Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов металлургического завода, г. Нижний Тагил
|
АННОТАЦИЯ 5
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 9
ВВЕДЕНИЕ 10
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 11
Выводы по разделу 13
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ МЕТАЛ-ЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА
1.1 Расчет нагрузок по электроремонтному цеху 14
1.2 Определение электрических нагрузок группы цехов металлурги¬
ческого завода 17
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 23
Выводы по разделу 1 24
2 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХО¬
ВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 26
Выводы по разделу 2 30
3 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕ-
ТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 31
Выводы по разделу 3 33
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕ¬
ГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА
4.1 Определение рационального напряжения 36
4.2 Определение единичной мощности трансформаторов ГПП 39
4.3 Расчет потерь электрической энергии в трансформаторах и питаю¬щих линиях электропередачи 41
4.4 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного электро-оборудования в схеме внешнего электроснабжения завода 43
4.5 Выбор величины напряжения внешнего электроснабжения по тех¬нико-экономическим параметрам 45
Выводы по разделу 4 48
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 49
Выводы по разделу 5 54
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 55
6.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 57
6.3 Выбор устройства плавного пуска для электродвигателей 58
6.4 Выбор комплектных токопроводов 59
6.5 Выбор кабелей по термической стойкости 59
Выводы по разделу 6 617 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 62
Выводы по разделу 7 69
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
8.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности напря¬жения 70
8.2 Колебания напряжения 74
8.3 Несимметрия напряжения 74
8.4 Определение величины провала напряжения 75
Выводы по разделу 8 77
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ СД-2500
9.1 Защита от перегрузок 78
9.2 Токовая отсечка 79
9.3 Защита минимального напряжения 80
9.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных замыка¬ний на землю 80
9.5 Защита от перегрева 82
9.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима 83
Выводы по разделу 9 83
10 ПУСК СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 84
Выводы по разделу 10 85
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11.1 Характеристика проектируемого объекта как источника потенци¬альных опасностей для окружающей среды и людей 86
11.2 Обеспечение охраны окружающей среды при проектировании
объектов и их эксплуатации 88
11.3 Требования безопасности к устройству электроустановок и выбор
защитных мер и мероприятий по электробезопасности 88
11.4 Расчет защитного заземления Г11П 91
11.5 Расчет молниезащиты Г11П 93
11.6 Обеспечение охраны труда при эксплуатации электроустановок. 95
11.7 Обеспечние пожарной безопасности 96
Выводы по разделу 11 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 100
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 9
ВВЕДЕНИЕ 10
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 11
Выводы по разделу 13
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ МЕТАЛ-ЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА
1.1 Расчет нагрузок по электроремонтному цеху 14
1.2 Определение электрических нагрузок группы цехов металлурги¬
ческого завода 17
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 23
Выводы по разделу 1 24
2 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХО¬
ВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 26
Выводы по разделу 2 30
3 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕ-
ТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 31
Выводы по разделу 3 33
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕ¬
ГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА
4.1 Определение рационального напряжения 36
4.2 Определение единичной мощности трансформаторов ГПП 39
4.3 Расчет потерь электрической энергии в трансформаторах и питаю¬щих линиях электропередачи 41
4.4 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного электро-оборудования в схеме внешнего электроснабжения завода 43
4.5 Выбор величины напряжения внешнего электроснабжения по тех¬нико-экономическим параметрам 45
Выводы по разделу 4 48
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 49
Выводы по разделу 5 54
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 55
6.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 57
6.3 Выбор устройства плавного пуска для электродвигателей 58
6.4 Выбор комплектных токопроводов 59
6.5 Выбор кабелей по термической стойкости 59
Выводы по разделу 6 617 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 62
Выводы по разделу 7 69
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
8.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности напря¬жения 70
8.2 Колебания напряжения 74
8.3 Несимметрия напряжения 74
8.4 Определение величины провала напряжения 75
Выводы по разделу 8 77
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ СД-2500
9.1 Защита от перегрузок 78
9.2 Токовая отсечка 79
9.3 Защита минимального напряжения 80
9.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных замыка¬ний на землю 80
9.5 Защита от перегрева 82
9.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима 83
Выводы по разделу 9 83
10 ПУСК СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 84
Выводы по разделу 10 85
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11.1 Характеристика проектируемого объекта как источника потенци¬альных опасностей для окружающей среды и людей 86
11.2 Обеспечение охраны окружающей среды при проектировании
объектов и их эксплуатации 88
11.3 Требования безопасности к устройству электроустановок и выбор
защитных мер и мероприятий по электробезопасности 88
11.4 Расчет защитного заземления Г11П 91
11.5 Расчет молниезащиты Г11П 93
11.6 Обеспечение охраны труда при эксплуатации электроустановок. 95
11.7 Обеспечние пожарной безопасности 96
Выводы по разделу 11 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 99
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 100
Металлургический завод располагается на территории в 194 тыс. м2 и состоит из одиннадцати цехов, образующих замкнутый производственный цикл по выпус¬ку различных металлоформ. Использование передовых технологий дает возмож¬ность выпускать высококачественную продукцию разной фракции.
Все цеха металлургического завода подразделяются на 2-ую и 3-ю категории надежности. Ко 2-ой категории относятся: цех килородно-конверторный (№1), сталеплавильный цех (№2), фасонолитейный цех (№3), склад слябов (№6), ком-прессорная станция (№7). К 3-ей категории по надёжности электроснабжения от-носятся вспомогательные производственные цеха, деятельность которых связана с подготовкой и переработкой материалов необходимых для стабильной работы ос¬новного производства.
На металлургическом заводе также представлена высоковольтная нагрузка напряжением 10 кВ в составе: четырех ДСП единичной установленной мощно-стью 1800 кВт, четырех ПА единичной установленной мощностью 1600 кВт, син-хронных двигателей с различной установленной мощностью.
Металлургический завод по специфике производства возможно отнести ко второй категории по надежности электроснабжения. Поэтому питание должно выполняться от двух энергонезависимых источников питания. В качестве данных источников возможно использовать районные распределительные подстанции со следующими параметрами напряжений и максимальных величин токов трехфаз-ных замыканий: 35 и 110 кВ, а также 900 и 3000 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют сле-дующие усредненные показатели: 17,9 °С - температуры воздуха, 14,4 °С - тем-пература грунта, в котором нет блуждающих токов, но есть колебания и растяги-вающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
Все цеха металлургического завода подразделяются на 2-ую и 3-ю категории надежности. Ко 2-ой категории относятся: цех килородно-конверторный (№1), сталеплавильный цех (№2), фасонолитейный цех (№3), склад слябов (№6), ком-прессорная станция (№7). К 3-ей категории по надёжности электроснабжения от-носятся вспомогательные производственные цеха, деятельность которых связана с подготовкой и переработкой материалов необходимых для стабильной работы ос¬новного производства.
На металлургическом заводе также представлена высоковольтная нагрузка напряжением 10 кВ в составе: четырех ДСП единичной установленной мощно-стью 1800 кВт, четырех ПА единичной установленной мощностью 1600 кВт, син-хронных двигателей с различной установленной мощностью.
Металлургический завод по специфике производства возможно отнести ко второй категории по надежности электроснабжения. Поэтому питание должно выполняться от двух энергонезависимых источников питания. В качестве данных источников возможно использовать районные распределительные подстанции со следующими параметрами напряжений и максимальных величин токов трехфаз-ных замыканий: 35 и 110 кВ, а также 900 и 3000 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют сле-дующие усредненные показатели: 17,9 °С - температуры воздуха, 14,4 °С - тем-пература грунта, в котором нет блуждающих токов, но есть колебания и растяги-вающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
В данной выпускной квалификационной работе выполнен расчет электриче¬ских нагрузок группы цехов металлургического завода г. Нижний Тагил, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил раз-работать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, с последующим определением оптимального варианта исходя из минимума приведенных затрат, в результате чего оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения принято 110 кВ. Схема внешнего электроснаб¬жения 110-4Н выполнена на базе коммутационных и измерительных аппаратов с элегазовой изоляцией. Выбраны мощность, количество и место установки цехо¬вых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечи-вающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП и высо¬кую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри завода 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 тран-шеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого по-лиэтилена марки АПвП-10 с сечением 70, 95, 150, 185 и 400 мм2.
В работе уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности. Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности на заводе, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реак-тивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности компенси-рующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической се¬ти и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электро-снабжения группы цехов металлургического завода, отвечающая всем требовани¬ям по качественному и надежному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, с последующим определением оптимального варианта исходя из минимума приведенных затрат, в результате чего оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения принято 110 кВ. Схема внешнего электроснаб¬жения 110-4Н выполнена на базе коммутационных и измерительных аппаратов с элегазовой изоляцией. Выбраны мощность, количество и место установки цехо¬вых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечи-вающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП и высо¬кую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри завода 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 тран-шеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого по-лиэтилена марки АПвП-10 с сечением 70, 95, 150, 185 и 400 мм2.
В работе уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности. Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности на заводе, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реак-тивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности компенси-рующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической се¬ти и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электро-снабжения группы цехов металлургического завода, отвечающая всем требовани¬ям по качественному и надежному электроснабжению.