16

КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра электропривода и электротехнологии

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по выполнению курсового проекта по дисциплине

«Проектирование систем электрификации»

для студентов очной и заочной формы обучения

(специальность 311400)

Кострома, 2002 г.

Учебно-методическое пособие «Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование систем электрификации» для студентов очной и заочной формы обучения (специальность 311400)» рассмотрено на заседании кафедры электропривода и электротехнологии, протокол № 1 от «10» сентября 2002 г. и утверждено методической комиссией факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства, протокол № 4 от «20» сентября 2002 г.

Пособие разработал: доцент кафедры электропривода и электротехнологии, к.т.н. Мазерин В.И.

Рецензент: доцент кафедры «Электроснабжение сельского хозяйства»

к.т.н. Попов Н.М.

В методическом пособии приведен алгоритм выполнения курсового проекта и даны рекомендации и практические советы по разработке принципиальной электрической схемы управления системой технологических машин, выбору силового электрооборудования, аппаратуры управления и защиты. Изложена методика выбора типа щита управления и его компоновки, даны рекомендации по проектированию схемы электрических соединений (монтажной) и схемы подключений щита управления к токоприемникам системы технологических машин. Приведены рекомендации по расчету и выбору кабелей и проводов, способа их прокладки, составлению плана силовых и контрольных проводок. Даны рекомендации по разработке функционально-технологической схемы установки и выбору технических автоматизаций.

Пособие может быть использовано в дипломном проектировании.

Введение

Дисциплина «Проектирование систем электрификации» изучается студентами факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства на пятом курсе, в семестре, предшествующему дипломному проектированию.

Целью дисциплины является формирование у будущих инженеров-электриков знаний, позволяющих самостоятельно и творчески решать задачи проектирования систем электрификации в сельскохозяйственном производстве.

В процессе изучения курса предусматривается выполнение студентами курсового проекта, целью которого является закрепление знаний, полученных ими при изучении дисциплины, и приобретение практических навыков разработки рациональных проектных решений в области электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства.

Данные «Методические рекомендации» являются методическим пособием, в котором студентам даны практические советы и рекомендации по выполнению ими курсового проекта.

Следуя советам и рекомендациям, приведенным в данном пособии, студенты имеют возможность в значительной мере сэкономить время и уменьшить затраты труда на выполнение курсового проекта.

Методическое пособие предназначено как для студентов очной, так и заочной формы обучения. Для студентов-заочников оно имеет большее значение, поскольку у них отсутствуют консультации по дисциплине на длительном промежутке времени.

Перед выполнением курсового проекта и использованием данных «Методических рекомендаций» предварительно необходимо ознакомиться с содержанием «Методического пособия по проектированию систем электрификации», в котором приведен теоретический материал по соответствующим разделам курсового проекта. Это будет способствовать лучшему пониманию методических советов и рекомендаций и качественному выполнению курсового проекта в целом.

Курсовой проект может быть представлен в компьютерном оформлении.

1. Рекомендуемый алгоритм выполнения курсового проекта

1. Получение технического задания на проектирование и данных по номеру варианта.

2. Изучение технического задания на проектирование и данных по номеру варианта.

3. Подбор методической, технической и справочной литературы.

4. Подбор канцелярских и чертежных принадлежностей.

5. Изучение «Методического пособия по проектированию систем электрификации».

6. Изучение «Методических рекомендаций по выполнению курсового проекта».

7. Разработка принципиальной электрической схемы управления электроустановкой. Графическая часть, лист № 1.

8. Составление описания принципиальной электрической схемы управления электроустановкой и оформление соответствующего раздела пояснительной записки.

9. Выбор силового электрооборудования (марок электродвигателей и трубчатых электронагревательных элементов) в соответствии с техническим заданием на проектирование. Оформление соответствующих разделов пояснительной записки.

10. Выбор пускозащитной аппаратуры (магнитных пускателей, электротепловых реле, плавких предохранителей, автоматических выключателей). Оформление соответствующих разделов пояснительной записки.

11. Выбор аппаратуры управления и сигнализации, технических средств автоматизации (кнопок и постов управления, сигнальных ламп и резисторов, сигнальной арматуры, переключателей (тумблеров), универсальных переключателей, промежуточных реле, конечных выключателей). Оформление соответствующего раздела пояснительной записки.

12. Выбор типа щита управления электроустановкой и оформление соответствующего раздела пояснительной записки.

13. Разработка общего вида щита управления. Графическая часть проекта, лист № 2.

14. Разработка схемы электрических соединений (монтажной) щита управления. Графическая часть проекта, лист № 3.

15. Разработка схемы подключений щита управления к токоприемникам технологической установки. Графическая часть проекта, лист № 4.

16. Выбор проводов и кабелей и способа их прокладки. Оформление соответствующего раздела пояснительной записки.

17. Разработка схемы силовых сетей. Графическая часть проекта, лист № 5.

18. Разработка функционально-технологической схемы автоматизации сушилки. Графическая часть проекта, лист № 6.

19. Составление описания функционально-технологической схемы автоматизации сушилки и оформление соответствующего раздела пояснительной записки.

20. Выбор средств автоматизации (первичных измерительных преобразователей-датчиков, вторичных измерительных приборов, регулирующих устройств) и оформление соответствующего раздела пояснительной записки.

21. Подготовка списка литературы, использованной при выполнении проекта.

22. Оформление титульного листа и подготовка раздела «Содержание» проекта.

23. Брошюровка листов пояснительной записки и графической части проекта.

24. Сдача курсового проекта на проверку ведущему преподавателю.

25. Подготовка к защите проекта.

26. Защита курсового проекта.

2. Рекомендации по проектированию принципиальной электрической схемы управления электроустановкой

Электроустановка состоит из совокупности машин, аппаратов, устройств, приборов, щитов и электрических цепей, которыми устройства соединены между собой.

В зависимости от назначения электрические цепи делят на первичные и вторичные. К первичным относят цепи, предназначенные для передачи и распределения электроэнергии электроприемникам (электродвигателям, электронагревателям и др.) К вторичным цепям относят цепи, используемые для передачи токов управления, сигнализации, измерений.

Порядок соединения электрических устройств между собой определяется электрическими схемами. Наиболее часто используют схемы: принципиальные (полные), соединений (монтажные) и подключения.

Принципиальная схема определяет полный состав элементов электроустановки и связей между ними и дает детальное представление о принципах ее работы. Схему используют для изучения принципа работы электроустановки, для разработки схем электрических соединений и подключения, а также в процессе эксплуатации.

При выполнении принципиальной электрической схемы необходимо в первую очередь руководствоваться следующими нормативными документами: ГОСТ 2.701-84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению»; ГОСТ 2.702-75 «Правила выполнения электрических схем».

Принципиальная электрическая схема управления электроустановкой должна содержать:

1. первичные силовые цепи переменного тока с таблицей поясняющих надписей;

2. вторичные цепи управления, сигнализации (световой и звуковой), регулирования, защиты, блокировки с таблицей поясняющих надписей;

3. диаграмму переключения контактов универсального переключателя (если последний входит в состав элементов схемы);

4. перечень элементов в форме таблицы;

5. необходимые пояснения и примечания;

6. основную надпись (штамп чертежа).

Принципиальную электрическую схему выполняют строчным способом. При этом условные графические обозначения элементов или их составных частей, входящих в одну цепь, изображают последовательно один за другим по прямой, а отдельные цепи – рядом, образуя параллельные горизонтальные или вертикальные строки.

Особое внимание следует обратить на изображение контактов реле, приборов, аппаратов, коммутирующих устройств. Контакты указанных устройств показывают в нормальном положении, то есть при таком их действительном положении, когда отсутствуют ток во всех цепях схемы и внешнее предупредительное механическое воздействие на подвижные контакты.

Контакты реле, контакторов, кнопочных выключателей и других устройств показывают таким образом, чтобы сила, необходимая для срабатывания, действовала на подвижный контакт сверху вниз при горизонтальном изображении цепей схемы и слева направо – при вертикальном.

Расположение цепей в схеме должно соответствовать последовательности их работы. При разработке принципиальной электрической схемы управления электроустановкой на это положение необходимо обратить особое внимание. Вычерчивание схемы следует начать с того электротокоприемника, который в работу включается первым.

Для удобства работы над принципиальной схемой ее рекомендуется выполнить в два приема: сначала разработать силовую цепь, а затем – цепь управления, сигнализации, блокировки и т.п. в соответствии с техническим заданием на проектирование.

При отсутствии опыта проектной работы удобно воспользоваться миллиметровкой (а не специальной чертежной бумагой) и карандашом.

Перед началом работы лист миллиметровки следует подготовить: вычертить рамку по требуемому формату чертежа и соответствующим образом обрезать. Принципиальную схему рекомендуется выполнить на листе формата А1 – 841х594 мм. Затем наметить контур основной надписи (штампа) чертежа и мысленной разбить лист вдоль его длинной стороны на три примерно равные часты (зоны). В левой зоне А (рис.1) листа рекомендуется вычертить первичные (силовые) цепи, в средней зоне Б – вторичные цепи (управления, сигнализации, блокировки и т.п.), а в правой зоне В над основной надписью разместить таблицу «Перечень элементов схемы» и диаграмму переключения контактов универсального переключателя, если таковой задействован в схеме.

Первичные цепи переменного тока изображают на схемах линиями толщиной до 1 мм, а вторичные – тонкими линиями. Рекомендуемая толщина этих линий связи 0,3…0,4 мм.

Линии связи между элементами должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и содержать наименьшее число изломов и пересечений.

Перед вычерчиванием силовых цепей необходимо предварительно в общем плане решить вопрос о том, какую аппаратуру управления и защиты следует применить для подключения электродвигателей, электронагревателей к источнику питания. Можно рекомендовать одну из двух типовых схем подключения электроприемников к источнику питания.

Первая схема включает автоматический выключатель с комбинированным расцепителем и магнитный пускатель без теплового реле; вторая схема – плавкие предохранители и магнитный пускатель с тепловым реле.

Предпочтительней является первая схема. Она более надежна, так как не допускает неполнофазных режимов работы. Именно этот недостаток присущ схемам, построенным по второму варианту. В случае выхода из строя плавкого предохранителя или потери фазы по какой-либо другой причине электроприемник, например электродвигатель, оказывается подключенным на две фазы, что недопустимо. Если в техническом задании на проектирование нет специальных указаний о том, какую аппаратуру управления и защиты следует использовать для подключения электроприемников, то целесообразно принять первый вариант.

Вычерчивание силовых цепей следует начинать с разбивки чертежного поля зоны А на части по количеству токоприемников (рис. 2). Разметку зоны целесообразно начинать снизу, постепенно поднимаясь вверх. Части должны быть одинакового размера. В верхней части зоны А желательно оставить свободное пространство 50…70 мм по вертикали. Это необходимо для удобства выполнения вторичных цепей токоприемников. После разбивки чертежного поля на части можно приступить к вычерчиванию силовых цепей в тонких линиях, а затем обвести более толстыми. На рис. 3 и 4 показаны фрагменты силовых цепей с использованием различной аппаратуры для подключения токоприемников к источнику питания.

Следующий этап работы заключается в разработке схемы вторичных цепей управления, сигнализации, регулирования, защиты, блокировки и т.п. в соответствии с техническим заданием на проектирование (см. п.1 «Перечня вопросов для проектирования»).

Далее в тексте весь набор вторичных цепей для удобства будем называть просто цепью управления, а ее составляющие – элементарными цепями. Таким образом, цепь управления включает набор элементарных цепей: сигнализации, защиты, регулирования и т.п.

Цепь управления рекомендуется разместить в средней части Б листа (рис.1). Перед вычерчиванием элементарных цепей необходимо предварительно разметить соответствующим образом чертежное поле Б. В правой части поля следует выделить и наметить место для таблицы поясняющих надписей шириной 40…60 мм (аналогично размерам таблицы поясняющих надписей для первичных цепей) и длиной во всю ширину листа. Для этого в правой части чертежного поля Б проводят две параллельные вертикальные линии на расстоянии 40…60 мм одна от другой. Затем намечают в левой части чертежного поля Б место для размещения элементарных цепей. Для этого проводят две параллельные вертикальные линии на расстоянии 200…250 мм одна от другой во всю ширину листа. Эти линии являются фазами источника питания (фаза-фаза, фаза-нуль). Далее намечают и проводят сплошные тонкие горизонтальные линии по числу токоприемников. При этом рекомендуется эти линии проводить напротив фазы В каждого токоприемника. Это делает схемы более наглядными и удобными для пользователя. В результате получается своеобразная «лестница», стойками которой являются фазы источника питания (например: А и В; А и N), а перекладинами – горизонтальные строки, предшеставляющие собой элементарные цепи управления, сигнализации, регулирования и т.п.