АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 7
Технический паспорт 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 9
Выводу по разделу 10
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по механическому цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 15
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 18
Выводу по разделу один 21
2 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1 Выбор трансформаторов цеховых трансформаторных
подстанций 22
2.1.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 22
2.1.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 23
2.2 Выбор напряжения и трансформаторов ГПП 25
Выводу по разделу два 30
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 31
3.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 32
3.2 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 33
3.3 Расчет токов короткого замыкания 34
3.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 36
3.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 40
Выводу по разделу три 42
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор напряжения и схемы внутреннего электроснабжения 43
4.2 Выбор кабельных линий 44
Выводу по разделу четыре 45
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 47
Выводу по разделу пять 54
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 55
6.2 Выбор выключателей КРУ 56
6.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 56
6.4 Выбор трансформаторов напряженияСиловые трансформаторы 100
12.2.2 Конструкция ШВ-1 101
12.2.3 Шкафы выключателя рабочего ввода 102
12.2.4 Шкафы автоматизированной конденсаторной установки .. 103
12.2.5 Шкафы отходящих линий 104
Выводы по разделу двенадцать 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
58
6.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 60
6.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 61
6.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 61
6.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 62
6.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 63
Выводу по разделу шесть 63
7 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 64
Выводу по разделу семь 71
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ
СЭС 72
Выводу по разделу восемь 74
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
9.1 Защита от перегрузок 75
9.2 Токовая отсечка 77
9.3 Защита минимального напряжения 77
9.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных
замыканий на землю 78
9.5 Защита от перегрева 80
9.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима 81
Выводы по разделу девять 81
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Обеспечение безопасных условий и охраны труда при
эксплуатации электроустановок 82
10.2 Средства и меры защиты от поражения электрическим током 83
10.3 Пожарная безопасность 85
10.4 Расчет защитного заземления 86
10.5 Молниезащита ремонтно-механического цеха 89
10.6 Производственное освещение 90
Выводы по разделу десять 92
11 ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ЭНЕРГОХОЗЯЙСТВА
11.1 Планирование использования рабочего времени 93
11.2 Планирование численности рабочих энергохозяйства 93
11.3 Планирование численности персонала управления
энергохозяйством 97
11.4 Определение типа организационной структуры 98
Выводы по разделу одиннадцать 99
12 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ КОМПЛЕКТНЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
12.1 Состав КТП 100
12.2 Устройство и работа 100
Темой выпускной квалификационной работы является электроснабжение группы цехов термического производства металлургического завода.
Системы электроснабжения (СЭС) современных промышленных предприятий представляют собой сложные системы, которые должны отвечать следующим технико-экономическим требованиям:
- обладать минимальными затратами при обеспечении всех технологических требований;
- обеспечивать высокую надёжность электроснабжения;
- быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании;
- обеспечивать надлежащее качество электроэнергии;
- обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальный режим СЭС;
- позволять осуществление реконструкции без существенного удорожания первоначального варианта.
Чтобы система электроснабжения проектируемого предприятия удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи.
Характеристика производства
Термическое производство позволяет получать металл, структура которого имеет высокие характеристики эксплуатационного применения. Термическую обработку заготовок проводят в газопламенных печах, которые могут одновременно работать с объемом сырья до 800 тонн. Закалка проводится с помощью воды или масла. Зависимо от конструктивных особенностей производственных участков могут производить заготовки, сплавы и обрабатывать получистовые детали. Также существует ограничение на габариты обрабатываемой детали: зависимо от возможностей печей верхняя грань колеблется от 50 сантиметров до 2 метров.
Обработка заготовок обеспечивает подготовительную часть производства. Основные виды работ, которые проводятся в этом сегменте - это нормализация, закалка, отжиг. Под обработку подпадают титановые сплавы и конструкционные стали.
Для обработки получистовых деталей и инструмента используются соляные ванны и специализированные печи. Использование в ваннах с совмещением инертных газов проводит качественную термическую обработку. При изготовлении важных деталей проводят дополнительную проверку механически свойств. Промышленными комплексами могут быть обработаны инструментальные и конструкционные стали, а также различные виды бронз.
Обработка нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов проводится с целью их закалки и старения. Также применение может быть в случае проведения отжига сварных узлов.
На термическом производстве металлургического завода все цеха в зависимости от значимости в производственном цикле подразделяются на II и III категории по надежности электроснабжения.
Ко II категории относятся: производственный участок №1, №2 (№2, №11), отделение пропитки (№4), печное отделение (№5), управление (№3), травильное отделение (№7), гидравлическая станция (№9), эмульсионное отделение (№10), котельная (№8), цех отделки прутков (№12), машинный зал (№13), то есть цеха, перерабатывающие сырье и полуфабрикаты в готовую продукцию, для производства которой и предназначено данное предприятие. Электроснабжение электроприемников II категории осуществляется от двух независимых взаимно резервируемых источников питания. К III категории относятся цеха, изготавливающие вспомогательные материалы, осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах предприятия, обслуживающие хозяйства и подсобные службы, а именно: ремонтно-механический цех (№1), лаборатория (№6).
Высоковольтная нагрузка представлена синхронными двигателями номинальной мощностью 630 и 1000 кВт , работающих в продолжительном режиме. Годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки предприятия составляет 4355 часов. На предприятии установлен двухсменный график работы.
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок для группы цехов термического производства металлургического завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла с последующим технико-экономическим сравнением ближайших возможных вариантов, расчет показал, что оптимальным напряжением для схемы внешнего электроснабжения является 110 кВ.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП и высокую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри предприятия осуществляется на напряжении 10 кВ по смешанной схеме, обеспечивающей оптимальные режимы работы электрической сети, надлежащее качество электроэнергии и надежность. Учитывая климатические условия, характеристики грунта и плотность застройки было принято решение прокладывать кабельные линии преимущественно в траншеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвПу-10 сечением 70, 120 мм2.
В проекте уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности. Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности на предприятии, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реактивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности компенсирующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической сети и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок защиты синхронного двигателя СТД-1000 на базе микропроцессорных терминалов Sepam.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы организации и планирования энергохозяйства.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов термического производства металлургического завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
1 Справочник. Автоматические выключатели общего применения до 630 А / под ред. И.С. Сагирова. - М.: Информэлектро, 2015. - 182 с.
2 Кудрин, Б.И. Электроснабжение: учебник / Б.И. Кудрин.- М.: Издательский центр «Академия», 2012. - 352 с.
3 Справочник по проектированию электроснабжения / под ред. Ю.Г. Барыбина. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.
4 РТМ 36.18.32.4-92. Указания по расчету электрических нагрузок. - М.: Тяжпромэлектропроект, 1992. - 12 с.
5 Справочная книга для проектирования электрического освещения / под ред. Г.М. Кнорринга. - СПб.: Энергоатомиздат, 1992. - 448 с.
6 Липкин, Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок / Б.Ю. Липкин. - М.: Высшая школа, 1990. - 359 с.
7 Киреева, Э.А. Справочник электрика / Э.А. Киреева, С.А. Цырук. - М: Колос, 2007. - 464с.
8 Рекомендации по проектированию систем внутрицехового электроснабжения с параллельной работой трансформаторов КТП. - М.: Тяжпромэлектропроект, 1992. - 24 с.
9 Правила устройства электроустановок. - 7-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: ООО «Центр безопасности труда», 2006. - 848 с.
10 Шабад, М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: учебник для ВУЗов / М.А. Шабад. - 2-е изд. - М.: ВШ, 2013. - 296 с.
11 Выключатели вакуумные ВБЭТ-35111-25/630-1600УХЛ1. - http://www.u- es.su/product_img/ switches/vbet35/vbet35.pdf.
12 Выключатель элегазовый баковый типа ВЭБ-110.- http://www.uetm.ru/fi- les/katalog_VEB-11.pdf.
13 Разъединители серии РГ на напряжение 35 - 500 кВ. - http://www.ues.su/p- roduct_img/razyed/rg3 5/ues_zeto_catalog_rg35.pdf.
14 Счетчики электрической энергии многофункциональные СЭТ-4ТМ.03М.- http://www.nzif.ru/uploads/sel/psch4tm03m/ruk_03_02_m.pdf.
15 Трансформаторы напряжения типа ЗНОГ-110. - http://www.molniya.ru/pro- duct/transformator-napryazheniya-odnofaznyi-znog110-u1.
..49