Помощь студентам в учебе
Электроснабжение текстильного предприятия
|
Введение 4
1 Краткая характеристики объекта 6
2 Электрические нагрузки текстильного предприятия 10
2.1 Мощность внутренней системы освещения зданий текстильного
предприятия 10
2.2 Система уличного освещения 13
2.3 Суммарная установленная и расчетная нагрузки текстильного
предприятия 19
3 Картограмма нагрузок текстильного предприятия 27
4 Компенсация реактивной мощности 32
5 Выбор цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной
мощности 35
6 Выбор мощности трансформаторов главной понизительной подстанции... 49
7 Выбор питающих линий 61
7.1 Выбор линии от подстанции электроэнергетической системы 61
7.2 Выбор кабелей сети 6 кВ 63
Заключение 68
Список используемой литературы и используемых источников 72
1 Краткая характеристики объекта 6
2 Электрические нагрузки текстильного предприятия 10
2.1 Мощность внутренней системы освещения зданий текстильного
предприятия 10
2.2 Система уличного освещения 13
2.3 Суммарная установленная и расчетная нагрузки текстильного
предприятия 19
3 Картограмма нагрузок текстильного предприятия 27
4 Компенсация реактивной мощности 32
5 Выбор цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной
мощности 35
6 Выбор мощности трансформаторов главной понизительной подстанции... 49
7 Выбор питающих линий 61
7.1 Выбор линии от подстанции электроэнергетической системы 61
7.2 Выбор кабелей сети 6 кВ 63
Заключение 68
Список используемой литературы и используемых источников 72
Текстильная промышленность является отраслью народного хозяйства, которая занимается производством пряжи, нитей, тканей и изделий на их основе. Предприятия текстильной промышленности могут производить продукцию на основе волокон растительного, животного или искусственного происхождения. Предприятия текстильной промышленности не только занимаются производством продукции, но и обеспечивают сырьем предприятия легкой промышленности.
На территории России имеются все условия для развития промышленных предприятий, выпускающих синтетические и искусственные пряжи и ткани, так как главным сырьем в их производстве являются углеводороды. Кроме того, на территории России имеются крупные запасы лесных ресурсов, которые могут быть использованы для выпуска целлюлозы и вискозы. Развитие производства хлопковых тканей в России невозможно по климатическим факторам. Основными поставщиками хлопка для производства хлопковых тканей являются страны Средней Азии. Республика Таджикистан занимает первое место среди экспортеров нечесаного хлопкового волокна с долей рынка 34%, на втором месте Республика Казахстан с долей рынка 29%, на третьем месте Республика Киргизия с долей рынка 24% и на четвертом месте стоит Республика Узбекистан с уровнем экспорта 11%. В настоящее время поставки сырья для производства хлопковых тканей в Россию сокращаются. Это связано с тем, что основные экспортеры хлопка стараются развивать собственные предприятия текстильной промышленности. Однако развитие текстильной промышленности требует огромных финансовых затрат, что является сдерживающим фактором развития текстильной промышленности в странах Средней Азии.
При этом на территории России наблюдается высокий рост спроса на изделия из тканей, в том числе растительного происхождения. Поэтому правительство РФ рассматривает возможности развития не только текстильной промышленности, но и развитие производства хлопка. По оценкам Министерства сельского хозяйства на территории России для возделывания хлопка доступны около 220 тыс. гектар при условии обеспечения мелиорации этих территорий.
В России в настоящее время производством хлопка занимаются несколько регионов. На первом месте по производству хлопка находится Волгоградская область с долей производимой продукции 39%, на втором месте находится Астраханская область с долей рынка 26,3% и на третьем месте находится Ставропольский край с долей производства хлопка 25,7%. Развитие производственных мощностей в указанных регионах позволит повысить долю производимой продукции, поэтому для поддержания отрасли необходимо развивать крупные предприятия текстильной промышленности. Исходя из этого тематика выпускной квалификационной работы, связанная с электроснабжением текстильной фабрики, является актуальной.
Объектом выпускной квалификационной работы является текстильное предприятие полного цикла производства.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка проекта системы электроснабжения текстильного предприятия.
Для достижения поставленной цели в рамках выпускной квалификационной работы необходимо выполнить решение следующих задач:
- проанализировать объект выпускной квалификационной работы и определить исходные данные для проектирования;
- выполнить расчет электрических нагрузок по объекту выпускной квалификационной работы и определить оптимальное размещение центров питания внутризаводской системы электроснабжения;
- выполнить выбор основного электротехнического оборудования внутризаводской системы электроснабжения на основании соответствия расчетным параметрам внутризаводской системы электроснабжения
На территории России имеются все условия для развития промышленных предприятий, выпускающих синтетические и искусственные пряжи и ткани, так как главным сырьем в их производстве являются углеводороды. Кроме того, на территории России имеются крупные запасы лесных ресурсов, которые могут быть использованы для выпуска целлюлозы и вискозы. Развитие производства хлопковых тканей в России невозможно по климатическим факторам. Основными поставщиками хлопка для производства хлопковых тканей являются страны Средней Азии. Республика Таджикистан занимает первое место среди экспортеров нечесаного хлопкового волокна с долей рынка 34%, на втором месте Республика Казахстан с долей рынка 29%, на третьем месте Республика Киргизия с долей рынка 24% и на четвертом месте стоит Республика Узбекистан с уровнем экспорта 11%. В настоящее время поставки сырья для производства хлопковых тканей в Россию сокращаются. Это связано с тем, что основные экспортеры хлопка стараются развивать собственные предприятия текстильной промышленности. Однако развитие текстильной промышленности требует огромных финансовых затрат, что является сдерживающим фактором развития текстильной промышленности в странах Средней Азии.
При этом на территории России наблюдается высокий рост спроса на изделия из тканей, в том числе растительного происхождения. Поэтому правительство РФ рассматривает возможности развития не только текстильной промышленности, но и развитие производства хлопка. По оценкам Министерства сельского хозяйства на территории России для возделывания хлопка доступны около 220 тыс. гектар при условии обеспечения мелиорации этих территорий.
В России в настоящее время производством хлопка занимаются несколько регионов. На первом месте по производству хлопка находится Волгоградская область с долей производимой продукции 39%, на втором месте находится Астраханская область с долей рынка 26,3% и на третьем месте находится Ставропольский край с долей производства хлопка 25,7%. Развитие производственных мощностей в указанных регионах позволит повысить долю производимой продукции, поэтому для поддержания отрасли необходимо развивать крупные предприятия текстильной промышленности. Исходя из этого тематика выпускной квалификационной работы, связанная с электроснабжением текстильной фабрики, является актуальной.
Объектом выпускной квалификационной работы является текстильное предприятие полного цикла производства.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка проекта системы электроснабжения текстильного предприятия.
Для достижения поставленной цели в рамках выпускной квалификационной работы необходимо выполнить решение следующих задач:
- проанализировать объект выпускной квалификационной работы и определить исходные данные для проектирования;
- выполнить расчет электрических нагрузок по объекту выпускной квалификационной работы и определить оптимальное размещение центров питания внутризаводской системы электроснабжения;
- выполнить выбор основного электротехнического оборудования внутризаводской системы электроснабжения на основании соответствия расчетным параметрам внутризаводской системы электроснабжения
В первом разделе представлены исходные данные и краткая характеристика объекта выпускной квалификационной работы. На объекте ВКР только в одном здании - цех №17 (компрессорная) присутствуют высоковольтные электроприемники на напряжение 6 кВ - синхронные двигатели приводов компрессоров, поэтому для внутризаводской распределительной сети необходимо рассматривать преимущественно именно этот класс напряжения для снижения числа используемого оборудования - трансформаторов.
Выполнен расчет предварительной мощности систем внутреннего освещения всех производственных и административных зданий текстильного предприятия. Расчетные значения мощности системы внутреннего освещения получены по методу удельной мощности.
Выполнен расчет системы уличного освещения для проезжих частей на территории текстильного предприятия. Все проезжие части разделены на два типа по ширине. Общая длина проезжей части первого типа шириной 7,5 м составила 1)пр.ч= 3926,487 (м). Для проезжей части первого типа выбрана расстановка светильников в «шахматном» порядке. Общее число светильников пСв, = 246 (шт.). Общая длина проезжей части второго типа шириной 4,5 м составила L1^ = 2516,715 (м). Для проезжей части второго типа выбрана расстановка светильников с одной стороны проезжей части. Общее число светильников п£В. = 126 (шт.). Все уличные светильники имеют мощность 40 Вт и устанавливаются на опорах высотой 7 м. Расчетная мощность системы освещения составила Руст.ус = 14,88 (кВт).
С учетом расчетных значений системы внутреннего и уличного освещений выполнен расчет установленной активной, реактивной и полной мощностей. Значения суммарной активной установленной мощности по текстильному предприятию Руст.(6)х = 71650,84516 (кВт), реактивной
установленной мощности <2уст.(6).^ = 66475,04127 (квар)
установленной мощности SycT.(6).2= 98556,76439 (кВА).
Суммарные значения установленных мощностей имеют очень высокие значения, что объясняется отсутствием учета режимов работы каждого производственного и административного здания текстильного предприятия. Учет вклада мощности каждого производственного и административного здания текстильного предприятия в общее потребление мощности в расчетах учитывалось значением коэффициента спроса, заданного исходными данными для каждого здания текстильного предприятия.
Учет коэффициента спроса позволил определить расчетные нагрузки текстильного предприятия, необходимы для дальнейшего проектирования системы электроснабжения. По результатам расчета получены значения суммарной расчетной активной мощности 22=1 ^расч.2Т = 44091,35 (кВт), суммарной полной расчетной мощности 22=1 ^расч.^.£ = 57520,71 (кВА) и суммарной реактивной расчетной мощности 2 2=^ ^расч.^./ = 36868,2 (квар).
Для текстильного предприятия построена картограмма электрических нагрузок и определен расчетный центр электрических нагрузок с координатами %ЦЭН= 391,53 (м) и уцЭН= 273,93 (м). Построение картограммы выполнено для расчетной активной мощности цехов текстильного предприятия с учетом технологического оборудования и мощности системы внутреннего освещения.
По результатам расчета получено, что центр электрических нагрузок попадает на цех № 23 (прядильно-гребенная фабрика №1). Размещение главной понизительной подстанции в данной точке невозможно, поэтому сместим размещение ГПП в направлении прихода питания от внешней энергосистемы: северо-восточнее расчетного ЦЭН в точку с координатами %ГПП = 559,85 (м) и УГПП = 351,8 (м).
На первом этапе выбора числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций определены расчетные значения реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать на шинах 0,4 кВ, а также определены значения коэффициентов реактивной мощности для каждого цеха текстильного предприятия.
Для восьми трансформаторных подстанций проектируемой системы электроснабжения текстильного предприятия выбраны трансформаторы марки ТМГ, производства ООО «Тольяттинский Трансформатор» с номинальными мощностями 400 - 1600 кВА. На каждой из восьми трансформаторных подстанции принято установить по два трансформатора. Трансформаторы выбраны с учетом компенсации реактивной мощности со стороны 0,4 кВ. Выбрано количество и номинальные мощности установок компенсации. На всех ТП проектируемой системы электроснабжения текстильного предприятия приняты к установки автоматические (А) установки (У) компенсации (К) реактивной (Р) мощности (М) типа АУКРМ производства компании ООО «Элком Энерго» [9] с номинальными мощностями 125 - 500 квар.
Оптимальность выбора трансформаторов проверена по расчетному значению коэффициента загрузки подстанции в режиме максимальных нагрузок. Все полученные значения коэффициентов находятся в пределах [0,46,0,64] и не превышают нормируемого коэффициента загрузки для двух трансформаторных подстанций 0,7.
В шестом разделе выпускной работы определены суточные графики нагрузок текстильного предприятия. С использованием суточных графиков нагрузок построены годовые графики активной, реактивной и полной мощностей. По данным годового графика активной мощности определено значение годового потребления электрической энергии текстильным предприятием W3.3= 286621518,4 (кВт • ч). По годовому графику полной мощности определена расчетная мощность трансформатора ГПП. Для установки на ГПП принято два трансформатора ТДН/25000/110/6 кВ.
Для питания главной понизительной подстанции текстильного предприятия выбран тип и сечения провода воздушной линии электропередачи от подстанции внешней электроэнергетической системы. Для воздушной линии принят провод марки АС-185/24. Общая длина воздушной линии с учетом ее прохода по территории текстильного предприятия составила 10,3 км. Провод для воздушной линии выбран по экономической плотности тока и проверен по величине падения напряжения которая составила 1,3%. Для защиты от приходящих с воздушной линии волн внешних перенапряжений необходимо защитить ее путем установки грозотроса на расстоянии 5 км от ГПП.
Для питания цеховых подстанций текстильного предприятия принята петлевая схема, включающая в себя три петли. Представлен подробный расчет и выбор кабельных линий для первой петли распределительной сети текстильного предприятия. Первая петля обеспечивает питание групп подстанций: ЦТП 2 для цехов №3 и №4: ЦТП 2-1 (ткацкая фабрика №1) и ЦТП 2-2 (ткацкая фабрика №2); ЦТП 1 цехов №1 и №2: ЦТП 1-1 (административный корпус и прядильно-кордная фабрика №1) и ЦТП 1-2 (прядильно-кордная фабрика №1); ЦТП 8 для цехов №17 и №23: ЦТП 8-1 (прядильно-гребенная фабрика №1) и ЦТП 8-2 (прядильно-гребенная фабрика №1 и компрессорная); ЦТП 9 для цехов №13 и №24: ЦТП 9-1 (прядильно-гребенная фабрика №2) и ЦТП 9-2 (прядильно-гребенная фабрика №2 и склад хлопка).
Для первой петли выбраны кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвЭаП с сечениями от 35 до 240 мм2. Выбранная схема распределительной сети позволит резервировать питание технологических потребителей и систем первой категории надежности (аварийное освещение, эвакуационное освещение, системы пожаротушения и т.д.) за счет использования блоков автоматического ввода резерва на стороне 0,4 кВ каждого вводного устройства производственного и административного зданий текстильного предприятия.
В результате цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Выполнен расчет предварительной мощности систем внутреннего освещения всех производственных и административных зданий текстильного предприятия. Расчетные значения мощности системы внутреннего освещения получены по методу удельной мощности.
Выполнен расчет системы уличного освещения для проезжих частей на территории текстильного предприятия. Все проезжие части разделены на два типа по ширине. Общая длина проезжей части первого типа шириной 7,5 м составила 1)пр.ч= 3926,487 (м). Для проезжей части первого типа выбрана расстановка светильников в «шахматном» порядке. Общее число светильников пСв, = 246 (шт.). Общая длина проезжей части второго типа шириной 4,5 м составила L1^ = 2516,715 (м). Для проезжей части второго типа выбрана расстановка светильников с одной стороны проезжей части. Общее число светильников п£В. = 126 (шт.). Все уличные светильники имеют мощность 40 Вт и устанавливаются на опорах высотой 7 м. Расчетная мощность системы освещения составила Руст.ус = 14,88 (кВт).
С учетом расчетных значений системы внутреннего и уличного освещений выполнен расчет установленной активной, реактивной и полной мощностей. Значения суммарной активной установленной мощности по текстильному предприятию Руст.(6)х = 71650,84516 (кВт), реактивной
установленной мощности <2уст.(6).^ = 66475,04127 (квар)
установленной мощности SycT.(6).2= 98556,76439 (кВА).
Суммарные значения установленных мощностей имеют очень высокие значения, что объясняется отсутствием учета режимов работы каждого производственного и административного здания текстильного предприятия. Учет вклада мощности каждого производственного и административного здания текстильного предприятия в общее потребление мощности в расчетах учитывалось значением коэффициента спроса, заданного исходными данными для каждого здания текстильного предприятия.
Учет коэффициента спроса позволил определить расчетные нагрузки текстильного предприятия, необходимы для дальнейшего проектирования системы электроснабжения. По результатам расчета получены значения суммарной расчетной активной мощности 22=1 ^расч.2Т = 44091,35 (кВт), суммарной полной расчетной мощности 22=1 ^расч.^.£ = 57520,71 (кВА) и суммарной реактивной расчетной мощности 2 2=^ ^расч.^./ = 36868,2 (квар).
Для текстильного предприятия построена картограмма электрических нагрузок и определен расчетный центр электрических нагрузок с координатами %ЦЭН= 391,53 (м) и уцЭН= 273,93 (м). Построение картограммы выполнено для расчетной активной мощности цехов текстильного предприятия с учетом технологического оборудования и мощности системы внутреннего освещения.
По результатам расчета получено, что центр электрических нагрузок попадает на цех № 23 (прядильно-гребенная фабрика №1). Размещение главной понизительной подстанции в данной точке невозможно, поэтому сместим размещение ГПП в направлении прихода питания от внешней энергосистемы: северо-восточнее расчетного ЦЭН в точку с координатами %ГПП = 559,85 (м) и УГПП = 351,8 (м).
На первом этапе выбора числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций определены расчетные значения реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать на шинах 0,4 кВ, а также определены значения коэффициентов реактивной мощности для каждого цеха текстильного предприятия.
Для восьми трансформаторных подстанций проектируемой системы электроснабжения текстильного предприятия выбраны трансформаторы марки ТМГ, производства ООО «Тольяттинский Трансформатор» с номинальными мощностями 400 - 1600 кВА. На каждой из восьми трансформаторных подстанции принято установить по два трансформатора. Трансформаторы выбраны с учетом компенсации реактивной мощности со стороны 0,4 кВ. Выбрано количество и номинальные мощности установок компенсации. На всех ТП проектируемой системы электроснабжения текстильного предприятия приняты к установки автоматические (А) установки (У) компенсации (К) реактивной (Р) мощности (М) типа АУКРМ производства компании ООО «Элком Энерго» [9] с номинальными мощностями 125 - 500 квар.
Оптимальность выбора трансформаторов проверена по расчетному значению коэффициента загрузки подстанции в режиме максимальных нагрузок. Все полученные значения коэффициентов находятся в пределах [0,46,0,64] и не превышают нормируемого коэффициента загрузки для двух трансформаторных подстанций 0,7.
В шестом разделе выпускной работы определены суточные графики нагрузок текстильного предприятия. С использованием суточных графиков нагрузок построены годовые графики активной, реактивной и полной мощностей. По данным годового графика активной мощности определено значение годового потребления электрической энергии текстильным предприятием W3.3= 286621518,4 (кВт • ч). По годовому графику полной мощности определена расчетная мощность трансформатора ГПП. Для установки на ГПП принято два трансформатора ТДН/25000/110/6 кВ.
Для питания главной понизительной подстанции текстильного предприятия выбран тип и сечения провода воздушной линии электропередачи от подстанции внешней электроэнергетической системы. Для воздушной линии принят провод марки АС-185/24. Общая длина воздушной линии с учетом ее прохода по территории текстильного предприятия составила 10,3 км. Провод для воздушной линии выбран по экономической плотности тока и проверен по величине падения напряжения которая составила 1,3%. Для защиты от приходящих с воздушной линии волн внешних перенапряжений необходимо защитить ее путем установки грозотроса на расстоянии 5 км от ГПП.
Для питания цеховых подстанций текстильного предприятия принята петлевая схема, включающая в себя три петли. Представлен подробный расчет и выбор кабельных линий для первой петли распределительной сети текстильного предприятия. Первая петля обеспечивает питание групп подстанций: ЦТП 2 для цехов №3 и №4: ЦТП 2-1 (ткацкая фабрика №1) и ЦТП 2-2 (ткацкая фабрика №2); ЦТП 1 цехов №1 и №2: ЦТП 1-1 (административный корпус и прядильно-кордная фабрика №1) и ЦТП 1-2 (прядильно-кордная фабрика №1); ЦТП 8 для цехов №17 и №23: ЦТП 8-1 (прядильно-гребенная фабрика №1) и ЦТП 8-2 (прядильно-гребенная фабрика №1 и компрессорная); ЦТП 9 для цехов №13 и №24: ЦТП 9-1 (прядильно-гребенная фабрика №2) и ЦТП 9-2 (прядильно-гребенная фабрика №2 и склад хлопка).
Для первой петли выбраны кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвЭаП с сечениями от 35 до 240 мм2. Выбранная схема распределительной сети позволит резервировать питание технологических потребителей и систем первой категории надежности (аварийное освещение, эвакуационное освещение, системы пожаротушения и т.д.) за счет использования блоков автоматического ввода резерва на стороне 0,4 кВ каждого вводного устройства производственного и административного зданий текстильного предприятия.
В результате цель выпускной квалификационной работы достигнута.