Электроснабжение автомобильного завода (122445)

Посмотреть архив целиком


Аннотация


В данном дипломном проекте рассматривается задача проектирования системы электроснабжения автомобильного завода. Завод является предприятием автомобилестроения. При проектировании решаются задачи, которые заключаются в определении расчётных электрических нагрузок, в правильном выборе напряжения распределения по заводу, выборе числа и мощности трансформаторов, конструкции промышленных сетей. Для выбора элементов системы производится расчёт токов короткого замыкания, рассматриваются вопросы , касающиеся релейной защиты и автоматики трансформаторов ГПП, а также заземляющего устройства пункта приёма электроэнергии.




















Введение

Темой данного проекта является проектирование системы электроснабжения автомобильного завода. Ускорение научно-технического процесса диктует необходимость совершенствования промышленной электроники, создание современных надёжных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления электрооборудованием и технологическим процессом. По этому при проектировании уделено большое внимание вопросам надёжности, обеспечение качества электроэнергии и электромагнитной совместимости, быстродействия и селективности релейной защиты и оперативной автоматики. Произведён выбор, компоновка и размещение подстанций, в соответствии с ПУЭ.

Основные задачи, решаемые при проектировании системы электроснабжения, заключается в оптимизации параметров этих систем путём правильного выбора напряжений, определении электрических нагрузок, высоких требований к бесперебойности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, конструкций промышленных сетей, средств регулирования напряжения, средств симметрирования нагрузки, подавление высших гармонических составляющих в сетях путём правильного построения схемы электроснабжения, соответствующей оптимальному уровню надёжности. В проекте произведён расчёт токов короткого замыкания и выбор комплектующей аппаратуры, вопросы по релейной защите, а также заземление ГПП освещены в соответствующих разделах.







Описание технологического процесса


Эффективность работы автомобильного транспорта в значительной степени зависит от технической готовности подвижного состава, которая обеспечивается своевременным и качественным выполнением технических обслуживаний и ремонтов.

Из всех видов транспорта автомобильный является самым трудоёмким и фондоёмким, то есть необходимо дальнейшее развитие производственно-технической базы автотранспорта предусматривающее строительство новых, расширение, перевооружение и реконструкцию действующих автотранспортных предприятий.

Для успешного решения таких многосторонних задач инженерно-технические работники автомобильного транспорта должны в совершенстве знать теорию, методику и практику проектирования, и технологический процесс производства автомобильного транспорта.


Технологический процесс

В литейном цехе серого чугуна производится отливка деталей и листовой стали для дверей, крыш, крыльев и т. д. Эти заготовки поступают в прессово-кузовной и моторный цеха. В прессово – кузовном цехе производится штамповка кузовных деталей. В цехе топливной аппаратуры производится сборка и регулировка топливной системы. Гидросистемы тормозов поступают на завод с другого предприятия – изготовителя и хранятся на складе. В литейном цехе ковкого чугуна и цветных металлов отливаются блоки и головки цилиндров. В моторном цехе производится сборка силовых агрегатов, которые поставляются на склад. В сборочном цехе происходит установка передних и задних крыльев и буферов, антикоррозийная обработка кузова, сухая шлифовка, нанесение мастик, изолирование кузова, вторичная окраска кузова грунтом, покрытие эмалью, мокрое шлифование и окончательная окраска кузова металлизированными эмалями и сушка.

Окончательно изготовленный кузов проходит контроль по качеству окраски, затем он транспортируется на сборку.

Общая сборка автомобилей осуществляется на главных конвейерах, поэтому технологический процесс сборки максимально дифференцирован, механизирован и автоматизирован.

Сборку осуществляют на главном конвейере по следующей технологии:

1 Монтаж гидросистемы тормозов и коллектора на кузове, закрепление топливо провода по днищу кузова.

2 Установка задних амортизаторов.

3 Установка и закрепление маятникого рычага на правом лонжероне.

4 Монтаж механизма управления коробки передач.

5 Установка на днище кузова регулятора давления задних тормозов.

6 Сборка кузова и шасси автомобиля. Выполнение данной операции выпо­­­­­лняют с помощью спаренных конвейеров сборки: кузов транспортируется главным подвесным конвейером сборки: кузов транспортируется верхним подвесным главным конвейером сборки, а нижним расположенным под ним и параллельным ему, транспортируется шасси автомобиля. Согласованное переме­щение кузова и шасси обеспечивает в определённый момент подъём шасси гидроподъёмником напольного конвейера до совмещения с кузовом. Так происхо­дит предварительная установка шасси на кузов. Сборка кузова и шасси начинается с регулирования положения кузова на шасси, а дальнейшее соединение и крепление шасси с кузовом выполняется на операциях общей сборки автомобиля.

На втором напольном конвейере производится сборка шасси. Он расположен параллельно напольному конвейеру подачи готового шасси на главный сборочный конвейер автомобиля. К напольному конвейеру сборки шасси по подвижным конвейерам подаются следующие сборочные единицы: моторный агрегат, задний мост, собранный карданный вал, глушитель выпуска дополнительной первой ступени, штанга стабилизатора поперечной устойчиво­сти. Здесь выполняются операции общей сборки шасси автомобиля, монтаж глушителя выпуска дополнительной первой ступени, монтаж штанги стабилизатора поперечной устойчивости со стойками, сборка карданного вала с задним мостом.

10 Установка и закрепление поперечины передней подвески.

11 Монтаж задней опоры двигателя .

12 Прикрепление верхних опор рессор к кузову.

13 Установка гибких рукавов гидротормозов.

14 Крепление верхнего рычага передней подвески.

15 Монтаж пальца шарового шарнира с кронштейном передней подвески.

16 Монтаж рулевой трапеции.

17 Монтаж трубок гидросистемы.

18 Прикрепление задних амортизаторов к заднему мосту.

19 Монтаж основного глушителя в сборе с выпускной трубой.

20 Установка угла поворота передних колёс.

21 Установка гибкого вала спидометра и гибкого троса стояночного тормоза.

22 Прокачка тормозов.

23 Монтаж топливного бака и датчика уровня бензина в баке.

24 Установка и закрепление водяного радиатора.

25 Монтаж пола и обивка багажника.

26 Установка и закрепление аккумуляторной батареи.

27 Монтаж и регулировка тяг карбюратора.

28 Установка, присоединение и закрепление выключателя зажигания.

29 Установка и закрепление колонки рулевого управления.

30 Монтаж расширительного бака к водяному радиатору.

31 Установка козырька фонаря на заднем буфере.

32 Монтаж колёс на тормозных барабанах.

33 Установка воздушного фильтра и рукава вентиляции картера двигателя.

34 Закрепление брызговиков двигателя к поперечному лонжерону.

35 Монтаж водяных рукавов на двигателе и радиаторе, заправка системы охлаждения двигателя.

36 Заправка бака автомобиля, карбюратора и топливного насоса бензином.

37 Установка рулевого колеса.

38 Подключение аккумуляторной батареи, регулировка света фар.

39 Установка облицовки радиатора и монтаж системы очистки фар.

40 Пуск двигателя, проверка приборов автомобиля, проверка включения передач.

В дальнейшем собранные и проверенные автомобили отправляются на склад готовой продукции.


Технологическая схема



Определение расчетных нагрузок

Ведомость электрических нагрузок завода.

таблица№1

Наименование цеха



Кс

Cos

,

ВВт/м2


Pуст, кВт


1

Цех шасси и главный конвейер

0,85

0,75

16

1600

Цех шасси и главный конвейер (6кВ 4X315)

0,85

-0,9


1260

2

Моторный цех

0,7

0,65

16

1600

3

Прессово-кузовной цех

0,4

0,65

14

1900

Прессово-кузовной цех (6кВ 2X500)

0,4

0,85


1000

4

Инструментальный цех

0,5

0,6

14

950

5

Ремонтно-механический цех

0,7

0,7

14

500

6

Конструкторско-эксперементальный цех

0,5

0,75

20

160

7

Экспедиция и склад

0,4

0,8

10

120

8

Деревообрабатывающий цех

0,5

0,75

12

210

9

Модельный цех

0,5

0,8

16

300

10

Литейный цех серого чугуна

0,6

0,65

12

1200

Литейный цех серого чугуна (6кВ 2X600)

0,65

0,9


1200

11

Литейный цех ковкого чугуна и цветных металлов

0,6

0,65

12

1200

Литейный цех ковкого чугуна и цветных металлов (6кВ 2X600)

0,65

0,9


1200

12

Кузнечный цех

0,5

0,65

12

500

13

Арматурно-агрегатный цех

0,6

0,7

14

850

14

Склад масел и химикатов

0,4

0,8

10

80

15

Гараж

0,4

0,8

20

150

16

Заводоуправления

0,5

0,8

20

120

17

Проходная

0,4

0,85

16

20

18

Лаборатория

0,5

0,85

20

170

19

Скрапоразделочная

0,5

0,75

14

620

20

Цех топливной аппаратуры

0,6

0,7

14

540

21

Открытый склад лесоматериалов

0,3

0,85

10

110

22

Компрессорная (6кВ 4X800)

0,8

0,9

10

3200








Генеральный план завода.

    1. Метод коэффициента спроса.


Расчетный максимум, необходимый для выбора почти всех элементов системы электроснабжения:

Сечения проводников, трансформаторов ППЭ, отключающей аппаратуры, измерительных приборов и так

далее, определяемый сначала для отдельных цехов, а затем и для всего завода в целом, находится по коэффициенту спроса по выражению:

(2.1.1)

где: расчётный максимум соответствующего цеха без учёта освещения, кВт.

коэффициент спроса соответствующего цеха;

Расчёт силовой нагрузки для цеха №1 состоящей из нагрузки выше 1000В и ниже 1000В :

кВт;

кВт;

кВт;

квар.

Для остальных цехов расчёт представлен в таблице№

Кроме того , необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов и территории завода.

Эта нагрузка определяется по удельной мощности освещения, по выражению:

где : F– освещаемая площадь, ;

δ– удельная плотность осветительной нагрузки, Вт/м2

КСО– коэффициент спроса осветительной нагрузки;

tgφ– коэффициент мощности осветительной нагрузки.

Для освещения складов, гаража, заводоуправления, проходной и лаборатории используем люминесцентные лампы с cosφ=0.9 (tgφ=0.48), для остальных цехов и территории предприятия используются лампы накаливания с cosφ=1 (tgφ=0) и дугоразрядные лампы (ДРЛ) с cosφ=0.5 и (tgφ=1,73).

Расчет освещения для цеха№1.

кВт

При использовании ламп накаливания потребление реактивной мощности равно нулю.

Для остальных цехов расчёт приведён в таблице№2


Полная нагрузка цеха напряжением до 1000В представляет собой сумму силовой и осветительной нагрузки:

Для цеха №1 кВт,

квар.

Дальнейший расчёт нагрузок по цехам приведён таблице№ 2

Таблица№2

Наименование

Цехов

Рн

cosφ

tgφ

Кс

Рм

кВт

Qм

квар

F,

м2

δ, Вт/м2

Ксо

Ро

кВт

Qо

квар

Рм

кВт

Qм

квар

Sм

кВА

1

Цех шасси и …

1600

0,75

0,88

0,85

1360

1196,8

28500

16

0,8

364,8

0

1724,8

1196,8

2099


Цех шасси и…

(6 кВ)

1260

-0,9

-0,48

0,85

1071

-514,08

------

-----

---

----

---

1071

-514,08

1188

2

Моторный цех

1600

0,65

1,16

0,7

1120

1299,2

19200

16

0,8

245,8

0

1365,8

1299,2

1885

3

Прессово-кузовной цех

1900

0,65

1,16

0,4

760

881,6

9052

14

0,8

101,4

0

861,4

881,4

1232,6


Прессово‑кузовной цех (6 кВ)

1000

0,85

0,61

0,4

400

248

-------

-----

---

-----

---

400

248

470

4

Инструментальный цех

950

0,6

1,33

0,5

475

633,6

7626

14

0,8

85,4

0

560,4

633,6

845,8

5

РМЦ

500

0,7

1,02

0,7

350

375

4968

14

0,8

55,6

0

405,6

375

552,3

6

Конструкторско-эксперементальный цех

160

0,75

0,88

0,5

80

70,5

4278

20

0,8

68,6

118,6

148,6

189,1

240

7

Экспедиция и склад

120

0,8

0,75

0,4

48

36

690

10

0,6

4,1

2

52,1

38

64,4

8

Деревообрабатывающий цех

210

0,75

0,88

0,5

105

92,4

1748

12

0,8

16,8

0

121,8

92,4

152,8

9

Модельный цех

300

0,8

0,75

0,5

150

112,5

2070

16

0,8

26,5

45,8

176,5

158,3

237

10

Литейный цех серого чугуна

1200

0,65

1,16

0,6

720

835,2

6762

12

0,8

65

112,5

785

947,7

1230,6


Литейный цехсерого чугуна (6 кВ)

1200

0,9

1,16

0,65

780

374,4

-----

-----

---

----

---

780

374,4

865,2

11

Литейный цех ковкого чугуна и цветных металлов

1200

0,65

1,16

0,6

720

835,2

10174

12

0,8

97,7

169

817,7

1004,2

1295


Литейный цех ковкого чугуна и цветных металлов (6кВ)

1200

0,9

0,48

0,65

780

374,4

-----

----

---

----

---

780

374,4

865,2

12

Кузнечный цех

500

0,65

1,16

0,5

250

290

5975

12

0,8

57,2

99

307,2

389

459,7

13

Арматурно-агрегатный цех

850

0,7

1,02

0,6

510

520,2

2500

14

0,8

28

48,4

538

568,6

782,8

14

Склад масел и химикатов

80

0,8

0,75

0,4

32

24

460

10

0,6

2,8

1,3

34,8

25,3

43

15

Гараж

150

0,8

0,75

0,4

60

45

345

14

0,6

2,9

1,4

62,9

46,4

78

16

Заводоуправления

120



0,85

0,75

0,5

60

45

930

20

0,75

14

6,7

74

51,7

90,2

17

Проходная

20


0,85

0,61

0,4

8

5

150

16

0,75

1,8

0,9

9,8

5,9

11,4

18

Лаборатория

170

0,85

0,61

0,5

85

52,7

930

20

0,75

14

6,7

99

59,4

115,5

19

Скрапоразделоч ная

620

0,75

0,88

0,5

310

273,3

345

14

0,8

3,9

1,9

313,9

275,2

417,5

20

Цех топливной аппаратуры

540

0,7

1,02

0,6

324

330,5

1150

14

0,8

12,9

22,3

336,9

352,8

487,8

21

Открытый склад лесоматериалов

110

0,85

0,61

0,3

33

20,1

2916

10

0,6

17,5

30,2

50,5

50,3

71,3

22

Компрессорная

(6кВ)

3200

-0,9

-0,48

0,8

2560

-1240

874

10

0,75

6,6

0

2560

-1240

2850,4



Примечание: в цехах имеющих металлообрабатывающие станки и оборудование применяются лампы накаливания, чтобы исключить стробоскопический эффект. В остальных цехах и на освещение открытых складов и территории предприятия используются люминесцентные и дугоразрядные лампы типа-ДРЛ.


Осветительная нагрузка территории

Площадь территории Fтер=232825м2,

удельная плотность освещения δтер=1 Вт/м2,

коэффициент спроса осветительной нагрузки Ксо тер=1[3]


Активная суммарная нагрузка напряжением до 1000В

Суммарная реактивная нагрузка напряжением до 1000В

Полная суммарная мощность напряжением до1000В


При определении суммарной нагрузки по заводу в целом необходимо учесть коэффициент разновремённости максимумов Крм, значение которого для машиностроительной отрасли равно 0,95,а также потери в силовых трансформаторах, которые еще не выбраны, по этому эти потери учитываются приближенно по ниже следующим выражениям.

Приближенные потери в трансформаторах цеховых подстанций:

Суммарная активная нагрузка напряжением выше 1000В:

Суммарная реактивная нагрузка напряжением выше 1000В:

Активная мощность предприятия:


Реактивная мощность предприятия без учёта компенсации:

Экономически обоснованная мощность, получаемая предприятием в часы максимальных нагрузок:

где 0,3-нормативный tgφэк для Западной Сибири и U=110кВ

Мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить в системе электроснабжения предприятия:

Полная мощность предприятия, подведённая к шинам пункта приёма электроэнергии(ППЭ):


    1. Статистический метод

Принимая, что при расчётах нагрузок можно пользоваться нормальным законом распределения, расчётная нагрузка может быть определена как:

(2.2.1)

где: Рср–среднее значение нагрузки за интервал времени, кВт;

β–принятая кратность меры рассеяния;

δ–среднеквадратичное отклонение, кВт;

Согласно исходных данных β=2,5.

Среднеквадратичное отклонение определяем по выражению:

(2.2.2)

где: Dp–дисперсия.

Дисперсия находится по формуле:

Dp=Рср.кв2 –Рср2 , (2.2.3)

где: Рср–среднее значение мощности за интервал времени, определяемое по формуле:

(2.2.4)

где: Δt–интервал времени;

Рi–значение мощности на этом интервале;

Рср.кв–среднеквадратичная мощность, определяемая по выражению:

(2.2.5)

Рср и Рср.кв определяются с помощью графиков нагрузок.


РСР,КВ=11053 кВт.

Тогда дисперсия Dp=РСР.КВ2 – РСР2=122171177,2–97032 =28022968,18 кВт,

а среднеквадратичное отклонение