстві здійснює служба головного енергетика. До складу відділу головного енергетика входять групи енерговикористання (експлуатація), енергоустаткування, електрична і теплова лабораторії. Лабораторії розробляють заходи щодо поліпшення режимів роботи устаткування, зниження витрати палива й енергії і контролюють їхнє виконання.

У енергоцехах створюються бригади змінного (чергового) персоналу, що здійснює експлуатацію устаткування і комунікацій, і ремонтно-монтажні бригади.

Головний енергетик організовує технічно правильну експлуатацію і своєчасний ремонт енергетичного устаткування й енергосистем, безперебійне забезпечення виробництва електроенергією, парою, газом, водою й іншими видами енергії, контроль за раціональним використанням енергетичних ресурсів на підприємстві, послідовне дотримання режиму економії;

Керує організацією і плануванням роботи енергетичних цехів і господарств, розробкою графіків ремонту енергетичного устаткування й енергомереж, планів виробництва і споживання підприємством електроенергії, технологічного палива, пари, газу, води, стисненого повітря, норм витрати і режимів споживання усіх видів енергії;

Забезпечує складання заявок і необхідних розрахунків до них на придбання енергетичного устаткування, матеріалів, запасних частин, на надання підприємству електричної і теплової енергії і приєднання додаткової потужності до енергопостачальних підприємств, розробку заходів щодо зниження норм витрати енергоресурсів, упровадженню нової техніки, що сприяє більш надійній, економічній і безпечній роботі енергоустановок, а також підвищенню продуктивності праці;

Дає висновки по розроблених проектах, бере участь у випробуваннях і прийманні енергоустановок і мереж у промислову експлуатацію.

Оперативний персонал енергетичної служби забезпечує вироблення, розподіл, перетворення і облік всіх видів енергії і енергоносіїв; контроль і необхідне регулювання їх параметрів; контроль за режимами роботи енергетичних установок. Оперативний персонал у випадках, коли це не відволікає його від виконання основних функції і не заборонено правилами безпеки обслуговування відповідних установок, може повністю або частково виконувати роботи пу технічному обслуговуванню.

Експлуатаційний персонал енергетичної служби забезпечує виконання робіт по технічному обслуговуванню закріпленого за ним устаткування і мереж.

Ремонтний персонал енергетичної служби забезпечує виконання робіт по ремонту енергетичного устаткування і мереж.

Планово-попереджувальний ремонт (ППР) є сукупністю організаційно-технічних заходів щодо планування, підготовки, організації проведення, контролю й обліку різного виду робіт по технічному обслуговуванні і ремонту енергетичного устаткуванні і мереж. ППР проводиться по заздалегідь складеному плану й забезпечує безвідмовну, безпечну й економічну роботу енергетичних пристроїв підприємства при мінімальних ремонтних і експлуатаційних витратах.

ППР передбачає наступні види робіт: технічне обслуговування, огляди, перевірки (випробування), поточний і капітальний ремонт.

Технічне обслуговування — комплекс робіт для підтримки в справності устаткування і мереж. Воно передбачає догляд за устаткуванням і мережами, проведення оглядів: систематичне спостереження за їх справним станом; контроль режимів роботи, дотримання правил експлуатації і експлуатаційних інструкцій, усунення дрібних несправностей, що не вимагає відключення устаткування і мереж; регулювання, чищення, продування і мащення.

У завдання технічного обслуговування входить також швидке, таке, що не вимагає поточного ремонту, відновлення працездатності устаткування, що відключається, або ділянки мережі.

Огляди плануються як самостійні операції лише для деяких видів енергетичного устаткування і мереж з великою трудомісткістю ремонту. Під час огляду перевіряють стан устаткування; проводять чищення, промивку, продування, добавку або зміну ізоляційних, змащувальних масел, виявляють дефекти експлуатації і порушення правил безпеки, уточнюють склад і об'єм робіт, що підлягають виконанню при черговому капітальному ремонті.

Поточний ремонт — вид ремонту устаткування і мереж, при якому шляхом чищення, перевірки, заміни швидкоспрацьовуваних частин і виробів забезпечується підтримка устаткування або мереж в працездатному стані. Поточний ремонт є основним профілактичним видом ремонту, що забезпечує довговічність і безвідмовність роботи енергетичного устаткуванні і мереж.

Капітальний ремонт — найбільш складний і повний за об'ємом вид ППР. При ньому робиться повне розбирання устаткування, відновлення або заміна зношених деталей, вузлів елементів або ділянок, ремонт базових деталей, обмоток, комунікаційних пристроїв. Крім того, проводиться регулювання, наладка і повна програма випробувань з доведенням всіх характеристик і параметрів устаткування або мереж до номінальних паспортних даних із забезпеченням працездатності на період до чергового капітального ремонту. Капітальний ремонт вимагає остановку устаткування і відключення мереж.

При капітальному ремонті в економічно обгрунтованих випадках може проводитися модернізація устаткування і мереж. При модернізації енергетичне устаткування і мережі приводяться у відповідність з сучасними вимогами і покращують їх характеристики — потужність, продуктивність, надійність, довговічність, ремонтопридатність, умови обслуговування і безпеку, а також інші показники шляхом впровадження часткових змін і удосконалень в їх схемах і конструкціях, а для мереж також способу прокладки.

Експлуатація електроприводів виробничих агрегатів вимагає наявність паспортних карт з технічними даними кожного двигуна, вказівкою місця його установки, найменування робочої машини, особливостей режиму роботи, видів і термінів виконаних ремонтів.

Двигуни повинні повністю відповідати умовам навколишнього середовища. Так, відкриті і захищені двигуни допустимо застосовувати тільки в сухих приміщеннях без виробничого пилу. За наявності пилу, вологи, а також при установці виробничого агрегату на відкритому повітрі необхідно використовувати менш вигідні за енергетичними показниками закриті двигуни. При експлуатації двигунів в запилених приміщеннях необхідно своєчасно очищати їх корпуси від виробничого пилу, що погіршує теплообмін з навколишнім середовищем і викликає перегрів двигунів понад встановлені норми.

До двигунів, що продуваються, встановлених в запилених приміщеннях, слід підводити чисте повітря для охолоджування ззовні або з суміжних приміщень без виробничого пилу із заслінкою на повітропроводі, що перекриває повітря безпосередньо після зупинки двигуна.

На двигунах і що приводяться ними робочих машинах повинні бути нанесені стрілки, що вказують напрями їх обертання, а на пускорегулюючих пристроях відмічені положення "пуск" і "стоп". Всі комутаційні апарати і апарати захисту повинні мати написи, вказуючі, до якого двигуна вони відносяться. Виводи обмоток статора і ротора, кабельна воронка, частини двигуна і робочої машини, що обертаються, повинні бути закриті огорожами, знімати які під час роботи заборонено.

Всі операції, пов'язані з пуском, регулюванням частоти обертання і зупинки, повинен виконувати черговий персонал в повній відповідності з експлуатаційними інструкціями, що діють.

Перед пуском двигуна головного приводу, виробничих агрегатів великої потужності, двигунів, що працюють в лінії з взаємозв'язаним технологічним процесом, а також двигунів, що працюють на трансмісію або керованих з різних місць, повинен подаватися застережливий звуковий сигнал, який при розташуванні устаткування в різних приміщеннях або наявності складних агрегатів з єдиним виробничим циклом повинен доповнюватися у відповідь звуковим або світловим сигналом про готовність до включення від особи, відповідальної за експлуатацію даного пристрою.

Правильна експлуатація електроприводів зводиться до систематичного спостереження за роботою двигунів, електричних апаратів і механічних передач від двигуна до робочої машини. При цьому слід перевіряти навантаження на валу, температуру підшипників двигуна, вхідного повітря і вихідного, у двигунів із замкнутою системою вентиляції, а також окремих деталей виробничого агрегату. Вібрація двигуна, зміряна на кожному підшипнику, не повинна перевищувати встановлену для неї норму, а осьовий розгін ротора при підшипниках ковзання повинен знаходитися в межах 2...4 мм. Догляд за підшипниками зводиться до поповнення маслом підшипників ковзання один раз в 6...10 днів і повній зміні їх через 2...3 місяця, а мастило в підшипниках кочення повинне мінятися двічі в рік.

Для спостереження за пуском і роботою двигунів електроприводів виробничих агрегатів, регулювання технологічного процесу яких ведеться по струму ланцюга статора, на пусковому щитку або панелі встановлюють амперметр з червоною межею на шкалі, що відповідає 105 % номінального струму, вказаного на заводській табличці двигуна. В процесі експлуатації слід періодично за допомогою вольтметрів, встановлених на групових щитках і складках двигунів, вимірювати напругу і добиватися її підтримки в 100-105 % номінального значення і лише при необхідності допускати роботу двигунів при відхиленні напруги до -5 і навіть -10 % номінального.

При експлуатації двигунів постійного струму особливу увагу приділяють чистоті колектора, щозмінно очищаюти його чистою сухою ганчіркою, а при невеликих нерівностях шліфують на ходу за допомогою дерев'яної колодки з скляним папером і подальшим продорожуванням слюдяної ізоляції спеціальною пилою на глибину 1...2 мм від поверхні колектора. Щітки ретельно пришліфовують до колектора скляним папером в напрямі обертанні колектора.

Відповідно до "Правил технічної експлуатації електроустановок споживачів" двигуни потрібно негайно відключати від живлячої мережі при нещасному випадку або загрозі його здоров’ю людини, появі диму або вогню з двигуна або його апаратів, сильній вібрації машин, поломці робочої машини, що приводиться, неприпустимому перегріві підшипників або інших деталей двигуна, а також при значному зниженні частоти обертання, швидким нагрівом машини.

При періодичних планових оглядах двигуни чистять, продувають повітрям, підтягають болтові кріплення і контактні з'єднання, замінюють щітки, що спрацювалися, і зіпсовані кабельні наконечники новими, перевіряють стан підшипників і кріплення огорож. Одночасно оглядають комутаційні і пускорегулюючі апарати, апарати захисту, а також проводять ревізію механічні передачі від двигунів до робочих машин і перевіряють мережу заземлення.

Крім того, за допомогою мегомметра вимірюють опір ізоляції обмоток двигуна щодо корпусу і один по відношенню до одного. Хоча опір ізоляції цих обмоток не нормований, підприємства-виробники указують, що при гарячому стані обмоток трифазного асинхронного двигуна на номінальну напругу не вище 660 В опір ізоляції обмотки статора повинен бути не менше 0,5 МОм і ізоляції обмотки ротора — не менше 0,15 МОм, а в холодному стані ці ж величини повинні бути відповідно не нижче 2 МОм і 1 МОм. При значному зниженні опору ізоляції або несиметрії його по фазах двигуни потрібно піддавати тривалій сушці: для машин малої і середньої потужності — 10...20 год, для відкритих машин великої потужності — 40...60 год і для закритих машин великої потужності —70...100 год.

При експлуатації електроприводів необхідно вносити до паспортних карт двигунів опис всіх ремонтних робіт.

Експлуатація кабельних ліній вимагає чіткого позначення їх трас за допомогою пікетних стовпчиків, встановлених над прокладеними кабелями, і написів, нанесених незмивною фарбою, на стінах поблизу розташованих будівель з вказівкою відстані кабельної лінії до них. На кабельній трасі, що проходить по території підприємства, такі знаки розташовують на прямих ділянках лінії через кожних 100 м, а також на всіх кутах і поворотах кабельної траси, у введення в будівлю, в місцях розташування сполучних муфт, перетинах кабельної лінії із залізничними коліями і іншими дорогами, розміщуючи їх по обох сторонах перетину.

Кінці всіх кабелів повинні мати бірки з вказівкою перетину, напруги, марки і номера кабелю. Бірки повинні бути стійкими до умов навколишнього середовища. На кожну кабельну лінію необхідно мати паспорт з характеристиками прокладеного кабелю і відомостями про ремонти і випробування його.

Стан кабельної траси, наявність пізнавальних знаків і написів перевіряють не рідше за один раз на три місяці, звертаючи увагу при цьому на можливість пошкодження кабелів іншими організаціями, що виконують поблизу будівельні і монтажні роботи. При виявленні осідання грунту або його провалів на кабельній трасі потрібно встановити їх причини і негайно ліквідовувати їх.

Відкрито прокладені кабелі слід періодично очищати від пилу і грязі, погіршуючих тепловіддачу в навколишнє середовище, звертати увагу на відсутність течі в кабельних воронках і достатнє заповнення їх кабельною масою, а також на підтримку чистоти всіх кабельних споруд.

При експлуатації кабельних ліній необхідно не рідше два рази на рік вимірювати їх навантаження в різних точках мережі з подальшим коректуванням існуючих режимів щоб уникнути підвищеного перегріву кабелів, що скорочує термін служби ізоляції і що приводить до передчасного виходу їх з ладу.

Експлуатація відкрито прокладених внутрішньоцехових мереж на напругу до 1 кВ зводиться до періодичних оглядів і перевірки натягу і закріплення проводів, якості їх ізоляції і надійності з'єднань між собою, цілості ізоляторів і роликів, своєчасного очищення всіх елементів мережі від забруднень, а також справності мережі заземлення, захисних пристроїв від механічних пошкоджень і наявності попереджувальних плакатів і написів про небезпеку поразки електричним струмом. При оглядах виявляють і виправляють дефекти запобіжників з плавкими вставками, автоматичних вимикачів, магнітних пускачів і інших апаратів і перевіряють відповідність їх номінальних даних встановленим приймачам електричної енергії. Одночасно вимірюють навантаження окремих елементів і втрати напруги в мережах і усувають причини відхилення їх зверху норми шляхом перерозподілу приєднаних приймачів або збільшення перетину живлячих ліній.

Експлуатація трансформаторних підстанцій зводиться до систематичного огляду їх приміщень і устаткування, що знаходиться в них.

Приміщення трансформаторних підстанцій повинні мати справний заземлений дах, двері із замками, що діють, вентиляцію, що нормально діє, а також протипожежні засоби — вогнегасники, ящики з піском і совок. На зовнішній стороні дверей підстанцій повинен бути чітко написаний незмивною фарбою порядковий номер трансформатора, а на внутрішніх стінах приміщення і на кожусі трансформатора — його порядковий номер, номінальна потужність і напруга. На всіх дверях трансформаторної підстанції повинні бути укріплені застережні плакати про можливість поразки електричним струмом.

Огляд трансформаторів без відключення від мережі потрібно проводити на підстанціях з постійним чергуванням персоналу один раз в добу, в установках без постійного чергування — не рідше за один раз на місяць, а на трансформаторних пунктах — не рідше за один раз на шість місяців, за винятком позачергових оглядів, викликаних різкою зміною кліматичних умов або автоматичним відключенням трансформатора апаратами захисту.

Під час огляду перевіряють навантаження трансформатора, справність його виводів, чистоту і цілість ізоляторів, стан кожуха і відсутність течі, ошиновку, кабелі, мережу заземлення, а також температуру і рівень масла в розширювачі.

При огляді трансформаторів потрібно звертати увагу па характер гулу. Гул повинен бути рівномірним, без потріскувань і окремих шумів, що свідчать про несправності, що з'явилися, пов'язані з ослабленням стягувань ярма, роботою під підвищеною напругою і іншими причинами, які повинні бути виявлені і своєчасно усунені.

В процесі експлуатації трансформатор повинен бути негайно відключений при виникненні сильного нерівномірного шуму і потріскуванні усередині, ненормального постійно зростаючого нагріву за нормальних умов роботи, викиду масла з розширювача, течі його з пониженням рівня нижче за контрольну межу масломірного скла, а також при необхідності термінової заміни масла за наслідками лабораторних аналізів.

При експлуатації трансформаторів масло в результаті нагріву і забруднення осіданнями поступово втрачає ясно-жовтий колір і стає темно-коричневим, в нім утворюються кислоти, що руйнують ізоляцію, можуть з'явитися волога і механічні домішки, що знижують його електричну міцність. Тому для перевірки його якості періодично, але не рідше за один раз на рік, а також в період поточних і капітальних ремонтів відбирають пробу масла з бака трансформаторів в добре промитий скляний посуд з притертими пробками і піддають її повному або скороченому випробуванню з визначенням електричної міцності, відсутність вологи, вміст зважених частинок і механічних домішок, температури спалаху, в'язкості і інших показників. При незадовільних результатах випробування масло очищають в центрифугах від сторонніх домішок, а при окисленні його обробляють лугом, сірчаною кислотою і вибілюючими речовинами. При значному погіршенні якості масла його замінюють новим. Експлуатація конденсаторних установок,що використовуються для компенсації реактивній потужності і підтримки нормального рівня напруги в мережах, повинна проводитися в окремих вогнестійких сухих і чистих неопалювальних приміщеннях з виходом назовні і віконними отворами з матовими або забарвленими білилами стеклами для захисту конденсаторів від дії прямих сонячних променів. У цих приміщеннях повинні знаходитися: однолінійна схема установки з вказівкою номінального струму плавких вставок всіх запобіжників, термометр для вимірювання температури повітря, що охолоджує, розрядна штанга для контрольного розряду конденсаторів і протипожежні засоби — вогнегасники, ящики з піском і совок. Термометр потрібно розташовувати між конденсаторами в найбільш нагрітому місці, зручному і доступному для спостереження за показами його без відключення конденсаторної установки і зняття огорож.До введення конденсаторної установки в експлуатацію необхідно перевірити справність всіх конденсаторів, переконатися за допомогою мегаомметра в справності ланцюга розряду, а потім встановити по трьом одночасно включеним амперметрам рівномірність навантаження по фазах і при необхідності вирівняти її.

Для досягнення найбільш економічного режиму роботи системи електропостачання необхідно застосовувати автоматичне регулювання потужності конденсаторної установки. За відсутності його слід переходити на ручне регулювання шляхом включення і відключення всієї установки або її окремих секцій відповідно до графіка даного підприємства, узгодженого з енергозабезпечуючою організацією. Перед відключенням конденсаторної установки необхідно шляхом зовнішнього огляду переконатися в справності розрядного пристрою. Повторне включення установки після її відключення допустимо для конденсаторів на номінальну напругу 0,66 кВ і нижче тільки через 5 хв за умови залишкової напруги не більше 50 В.

Залишати в роботі конденсаторні установки на двозмінних підприємствах вночі і у вихідні дні, а на тризмінних підприємствах — у вихідні дні заборонено, окрім підприємств з безперервним режимом роботи.

Експлуатація установок електричного освітлення будівель, приміщень і споруд різного призначення і відкритих просторів передбачає систематичну перевірку дотримання норм освітленості, обмеження сліпучої дії світильників, пульсації світлового потоку і інших якісних показників в повній відповідності з нормами, що діють. Крім цього, необхідно стежити за своєчасним включенням і відключенням світильників стосовно наявності природного освітлення і потреби освітлення робочого місця, вчасно замінювати лампи, що перегоріли, новими, періодично очищати світильники від пилу і кіптяви, встановлювати відповідні плавкі вставки запобіжників заводського виготовлення замість тих, що перегоріли. Всі роботи, пов'язані з установкою чищенням світильників, заміною ламп плавких вставок, а також ремонтом повинні виконуватися, як правило, при відключеній напрузі.

2.13 Удосконалення технічних рішень

У даному проекті пропонується для зменшення втрат потужності обмежувати напругу XX зварювальних трансформаторів при використанні автоматичних регуляторів.

Рисунок 2.5 – Схема підключення зварювального трансформатора

У цій схемі первинна обмотка трансформатора ТV підключена до мережі через тиристори VS1 і VS2. Послідовно з кожним з них сполучені обмотки реле К так, що їх магніторушійні сили направлені узгоджено. Найдоцільніше використовувати герконовые реле. Паралельно колу тиристорів підключений резистор R1, послідовно з яким через діодний міст із діодов VD1-VD4 з’єднана третя обмотка реле К. Контакт реле послідовно з резистором R2 включений в коло керуючих електродів тиристорів.

У режимі XX тиристори вимкнені і обмотка трансформатора приєднана до мережі через резистор R1, в результаті напруга обмежується до значення 12 В. При торканні електродом металу струм в колі резистора R1 збільшується, контакт реле К замикається і включає тиристори VS1 i VS2, Напруга на обмотці зварювального трансформатора збільшується до робочого значення. При обриві дуги реле відключається з витримкою часу, що визначається закороченою діодами третьою обмоткою реле.

Економія електроенергії річна ΔЕ, кВт∙год

_{ΔЕ=(Рх1-Рх2)∙Т∙Кз∙n∙(1-ПВ)}, (2.62)

де - втрати активної потужності при повній напрузі 60 В XX зварювальних трансформаторів (за довідковими даними це значення складає 0,65 кВт з додаванням втрат активної потужності від перетікань реактивної потужності, що дорівнює 0,4 кВт, тобто =0,65+ 0,4= 1,05 кВт);

- втрати активної потужності при обмеженій до 12 В напрузі XX зварювальних трансформаторів (= 0,04 кВт);

Т – річний баланс робочого часу, год;

К_з – коефіцієнт змінності;

_{n – кількість трансформаторів;}

ПВ – режим роботи трансформаторів.

ΔЕ=(1,05-0,04)∙2000∙1∙10∙(1-0,65)=7070кВт∙год

2.14 Заходи з енергозбереження

Економія і раціональне використання сировинних, паливно-енергетичних і інших матеріальних ресурсів на виробництві за рахунок впровадження нової техніки, найбільш прогресивних автоматизованих технологічних процесів, підтримки в електричних мережах стабільної напруги незмінної частоти, встановлення оптимальних енергетичних режимів виробничих агрегатів з одночасним зниженням норм питомих витрат електричної енергії і випуском продукції підвищеної якості відповідно до стандартів, що діють, і технічних умов є основним завданням підприэмств на найближчий період. Економію електричної енергії, що витрачається на виконання технологічних процесів виробництва, визначають зіставленням фактичної витрати її з витратою, передбаченою обгрунтованими середньопрогресивними нормами, що діють технічно, враховують передову технологію і збільшену технічну оснащеність підприємств. Ці норми є розрахунковими планованими величинами, що відповідають, як правило, витратам електричної енергії на одиницю продукції. Разом із загальнозаводськими нормами корисно застосовувати норми по енергоємних видах технологічного процесу і окремих найбільш енергоємних агрегатах, а також норми для цехів з великим споживанням електричної енергії, що випускають напівфабрикати. Всі заходи, пов'язані з таким розділенням норм в межах одного підприємства, стимулюють боротьбу за раціональне використання і економію електричної енергії по окремих виробничих об'єктах. При розробці науково обгрунтованих норм питомої витрати електричної енергії враховують всі можливості даного виробництва, сприяючі підвищенню продуктивності технологічного устаткування, зменшенню простоїв, зниженню браку, вибору якнайкращих режимів обробки і поліпшенню процесів виробництва.

Норми витрати електричної енергії контролюють за показами відповідних лічильників при одночасному обліку продукції, що випускається. Тому система обліку електричної енергії повинна відповідати структурі норм. Виходячи з цього, необхідно крім загального обліку активної і реактивної енергії, призначеного для грошового розрахунку з енергозабезпечуючою організацією, передбачати ще і облік по окремих цехах, групах устаткування і енергоємних агрегатах для контролю фактичної витрати електричної энергії по перерахованих об'єктах. Наявність цих даних дозволяє встановити фактичну питому витрату електричної енергії шляхом ділення дійсної витрати електричної енергії на фактично випущену кількість продукції за той же період.

Питомі витрати електричної енергії є одним з основних показників правильності організації експлуатації електрогосподарства підприємства і його технології.

Облік витрати електричної енергії по окремих об'єктах виробництва дозволяє здійснювати систематичне спостереження за фактичною питомою витратою електричної енергії на відповідні технологічні процеси, виявляти вузькі місця на виробництві і своєчасно їх ліквідовувати.

З метою зниження питомих витрат електричної енергії необхідно в потокових лініях встановлювати виробничі агрегати однакової продуктивності, що дозволяє здійснювати їх роботу в оптимальних умовах і цим помітно знижувати витрату споживання електричної енергії.

Нормальний експлуатаційний догляд за виробничими агрегатами, своєчасний ремонт їх із забезпеченням своєчасного мащення частин, що труться, при строгому контролі за якістю змащувальних матеріалів сприяє зниженню механічних втрат у встановленому устаткуванні, а отже, і економії електричної енергії. Профілактичні випробування виробничих агрегатів з вимірюванням потужності споживання електричної енергії двигунами електроприводів що як виходять після капітального ремонту, так і діють, дозволяють своєчасно виявити механічні дефекти устаткування і усунути їх, що приводить до економії електричної енергії по відповідних об'єктах. Під час профілактичних випробувань необхідно систематично вимірювати опір ізоляції обмоток електроустаткування і електричних мереж, а також проводити необхідний ремонт.

Значне зниження питомих витрат електричної енергії досягається заміною застарілого технологічного устаткування новим, модернізацією встановлених виробничих агрегатів і впровадженням автоматизації з використанням прогресивних високопродуктивних процесом виробництва

Для встановлення оптимальної витрати електричної енергії на освітленння невиробничих приміщень слід користуватися затвердженими нормами освітленості робочих місць, підтримувати необхідну освітленість окремих ділянок цеху шляхом своєчасного включення і відключення світильників загального освітлення, за якими повинні бути забезпечені нормальний догляд і комплектація новими економічними джерелами світла, а також ширше використовувати можливості природного освітлення, для чого підтримувати чистоту світлових отворів цехів.

Електричну енергію необхідно економити як в системі електропостачання, так і в місцях її безпосереднього споживання.

У системі електропостачання зменшення втрат електричної енергії досягаєтся використанням глибоких вводів напругою 6 або 10 кВ безпосередньо в цехи, наближенням трансформаторних підстанцій до центрів електричних навантажень з відключенням частини трансформаторів в години малого навантаження виробничих агрегатів, застосуванням в цехах підвищеної напруги ( 660 В замість напруги 380 В для електроприводів різних пристроїв, забезпечення рівномірності навантаження фаз трифазної системи, необхідною компенсацією реактивній потужності з підвищенням коефіцієнта потужності установок даного підприємства. На трансформаторних підстанціях з декількома паралельно працюючими трансформаторами, а також на власній ТЕЦ необхідно скласти графік роботи трансформаторів і генераторів в економічно доцільних режимах з метою забезпечення найменших втрат електричної енергії при різних навантаженнях.

У місцях споживання електричної енергії її економія досягається високим коефіцієнтом навантаження електроустаткування шляхом кращого використання основного технологічного устаткування, зменшення механічних втрат у виробничих агрегатах і механічних передачах, підвищення коефіцієнта потужності кожного приймача, застосування автоматичних вимикачів електроустаткування, що знаходиться в режимі холостого ходу, широкого впровадження сучасного автоматизованого електропривода, використанням енергетичних відходів технологічних процесів і іншими заходами.

Успіх виконання робіт по економії і раціональному використанню електроенергії залежить від добре налагодженого енергетичного обліку, науково обґрунтованого нормування питомих витрат електричної енергії на різні види продукції і продуманого планування електропостачання підприємства.