Общая характеристика Архангельского речного порта и установление состава электрообоудования

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Государственный университет морского и речного флота

Имени адмирала С.О. Макарова»

(наименование института)

Саргсян Гурген Гамлетович

(ФИО обучающегося)

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки / специальности)

(наименование направленности образовательной программы (профиля / специальности / название магистерской программы))

Модернизация электрооборудования грузового района Архангельского

(тема ВКР) речного порта

Утверждена приказом от «12»

_____ 05___2020 ___г. №_ 444 _

Руководитель ВКР

Тырва О.В. к.т.н.

Консультанты

Нормоконтроль

Тырва О.В. к.т.н.

Руководитель ОПОП

(дата)

(подпись)

(ФИО, должность/ степень/ звание)

Постановление ГЭК от «___» ___________20_____г.

Признать, что обучающийся (-аяся)

Саргсян Г.Г.

(инициалы, фамилия)

выполнил и защитил дипломный проект с отметкой

(отметка прописью)

Председатель ГЭК

(подпись)

(инициалы, фамилия)

Секретарь ГЭК

(подпись)                                                 (инициалы, фамилия)     Санкт-Петербург 2020

 

 

Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» (наименование института)
	ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
	13.03.02 Электроэнергетика и электротехника код и наименование направления подготовки / специальности   Тема: _________ Модернизация электрооборудования грузового района Архангельского__ речного порта
	Утверждена протоколом заседания кафедры от «12» _____ 05 ___ 2020 г. №__ 444 ___                                                                      Обучающемуся (-ейся): ______________________ Саргсян Г.Г. ________________                                                                                                                  (ФИО)                                  Курс: ____ _5 ____ Группа: __________________________
	Срок сдачи обучающимся законченной работы «____» __________ 20____ г.
	Исходные данные к работе	Материалы кафедры электропривода и электрооборудования
	_______________________________________береговых установок__________________________
	Основные разделы работы с указанием вопросов, подлежащих рассмотрению____________________________________________________________________ ___ Глава 1._Общая характеристика Архангельского речного порта. ___ Глава 2. Расчёт систем электроснабжения_______________________________________________ ___ Глава 3._Общие сведения о кране «Альбатрос».                                                                         _  _ ___ Глава 4._Расчёт электроприводов механизма подъёма, поворота, вылета, стрелы крана,­­­­­________ ___ выбор электродвигателей и их проверка________________________________________________ ___ Глава 5. Расчёт сопротивлений и установок реле ускорения электродвигателей механизма подъёма ___ Глава 6. Построение микропроцессорной системы управления электропривода механизма подъёма _      Глава 7. Надёжность электрических устройств и систем______________________________________   Глава 8. Эксплуатация и охрана труда____________________________________________________ _

Дата выдачи задания «_____»____________________20_____г.

 

Руководитель         __________________ _      О.В. Тырва _

                                                                (подпись)                           (инициалы, фамилия)

 

Задание принял к исполнению «___»_____________20______г.

                                                                                                                                                         

Обучающийся (-аяся)            ___________________   _____ Г.Г.Саргсян ___

                                                                                                        (подпись)                                   (инициалы, фамилия)

АННОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте рассматриваются вопросы модернизации электрооборудования центрального грузового района Архангельского речного порта, в том числе, усовершенствование системы управления электроприводом подъёма груза портального крана «Альбатрос».

Произведен расчет системы электроснабжения участка порта, проведен выбор питающих кабелей. Проводится проверочный расчет мощности двигателя, и расчет параметров электропривода подъёма груза, поворота крана, двигателя механизма изменения вылета стрелы. Разработана электрическая схема системы управления электроприводом подъёма груза. Приведен расчет надежности силовой схемы механизма подъёма.

В механической части проекта рассчитана зубчатая передача редуктора механизма подъёма груза.

Так же в проекте рассмотрены вопросы эксплуатации электрооборудования, охраны труда и защите при чрезвычайных ситуациях работников предприятия.

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	6
1	Общая характеристика Архангельского речного порта и установление состава электрооборудования	7
2	Расчет системы электроснабжения	12
2.1	Расчет индивидуальных электрических нагрузок	12
2.2	Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций	17
2.3	Выбор схемы распределения электроэнергии. Расчет питающих и распределительных сетей	20
2.4	Расчет рабочего наружного освещения	22
2.5	Расчет заземления трансформаторной подстанции	24
3	Общие сведения о кране «Альбатрос»	27
3.1	Назначение	27
3.2	Технические характеристики крана «Альбатрос»	29
3.3	Расчёт зубчатой передачи редуктора механизма подъёмагруза	30
4	Расчет электроприводов механизма подъема, поворота, вылета срелы крана, выбор электродвигателей и их проверка	40
4.1	Построение циклограммы	40
4.1.1	Механизм подъема груза для замыкающего электродвигателя	41
4.1.2	Механизм поворота	42
4.1.3	Механизм изменения вылета стрелы	43
4.2	Выбор электродвигателя механизма подъёма	44
4.2.1	Предварительный выбор двигателя	46
4.2.2	Проверка электродвигателя на перегрузочную способность	47
4.2.3	Расчет моментов сопротивления на валу электродвигателя	58
4.2.4	Определение токов статора	50
4.2.5	Проверка электродвигателя на отсутствие перегрева	51
4.3	Выбор электродвигателя механизма поворота	52
4.3.1	Расчет начального пускового момента	53
4.3.2	Предварительный выбор электродвигателя	55
4.3.3	Проверка электродвигателя на отсутствие перегрева	57
5	Расчет сопротивлений и установок реле ускорения электродвигателей механизма подъёма и поворота	59
5.1	Механизм подъема	59
5.2	Механизм поворота	62
6	Построение микропроцессорной системы управления электропривода механизма подъема	65
6.1	Выбор и обоснование микропроцессора	65
6.2	Основные технические данные контроллера «Электроника К1-20»	64
6.3	Описание режимов работы программируемого периферийного адаптера	71
6.4	Сопряжение системы управления крановыми электроприводами с ПК	73
6.5	Описание схемы	75
6.6	Программирование ППА на Ассемблере	78
7	Надёжность электрических устройств и систем	79
8	Эксплуатация и охрана труда	86
	Заключение	93
	Библиографический список	94

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшие проблемы комплексной механизации и автоматизации перегрузочных работ осложняются разнообразием и нестабильностью происходящих технологических процессов, связанных с выполнением погрузочно-разгрузочных работ. Автоматизация перегрузочных работ в портах обусловлена требованиями роста производительности труда, снижением себестоимости перегрузочных работ, обеспечения безопасности производственных процессов. Одним из основных средств механизации погрузочно-разгрузочных работ, от бесперебойной и надежной работы которых зависит суммарная производственная деятельность портов, являются портальные краны. Многообразие типов портальных кранов, ряд конструктивных и эксплуатационных недостатков в значительной степени усложняют их эксплуатацию. В этих условиях для обеспечения высокопроизводительной переработки грузов возникает необходимость внедрения, как на вновь строящихся кранах, так и при модернизации действующих, создания более надежных и простых в эксплуатации схем управления, позволяющих совмещать отдельные операции технологических процессов.

Целью данного дипломного проекта является модернизация электрооборудования портального крана «Альбатрос». В настоящее время для управления асинхронным двигателем с фазным ротором используется введение в роторную цепь добавочных сопротивлений, что приводит к значительному снижению КПД привода при уменьшении скорости. Недостаток такого способа регулирования состоит в его низкой экономичности при глубоком регулировании. Поэтому основной задачей этого проекта, является повышение КПД привода и его экономичности, а так же, замене контактных аппаратов бесконтактными элементами.

Кроме того, в данном проекте уделено внимание системе управления электроприводом данного крана, которая, в связи со стремительным развитием микропроцессорной техники, выполнена на базе микроконтроллера КР580.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АРХАНГЕЛЬСКОГО РЕЧНОГО ПОРТА И УСТАНОВЛЕНИЕ СОСТАВА ЭЛЕКТРООБОУДОВАНИЯ

 

Акционерное общество «Архангельский речной порт». Юридический адрес: 163016, Архангельская область, город Архангельск, Старожаровихинская улица, 7/1 стр. 6

Почтовый адрес: 163016, Архангельская область, город Архангельск, Старожаровихинская улица, 7/1 стр. 6

Генеральный директор предприятия – Разговоров Андрей Владимирович с 29 марта 2012 г.

Рассматривая все многообразие современных производственных процессов, в каждом конкретном производстве можно выделить ряд операций, характер которых является общим для различных отраслей промышленности. К их числу относятся доставка сырья и полуфабрикатов к истокам технологических процессов и межоперационные перемещения изделий в процессе обработки, погрузочно-разгрузочные работы на складах, железнодорожных станциях и т. д.

Механизмы, выполняющие подобные операции, как правило, универсальны и имеют общепромышленное применение, в связи с чем и называются общепромышленными механизмами. Общепромышленные механизмы играют важную роль в развитии промышленности региона.

На промышленных предприятиях наиболее распространенным и универсальным подъемно-транспортным устройством является кран, основным механизмом которого является механизм подъема, который снабжается индивидуальным электроприводом.

Основные механизмы таких установок, как правило, имеют реверсивный электропривод, рассчитанный для работы в повторно-кратковременном режиме. В каждом рабочем цикле имеют место неустановившиеся режимы работы электропривода: пуски, реверсы, торможения, оказывающие существенное влияние на производительность механизма, на КПД установки и на ряд других факторов. Все эти условия предъявляют к электроприводу сложные требования в отношении надежности и безопасности. От технического совершенства электроприводов в значительной степени зависят производительность, надежность работы, простота обслуживания.

Однако, в настоящее время, большинство механизмов портов страны, в том числе и Архангельского речного порта сильно устарели и нуждаются в модернизации.

Акционерное общество «Архангельский речной порт», сокращенное наименование АО «Архречпорт» создано в соответствии с гражданским кодексом РФ, Федеральным законом РФ «Об акционерных обществах», другими правовыми актами.

Архангельский речной порт до 80 гг. входил в состав северного речного пароходства. Образован в 30 гг. В 80 гг. порт отсоединился от северного речного пароходства, позднее было образовано акционерное общество. В его состав вошли:

· Пассажирское речное управление (ПРУ)

· Район порта нерудностроительных материалов и эксплуатации флота (РПНСМиЭФ)

· Ремонтно-механические мастерские (РММ) «Юрас»

В 90 гг. судами северного речного пароходства осуществлялись перевозки грузов из порта «Котлас» (расстояние по водным путям 610 км). Так же осуществлялись перевозки из пунктов:

· Двинской-Березник (300 км)

· Усть-Пинега (96 км)

Вследствие значительного снижения объемов дноуглубления Большой Северной Двины в настоящее время, перевозки между портами Котлас и Архангельск осуществляется только в весеннее время.

Архангельский речной порт в настоящее время осуществляет перевозки грузов по реке Большая Северная Двина из районов Двинской Березник и близ лежащих пристаней, а также в весеннее время по реке Пинега.

Основная номенклатура грузов:

· Лес

· Уголь

· Щебень

· Тарно-штучные грузы

В районе порта «Архангельск» осуществляются перевозки вышеперечисленных грузов плюс песок и наносной грунт. По данной номенклатуре осуществляется перегрузка на центральном грузовом районе (ЦГР), районе нерудностроительных материалов (НСМ), а также на причалах заказчиков.

Объемы перегрузочных портовых и кооперативных работ указаны в таблице 1.1 и 1.2 соответственно:

Таблица 1.1:

 

 

Таблица 1.2:

 

Архангельский речной порт имеет 4 пассажирских причала: 2 бетонных, общей протяженностью 200 м и 2 деревянных, протяженность которых составляет 168 м. Также имеется 6 грузовых причалов, длинной 680 м.

Порт имеет 6 открытых складов, рассчитанных на хранение грузов, общим объемом 23000 м³ и 2 крытых склада на 5646 м³.

Для организации погрузочно-разгрузочных работ порт располагает:

· 3 портальных крана (16 тонн);

· 10 портальных кранов (10 тонн);

· 2 плавкрана (5 тонн);

· 1 плавкран (16 тонн);

· 3 башенных и 1 козловый кран;

· 3 гидроперегружателя;

· 2 землесоса;

· 13 автопогрузчиков;

· 1 электропогрузчик;

· 5 бульдозеров;

Наличие флота:

· 9 пассажирских судов (водоизмещающие);

· 1 грузовое судно;

· 8 буксирных;

· 6 вспомогательных;

ОАО «Архречпорт» предоставляет следующие услуги:

· услуги по переработке экспортно-импортных грузов (уголь, лес, лом черных металлов и др.);

· Услуги по перевозке грузов с железной дороги;

· Складские площади для накопления, хранения грузов и подготовке их к перевозке внутри государства и на экспорт;

· Песок речной, щебень для строительных работ и производства железобетонных изделий;

· Сбор подсланевых и фекальных вод;

· Бункеровка производится только для собственных судов;

В таблице 1.3 приведен перечень электроприёмников центрального грузового района Архангельского речного порта.

Таблица 1.3

№ п/п	Наименование	№ п/п	Наименование
1 2  3 4 5 6 7 8,9   10   11	Блок бытовых помещений Мастерские Склад-ангар Склад ГСМ Столовая Крытый склад №1 Крытый склад №2 Очистные сооружения сточных вод Резервуар очистных сточных сточных вод КНС	13 14 15 16   17 18 19 20 21 22 23	Обмоточный цех Весовая Проходная Станция перекачки Фекальных вод Навес для пресс-ножниц Склад профильного проката Склад связистов Кладовая Заправочная станция Кладовые портовых рабочих Склад групповых механизмов