Электроснабжение завода дорожных машин
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 7
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ
ПРОЦЕССЕ ЗАВОДА ДОРОЖНЫХ МАШИН 9
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
И РЕШЕНИЙ 11
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ.
РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ И КООРДИНАТ СИМВОЛИЧЕСКОГО ЦЕНТРАЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Расчет нагрузок однофазных электроприёмников 13
1.2 Расчет электрических нагрузок по цеху 16
1.3 Расчет низковольтной нагрузки по предприятию 20
1.4 Расчет высоковольтной нагрузки по предприятию 23
1.5 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 25
2 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ
ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
ПРЕДПРИЯТИЯ 28
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ
ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 32
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
4.1 Вариант 1 36
4.2 Вариант 2 45
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 52
5.2 Построение схемы электроснабжения 52
5.3Конструктивное выполнение электрической сети 52
5.4 Расчет питающих линий 52
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 56
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства
Г1П1 и РП 66
7.2 Выбор выключателей КРУ 67
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 69
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 7.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей,
устанавливаемых на вводах цеховых ТП 73
7.6 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую стойкость
к токам короткого замыкания 74
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд Г1П1 75
7.8 Выбор цеховых ТП, НРП и коммутационных аппаратов
на стороне 0,4 кВ 77
8 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
8.1 Влияние дуговых сталеплавильных печей на показатели качества
электрической энергии 80
8.2 Влияние синхронных двигателей на показатели качества
электрической энергии 83
9 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 85
10 ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА ТМГ-1600 НАПРЯЖЕНИЕМ
10/0,4 кВ
10.1 Организация защиты 93
10.2 Расчет и выбор параметров микропроцессорного расцепителя 95
10.3 Выбор секционного выключателя QF3 98
10.4 Выбор вводного выключателя QF1 100
10.5 Расчет защиты на стороне высшего напряжения
трансформаторной подстанции 106
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
11.1 Вариант 1 115
11.2 Вариант 2 117
11.3 SWOT анализ 120
11.4 Поле сил Курта Левина 121
11.5 Дерево целей проекта 122
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 124
12.2 Электробезопасность 128
12.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 134
12.4 Пожарная безопасность 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ 6
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 7
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ
ПРОЦЕССЕ ЗАВОДА ДОРОЖНЫХ МАШИН 9
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
И РЕШЕНИЙ 11
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ.
РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ И КООРДИНАТ СИМВОЛИЧЕСКОГО ЦЕНТРАЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Расчет нагрузок однофазных электроприёмников 13
1.2 Расчет электрических нагрузок по цеху 16
1.3 Расчет низковольтной нагрузки по предприятию 20
1.4 Расчет высоковольтной нагрузки по предприятию 23
1.5 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 25
2 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ
ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
ПРЕДПРИЯТИЯ 28
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ
ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 32
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
4.1 Вариант 1 36
4.2 Вариант 2 45
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 52
5.2 Построение схемы электроснабжения 52
5.3Конструктивное выполнение электрической сети 52
5.4 Расчет питающих линий 52
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 56
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства
Г1П1 и РП 66
7.2 Выбор выключателей КРУ 67
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 69
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 7.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей,
устанавливаемых на вводах цеховых ТП 73
7.6 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую стойкость
к токам короткого замыкания 74
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд Г1П1 75
7.8 Выбор цеховых ТП, НРП и коммутационных аппаратов
на стороне 0,4 кВ 77
8 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
8.1 Влияние дуговых сталеплавильных печей на показатели качества
электрической энергии 80
8.2 Влияние синхронных двигателей на показатели качества
электрической энергии 83
9 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 85
10 ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА ТМГ-1600 НАПРЯЖЕНИЕМ
10/0,4 кВ
10.1 Организация защиты 93
10.2 Расчет и выбор параметров микропроцессорного расцепителя 95
10.3 Выбор секционного выключателя QF3 98
10.4 Выбор вводного выключателя QF1 100
10.5 Расчет защиты на стороне высшего напряжения
трансформаторной подстанции 106
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
11.1 Вариант 1 115
11.2 Вариант 2 117
11.3 SWOT анализ 120
11.4 Поле сил Курта Левина 121
11.5 Дерево целей проекта 122
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 124
12.2 Электробезопасность 128
12.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 134
12.4 Пожарная безопасность 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией [1, 1.2.5]. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией электроприемников предприятия и должны отвечать определенным технико-экономическим требованиям: они должны обладать минимальными затратами при соблюдении всех технических показателей; обеспечивать требуемую надежность электроснабжения и надлежащее качество электрической энергии; быть удобны в эксплуатации и безопасны в обслуживании; иметь достаточную гибкость, позволяющую обеспечивать оптимальные режимы работы как в нормальном, так и в послеаварийном режимах; позволять осуществление реконструкций без существенного удорожания первоначального варианта.
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедре
ния систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электроэнергии, осуществления в широких масштабах диспетчеризации процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления.
Чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи, учитывающий взаимовлияние факторов, и учет их динамичности.
Таким образом, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является сложной задачей, включающей в себя выбор рационального числа трансформаций, выбор рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых подстанций и ГНН, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схемы внешнего электроснабжения и ее параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения. Основные характеристики потребителей и системы электроснабжения завода дорожных машин.
1) Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1000 В: 10668,77кВт.
2) Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением выше 1000 В: 1280 кВт (4хСД по 400 кВт, 2хДСП по 2000 кВт, 2хИЧТ по 2500 кВт, ).
3) По надежности электроснабжения потребители предприятия относятся к первой, второй и третьей категориям.
К потребителям первой категории относится:
• Компрессорная
К потребителям второй категории относятся:
• Блок цехов 1 основного производства
• Котельная
• Блок цехов 2 основного производства
• Малярный цех
• Обрубной цех
• Блок цехов 3 основного производства
• Кислородная станция
• Чугуно-литейный цех
• Блок цехов 4 основного производства
• Центральная заводская лаборатория
• Инженерный корпус
• Вентиляторная градирня
К потребителям третьей категории относятся:
• Склад запасных частей
• Склад горюче-смазочных материалов
• Склад
• Склад леса
• Электроремонтный цех
• Бытовые
• Склад оборудования
• Заводоуправление
• Столовая
4) Полная расчетная мощность на шинах ГИЛ: 19488,32 кВА.
5) Коэффициенты реактивной мощности:
• заданный энергосистемой 1дрЭ=0,31;
• расчетный 1дрЭ=0,3;
6) Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
...
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедре
ния систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электроэнергии, осуществления в широких масштабах диспетчеризации процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления.
Чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи, учитывающий взаимовлияние факторов, и учет их динамичности.
Таким образом, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является сложной задачей, включающей в себя выбор рационального числа трансформаций, выбор рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых подстанций и ГНН, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схемы внешнего электроснабжения и ее параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения. Основные характеристики потребителей и системы электроснабжения завода дорожных машин.
1) Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1000 В: 10668,77кВт.
2) Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением выше 1000 В: 1280 кВт (4хСД по 400 кВт, 2хДСП по 2000 кВт, 2хИЧТ по 2500 кВт, ).
3) По надежности электроснабжения потребители предприятия относятся к первой, второй и третьей категориям.
К потребителям первой категории относится:
• Компрессорная
К потребителям второй категории относятся:
• Блок цехов 1 основного производства
• Котельная
• Блок цехов 2 основного производства
• Малярный цех
• Обрубной цех
• Блок цехов 3 основного производства
• Кислородная станция
• Чугуно-литейный цех
• Блок цехов 4 основного производства
• Центральная заводская лаборатория
• Инженерный корпус
• Вентиляторная градирня
К потребителям третьей категории относятся:
• Склад запасных частей
• Склад горюче-смазочных материалов
• Склад
• Склад леса
• Электроремонтный цех
• Бытовые
• Склад оборудования
• Заводоуправление
• Столовая
4) Полная расчетная мощность на шинах ГИЛ: 19488,32 кВА.
5) Коэффициенты реактивной мощности:
• заданный энергосистемой 1дрЭ=0,31;
• расчетный 1дрЭ=0,3;
6) Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
...
Подведем итоги проделанной работы.
В проекте нами были проведены расчеты:
- электрических однофазных и трехфазных нагрузок по ремонтномеханическому цеху,
- низковольтной силовой нагрузки по предприятию в целом,
- расчет осветительной и силовой высоковольтной нагрузки,
- расчет картограммы электрических нагрузок предприятия.
По результатам расчетов были выбраны трансформаторы цеховых ТП, а
также произведен выбор трансформаторов ГПП.
На основе технико-экономического сравнения вариантов схемы внешнего
электроснабжения была выбрана схема с напряжением 110кВ, а также был произведен выбор всего необходимого электрооборудования.
Нами было выбрано рациональное напряжения схемы внутреннего электроснабжения, произведена её конструктивная проработка, был произведён расчёт
кабельных линий, а также различная проверка сечений по термической
стойкости в нормальном и послеаварийном режимах работы сети.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения
был произведем расчет токов КЗ.
На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудования схемы
внутреннего электроснабжения и уточнены сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току КЗ. Все изменения и корректировки были
внесены в генплан предприятия, а также отражены на электрической схеме.
В проекте нами были проведены расчеты:
- электрических однофазных и трехфазных нагрузок по ремонтномеханическому цеху,
- низковольтной силовой нагрузки по предприятию в целом,
- расчет осветительной и силовой высоковольтной нагрузки,
- расчет картограммы электрических нагрузок предприятия.
По результатам расчетов были выбраны трансформаторы цеховых ТП, а
также произведен выбор трансформаторов ГПП.
На основе технико-экономического сравнения вариантов схемы внешнего
электроснабжения была выбрана схема с напряжением 110кВ, а также был произведен выбор всего необходимого электрооборудования.
Нами было выбрано рациональное напряжения схемы внутреннего электроснабжения, произведена её конструктивная проработка, был произведён расчёт
кабельных линий, а также различная проверка сечений по термической
стойкости в нормальном и послеаварийном режимах работы сети.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения
был произведем расчет токов КЗ.
На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудования схемы
внутреннего электроснабжения и уточнены сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току КЗ. Все изменения и корректировки были
внесены в генплан предприятия, а также отражены на электрической схеме.





