ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВОГО ЦЕХА ОАО «БЕЛКАРД»

Цех кузнечно-прессового производства ОАО «Белкард» специализируется на изготовлении штампованных поковок для деталей карданных валов.

Кузнечное производство располагает высокопроизводительными штамповочным и термическим оборудованием с широкими технологическими возможностями.

В кузнечном производстве ОАО «Белкард» применяются комплексные механизированные поточные линии, состоящие из высококачественного индукционного нагревателя, кривошипного ковочно-штамповочного пресса, обрезного пресса и конвейерного термического агрегата.

В качестве основного оборудования применяются пресса кривошипные горячештамповочные усилением от 10 МН до 40 МН и горизонтально-ковочные машины усилением 8 МН и 12,5 МН.

Проектная  мощность  кузнечно-прессового  производства составляет 35 000 тонн в год.

Получение поковок осуществляется методом горячей и объёмной штамповки в открытых штампах высадкой на горизонтально-ковочные машины (ГКМ), что и позволяет получать поковки различной степени сложности с незначительными штамповочными уклонами и минимальными припусками под механическую обработку. Это обеспечивает значительную экономию металла.

Применение малоокислительного индукционного нагрева заготовок перед штамповкой по сравнению с нагревом в обычных газовых печах повышает скорость нагрева, уменьшает окалинообразование, улучшает условия труда и увеличивает производительность. С целью сохранения поточности производства использования точного ковочного тепла термообработка поковок на некоторых линиях предусмотрена в печах, расположенных в комплексных поточных линиях.

В целях экономии металла и повышения коэффициента использования металла внедрены более прогрессивные металлосберегающие технологии получения штамповочных поковок.  Технология штамповки в штампах используется с разъёмной матрицей, позволяющая существенно снизить расход металла, повысить точность поковок и производительность труда.

В кузнечно-прессовом производстве внедрена и широко используется технология поперечно-клиновой прокатки (ПКП). От других процессов её существенно выгодно отличает высокий коэффициент использования металла, низкий уровень шума, высокая стойкость инструмента, отсутствие источников

виброколебаний, максимальное приближение прокатанной детали к профилю изделия, возможность полной автоматизации процесса, широкие технологические возможности. По экономичности горячая ПКП превосходит штамповку на молотах, а также прессах. ГКМ уступает только холодным операциям высадки и выдавливая.

ПКП может использоваться для обработки конструкционных и ряда инструментальных сталей, жаропрочных сплавов, титана, циркония, сплавов на основе меди и алюминия. В условиях мелкосерийного производства ПКП невыгодна из-за высокой стоимости инструмента.

На данный момент кузнечно-прессовое производство ОАО «Белкард» имеет возможность производить заготовки методом ПКП диаметром от 8 до 40 мм и длиной до 100 мм.

Схема внутрицеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещения цеха, взаимным расположением трансформаторнорной подстанции и электроприёмников, вводом питания, расчетной мощностью, требованием бесперебойного электроснабжения, условиями окружающей среды. Цеховые сети бывают питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприёмники.

В кузнечно-прессовом цеху используется схема электроснабжения, так как предназначенная для передачи электроэнергии нескольким распределительным пунктам или электроприёмникам, присоединённым в ней в разных точках.

Магистральные схема электроснабжения дают возможность снизить затраты за счет уменьшения количества используемых аппаратов и уменьшения длины питающих линий. Параметры выключателя выбирают по техническим данным таким образом, чтобы технические характеристики выключателя были больше расчетных.

При проектировании подстанций выбираются высоковольтные выключатели в соответствии с их назначением по четырём условиям:

1. Выбор по номинальному напряжению сводится к сравнению номина-

льного напряжения установки и номинального напряжения установки выключателя:

U_{ном.выкл} ≥ U_{ном.уст}                                                                          (1)

2. Выбор по номинальному току сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим к расчётному току установки, т.е. должно быть соблюдено условие:

I_{ном.выкл} ≥ I_{макс.расч}                                                            (2)

(3)

I_{ном.выкл} = 630A

 630A>615,63A

3. По отключающей способности выключатели выбираются по предель-но отключающему току (I_по), т.е. току, который выключатель надёжно разрывает при коротком замыкании без повреждений, препятствующих дальнейшей работе:

I_{откл.номл} ≥ I_{nK2,                                                                       (4)}

где I_по – расчетная величина трехфазного тока КЗ в момент отключения;

I_nK2 = 9,05кA;

I_{откл.ном} = 20кA.

20кA>9,05кA

4. Проверка на термическую стойкость. Для проверки на термическую стойкость при сквозных токах короткого замыкания определяют номинальный и расчётный тепловой импульс:

B_к.ном ≥ B_к.расч                                                                (5)

B_к.ном                                                         (6)

B_к.ном

B_к.расч

B_к.расч

5.  Проверка на электродинамическую стойкость при сквозном коротком замыкании:

i_c ≥ i_уд                                                                          (7)

52кA>23,04кA

По расчетным условиям выбираем выключатель типа ВВЭ-10-20/630:

В – выключатель;

В – вакуумный;

Э – встроенный электромагнитный привод;

10 – номинальное напряжение, кВ;

20 – предельный сквозной ток, кА;

630 – номинальный ток, А.

Для правильного выбора трансформаторов тока (ТТ) нужно правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока, исходя из того, что расчетная нагрузка присоединения будет работать в аварийном режиме.

Коэффициент трансформации считается завышенным, если при 25%-ной нагрузке присоединения в нормальном режиме ток во вторичной обмотке будет меньше 10% от номинального тока подключенного счетчика – 5 А.

Для того, чтобы присоединенные приборы работали в требуемом классе точности (для счетчиков коммерческого учета класс точности трансформаторов тока должен быть – 0,2; 0,2S; для технического учета – 0,5; 0,5S), необходимо, чтобы подключаемая вторичная нагрузка Z_н не превышала номинальной вторичной нагрузки трансформатора тока для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Z_н ≤ Z_доп.

Еще одним условием правильности выбора трансформаторов тока является проверка трансформаторов тока на токовую ΔI и угловую погрешность δ.

Угловая погрешность учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров и определяется углом δ между векторами I₁ и I₂.

Токовая погрешность определяется по формуле:

,                                                         (8)

где:

K_ном – коэффициент трансформации;

I₁ – ток первичной обмотки ТТ;

I₂ – ток вторичной обмотки ТТ.

Нужно выбрать трансформаторы тока для отходящей линии, питающей трансформатор ТПЛУ-10. Расчетный ток в нормальном режиме составляет – 240,8 А, в аварийном режиме, когда трансформатор будет перегружен на 1,2, ток составит – 289 А.

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

1. Рассчитываем первичный ток при 25%-ной нагрузке:

2. Рассчитываем вторичный ток при 25%-ной нагрузке:

Из этого следует, что трансформаторы тока выбраны правильно, так как выполняется условие I₂> 10%·I_н счетчика, т.е. 1> 0,5.

Таком образом, подводя итоги, была рассмотрена работа кузнечно-прессового цеха. Бело определено, что в данном цехе используется магистральная схема электроснабжения, предназначенная для передачи электроэнергии нескольким распределительным пунктам или электроприёмникам, присоединённым к ней в разных точках. Участок был отнесен к I категории надежности электроснабжения. Также произведён выбор высоковольтных выключателей ВВЭ-10-20/630 и трансформатора тока ТПЛУ-10.

Список литературы:

1. Анчарова, Т.В. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений : Инфра-Инженерия, 2016. - 416 c.
2. Киреева, Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий - М.: КноРус, 2013. - 368 c.
3. Коробов, Г.В. Электроснабжение. Курсовое проектирование: Лань, 2011. - 192 c.