Выполнение курсового проекта определяется сроками, поэтому планировать работу над проектом следует по определенным этапам. Рассмотрим основные этапы работы.

1. Изучение объекта и выявление источников питания для электроснабжения проектируемого объекта (районная подстанция системы, ГПП завода и др.), напряжения сетей внешнего электроснабжения (завода, цеха или установки) и мощности питающих трансформаторов (системы или ГПП, ЦРП завода).

2. Выявление в соответствии с характером производства основных требований к электроснабжению объекта, установление категорий электроснабжения отдельных цехов, установок, определение режимов работы наиболее типичных механизмов и требований, предъявляемых к резервированию питания.

3. Составление ведомости потребителей электроэнергии с указанием необходимых данных для проектирования (схемы электроснабжения).

4. Выбор схемы внешнего электроснабжения и величины питающих напряжений.

5.  Полный расчет электрических нагрузок по отдельным участкам, цехам, установкам и заводу в целом с учетом числа мощности электроприемников рабочих и резервных, а также наибольших и наименьших по мощности электроприемников.

6. Рассмотрение вопросов компенсации реактивной мощности. Реактивная мощность может быть покрыта синхронными двигателями или установкой статических конденсаторов на стороне 0,38 и 6—10 кВ в соответствии с технико-экономическими расчетами [9].

7. Выбор числа трансформаторных подстанций и определение мощности и числа трансформаторов при наличии данных об электрических нагрузках по отдельным цехам, установкам и по заводу с учетом размещения потребителей на генплане завода или цеха.

8. Определение трассы сетей внутреннего электроснабжения завода напряжением 6—10 кВ, выбор сечения линий (обычно кабельных). При этом следует располагать данными о числе и местоположении отдельных ТП и РП по заводу, мощностью и числом трансформаторов на отдельных ТП и их расстояниями до источника питания (ГПП или ЦРП завода). На основании полученных расчетных данных выполнить схему внутреннего электроснабжения (лист 1 графических работ).

9. Составление в соответствии с принятой схемой внутреннего электроснабжения расчетной схемы и схемы замещения ее отдельных элементов (сопротивления трансформаторов, линий, реакторов, синхронных двигателей и др.), по которой рассчитывают токи к. з. для точек, где намечается установка соответствующей высоко- и низковольтной аппаратуры и трансформаторов тока.

10. Выбор по данным о величине токов к. з. (а для комплектных подстанций — уточнение) аппаратов на высшей и низшей сторонах силовых трансформаторов, трансформаторов тока и напряжения. Выбор производится по справочным и каталожным данным на указанную аппаратуру сравнением допустимых и расчетных величин токов и напряжений для нормального режима и для режима к. з.; при этом все допустимые величины для материала токоведущих частей и выбираемой аппаратуры должны быть выше соответствующих расчетных. По данным выбранной аппаратуры выполняют схему ГПП, ТП цеха или установки на листе 2, на котором может размещаться план цеха, установки и т. п.

11. Уточнение сечений и марок кабелей внутреннего электроснабжения по токам к. з., что отмечается на листе 1.

12. Выбор типа релейной защиты для одного элемента схемы электроснабжения (трансформатор ГПП, трансформатор ТП цеха, линия от ГПП до ТП и др.), определение токов срабатывания и коэффициентов чувствительности для защиты от перегрузки и к. з.

13. Рассмотрение вопросов управления, сигнализации, учета и автоматики системы электроснабжения (АВР, АПВ) на стороне 6—10 и 0,38 кВ. Выбранную схему релейной защиты выполняют в трехлинейном или в однолинейном исполнении и со схемой автоматики наносят на лист 3. Для тем по электроснабжению установок (насосных, компрессорных и др.) предусматривать выполнение расчетов по нагрузкам силовой и осветительной сети напряжением 0,4/0,23 кВ, например для питания вспомогательных механизмов компрессорных и насосных установок, оборудованных основным электроприводом на 6 кВ, электроприводов крановых установок, механической мастерской, вентиляции и др. Рассчитанную силовую сеть нанести на план цеха (взамен листа 1).

14. Технически и экономически обоснованный выбор (на основании листов 1 и 2) конструктивного выполнения ГПП с отдельными ее элементами в виде блоков на открытой части и КРУН для стороны 6—10 кВ или соответствующих РП и ТП для цехов и установок. Выполняют план подстанций и разрез с показом основного установленного электрооборудования и наносят на лист 4, где также показывают контур заземления и монтаж защиты.

15. Расчет заземления и молниезащиты для проектируемой подстанции (ГПП, ТП, КТП) в соответствии с требованиями ПУЭ о величине сопротивления контура защитного заземления и его обязательного выполнения прутковыми электродами. В расчетах обязательно учитывать наличие естественных заземлителей, что снижает число вертикальных заземлителей и удешевляет выполнение заземления. Присоединение внешнего контура заземления вокруг подстанции и внутреннего контура подстанции к электрооборудованию показывать на листах 1 и 4.

16. Составление ведомости покупного электрооборудования и материалов (по заданию руководителя). Ведомость необходима при определении сметы (экономическая часть проекта).

17. Выполнение организационно-технологической и экономической части проекта; изложение вопросов охраны труда и противопожарных мероприятий.

Б. Электрооборудование цеха (участка, пролета и т. п.)

Основные этапы работы при проектировании:

1. Светотехнический расчет осветительной установки.

2. Расчет осветительной сети.

3. Выполнение плана сети электроосвещения с нанесением его на лист 1 (в соответствии с расчетами п. 1 и 2).

4. Выполнение (если определено заданием) схемы автоматического управления одного из механизмов (станок, электротермическая установка, насосно-компрессорная и др.), установленных в цехе. Описать работу схемы механизма.

Подробные указания, этапы работы и литература по данному пункту даны при рассмотрении этапов работы для темы В курсового проекта.

5. Расчет силовой сети цеха.

6. Сведение в таблицу расчетов по силовой сети с указанием марок, сечений и способов прокладки проводов, шинопроводов и местоположения распределительных пунктов.

7. Выявление на основании суммарной расчетной нагрузки силовой сети (п. 5) и нагрузки осветительной сети (п. 1) коэффициента мощности цеха (установки) без компенсации реактивной мощности. Определение необходимой мощности и типа конденсаторной батареи в соответствии с заданным коэффициентом мощности.

8. Определение полной расчетной мощности силовой и осветительной нагрузок цеха (установки). Выбор с учетом компенсации реактивной мощности при необходимости мощности и количества трансформаторов в зависимости от требований надежности электроснабжения и категории электроприемников.

9. Выбор типа цеховой подстанции (встроенная, пристроенная, внутрицеховая — КТП и др.), ее местоположения, расстояния до источника питания (ГПП или ЦРП завода) и уточнение величин токов к. з. на шинах источника питания или мощности трансформаторов ГПП завода.

10. Составление расчетной схемы и схемы замещения системы электроснабжения цеха (установки) от источника питания до ТП цеха и определение токов к. з. на высшей и низшей сторонах ТП цеха.

11. Выбор на основании величин токов к. з. токоведущих частей (кабелей и шин) и высоко- и низковольтной аппаратуры подстанций.

12. Нанесение на лист 4 плана, разреза и других конструктивных элементов подстанции (по заданию) вместе со схемой электроснабжения.

13. Расчет контура заземления цехового электрооборудования с проверкой тока цепи «фаза — нуль». При этом контур защитного заземления показывают на листе 3 (силовая сеть цеха) и листе 4 (план ТП цеха).

14. Составление ведомости покупного электрооборудования и материалов по силовой или осветительной сети (по указанию руководителя). Ведомость используют при составлении сметы (экономическая часть проекта).

15. Выполнение организационно-технологической и экономической части проекта; изложение вопросов охраны труда и противопожарных мероприятий.

Примечание. Пункты 9-М2 выполняются, если технико-экономические расчеты подтверждаются целесообразностью сооружения отдельной КТП для цеха (см. материалы расчетно-пояснительной записки).

В. Электропривод и электрооборудование производственного механизма или установки

Основные этапы курсового проектирования:

1. Изучение задания и уточнение исходных данных на проектирование электропривода, схемы управления, электропитания и защиты.

2. Изучение производственного механизма: основного и вспомогательного движений; их последовательности; взаимодействия данного механизма с другими технологическими установками. Составление мнемонической (упрощенно-наглядной) или кинематической схемы производственного механизма, или технологической схемы установки, отражающей связь элементов электропривода и автоматизации (электродвигателя, электромагнитной муфты, электромагнитов, путевых выключателей, реле давления и т. п.) с кинематическими, гидравлическими и пневматическими устройствами и элементами производственного механизма или установки. При изучении механизма обязательно усвоить цикл его работы, а технологические переходы свести в циклограммы (см. § 4.2).

3. Краткое описание основных узлов механизма или установки, режимов и циклов, технологических особенностей; разъяснение к циклограмме; анализ (но не описание) существующей схемы управления. При анализе существующей схемы управления разобраться в примененном методе регулирования скорости электродвигателей, форме управления, установить отсутствие тех или иных блокировок, сигнализации, элементов автоматизации и т. д.

Коренное изменение принципиальной схемы возможно в случае изменения кинематической схемы механизма; оно производится конструктором-механиком.

Без существенного изменения кинематики механизмов можно рекомендовать следующие изменения в принципиальной схеме: а) замена главного привода переменного тока приводом постоянного тока, или наоборот; б) замена трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей двигателями с фазным ротором, а также асинхронных электродвигателей синхронными; в) применение в схемах постоянного тока вместо системы «генератор— двигатель» с ЭМУ системы с магнитными и полупроводниковыми усилителями, тиристорными преобразователями и усилителями; г) замена односкоростных электродвигателей многоскоростными; д) замена ручного управления (с барабанными илиуниверсальными переключателями и т. д.) автоматическим; е) изменение системы пуска (например, вместо пуска электродвигателя в функции тока применить пуск в функции времени, или наоборот); ж) изменение системы торможения; з) введение автоматического торможения или останова электропривода; и) замена полуавтоматического цикла работы автоматическим; к) введение дополнительной сигнализации, автоматизации вспомогательных операций и др.; л) замена ручного контроллерного управления механизмами управлением с помощью магнитных контроллеров (например, на подъемно-транспортных машинах); м) применение вместо часто включаемых контакторов комплектных устройств с тиристорами; н) разделение однодвигательного привода на двухдвигательный; о) перевод принципиальной электросхемы с релейно-контактным управлением на бесконтактное с применением .магнитных или полупроводниковых логических элементов.

Возможные изменения в схеме управления базируются главным образом на новых технических требованиях, предъявляемых к электроприводу и автоматике проектируемого производственного механизма. При этом определяющим является выбранная система электропривода, метод регулирования скорости и торможения.

4. Выбор системы электропривода по техническим и экономическим показателям, рабочих напряжений для питания силовой нагрузки, цепей управления и сигнализации, элементов автоматизации.

5. Составление принципиальной схемы управления и производство расчетов по определению.мощности и выбору электродвигателей, по выбору пусковых, регулировочных и тормозных резисторов (сопротивлений), по построению характеристик электродвигателей в системе привода, по определению мощности и выбору усилителей, выпрямителей или преобразователей.

Перечисленные расчеты и выбор электрооборудования произвести обязательно после выбора электропривода производственного механизма. После составления принципиальной электросхемы, из которой известны все коммутационные, защитные и управляющие аппараты, произвести их выбор по габаритам, величине коммутирующих токов, токам уставок или плавких вставок и другим параметрам. В заключение дать подробное описание запроектированной схемы управления.

6. Составление схемы соединений (монтажные) и подключения (внешних соединений), вычерчивание общего вида механизма с расположением электрооборудования на нем и составление ведомости покупного электрооборудования.

7. Составление организационно-технологической части проекта, отражающей вопросы организации монтажа электрооборудования и основные решения по его технологии: описание технологической операции и указание организации монтажа панелей и пультов управления, электропроводки и электрооборудования на производственном механизме, электропроводки и связей между пультом управления, станцией (шкафом) управления и производственным механизмом (станком, компрессором и т. п.). Составление сетевого графика монтажа электрооборудования.

8. Составление экономической части проекта, к которой относятся вопросы технико-экономического обоснования электропривода, включаемые в п. 4. Составление сметы на электрооборудование и его монтаж при наличии принципиальной схемы, схемы соединений и спецификации, где указаны все необходимое электрооборудование, провода и кабели, шкафы и пульты управления, трубы и металлорукава, крепежные материалы. Определение по прейскурантам и ценникам стоимости каждой единицы электрооборудования и его монтажа. Занесение результатов расчетов и технико-экономических показателей в таблицы. Дополнительные расчетные работы произвести в соответствии с заданием.

9. Изложение вопросов охраны труда, которые носят в основном инструктивный характер по правилам безопасности работы при монтаже и наладке электрооборудования производственного механизма, и противопожарных мероприятий.