МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СЫКТЫВКАРСКИЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫЙ ТЕХНИКУМ
Дипломный проект
Тема: «Проект модернизации электропривода скребкового конвейера ОАО
«Нойзидлер Сыктывкар»»
Группа: МЭ-41
Студент: Богомолов П.А.
Руководитель проекта: Чесноков Б.В.
Сыктывкар 2004 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
1. ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………4
Лесопромышленный комплекс «Нойзидлер Сыктывкар».
Общий обзор.
2. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Общая характеристика производства…………………………………………6
2.2. Описание технологического процесса РОЦ……...…………………………..7
2.3. Актуальность темы дипломного проектирования…………………………...8
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Требования к электроприводу скребкового конвейера применительно к
условиям данного цеха……………………………………………………………10
3.2. Расчет и выбор электродвигателя…………….……………………………..11
3.3. Выбор частотного преобразователя. Обоснование выбора.……………….15
3.4. Описание принципа работы частотного преобразователя Vacon…………18
3.5 Расчет и выбор коммутационных аппаратов, силовых кабелей, защиты и
автоматики…………………………………………………………………………20
3.6.Конструкторская разработка………………………………………………….25
4.ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА.
4.1. Структурная схема электротехнической службы и отдельных цехов……….…………………………………………………………………..27
4.2. Организация пусконаладочных работ после монтажа эл.оборудования….28
4.3.Организация эксплуатации управляемых электроприводов.………………32
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
5.1. Расчет затрат на модернизацию электропривода.………………………….33
5.2. Организация труда и заработной платы электромонтеров………………...37
5.3. Определение затрат на содержание электрооборудования………………..42
5.4. Технико-экономические показатели проекта……………………………….45
6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ТЕХНИКЕ.
6.1. Опасные и вредные факторы.………………………………………………..46
6.2. Электробезопасность…………………………………………………………46
6.3. Пожарная безопасность………………………………………………………48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………51
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….53
Схемы
1) Схема электрическая принципиальная управления скребковым
конвейером………………………………………………………………………...55
2) Принципиальная блок схема преобразователя частоты «Vacon»…………..56
3) Общая схема присоединений преобразователя частоты «Vacon»………….57
1. ВВЕДЕНИЕ
Лесопромышленный комплекс «Нойзидлер Сыктывкар».
Общий обзор.
ОАО "Нойзидлер Сыктывкар" – один из крупнейших производителей бумаги и целлюлозы в России с общим объёмом производства около 700 тысяч тонн продукции в год. Комплекс имеет интеграцию с рядом лесных холдинговых компаний, ТЭЦ и линиями производства целлюлозы. Ассортимент продукции включает офсетную и газетную бумагу, картон для упаковки жидких продуктов и упаковочный топ-лайнер.
"Нойзидлер Сыктывкар" считается устойчивым предприятием, относительно
экономического роста в отрасли, увеличивая объёмы производства благодаря
сочетанию новой продукции и экспорта. День 25 июня 1969 года стал днём
официального рождения комбината. С этого момента идёт отчёт времени
становления и развития этого уникального предприятия, освоение передовых
технологий и новых видов продукции, совершенствования инженерных кадров.
Совокупность технологий по глубокой химической и механической переработке
древесины позволяет полностью и комплексно перерабатывать древесное сырьё и
производить продукцию, пользующуюся неизменным спросом. Комплекс
действующих производств включает оборудование, технологии, опыт известных
зарубежных фирм Австрии, Германии, Италии. Жизнедеятельность предприятия
обеспечивается собственной энергетикой, связанной с энергетической системой
России, наличием на предприятии всех необходимых вспомогательных и
ремонтных служб.
Особенностью целлюлозно-бумажной промышленности является энергоёмкость, по потреблению электроэнергии и расходу тепла которая является одной из самой энергоёмкой отраслей промышленности нашей страны, и занимает соответственно шестое и четвёртое место.
"Нойзидлер Сыктывкар" имеет собственную ТЭЦ, работающую на природном газе. Она вырабатывает 436 МВт электроэнергии и 3200 тонн пара в час. ТЭЦ обеспечивает до 200% потребителей комбината, что позволяет использовать избыток тепла и электроэнергии на нужды Сыктывкара.
Приобретённые за годы работы квалификация, опыт и усилия специалистов управленческого персонала и рабочих, обеспечили эффективное производство, и устойчивое финансовое состояние предприятия.
2. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Общая характеристика производства.
Цех подготовки древесного сырья (ЦПДС) ОАО «Нойзидлер Сыктывкар» предназначен для получения технологической щепы из древесины, приёма привозной щепы, автомобильной поставки и подачи щепы в производство. Цех подготовки древесного сырья обеспечивает сырьём варочный цех, цех полуфабрикатов высокого выхода. Проектная мощность – 3000 тыс.пл.мі щепы в год. ЦПДС состоит из 3-х участков: участок выгрузки древесины, распиловочно-окорочный участок, древесно-сырьевой участок.
Участок выгрузки древесины занимается транспортировкой древесины в
плотах и секциях, расформировкой её и подготовкой к выкатке из воды.
Древесина мостовыми кранами поднимается из воды и выгружается с
автотранспорта, далее подаётся через приёмные столы роспуска на
переработку, или же складируется на площадках хранения древесины.
Распиловочно-окорочный участок состоит из 2-х цехов: распиловочно- окорочный цех (РОЦ) и древесно-подготовительный цех (ДПЦ-2).
Древесно-сырьевой участок состоит из 3-х потоков, один из которых
оснащён корообдирочным станком. Древесина, поставляемая по железной
дороге, или автомобильным транспортом окаривается, рубится, сортируется и
поступает пневмотранспортом на хвойный и лиственный потоки ХТММ, в бункер
№3 3Сщ для ТММ или конвейером в бункера 3СЩ для последующей
транспортировки пневмотранспортом или ленточными транспортёрами через
галерею №5 в варочно-промывной цех.
2.2. Описание технологического процесса распиловочно-окорочного цеха (РОЦ).
В распиловочно-окорчном цехе древесина поднимается из воды и
выгружается с автотранспорта при помощи 2-х мостовых кранов, распиливается
на балансы длиной 1,5 метра. Далее балансы окариваются в двухсекционных
окорочных барабанах КБС-425, вращающихся со скоростью 6 об/мин или 9
об/мин, в зависимости от установленных электродвигателей. Балансы
окариваются за счет трения об окорочные балки барабанов и друг от друга. В
зимнее время в торец глухой секции барабанов подается пар при температуре
150° - 170°С. Степень окорки зависит от степени загрузки окорочного
барабана (должно быть 50 - 60 % } и его производительности.
Производительность КБС-425 регулируется положением гидравлически
перемещаемой шандоры на высоте барабана. При достижении степени окорки 95%,
производительность не более 60 пл. мЗ/час при 6 об/мин и 85 пл. мЗ/час при
9 об/мин. Расход пара при температуре выше 25 °С 55 кг/пл. Проваливающиеся
через прорези открытой секции барабана кородревесные отходы
конвейером транспортируются на площадку хранения, или, через корорубки в
емкости закрытого склада щепы и на сжигание в утилизационных котлах ТЭЦ.
Окоренные балансы конвейером подаются на рубительные машины №10,11 - МРН
300. Щепа может конвейером подаваться на площадку временного хранения, или
пневмотранспортом на кучевое хранение, либо на сортирование в ДПЦ-1.
В распиловочно-окорчном цехе используется мехочищенная вода и пожарная вода поступающая с водоочистительной станции (ВОС) производства водопропускных сооружений (ПВПС).
Мехочищенная вода с давлением 3,8 - 4,2 кгс / см2 используется на технологические нужды - охлаждение воздуходувок, рубительных машин, на спрыски транспортерных лент, уборку помещений.
После использования мехочищенная вода ( ~50 % ), содержащая кору и щепу поступает на станцию биологической очистки (СБО) через насосные станции № 9, 4, 5. Мехочищенная вода, используемая на охлаждение оборудования (~ 50 % ) поступает в ливневую канализацию. Общий расход воды за год ~ 5108000м3.
Пожарная вода с давлением 4,2 - 4,5 кгс / см 2 используется на
тушение пожаров, учебно - тренировочные занятия ВПЧ, на проверку системы на
водоотдачу. Вода поступает по восьми вводам ( 6 вводов диаметром 159 мм и
2 ввода по 100 мм ) на 28 гидранта, в летнее время дополнительно
подключается 32 гидранта и 144 лафетные установки. Общий расход воды за год
~ 53400м3 (18400м3 в зимнее время + 35000 м3 в летнее время).
2.3. Актуальность темы дипломного проектирования.
Скребковый конвейер предназначен для подачи коры с открытой площадки хранения на ленточный конвейер, по которому кора транспортируется в ТЭЦ для сжигания её в котлах. По технологии объём подачи коры необходимо регулировать, поэтому для привода скребкового конвейера применяем электропривод с регулированием скорости вращения.
В ходе дипломного проектирования по вышеуказанной теме происходит
знакомство с приоритетным в настоящее время современным электроприводом с
частотным регулированием, система управления которого реализована на
микропроцессорной базе. Входы и выходы таких приводов легко согласуются с
входами и выходами современных автоматических систем управления
технологическими процессами (АСУ ТП), в связи с чем эти приводы широко
применяются для управления технологическим оборудованием. Частотно-
регулируемый привод с микропроцессорной системой управления позволяет
использовать простой по конструкции, высоконадёжный и экономичный
асинхронный двигатель (АД) с короткозамкнутым ротором (КЗР) с
характеристиками, не уступающим характеристикам двигателей постоянного тока
(ДПТ).
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Требования к электроприводу скребкового конвейера применительно к условиям данного цеха.
При проектирование электрооборудования и устройств автоматики следует учесть что, цех РОЦ является производством, где технологические процессы связаны с выделением древесно-содержащей пыли, потреблением воды, а также пара.
Требования предъявляемые к электроприводу и автоматике:
1. Режим работы – продолжительный (круглосуточный);
2. Исполнение и степень защиты:
-для оборудования, установленного в цехе или вне цеха (эл. дв. IP44,
IP54);
-для оборудования, установленного в эл. помещении (пр. IP54).
3. Охлаждение – предпочтительно с самообдувом.
4. В отношении управляемых приводов:
- обратная связь в системе регулирования отсутствует.
Распиловочно-окорочный цех является пожароопасным, а также из-за применения пара производством с повышенной влажностью, поэтому при конструировании электрооборудования для таких предприятий и при проектировании электроприводов механизмов необходимо учитывать неблагоприятные условия данного производства. Обычно пользуются следу -
ющими способами, обеспечивающими безопасное и надежное исполь зование электрооборудования на предприятиях с неблагоприятными условиями окружающей среды: вынесение электрооборудования в отдельные электротехнические помещения с благоприятными условиями. Это наиболее радикальное средство защиты электрооборудования, хотя в ряде случаев оно сопряжено с увеличением капитальных вложений на строительство специальных помещений. Следует иметь в виду, что при этом не могут быть вынесены электродвигатели, сигнальные устройства оперативного управления (кнопки, ключи, сигнальные лампы) и датчики. Применение электрооборудования в конструктивном исполнение, точно соответствующем условиям окружающей среды.
3.2. Расчет и выбор электродвигателя.
Основным требованием, предъявляемым рабочими механизмами к приводным двигателям, является обеспечение заданной производительности механизма при надлежащей надежности и экономичности их работы. Это требование может быть удовлетворено лишь при условии выбора двигателя соответствующей мощности.
В основном электродвигатели выбирают по следующим параметрам:
1. Величине напряжения.
2. Роду тока.
3. Частоте вращения вала двигателя.
4. Условиям окружающей среды.
5. Характеру и значению нагрузки.
В нашем случае выбор электродвигателя будем производить в зависи-
мости от характера нагрузки и мощности, а также от частоты вращения вала двигателя.
Выбор электродвигателя по частоте вращения.
Прямое соединение электродвигателя с машиной с помощью муфты
возможно только при совпадении частот вращения вала двигателя и вала
приводного механизма. Если частоты не совпадают, то подбирают двигатель с
большей частотой вращения вала и применяют соответствующий тип редуктора.
Тип передачи выбирают в зависимости от необходимого передаточного числа и
конструктивных особенностей производственной установки.
При выборе электродвигателя по номинальной частоте вращения учитывают и технические показатели. Масса и стоимость быстроходных двигателей меньше, а номинальные КПД и коэффициент мощности Cos ? больше.
Технико-экономические расчёты и практический опыт показывают, что в большинстве случаев наиболее экономичны двигатели с частотой вращения
1500 мин -1. Двигатели на 3000 мин -1 применяют для приводов
центробежных насосов и вентиляторов большого напора. Двигатели на 1000 мин
-1 используют для привода поршневых компрессоров, вентиляторов среднего
напора большой производительности и в других случаях, когда возможно
соединение с валом рабочей машины.
Технические данные скребкового конвейера: потребляемая мощность
на валу рабочего механизма: P = 10 кВт. Коэффициент загрузки механизма:
Кз.м. = 0,9.
Выбор электродвигателя в зависимости от характера и мощности нагрузки.
Мощность двигателя для привода рабочей машины определяют по мощности, потребляемой на её валу (Рпотр.), и режиму работы.
При выборе электродвигателя по мощности возможно два случая:
1. Потребляемая мощность на валу рабочей машины известна (приводится в технической характеристике машины).
2. Потребляемая мощность на валу машины не известна.
Во втором случае для определения потребляемой мощности нужно использовать нагрузочные диаграммы, снятые каким-либо регистрирующим прибором, нормативы, учитывающие расход энергии и выход вырабатываемой продукции.
Если известна потребляемая мощность, то электродвигатели выбирают следующим образом.
1. Определим расчетную мощность электродвигателя для привода по формуле:
Ррасч = Рнагр*?п
Где Рнагр - мощность, потребляемая на валу машины при номинальном режиме работы, кВт.
Рнагр = 10 кВт
?п - КПД передачи.
?п = 0,9-0,93, т.к. тип передачи через редуктор.
Ррасч = 10*0,95 = 9,5 кВт.
2. По расчетной мощности из каталога выбираем электродвигатель с паспортной мощностью Рном ? Ррасч: 4А132М2СУ3 со следующими техническими данными:
? Pн……………………………………………………………………..11кВт
? Iн……………………………………………………………………….22А
? Uн……………………………………………………………………..380В
? Частота вращения……………………....................................1500 об/мин
? Cos?……………………………………………………………………..0,9
? К.П.Д…………………………………………………………………..0,88
? Iп/Iном = (Кi)…………………………………………………………...7,5
? Мmax/Mном……………………………………....................................2,2
3. Вычислим коэффициент каталожной нейвязки:
Кк.н. = Ррасч / Рном = 9,5 / 11 = 0,86
4. Расчитаем коэффициент загрузки электродвигателя:
Кз.д.= Кк.н. * Кз.м.
Где: Кз.м.- коэффициент загрузки механизма, для поточно- транспортных систем = 0,9.
Кз.д.= 0,86 * 0,9 = 0,77.
5. Определим мощность, присоединенную к сети Рприс. в кВт:
Рприс. = Рн / ?дв = 11 / 0,88 = 12,5 кВт
6. Определим потребляемую мощность электропривода с учетом
коэффициента загрузки:
Рпотр = Рприс * Кз.д. = 12,5 * 0,77 = 9,62 кВт.
3.3 Выбор частотного преобразователя.
Обоснование выбора.
Принципиальная возможность регулирования угловой скорости асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения вытекает из формулы ? = 2?f (1-s)/p. При регулировании частоты также возникает необходимость регулирования амплитуды напряжения источника, что следует из выражения U1 ? Е1 = kФf1. Если при неизменном напряжении изменять частоту, то поток будет изменяться обратно пропорционально частоте. Так, при уменьшении частоты поток возрастает, и это приведет к насыщению стали машины и как следствие к резкому увеличению тока и превышению температуры двигателя; при увеличении частоты поток будет уменьшаться и как следствие будет уменьшаться допустимый момент.
Для наилучшего использования асинхронного двигателя при регулирова- нии угловой скорости изменением частоты необходимо регулировать напряжение одновременно в функции частоты и нагрузки, что реализуемо только в замкнутых системах электропривода. В разомкнутых системах напряжение регулируется лишь в функции частоты по некоторому закону, зависящему от вида нагрузки.
Из всех возможных способов регулирования этот способ позволяет плавно изменять угловую скорость в наиболее широком диапазоне (до 10 : 1, а иногда и более). Для его осуществления требуется, чтобы двигатель (или группа двигателей) получал питание от отдельного источника. В качестве такого источника могут быть использованы электромеханические или статические преобразователи частоты. В связи с развитием полупроводнико- вой техники в настоящее время наиболее предпочтительными являются полупроводниковые статические преобразователи фирмы Vacon.
Обоснование выбора преобразователя.
Компактные преобразователи частоты Vacon серии CXL перекрывают диапазон
мощностей 0,55 кВт – 1,5 МВт для трехфазных напряжений 200/400/500/690 В.
Преобразователи частоты Vacon удовлетворяют самым жестким требованиям
директив по электромагнитной совместимости, установленных ЕС.
Высокая помехоустойчивость и небольшое излучение электромагнитных помех достигнуты за счет специальной оболочки, встроенного дросселя переменного тока, фильтра радиочастотных помех, а также других техничес-
ких решений. Входной дроссель снижает также уровень высших гармоник,
генерируемых преобразователем частоты в питающую сеть. Современная
технология векторного управления без датчиков обратной связи по скорости,
быстродействующая интегрированная цепь управления, а также непосредственное
измерение тока в трех фазах гарантируют качественное управление
электродвигателем и адаптируемость преобразователя частоты даже к самым
сложным условиям применения. С другой стороны, благодаря подробным
руководствам, удобной панели управления и специализированным программным
продуктам для персонального компьютера работа с преобразователями частоты
Vacon во всех случаях не представляет сложностей.
? Преобразователи частоты Vacon ориентированы на мировой рынок. Они изготовляются в соответствии с европейскими нормами, специалистами с высокой квалификацией и богатым производственным опытом.
? Высокое качество обеспечивает выбором лучших технических решений и комплектующих.
? Каждый преобразователь частоты подвергается выходному контролю и испытаниям в предельных условиях эксплуатации.
? К каждому преобразователю частоты прилагается акт испытаний.
? Преобразователя имеют разнообразные функции.
? Предусматривается блокировка параметров, повышающая безопасность изделия во время эксплуатации.
? Расчетный срок службы преобразователя частоты - более 500.000 часов.
Срок службы в предельных условиях эксплуатации (100% нагрузка, мак-
симальная температура окружающей среды, непрерывная работа в течении 24 часов полную неделю) составляет 50.000 часов.
Преобразователи частоты Vacon имеют малые габариты и легко встраивает ся в различные системы.
Построенные по блочно-модульному принципу макропрограммы облегчают ввод в эксплуатацию преобразователя частоты на различных объектах. Помимо базовой макропрограммы в распоряжении пользователя имеются:
? Стандартная макропрограмма.
? Макропрограмма “Местное / дистанционное управление”.
? Макропрограмма с набором фиксированных скоростей.
? Макропрограмма с ПИ-регулированием.
? Универсальная макропрограмма.
? Макропрограмма управления насосами и вентиляторами (с функцией выравнивания моторесурса агрегатов).
Преобразователи частоты Vacon отличаются большой простотой в эксплуатации.
? Подробные руководства на русском языке, а также более чем на 20
языках.
? Благодаря макропрограммам количество параметров настройки сведено к минимуму.
? Специализированные программные продукты и руководства можно получать из Интернета.
? Простые в эксплуатации панели управления (стандартные, буквенно- цифровые, графические).
? Предварительная установка основных параметров: достаточно ввести в преобразователь частоты данные двигателя, указанные в заводской бир-
ке; остальное Vacon сделает сам.
? Удобные присоединения цепей ввода-вывода, разъемные клеммники.
? Выход RS232C для персонального компьютера.
? Сетевые адаптеры для всех локальных промышленных сетей.
Все эти преимущества делают преобразователь частоты Vacon удобным и
надёжным в эксплуатации и предоставляющим неограниченные возможности в
регулировании скорости различных производственных механизмов, в нашем
случае, скребкового конвейера.
3.4 Описание принципа работы частотного преобразователя Vacon.
В основе частотного преобразователя Vacon лежит технология векторного управления без обратной связи, связанная с адаптивной моделью двигателя и специализированной интегральной схемой. Работа математической модели двигателя базируется на данных о величине тока, измеряемого в каждой фазе и уровня рабочего напряжения, выдаваемого цепями блока управления. В модели автоматически идентифицируются параметры электродвигателя, как для бездатчикового векторного режима, так и для скалярного управления, при этом отслеживаются текущие изменения параметров во времени. Векторное управление основывается на системе координат вектора потока статора, которая слабо восприимчива к небольшим отклонениям в измерениях показателей и параметров двигателя, что упрощает расчёты. Цепи блока управления также осуществляют контроль за обменом информацией по внутренним шинам и отдельными внешними функциями, тем самым высвобождая процессор для решения других задач.
Принцип работы преобразователя заключается в следующем: трёхфазный
дроссель переменного тока с конденсатором промежуточного звена постоянного
тока образует индуктивно-ёмкостной фильтр, который совместно с диодным
мостом обеспечивает постоянное напряжение на входе инвертора на
транзисторах IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором).
Дроссель переменного тока фильтрует также высокочастотные помехи приходящие
из сети в преобразователь и генерируемые преобразователем в сеть. Кроме
того, он улучшает форму кривой тока, подаваемого на преобразователь.
Инверторный мост на транзисторах формирует симметричное трёхфазное напряжение регулируемое методом широтно-импульсной модуляции, подаваемого на электродвигатель. Мощность, потребляемая из сети является практически активной.
Блок прикладных функций и управления двигателем реализован с использованием микропроцессорных средств. Микропроцессор управляет двигателем в соответствии с замеренными значениями, уставками соответствующих параметров, а также управляющими командами, формируемыми цепями платы ввода-вывода и панелью управления. Блок прикладных функций в свою очередь выдаёт команды на блок управления двигателем, который определяет параметры коммутации транзисторов IGBT. Драйверы усиливают управляющие сигналы, обеспечивая коммутацию IGBT модулей.
Панель управления обеспечивает связь между оператором и преобразователем частоты. С помощью панели управления оператор может устанавливать параметры, читать информацию о состоянии оборудования и формировать управляющие команды.
3.5 Расчет и выбор коммутационных аппаратов, силовых кабелей, защиты и автоматики.
Для увеличения срока работы электродвигателей необходимо технически грамотно выбрать аппаратуру управления и защиты. Выбрать аппарат - это значит отобрать из многих однотипных аппаратов самый экономичный, технические данные которого полностью соответствуют условиям окружающей среды. Кроме этого, необходимо учитывать требования техники безопасности.
Методика выбора аппаратов управления и защиты установлена руководящими техническими материалами РТМ «Методика выбора элементов пускорегулирующей и защитной аппаратуры электроприводов машин». Согласно этому документу аппараты управления и защиты выбирают в зависимости от установленной мощности и режима работы электроприемника, условий внешней среды, технических требований и монтажного исполнения.
Выбор аппаратов защиты начинают с определения вида (принципа действия) защиты. Неправильный выбор вида защиты может способствовать интенсивному старению изоляции и сокращению срока службы электроприемников, возникновению пожаров, а так же поражению людей электрическим током.
Выбор автоматов управления (магнитных пускателей, контакторов, автоматических выключателей, рубильников) и защиты (предохранителей, автоматических выключателей, тепловых реле) производится по номинальному току нагрузки, номинальному напряжению и роду тока питающей сети. Чтобы предохранители и выключатели надежно защищали электроприемники и сети от коротких замыканий и перегрузок, они проверяются по номинальному току плавкой вставки и соответственно току срабатывания расцепителя. Кроме того, они должны быть проверены на селективность. Эксплуатационные требования и условия среды в месте установки аппаратов так же должны учитываться при их выборе.
Для управления электродвигателями длительного и повторно- кратковременного режимов работы рекомендуется применять магнитные пускатели и контакторы, обеспечивающие защиту их от перегрузки и нулевую защиту. Они предназначены для частых коммутаций рабочих токов и редких отключений при токах перегрузки. Длительная эксплуатация аппаратов обеспечивается в условиях не только включения, но и отключения пусковых токов. Для группы электродвигателей, служащих приводом одной машины или же ряда машин, осуществляющих единый технологический процесс, следует, как правило, применять общую аппаратуру управления, в остальных случаях каждый электродвигатель должен иметь отдельные аппараты управления и защиты.
При управлении из нескольких мест необходимо предусматривать аппараты (выключатели, переключатели), не дающие возможность дистанционного пуска механизма или линии, остановленных на ремонт. В случаях, когда оператор проектируемого механизма не сможет определить по состоянию аппарата управления, включена или отключена главная цепь электродвигателя, рекомендуется применять световую сигнализацию.
Аппараты управления следует располагать ближе к электродвигателям в местах, удобных для обслуживания. Если с места, где установлен аппарат управления электродвигателем, не виден приводимый им механизм и если этот механизм имеет постоянный обслуживающий персонал, необходимо предусмотреть следующие мероприятия для предотвращения несчастных случаев:
. установку кнопки пуска электродвигателя непосредственно у механизма;
. сигнализацию или звуковое оповещение о предстоящем пуске механизма;
. установку вблизи электродвигателя и приводимого механизма аппаратов для аварийного отключения электродвигателя, исключающих возможность пуска.
Применение установочных автоматических выключателей рекомендуется в цеховых распределительных устройствах на щитах подстанций для защиты отходящих линий, если иные выключатели применять нельзя. Защиту электродвигателей от коротких замыканий рекомендуется осуществлять с помощью предохранителей или автоматических выключателей, а от перегрузок - с помощью тепловых реле.
Расчёт и выбор автоматического выключателя.
Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных режимах (КЗ и перегрузках), для редких оперативных переключений (три – пять в час) при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения.
В нашем случае роль автоматического выключателя сводится к защите преобразователя частоты со стороны питающей сети, т.к. все защиты электродвигателя (перегрузка, обрыв фазы, заклинивание, тепловая защита, защита от работы с недогрузкой, защита от сверхтока) реализуются и контролируются преобразователем.
Технические данные преобразователя частоты Vacon 18,5 CXL4:
Pном.пр……………………………………………………..18,5 кВт.
Iном.пр. ……………………………………………………… 42А
Uном……….………….………………………………………400В.
Найдем ток теплового расцепителя: Iт.расц..? Iном.пр.
Iт.расц. = 1,1*Iн [A];
Iт.расц. = 1,1*42 = 46,2 А
Кратность тока уставки автомата Iном.пр. / Iт.расц.:
К = 42 / 46,2 = 0,9.
По этим условиям выбираем по справочнику (с.604 Федоров) автоматический выключатель типа: АЕ2040.
Параметры выключателя:
Uн = 380 В
Iн = 50 А
Iт.расц = 46,2 А .
Для питания частотного преобразователя по схеме необходимо выбрать магнитный пускатель.
Магнитные пускатели предназначены главным образом для дистанционного
управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором
мощностью до 100кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и
останова электродвигателя (нереверсивные пускатели); для пуска, останова и
реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). В исполнении с тепловым
реле пускатели также защищают управляемые электродвигатели от перегрузок.
Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного
тока с прямоходовой магнитной системой.
Пускатели выбирают по следующим условиям:
Напряжение втягивающей катушки должно быть равно напряжению сети.
Номинальный ток пускателя должен быть больше или равным силе тока нагрузки.
Пускатель должен обеспечивать нормальные условия коммутации.
Исполнение и степень защиты должны соответствовать условиям окружающей среды.
Выбираем по таблице 3.6 (с.143 Коновалова) исходя из номинального тока преобразователя магнитный пускатель типа ПМЛ-3600 с параметрами:
Параметры пускателя:
Uн = 380 В.
Iн = 63 А.
Uкат. = 220В.
Пускатель на условия коммутации проверять не нужно, так как разгон двигателя осуществляется плавно и пусковые токи, характерные при прямом пуске отсутствуют.
Сетевой кабель и кабель для подключения электродвигателя выбираем в соответствии с руководством эксплуатации преобразователя и рекомендациями завода-изготовителя для подключения частотных преобразователей Vacon: кабели рассчитаны по номинальному току преобразователя.
По таблице руководства выбираем четырёхжильные экранированные медные кабеля с сечением 10 мм2 ( КВВГэ - 4 *10).
Прокладка кабелей должна вестись как можно дальше от информационных кабелей связи, если такие применяются на производстве, для наименьшего наведения помех в них.
3.6.Конструкторская разработка
В качестве конструкторской разработки необходимо разработать схему управления скребковым конвейером. Схема должна осуществлять дистанционное управление включением и выключением частотного преобразователя. В схему управления необходимо ввести потенциометр, позволяющий регулировать напряжение в необходимых пределах, которое подаётся на вход преобразователя для ручного регулирования скорости, а также миллиамперметр для индикации скорости электродвигателя на пульту управления оператора. Данная схема должна быть построена таким способом, чтобы исключить пуск двигателя, когда не выполнены ниже перечисленные условия:
• Переключатель местного и дистанционного управления не должен находиться в положении “0”
• Скребковый конвейер транспортирует кору на другой ленточный конвейер, поэтому, чтобы не произошло засыпания последнего, они должны быть сблокированны.
• Так же в схеме должно быть предусмотрено реле уровня коры в циклоне, которое в случае закупорки коры в последнем, отключает весь механизм.
• По «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) при наличии дистанционного управления электродвигателем какого-либо механизма вблизи последнего должен быть установлен аппарат аварийного отключения, исключающий возможность дистанционного или автоматического пуска электродвигателя до принудительного возврата этого аппарата в исходное положение.
• По ПУЭ вблизи электродвигателей, которые управляются дистанционно, должна быть предусмотрена звуковая и световая сигнализация для оповещения технологического персонала о том, что на данную электроустановку будет подано напряжение.
Разработанная схема представлена в графической части.
4. ОРГАНИЗАЦИОННО -ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
4.1. Структурная схема электротехнической службы производства.
Управление энергетики.
Начальник управления энергетики.
Заместитель начальника управления энергетики.
Начальник центральной электрической службы.
Заместитель начальника центральной электрической службы.
Начальник участка ВВС.
Начальник смены ВВС.
Начальник ЭТЛ.
Мастер ЭТЛ.
Мастер по ремонту ВВ оборудования.
Служба регулируемых приводов.
Начальник службы регулируемых приводов.
Начальник участка КДМ-21.
Начальник участка БДМ-11.
Начальник участка БДМ-14.
Начальник участка ППВ.
Начальник участка ремонтно-механического завода.
Электромонтажный участок.
Начальник электромонтажного участка.
Мастер электромонтажного участка.
4.2. Организация пусконаладочных работ после монтажа электрооборудования
Работы по наладке электроустановок являются завершающей частью комплекса электромонтажных работ и выполняются той организацией, которая проводит основные электромонтажные работы и несет за них ответственность.
Целью наладочных работ является обеспечение электрических параметров и режимов работы электрооборудования, заданных проектом технических показателей и надежности работы.
Порядок выполнения работ:
1. До начала пусконаладочных работ должны быть выполнены следующие подготовительные мероприятия:
. изучение технической документации заводов-поставщиков электрооборудования;
. произведены проверочные расчеты и согласование уставок реле управления и защиты;
. подобраны необходимые инструкции и техническая литература.
2. На месте производства работ руководитель наладочных работ обеспечивает выполнение следующих подготовительных мероприятий:
. определяет производственные помещения для лабораторий;
. совместно с руководителем монтажных работ устанавливает время начала наладочных работ.
3. В соответствии с объемом и сроками выполнения наладки, определяется сеть участков, бригад и звеньев на объекте.
4. Каждый участок, бригада, звено должны получить определенное задание и срок выполнения работ.
5. Проверяется организация и экипировка рабочих мест бригады, каждое рабочее место размещается в непосредственной близости от налаживаемого оборудования. На рабочем месте должны быть необходимые измерительные приборы и инструменты.
6. Временные питающие электрические сети должны соответствовать всем правилам техники безопасности. Рабочее место должно иметь достаточное освещение.
7. Обязанности руководителя наладочных работ по объекту определяют в специальных должностных инструкциях.
Во время проведения наладочных работ, ведутся оперативные записи результатов измерений и испытаний по ходу работ в соответствующий бланк протокола, для последующей подготовки технической отчетной документации.
В проект производства наладочных работ должен быть включен отдельным пунктом объем наладочных работ, предназначенных для выполнения монтажа электрооборудования на объекте в специально отведенных помещениях находящихся в близи объекта.
Порядок выполнения работ:
1. Работы, проводимые вне зоны