Аннотация 2
Введение 5
1 Анализ промышленного предприятия 7
1.1 Характеристика климатической зоны размещения промышленного предприятия 7
1.2 Характеристика внешнего электроснабжения промышленного предприятия 7
1.3 Описание состава промышленного предприятия 8
1.4 Описание производимой продукции 9
2 Система электроснабжения предприятия 12
2.1 Определение класса напряжения распределительной сети предприятия 12
2.2 Определение электрических нагрузок промышленного предприятия .. 15
2.3 Цеховые трансформаторные подстанции предприятия 18
2.4 Проектирование распределительной сети промышленного предприятия 21
2.5 Токи короткого замыкания в распределительной сети 24
2.6 Коммутационные аппараты цеховых ТП 29
3 Проектирование электрической части главной подстанции промышленного предприятия 34
3.1 Силовые трансформаторы 34
3.2 Выбор питающих кабелей для ПГВ напряжением 110 кВ 47
3.3 Выбор коммутационных аппаратов 50
3.4 Релейная защита 51
3.5 Система молниезащиты ПГВ 55
Заключение 59
Список используемых источников 62
В условиях быстрого изменения спроса на различные товары, производимые на промышленных предприятиях, а также учитывая условия роста конкуренции необходимо совершенствовать старые и строить новые промышленные предприятия способные к быстрой смене номенклатуры производимой продукции, а также обеспечивающие высокие уровни энергетической эффективности в процессе производства, которая не может быть достигнута без обеспечения высокой энергетической эффективности системы электроснабжения предприятия.
Разработка проектов электроснабжения промышленных предприятий производящих продукцию для автомобилестроения, а также машиностроения и использование в проектах систем электроснабжения современные высокотехнологичные, высокоэффективные решения позволит обеспечить не только низкую себестоимость производимой продукции, но и открыть перед предприятием новые мировые рынки, так как в перспективе планируется оценка углеродного следа для каждого из видов производимой продукции, а предприятия с устаревшими технологиями не смогут участвовать на рынке.
При проектировании системы электроснабжения необходимо соблюдать требования по безопасности и надежности электроснабжения каждого производства с определением их категорий надежности на этапе разработки проекта. Исходя из вышеперечисленного определим цель выпускной квалификационной работы.
Целью выпускной квалификационной работы (ВКР) является разработка проекта электроснабжения предприятия промышленного предприятия с группой чугунно-литейных цехов.
Поставленная в рамках выполнения ВКР цель достигается за счет решения следующих задач:
• Анализ особенностей промышленного предприятия с группой чугуно-литейных цехов для определения требований к проектируемой системе электроснабжения.
• Расчет требуемых параметров и выбор оборудования по каталогам производителей для проектируемой системы электроснабжения промышленного предприятия с группой чугуно-литейных цехов.
• Проектирование главной подстанции промышленного предприятия с выбором компоновки и типа подстанции, а также с выбором оборудования.
• Достижение поставленной в рамках ВКР цели и задач выполняется за счет использования современных и действующих методик, а также современного высоковольтного электротехнического оборудования российского производства.
Для выполнения выпускной квалификационной работы использованы исходные данные для учебного проектирования. Использован план промышленного предприятия представленный в [2], а также перечень используемых электроприемников представленный также в [2].
Объектом выпускной квалификационной работы является промышленное предприятие с группой чугунолитейных цехов.
Для объекта выпускной квалификационной работы представлено описание производимой продукции, а также определены цеха промышленного предприятия относящиеся к основным и вспомогательным. Представлен подробный генеральный план промышленного предприятия с группой чугуно-литейных цехов.
Согласно исходных данных определена районная узловая подстанция с классом напряжения 220/110/10 кВ которая обладает достаточной мощностью для покрытия нужд промышленного предприятия в электрической мощности. Определено, то подстанция расположена на расстоянии 20 км от предприятия и на генеральном плане указано ближайшее место прихода питающей линии напряжением 110 кВ с подстанции к предприятию.
Для предприятия составлен перечень цехов и определены установленные мощности и эффективное число электроприемников для каждого цеха. Эти данные будут использованы при проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия.
Представлена краткая характеристика климата региона, в котором планируется расположение промышленного предприятия, для которого проектируется система электроснабжения.
Для проектируемой системы электроснабжения промышленного предприятия с группой чугуно-литейных цехов выполнен выбор напряжения распределительной сети 20 кВ. Данный класс напряжения позволяет снизить потери мощности примерно на 76% по сравнению с кабельными линями напряжением 10 кВ, которые в основном применяются в распределительных сетях промышленных предприятий, а потери напряжения в кабельных линиях снизятся в два раза по сравнению с классом напряжения 10 кВ. Исходя из этого применение класса напряжения 20 кВ для системы внутризаводского электроснабжения промышленного предприятия с группой чугуно-литейных цехов является оптимальным.
Выполнен расчет нагрузок промышленного предприятия, который позволил определить расчетные активные, реактивные и полные мощности всех цехов предприятия, а также определить расчетные токи каждого цеха и высоковольтного электроприемника, к которым, согласно заданию, относятся две печных установки. Также определены суммарные значения активной мощности по предприятию Ру = 41170 кВт, значение реактивной мощности Qy = 39873,61 квар и значение полной мощности Sy = 57729,21 кВА. Эти значения будут использованы при разработке проекта ПГВ предприятия с группой чугуно-литейных цехов.
Для распределительной сети предприятия выполнен выбор требуемого сечения и типов кабельных линий, а также определен способ прокладки питающих КЛ в земле. Выбор КЛ проведен по длительно допустимому току, а проверка выполнена по потери напряжения. Для распределительной сети выбраны кабели марки АСБГ различных сечений, в зависимости от мощности ТП.
Выполнен расчет трехфазных токов короткого замыкания, результаты которого использованы при выборе коммутационных аппаратов. В качестве коммутационных аппаратов в ВКР приняты выключатели нагрузки, так как они обладают более высокой надежностью чем применение на вводе в ТП разъединителя-предохранителя, для установки на ТП выбраны выключатели нагрузки типа KLF20/630-275.
Для установки на подстанции глубокого ввода (ПГВ) предприятия с группой чугуно-литейных цехов выбраны силовые трансформаторы марки ТДН 63000/110/20 кВ. Выбор силовых трансформаторов проводился по значению оптимального коэффициента загрузки, который соответствует минимуму потерь электрической энергии в трансформаторах. Для трансформатора марки ТДН 40000 значение оптимального коэффициента загрузки определено равным 0,46, а отклонение от среднего расчетного значения коэффициента загрузки согласно годового графика составил Л£о/о40 = 29,7 %. Для варианта с установкой на ПГВ двух трансформаторов марки ТДН 63000 отклонение от среднего расчетного значения коэффициента загрузки согласно годового графика составил Л£о/о63 = 15,8 % Так как значение полученное для трансформаторов марки ТДН 400000 больше значения полученного для трансформаторов ТДН 63000, то было принято решение использовать именно трансформатор мощностью 63 МВА для установки на ПГВ так как он будет работать более эффективно, то есть ближе к максимальному значению КПД в течении года. Для питания трансформаторов ПГВ от линии 110 кВ энергосистемы выбраны два кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвПг 185/95. Выполнена проверка по длительно допустимому току. Прокладка кабелей предполагается по территории промышленного предприятия с устройством пункта перехода ВЛ 110 кВ от энергосистемы в КЛ 110 кВ на границе предприятия. Для установки в закрытом распределительном устройстве (ЗРУ) 20 кВ ПГВ выбраны вакуумные выключатели марки ВВУ-СЭЩ-20.
Для защиты отходящих от ПГВ кабельных линий рассчитаны уставки: максимальной токовой защита (МТЗ) отходящих линий, токовой отсечки (ТО) отходящих линий и защита от перегрузки отходящих линий. Для защиты ПГВ от ПУМ выполнен расчет системы молниезащиты выполненной двумя стержневыми молниеотводами марки СМ-25 с высотой 25 м.
В результате выполнения ВКР поставленные цели и задачи достигнуты - спроектирована система электроснабжения промышленного предприятия с группой чугуно-литейных цехов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
