Краткая характеристика электроснабжения и электрооборудования автоматизированного цеха

Введение

 

В настоящее время в Российской Федерации повысился интерес потребителей к новым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE), которые в недалеком будущем заменят кабели с бумажно-пропитанной (БПИ) и поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией. Это связано с тем, что предприятия, имеющие такие кабельные линии, высоко оценили эксплуатационные преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. По этому принципу пошли и многие российские производители, которые уже модернизировали свои технологии и наладили производство подобных кабелей для отечественных потребителей.

Это объясняется значимыми преимуществами СПЭ-кабелей:

1. за счет увеличения допустимой температуры жилы достигнута большая пропускная способность кабеля (в зависимости от условий прокладки, допустимые нагрузочные токи на 1/6 - 1/3 выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией);

2. высокая устойчивость к влаге, при этом отпадет необходимость в металлической оболочке;

.   при коротком замыкании обеспечивается больший ток термической устойчивости;

.   изоляционные электрические характеристики выше, а диэлектрические потери ниже;

.   меньше допустимый радиус изгиба кабеля;

.   поскольку для изоляции и оболочки применяются полимерные материалы, то для прокладки кабелей при температурах -20°С их предварительный подогрев не требуется;

.   неограниченные возможности по прокладке кабелей на трассах с любой разностью уровней;

.   СПЭ-кабель имеет меньшие габариты и массу, как следствие прокладка кабеля, как в кабельных сооружениях, так и в грунте на сложных трассах становится легче.

9. Кабели же с бумажно-пропитанной изоляцией, несмотря на достаточно высокие и стабильные электрические характеристики, имеют ряд недостатков:

- технология изготовления кабеля сложна и трудоемка, из-за этого стоимость его довольно

кабель имеет ограничения при вертикальной прокладке, т.к. наблюдается стекание пропиточного состава;

10. В начальной стадии обработки термопластичный полиэтилен имеет серьезные недостатки, основным их которых это ухудшение механических свойств, при нагреве до температуры плавления материала.

11. Чтобы решить данную задачу производители применяют сшитый полиэтилен, причем «сшивка» происходит на молекулярном уровне. При этом в процессе сшивки, образуются поперечные связи между макромолекулами полиэтилена, которые создают трехмерную структуру материала. За счет такого строения, полиэтилен имеет высокие показатели электрических и механических характеристик, большой диапазон использования рабочих температур, меньшую гигроскопичность.

Есть несколько технологий сшивания термопластичных материалов. Для кабелей до 1 кВ используется самый распространенный способ - сшивание через привитые органы функциональные группы, в качестве таких групп используют силаны. Этот способ еще называют силанольная сшивка. Сшивание полиэтилена происходит с использованием пара или воды, температура которых достигает 80-90 °С. Под воздействием влаги, тепла и применением катализатора, совершается гидролиз силанольных групп и, как следствие, сшивка материала.

12. Этот способ сшивания полиэтилена невозможно применить для кабелей с изоляцией рассчитанной на напряжение 10 - 35 кВ, потому в процессе обработки достаточно сложно добиться равномерности физико-механических свойств в радиальном направлении изоляции, а также по причине того, что изоляция кабелей высокого напряжения имеет значительно большую толщину, по сравнению с изоляцией кабелей низкого напряжения.

13. Применение вышеописанных способов сшивки кабелей подтверждается и мировыми производителями, которые наладили технологию производства и практически полностью перешли на использование силовых кабелей на среднее и высокое напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это можно объяснить тем, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией расцениваются и считаются как морально устаревшие. Как показывает практика, применяя кабели с изоляцией из СПЭ на напряжение 6-10 кВ можно решить задачи по улучшению надежности электроснабжения потребителей путем оптимизации и реконструкции схем электрических сетей.

На сегодняшний день многие страны уже положительно оценили эксплуатационные характеристики кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на среднее и высокое напряжение и практически полностью перешли на их использование. Так, например, составляющая доля всего рынка силовых кабелей равняется в США и Канаде - 85%, в Германии и Дании - 95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ. Энергетические компании России, оценив положительные аспекты эксплуатации кабелей среднего и высокого напряжения с изоляцией из СПЭ, также ориентированы на использование данного типа кабелей при прокладке новых кабельных линий и замене либо капительном ремонте старых. Кроме того, для осуществления соединений между кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией и изоляцией из сшитого ПЭ применяются специально разработанные муфты. Это существенно уменьшает проблемы при ремонтах и реконструкциях электрических сетей.

 

Общая часть

Рисунок 4 Схема подключения максимальной токовой нагрузки

 

Заключение

 

Для ЭСН и ЭО автоматизированного цеха выбрана магистральная схема электроснабжения, так как она ненадёжна обеспечивает хорошую защиту и селективность. Так как потребители ЭЭ относятся к третьей категории надежности произвел выбор трансформаторов, с учетом отключения электроприемников, в случае послеаварийной работы трансформаторов. ТМ 160/10

На стороне высокого напряжения произвел расчет и выбор трансформаторов тока ТПЛ-10 и напряжения НОМ-10-66, и релейную защиту МТЗ РТ81/1. На стороне низкого напряжения произвел выбор распределительных пунктов (РП) шкафов с ячейками ВА 52-25 проводов АПРТО, ПРТО, сечением 3х2, а также защитных устройств и компенсирующего устройства типа КС2-0,66-36 ЗУЗ

 

Список литературы

 

1. Коновалова Л.Л..; Рожкова Л.Д.; «Электроснабжение промышленных предприятий и установок»./ Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова. -М.: Энергоиздат, 1989. - 525 с.

. Крупович В.И. «Справочник по проектированию электроснабжения»./ В.И. Крупович. -М.: Энергия, 1980. - 450 с.

. Камнев В.И. «Чтение схем и чертежей электроустановок»./ В.И. Камнев.-М.: Высшая школа, 1986. - 142 с.

. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок»./ Б.Ю. Липкин. -М.: Высшая школа, 1990. - 374 с.

. Неклепаев Б.Н.; Крючков И.П.; «Электрическая часть электростанций и подстанций»./ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. -М.: Энергоиздат, 1989. - 604 с.

. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учеб. Студ. Сред. Проф. Образования/ Юрий Дмитриевич Сибикин.-М.: Издательский центр «Академия», 2006.- 368 с.

. «Справочное пособие к курсовому и дипломному проектированию»./ -Первомайский, 2004. - 142 с.

. Шеховцев В.П. «Расчет и проектирование схем электросабжения»./ В.П. Шеховцев. -М.: Форум -Инфро -М, 2005. - 211 с.

9. <http://forca.ru/stati/kabeli/kabeli-s-izolyaciey-iz-sshitogo-polietilena.html>

10. <http://transform74.ru/tr/transformatory-tm/143/>

. http://www.rele.ru

Введение

 

В настоящее время в Российской Федерации повысился интерес потребителей к новым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE), которые в недалеком будущем заменят кабели с бумажно-пропитанной (БПИ) и поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией. Это связано с тем, что предприятия, имеющие такие кабельные линии, высоко оценили эксплуатационные преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. По этому принципу пошли и многие российские производители, которые уже модернизировали свои технологии и наладили производство подобных кабелей для отечественных потребителей.

Это объясняется значимыми преимуществами СПЭ-кабелей:

1. за счет увеличения допустимой температуры жилы достигнута большая пропускная способность кабеля (в зависимости от условий прокладки, допустимые нагрузочные токи на 1/6 - 1/3 выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией);

2. высокая устойчивость к влаге, при этом отпадет необходимость в металлической оболочке;

.   при коротком замыкании обеспечивается больший ток термической устойчивости;

.   изоляционные электрические характеристики выше, а диэлектрические потери ниже;

.   меньше допустимый радиус изгиба кабеля;

.   поскольку для изоляции и оболочки применяются полимерные материалы, то для прокладки кабелей при температурах -20°С их предварительный подогрев не требуется;

.   неограниченные возможности по прокладке кабелей на трассах с любой разностью уровней;

.   СПЭ-кабель имеет меньшие габариты и массу, как следствие прокладка кабеля, как в кабельных сооружениях, так и в грунте на сложных трассах становится легче.

9. Кабели же с бумажно-пропитанной изоляцией, несмотря на достаточно высокие и стабильные электрические характеристики, имеют ряд недостатков:

- технология изготовления кабеля сложна и трудоемка, из-за этого стоимость его довольно

кабель имеет ограничения при вертикальной прокладке, т.к. наблюдается стекание пропиточного состава;

10. В начальной стадии обработки термопластичный полиэтилен имеет серьезные недостатки, основным их которых это ухудшение механических свойств, при нагреве до температуры плавления материала.

11. Чтобы решить данную задачу производители применяют сшитый полиэтилен, причем «сшивка» происходит на молекулярном уровне. При этом в процессе сшивки, образуются поперечные связи между макромолекулами полиэтилена, которые создают трехмерную структуру материала. За счет такого строения, полиэтилен имеет высокие показатели электрических и механических характеристик, большой диапазон использования рабочих температур, меньшую гигроскопичность.

Есть несколько технологий сшивания термопластичных материалов. Для кабелей до 1 кВ используется самый распространенный способ - сшивание через привитые органы функциональные группы, в качестве таких групп используют силаны. Этот способ еще называют силанольная сшивка. Сшивание полиэтилена происходит с использованием пара или воды, температура которых достигает 80-90 °С. Под воздействием влаги, тепла и применением катализатора, совершается гидролиз силанольных групп и, как следствие, сшивка материала.

12. Этот способ сшивания полиэтилена невозможно применить для кабелей с изоляцией рассчитанной на напряжение 10 - 35 кВ, потому в процессе обработки достаточно сложно добиться равномерности физико-механических свойств в радиальном направлении изоляции, а также по причине того, что изоляция кабелей высокого напряжения имеет значительно большую толщину, по сравнению с изоляцией кабелей низкого напряжения.

13. Применение вышеописанных способов сшивки кабелей подтверждается и мировыми производителями, которые наладили технологию производства и практически полностью перешли на использование силовых кабелей на среднее и высокое напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это можно объяснить тем, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией расцениваются и считаются как морально устаревшие. Как показывает практика, применяя кабели с изоляцией из СПЭ на напряжение 6-10 кВ можно решить задачи по улучшению надежности электроснабжения потребителей путем оптимизации и реконструкции схем электрических сетей.

На сегодняшний день многие страны уже положительно оценили эксплуатационные характеристики кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на среднее и высокое напряжение и практически полностью перешли на их использование. Так, например, составляющая доля всего рынка силовых кабелей равняется в США и Канаде - 85%, в Германии и Дании - 95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ. Энергетические компании России, оценив положительные аспекты эксплуатации кабелей среднего и высокого напряжения с изоляцией из СПЭ, также ориентированы на использование данного типа кабелей при прокладке новых кабельных линий и замене либо капительном ремонте старых. Кроме того, для осуществления соединений между кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией и изоляцией из сшитого ПЭ применяются специально разработанные муфты. Это существенно уменьшает проблемы при ремонтах и реконструкциях электрических сетей.

 

Общая часть

Краткая характеристика электроснабжения и электрооборудования автоматизированного цеха

 

Автоматизированый цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий.

Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два основных участка: штамповочный и высадочный.

На участках установлено штамповочное оборудование: кузнечно-пресовое, станочное и др.

В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др.

Цеховая ТП получается ЭСН от ГПП завода по кабельной линии длиной 1 км, напряжение - 10 кВ. Расстояние от энергосистемы до ГПП-4 км, линия ЭСН - воздушная.

В перспективе от этой же ТП предусмотрено ЭСН других участков с расчётными мощностями: Р_{р. доп.} = 95 кВт, Q_{р. доп}=130 квар.

На штамповочном участке требуется частое перемещение оборудования. Количество рабочих смен-2.

По надёжности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории. электроснабжение электрооборудование автоматизированный цех

Грунт в район АЦ - супесь с температурой +22 С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый

 

Таблица 1 - Исходные данные ЭП

№ на плане	Наименование ЭО		Примечание
1,2	Вентеляторы	5
3	Сверлилный станок	3,4	1-фазный
4	Заточный станок	2,2	1-фазный
5	Токарно-револьерный станок	22
6	Фрезерный станок	10
7	Круглошлифовальный станок	5,5
8	Резьбонарезной станок	7,5
9…11	Электронагреватель отопительный	15,5
12	Кран мостовой	30 кВА
13…17	ЭД вакуумных насосов	5,5
18…22	Электродвигатели задвижек	1,2	1-фазный
23…27	Насосные агрегаты	630
28	Щит сигнализации	1,1	1-фазный
29…30	Дреножные насосы	9,5
31,32	Сварочноые агрегаты	15кВА	ПВ=40%