Аннотация 2
Введение 4
1 Анализ исходных данных по электроснабжению потребителей
предприятия 6
2 Расчет электрических нагрузок предприятия 14
2.1 Расчет общецеховых нагрузок 15
2.2 Выбор компенсирующего устройства 22
3 Выбор и расчет числа и мощности трансформаторов 25
3.1 Расчет высоковольтной нагрузки 27
4 Расчет токов короткого замыкания 29
5 Выбор и расчет электрических аппаратов и проводников 37
5.1 Выбор аппаратов защиты 37
5.2 Выбор проводников 44
6 Выбор основного электрооборудования и его проверка 48
6.1 Выбор устройств релейной защиты и автоматики 52
7 Расчет заземления и молниезащиты 56
Заключение 58
Список используемых источников 60
За период, прошедший со дня образования Российской Федерации в 1991 году, экономика нашей страны успела пережить как взлеты, так и падения. Закрывались, а затем вновь открывались под новыми наименованиями предприятия, менялось законодательство и руководство всех уровней. Неизменным во все времена являлось лишь одно. А именно, значимость уровня развития промышленности вообще и тяжелой промышленности - в частности для всех сфер жизни государства и общества.
На сегодняшний день, когда стремительный рост экономики сопровождается взрывоподобным развитием технологий, особенно важно обеспечить стабильное функционирование промышленных предприятий, не только сохранив показатели прошлых лет, но и подняв их на принципиально новый уровень. Одним из важнейших аспектов нормального функционирования производственных площадок в свою очередь является наличие качественного сырья и заготовок для изготовления деталей на всех уровнях производства. Одним из крупнейших в стране производителей такого сырья является сталелитейный завод, расположенный в промышленной зоне города Челябинска, а именно - Челябинский металлургический комбинат (ЧМК).
Запущенный в 1943 году для обеспечения металлом оборонных предприятий, данный завод отличается богатой историей и занимает почетное место в аспекте производства изделий из чугуна, стального проката из углеродистой и нержавеющей стали. На данный момент ЧМК входит в состав крупной металлургической компании ПАО «Мечел».
В рамках программы по реконструкции производства, утвержденной ПАО «Мечел» до 2030-го года, планируется обновление не только основного оборудования предприятия, но и вышедших из строя, морально устаревших или попросту изношенных элементов инженерных систем, в особенности - системы электроснабжения. Несмотря на то, что отдельный участки сети неоднократно ремонтировались с 1943-го года, капитальный ремонт так и не был произведен ни на одном из производств, что усложняет эксплуатацию системы электроснабжения, приводит к частым локальным сбоям и перерывам электропитания. В масштабах работы предприятия это влечет за собой потери на недоотпуск продукции и брак.
Для минимизации таких потерь и экономии бюджета в будущем, руководством предприятия принято решение произвести капитальную реконструкцию системы электроснабжения производств, начав с наиболее старой и изношенной, а именно - системы электроснабжения чугунолитейного производства.
Последний раз значительный ремонт данной системы производился в 2016-м году, затронув, в основном, оборудование распределительных устройств, а отдельные узлы и агрегаты не менялись с 70 -х годов прошлого века. Еще одной существенной проблемой избыточная заполненность кабельных лотков, обусловленная тем, что кабели, изначально проложенные при строительстве завода, а затем вышедшие из строя, так и не была извлечена обратно. Новые кабели прокладывались поверх старых. Это создает особые проблемы при монтаже слаботочных сетей АСУТП, так как отдельные лотки для них не предусмотрены, а использование проводов с высокой степенью экранирования крайне затратно.
В связи с обновлением норм и правил, касающихся электрооборудования, большая часть электрических сетей и аппаратов выработали плановый срок эксплуатации, морально устарели и нуждаются в замене.
На основании вышеизложенного, целью выпускной квалификационной работы является формирование предварительного проекта реконструкции системы электроснабжения сталелитейного завода.
На данном этапе считается целесообразным подвести итог выполнения выпускной квалификационно работы. В результате проведенных изыскательских работ сформировано общее представление о характеристиках и составе оборудования и проводников системы цехового электроснабжения, выявлены основные направления будущей реконструкции цеха чугунолитейного производства ООО «ЧМК».
Произведен анализ информации о планируемых в рамках реконструкции технологических изменениях, планах по модернизации структуры производственных линий. Получены исходные данные о техническом состоянии имеющейся системы электроснабжения. Зафиксирована высокая степень ее износа и общее неудовлетворительное состояние.
Питание технологических линий решено выполнить
распределительными шинопроводами, питание приемников в отдельных помещениях - от отдельно расположенных распределительных пунктов. Используя метод расчетного коэффициента определены активная, реактивная и полная мощности по цеху, которые с учетом компенсации и осветительной нагрузки составили: 443,19 кВт; 164,36 кВар и 472,69 кВА. Расчетный ток - 682,26 кА.
В качестве основного питающего агрегата цеха чугунолитейного производства ЧМК решено использовать два трансформатора марки ТМ- 630/10/0,4 У3, которые размещаются в существующем здании
трансформаторной подстанции. Здание дополнительно оборудуется маслосборниками.
Определена расчетная мощность высоковольтного оборудования цеха по производству изделий из чугуна. Полная расчетная мощность оборудования составила 2374,90 кВА, что соответствует 130,59 А на стороне 10 кВ и 2887,55 кВА с учетом нагрузки 0,4 кВ и потерь в трансформаторах ТП. Итоговый ток, потребляемый с шин НН ГПП составил 158,77 А.
Произведен расчет токов трехфазных коротких замыканий в установившемся режиме в точках 1, 2 и 3. Они имеют значения 7,00 кА; 3,83 кА и 2,56 кА. При этом ударные токи, возникающие в первые мгновения после КЗ составят: 9,90 кА; 5,41 кА и 3,62 кА.
Осуществлён выбор как групповых, так и единичных защитнокоммутационных аппаратов. Решено использовать автоматические выключатели производства российско-китайской корпорации IEK.
Выбраны кабели, питающие групповые и единичные приёмники, алюминиевые шины и комплектные шинопроводы цеховой системы электроснабжения. Применены проводники с медными жилами марки ВВГнг(А)-Ь8, шины АД-31 и шинопроводы ШРА-73.
Произведён расчет оборудования защиты на стороне высокого напряжения подстанции цеха. Решено применить силовой выключатель ВВЭ- 10-400-10, как наиболее бюджетную из представленных на рынке моделей, подходящих под задачи электропитания цеха. В свою очередь, для питания высоковольтного оборудования решено использовать кабели марки АПвВнг(А)-Ь8.
...
1. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки. М. : Стандартинформ, 1985. 20 с.
2. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. М. : Стандартинформ, 1969. 91 с.
3. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках М. : Стандартинформ, 1993. 109 с.
4. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М. : Стандартинформ, 2012. 20 с.
5. ГОСТ 8.417 - 2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. М. : Стандартинформ, 2002. 33 с.
6. ГОСТ Р 58882-2020 Заземляющие устройства. М. : Стандартинформ, 2021. 45 с.
7. Длительно-допустимый ток для алюминиевой шины // Официальный
сайт ООО «Невская алюминиевая компания». URL:
http://spbalum.ru/manual/alyuminievaya-shina-tok (дата обращения: 14.08.2022).
8. Каталог трансформаторов силовых с масляной и сухой изоляцией //
Официальный сайт ЗАО «ГК «Электрощит-Самара». URL:
https://electroshield.ru/upload/iblock/ef6/Katalog-Transformatory-silovye-s- maslyanoy-i-sukhoy-izolyatsiey.pdf (дата обращения: 25.07.2022).
9. Модульные выключатели // Официальный сайт фирменного магазина IEK в России. URL: https://iek-rus.ru/category/modulnoe-oborudovanie/ (дата обращения 26.09.2022).
10. ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок М.: Стандартинформ, 2001. 330 с.
11. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. М. : Стандартинформ, 2009. 36 с.
12. СП 28.13330.2017. Защита строительных конструкций от коррозии. М. Стандартинформ, 2017. 127 с.
13. ГОСТ Р 59789-2021 (МЭК 62305-3:2010). Молниезащита. Защита зданий и сооружений от повреждений и защита людей и животных от электротравматизма. М. : Стандартинформ, 2021. 45 с.
14.Черненко Ю.В. Проектирование электрической части понизительной подстанции : Учебное пособие для курсового проектирования. Тольятти : ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», 2020. 88 с.
15. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения : учеб. пособие. М. : ИНФРА-М, 2018. 214 с.
... всего 20 источника