Электроснабжение автомобильного завода

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	Cosj	d, 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.

2.1Метод 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

К_СО– 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 δ_тер=1 Вт/м²,

коэффициент спроса осветительной нагрузки К_{со 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 К_рм, 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 tgφ_эк 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):