Промышленный сектор России включает в себя большое число предприятий различных отраслей. При этом продукция выпускаемая на одних предприятиях является основой для строительства новых предприятиях других отраслей. Рассматриваемое в рамках выпускной квалификационной работы (ВКР) промышленное предприятие - машиностроительное предприятие с группой сталелитейных цехов обеспечивает оборудованием предприятия горно-добывающей отрасли. В рамках выполнения ВКР, на первом этапе проектирования системы электроснабжения необходимо выполнить анализ проектируемого предприятия, а также дать краткое описание производимой им продукции. При проектировании системы электроснабжения необходимо верно определить категории надежности электроснабжения потребителей для предприятия в целом, а также для каждого цеха предприятия в частности согласно [7] и [1].
Объектом ВКР является машиностроительное предприятие с группой сталелитейных цехов.
Предметом ВКР является система электроснабжения машиностроительного предприятия с группой сталелитейных цехов.
Целью ВКР является разработка проекта системы электроснабжения машиностроительного предприятия с группой сталелитейных цехов. С четом поставленной цели сформулируем задачи ВКР:
- Описание машиностроительного предприятия для которого проектируется система электроснабжения;
- Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия и определение необходимости компенсации реактивной мощности;
- Проектирование распределительной сети промышленного предприятия с выбором числа цеховых трансформаторных подстанций, места размещения главной понизительной подстанции предприятия, выбором сечений кабельных линий, выбором оборудования;
- Определение технико-экономических показателей спроектированной системы электроснабжения промышленного предприятия.
Объект выпускной квалификационной работы - это типовое машиностроительное предприятие.
Исходные данные для выполнения выпускной квалификационной работы получены из [1].
При проектировании системы электроснабжения машиностроительного предприятия с группой сталелитейных цехов необходимо учесть специфику технологического процесса плавки и литья для группы сталелитейных цехов, а также обеспечить питание сталеплавильных печей.
При разработке проекта электроснабжения использованы действующие нормативные акты: стандарты, инструкции, методические указания, что позволило выполнить проект реконструкции удовлетворяющий требованиям надежности и безопасности, а также высоким показателям технико-экономической эффективности в первую очередь за счет использования оборудования российского производства.
В работе выполнен проект разработки системы электроснабжения машиностроительного предприятия с группой сталелитейных цехов. Для выполнения ВКР поставлены следующие задачи:
- Описание машиностроительного предприятия для которого проектируется система электроснабжения;
- Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия и определение необходимости компенсации реактивной мощности;
- Проектирование распределительной сети промышленного предприятия с выбором числа цеховых трансформаторных подстанций, места размещения главной понизительной подстанции предприятия, выбором сечений кабельных линий, выбором оборудования;
- Определение технико-экономических показателей спроектированной системы электроснабжения промышленного предприятия.
Для выполнения всех задач ВКР на первом этапе представлена краткая характеристика объекта выпускной квалификационной работы - промышленного предприятия с группой сталелитейных цехов. Определено, что предприятие расположено в регионе с умеренно-континентальным климатом, поэтому при проектировании системы электроснабжения может быть использовано оборудование класса УХЛ1. Представлено краткое описание продукции производимой промышленным предприятием, а также определены цеха задействованные в основном процессе производства продукции: чугунолитейный цех (Цех №2); сталелитейный цех (Цех №1); шаропрокатный цех (Цех №7); кузнечно-прессовый цех (Цех №6). Для каждого цеха определены исходные значения мощностей, а также представлен перечень высоковольтных электроприемников установленных на объекте ВКР.
Для питания электрических нагрузок каждого цеха промышленного предприятия определено расчетное число ЦТП, а также для каждой ЦТП выбраны цеховые трансформаторы. Для всех ЦТП принято к установке двух трансформаторов. Выбраны печные трансформаторы для чугуноплавильных печей чугунолитейного цеха - ЭТЦПК-7500/6. Для всех трансформаторов ЦТП выполнен расчет потерь активной и реактивной мощностей. Для каждой ЦТП предприятия выполнен выбор мощности и числа установок компенсации реактивной мощности - батарей конденсаторов.
Определено расчетное значение координат центра электрических нагрузок предприятия. Однако расчетные координаты ЦЭН попадают на территорию кузнечно-прессового цеха. Так как в цехе невозможно размещение главной понизительной подстанции предприятия (Г1111), то место размещения ГПП сносится в сторону линии от подстанции энергосистемы. Проектом предложено, высоковольтных потребителей шаропрокатного цеха запитать напрямую с шин ГПП, так как данный цех расположен в непосредственной близости от ГПП. Питание высоковольтных приемников сталелитейного и чугунолитейного цехов, из-за их удаления от места размещения ГПП, предлагается выполнить от распределительного пункта (РП), который предлагается разместить около данных цехов. Эти решения позволят уменьшить число отходящих от ГПП линий.
Выполнен расчет электрических нагрузок по всему предприятию с учетом всех высоковольтных электроприемников. Расчет нагрузки распределен по распределительным пунктам: РП-1, РУ-6 кВ ГПП, РУ 35 кВ ГПП. Полученные значения модностей и токов необходимы для выбора трансформаторов ГПП, а также сечения кабельных линий распределительной сети предприятия.
К установке на ГПП принято два силовых трехобмоточных трансформатора марки ТДТН-63000/110/35/6 кВ.
Для распределительной сети машиностроительного предприятия и обеспечения качественного электроснабжения всех потребителей (цехов и высоковольтных потребителей) предприятия выбраны кабельные линии различного сечения. Выбор кабельных линий выполнялся по длительно допустимому току с учетом способа прокладки. При выборе кабельных линий предпочтение отдавалось кабелям с алюминиевыми токоведущими жилами, однако для части потребителей были выбраны кабели с медными жилами. Такими потребителями оказались: ТП-6, ТП-7, ТП-8, ТП-18, ТП-19 сталелитейного цеха, а также ТП-9 чугунолитейного цеха, ТП-10 кузнечно-прессового цеха, а также сталеплавильные печи. Медные кабельные линии были выбраны по причине высокой мощности и соответственного тока. Использование алюминиевых КЛ в данном случае нецелесообразно.
Представлена методика расчета трехфазных токов короткого замыкания в именованных единицах для распределительной сети машиностроительного предприятия напряжением 6 кВ. Согласно представленной методике выполнен расчет периодической и апериодической составляющих трехфазных токов короткого замыкания в начальный момент времени на шинах всех ТП предприятия, кроме того определены значения ударных токов для каждой расчетной точки. Также представлена методика расчета трехфазных токов короткого замыкания с учетом подпитки от высоковольтных синхронных двигателей, так как на предприятии такие двигатели установлены. Для участков распределительной сети напряжением 6 кВ, питающих высоковольтные синхронные двигатели также выполнен расчет периодической и апериодической составляющих трехфазных токов короткого замыкания в начальный момент времен и значения ударных токов трехфазного КЗ. Все результаты расчетов сведены в итоговую ведомость ТКЗ.
Выполнен выбор высоковольтных коммутационных аппаратов для системы электроснабжения машиностроительного предприятия с группой сталелитейных цехов. Выбраны вакуумные выключатели марки ВВУ СЭЩ-10. Выполнен выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения для установки на главной понизительной подстанции и на распределительном пункте - РП-1. Выбраны трансформаторы тока ТПЛ СЭЩ-10 и трансформаторы напряжения ЗНОЛ СЭЩ-6. Использования оборудования одного производителя позволит упростить обслуживание и повысит ремонтопригодность распределительных устройств.
Представлена методика расчета технико-экономических показателей для кабельных линий предприятия. Методика учитывает стоимость годовых потерь мощности в кабельной линии, а также затраты на ее строительство и эксплуатацию. Расчет технико-экономических показателей, в качестве примера использования методики, выполнен для кабельной линии питающей цеховую трансформаторную подстанцию (ЦТП) сталелитейного цеха - ТП-6 от распределительного пункта - РП-1.
Представлена методика определения технико-экономических показателей для трансформаторов ЦТП. Методика учитывает потери мощности в трансформаторе и стоимость этих потерь, а также приведенные затраты, которые включают в себя дополнительно к стоимости годовых потерь затраты на обслуживание.
Результатом выполнения раздела 9 ВКР составлены итоговые ведомости отражающие технико-экономические показатели для всех кабельных линий и всех ЦТП машиностроительного предприятия с группой сталелитейных цехов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
