Помощь студентам в учебе
Разработка системы электроснабжения инструментального завода с детальной проработкой кузнечного цеха
|
Условные обозначения и сокращения 12
Введение 13
1 Общие сведения об объекте электроснабжения 14
1.1 Роль предприятия в хозяйственной деятельности 14
1.2 Инженерные изыскания 15
1.2.1 Инженерные изыскания по географическим и геологическим условиям
местности 15
1.2.2 Инженерные изыскания по климатическим условиям местности 16
1.2.3 Инженерные изыскания по гидрологическим условиям местности 17
1.3 Технологический процесс 18
1.4 Особенности электроснабжения предприятия и производственного
помещения 21
1.5 Исходные данные 22
2 Электроснабжение объектов на территории предприятия 29
2.1 Определение расчетной нагрузки производственного помещения 29
2.2 Расчет электрических нагрузок предприятия 33
2.3 Картограмма электрических нагрузок 42
2.4 Распределение источников питания по территории предприятия 48
2.5 Разработка линий электроснабжения выше 1000 В по территории
предприятия 55
2.6 Разработка линий электроснабжения до 1000 В по территории
предприятия 61
2.7 Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В 62
3 Внешнее электроснабжение предприятий 73
3.1 Разработка схемы внешнего электроснабжения 73
3.2 Выбор трансформатора главной понизительной подстанции 75
3.3 Разработка линии электроснабжения главной понизительной подстанции 75
3.4 Выбор оборудования открытого распределительного устройства главной
понизительной подстанции 76
3.4.1 Выбор выключателей и разъединителей 76
3.4.2 Выбор измерительных трансформаторов тока 78
3.4.3 Выбор измерительных трансформаторов напряжения 81
3.4.4 Выбор ограничителя перенапряжения 82
3.4.5 Выбор трансформаторов собственных нужд 82
3.5 Выбор оборудования закрытого распределительного устройства главной
понизительной подстанции 84
3.5.1 Выбор типа закрытого распределительного устройства 84
3.5.2 Выбор оборудования закрытого распределительного устройства 88
4 Электроснабжение промышленных потребителей в здании кузнечного цеха 91
4.1 Распределение электроприёмников производственного помещения по
пунктам питания 91
4.2 Расчет электрических нагрузок производственного помещения 93
4.3 Выбор защитных аппаратов и проводников 100
4.4 Оценка установившегося отклонения напряжений 112
4.5 Расчет токов короткого замыкания в сети до 1000 В 119
4.6 Построение карты селективности действия аппаратов защиты 123
4.7 Проверка цеховой сети 0,4 кВ по условию срабатывания защиты от
однофазного КЗ 125
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 130
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 131
5.1.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности разработки
проекта 131
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 132
5.1.3 SWOT-анализ 134
5.2 Планирование выполнения работ по проекту 136
5.2.1 Структура работ в рамках проектной работы 136
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения работ 137
5.3 Бюджет проектной работы 140
5.3.1 Расчет материальных затрат 140
5.3.2 Расчет амортизации оборудования 140
5.3.3 Основная заработная плата исполнителей 141
5.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды 143
5.3.5 Накладные расходы 143
5.3.6 Формирование бюджета затрат проектной работы 144
5.4 Определение ресурсоэффективности проектной работы 144
5.5 Выводы по разделу 147
6 Социальная ответственность 150
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 152
6.2 Производственная безопасность 154
6.2.1 Отклонение показателей микроклимата 155
6.2.2 Повышенный уровень шума 157
6.2.3 Повышенный уровень вибрации 158
6.2.4 Недостаточный уровень освещения 159
6.2.5 Электробезопасность 159
6.2.6 Движущиеся машины и механизмы 160
6.3 Экологическая безопасность 161
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 162
6.5 Выводы по разделу 163
Заключение 164
Список использованных источников 167
Приложение А. Светотехнический расчёт 171
Приложение Б. Картограмма электрических нагрузок. Распределительная
сеть 174
Приложение В. Схема электрическая принципиальная 175
Приложение Г. План силовой сети кузнечного цеха 176
Приложение Д. Однолинейная схема комплектной трансформаторной
подстанции 177
Приложение Е. Однолинейная схема вводного распределительного
устройства 178
Приложение Ж. Однолинейная схема распределительного пункта ПР1
Приложение И. Эпюра отклонения напряжения. Карта селективности 180
Приложение К. План сети освещения цеха 181
Приложение Л. Однолинейная схема сетей освещения ЩО1 182
Приложение Н. Изолинии 183
Введение 13
1 Общие сведения об объекте электроснабжения 14
1.1 Роль предприятия в хозяйственной деятельности 14
1.2 Инженерные изыскания 15
1.2.1 Инженерные изыскания по географическим и геологическим условиям
местности 15
1.2.2 Инженерные изыскания по климатическим условиям местности 16
1.2.3 Инженерные изыскания по гидрологическим условиям местности 17
1.3 Технологический процесс 18
1.4 Особенности электроснабжения предприятия и производственного
помещения 21
1.5 Исходные данные 22
2 Электроснабжение объектов на территории предприятия 29
2.1 Определение расчетной нагрузки производственного помещения 29
2.2 Расчет электрических нагрузок предприятия 33
2.3 Картограмма электрических нагрузок 42
2.4 Распределение источников питания по территории предприятия 48
2.5 Разработка линий электроснабжения выше 1000 В по территории
предприятия 55
2.6 Разработка линий электроснабжения до 1000 В по территории
предприятия 61
2.7 Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В 62
3 Внешнее электроснабжение предприятий 73
3.1 Разработка схемы внешнего электроснабжения 73
3.2 Выбор трансформатора главной понизительной подстанции 75
3.3 Разработка линии электроснабжения главной понизительной подстанции 75
3.4 Выбор оборудования открытого распределительного устройства главной
понизительной подстанции 76
3.4.1 Выбор выключателей и разъединителей 76
3.4.2 Выбор измерительных трансформаторов тока 78
3.4.3 Выбор измерительных трансформаторов напряжения 81
3.4.4 Выбор ограничителя перенапряжения 82
3.4.5 Выбор трансформаторов собственных нужд 82
3.5 Выбор оборудования закрытого распределительного устройства главной
понизительной подстанции 84
3.5.1 Выбор типа закрытого распределительного устройства 84
3.5.2 Выбор оборудования закрытого распределительного устройства 88
4 Электроснабжение промышленных потребителей в здании кузнечного цеха 91
4.1 Распределение электроприёмников производственного помещения по
пунктам питания 91
4.2 Расчет электрических нагрузок производственного помещения 93
4.3 Выбор защитных аппаратов и проводников 100
4.4 Оценка установившегося отклонения напряжений 112
4.5 Расчет токов короткого замыкания в сети до 1000 В 119
4.6 Построение карты селективности действия аппаратов защиты 123
4.7 Проверка цеховой сети 0,4 кВ по условию срабатывания защиты от
однофазного КЗ 125
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 130
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 131
5.1.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности разработки
проекта 131
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 132
5.1.3 SWOT-анализ 134
5.2 Планирование выполнения работ по проекту 136
5.2.1 Структура работ в рамках проектной работы 136
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения работ 137
5.3 Бюджет проектной работы 140
5.3.1 Расчет материальных затрат 140
5.3.2 Расчет амортизации оборудования 140
5.3.3 Основная заработная плата исполнителей 141
5.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды 143
5.3.5 Накладные расходы 143
5.3.6 Формирование бюджета затрат проектной работы 144
5.4 Определение ресурсоэффективности проектной работы 144
5.5 Выводы по разделу 147
6 Социальная ответственность 150
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 152
6.2 Производственная безопасность 154
6.2.1 Отклонение показателей микроклимата 155
6.2.2 Повышенный уровень шума 157
6.2.3 Повышенный уровень вибрации 158
6.2.4 Недостаточный уровень освещения 159
6.2.5 Электробезопасность 159
6.2.6 Движущиеся машины и механизмы 160
6.3 Экологическая безопасность 161
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 162
6.5 Выводы по разделу 163
Заключение 164
Список использованных источников 167
Приложение А. Светотехнический расчёт 171
Приложение Б. Картограмма электрических нагрузок. Распределительная
сеть 174
Приложение В. Схема электрическая принципиальная 175
Приложение Г. План силовой сети кузнечного цеха 176
Приложение Д. Однолинейная схема комплектной трансформаторной
подстанции 177
Приложение Е. Однолинейная схема вводного распределительного
устройства 178
Приложение Ж. Однолинейная схема распределительного пункта ПР1
Приложение И. Эпюра отклонения напряжения. Карта селективности 180
Приложение К. План сети освещения цеха 181
Приложение Л. Однолинейная схема сетей освещения ЩО1 182
Приложение Н. Изолинии 183
Научно-технический процесс диктует необходимость совершенствования промышленной энергетики: создание экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, систем освещения, автоматизированных систем управления технологическими процессами, внедрение микропроцессорной техники, элегазового оборудования, новейших преобразовательных устройств.
Важнейшей экономической задачей является надежное и экономическое обеспечение промышленного предприятия электроэнергией надлежащего качества в соответствии с графиком ее потребления.
Системой электроснабжения называется совокупность электротехнических установок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией.
Современные системы электроснабжения промышленных предприятий должны удовлетворять определенным требованиям:
- экономичность;
- надежность;
- безопасность;
- удобство эксплуатации;
- гибкость при дальнейшем развитии без существенного переустройства существующей схемы;
- максимальное приближение источников высокого напряжения к центрам электрических нагрузок потребителей;
- минимизация потерь электроэнергии...
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование системы электроснабжения инструментального завода, используя при проектировании данные предприятия (генплан, план цеха, сведения об электрических нагрузках), детально проработать систему электроснабжения приемников в здании кузнечного цеха, сделать выводы.
Важнейшей экономической задачей является надежное и экономическое обеспечение промышленного предприятия электроэнергией надлежащего качества в соответствии с графиком ее потребления.
Системой электроснабжения называется совокупность электротехнических установок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией.
Современные системы электроснабжения промышленных предприятий должны удовлетворять определенным требованиям:
- экономичность;
- надежность;
- безопасность;
- удобство эксплуатации;
- гибкость при дальнейшем развитии без существенного переустройства существующей схемы;
- максимальное приближение источников высокого напряжения к центрам электрических нагрузок потребителей;
- минимизация потерь электроэнергии...
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование системы электроснабжения инструментального завода, используя при проектировании данные предприятия (генплан, план цеха, сведения об электрических нагрузках), детально проработать систему электроснабжения приемников в здании кузнечного цеха, сделать выводы.
Целью работы было осуществление электроснабжения электроприёмников кузнечного цеха инструментального завода и всего предприятия в целом.
Одной из задач было проведение инженерных изысканий, связанных с изучением климата, географических и геологических условий местности. С учетом изученных условий производилось дальнейшее проектирование объекта электроснабжения, выбор оборудования, соответствующего климатическим условиям, и канализация электрической энергии.
Первым этапом для достижения цели было предварительное определение расчетной электрической нагрузки цеха методом коэффициента расчётной мощности.
Расчетная электрическая нагрузка предприятия была определена методом коэффициента спроса. При расчете были учтены потери мощности в трансформаторах цеховых подстанций и ГПП, и потери в высоковольтных линиях.
В качестве освещения цехов были приняты светодиодные светильники.
По расчетным нагрузкам цехов была построена картограмма нагрузок и определён центр электрических нагрузок предприятия. Максимально близко к центру электрических нагрузок, с учетом расположения объектов и подъездных путей, была установлена главная понизительная подстанция.
Далее было определено число и мощность цеховых трансформаторов. С учетом выбранного числа трансформаторов был произведен расчет и выбор компенсирующих устройств. Компенсация реактивной мощности позволила уменьшить загрузку трансформаторов цеховых подстанций, а также привести коэффициент мощности цехов к требуемому значению.
Распределительная сеть 10 кВ по территории предприятия выполнена кабельными линиями с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвБбШп, проложенными в траншеях. Питание осуществлено по радиальным линиям.
По результатам расчета короткого замыкания проводники 10 кВ были проверены на термическую стойкость, а медный экран кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена по допустимому току короткого замыкания.
Питание РП 0,4 кВ от цеховых подстанций выполнено бронированными кабелями с медными жилами марки ВБбШв, проложенными в траншеях.
При разработке схемы внешнего электроснабжение учитывалась категорийность электроприемников объекта, а также простота и надежность схемы. Была принята схема в виде двух блоков с выключателями и неавтоматической перемычкой. Схема простая и надежная. Также было выбрано оборудование открытого распределительного устройства, проведены проверки по номинальным параметрам, а также на стойкость токам короткого замыкания.
В качестве закрытого распределительного устройства были приняты ячейки КРУ. Такое РУ позволяет безопасно производить обслуживание, осуществлять ремонт и замену элементов высоковольтного оборудования.
Следующим этапом было осуществлено электроснабжение промышленных потребителей в здании производственного помещения. На данном этапе электроприемники были распределены по пунктам питания, были рассчитаны номинальные параметры приемников, а также была определена расчетная нагрузка цеха с учетом распределения электроприемников.
Для обеспечения безопасности персонала в производственном помещении принята система заземления типа TN-S.
Распределительные пункты и мощные электроприёмники запитываются от ВРУ цеха. ВРУ питается от цеховой трансформаторной подстанции бронированными пятижильными кабелями с медными жилами, проложенными в траншеях.
Приёмники цеха запитываются от распределительных пунктов пятижильными кабелями с алюминиевыми жилами с поливинилхлоридной изоляцией марки АВВГнг-LS, с прокладкой по лоткам и в коробах. Защита электроприемников и кабельных линий осуществляется воздушными автоматическими выключателями.
Карта селективности, построенная по результатам выбора аппаратов защиты, показала, что селективность обеспечивается. А эпюра отклонения напряжения, построенная для максимального, минимального и послеаварийного режимов, показала, что во всех режимах работы у электроприёмников поддерживается напряжение в допустимых пределах и выбранные сечения пригодны для эксплуатации.
По проводимым в процессе расчётов проверкам, по карте селективности и по эпюрам отклонения напряжения можно сделать вывод, что данная модель электроснабжения цеха и всего предприятия в целом надёжна и пригодна к эксплуатации.
Одной из задач было проведение инженерных изысканий, связанных с изучением климата, географических и геологических условий местности. С учетом изученных условий производилось дальнейшее проектирование объекта электроснабжения, выбор оборудования, соответствующего климатическим условиям, и канализация электрической энергии.
Первым этапом для достижения цели было предварительное определение расчетной электрической нагрузки цеха методом коэффициента расчётной мощности.
Расчетная электрическая нагрузка предприятия была определена методом коэффициента спроса. При расчете были учтены потери мощности в трансформаторах цеховых подстанций и ГПП, и потери в высоковольтных линиях.
В качестве освещения цехов были приняты светодиодные светильники.
По расчетным нагрузкам цехов была построена картограмма нагрузок и определён центр электрических нагрузок предприятия. Максимально близко к центру электрических нагрузок, с учетом расположения объектов и подъездных путей, была установлена главная понизительная подстанция.
Далее было определено число и мощность цеховых трансформаторов. С учетом выбранного числа трансформаторов был произведен расчет и выбор компенсирующих устройств. Компенсация реактивной мощности позволила уменьшить загрузку трансформаторов цеховых подстанций, а также привести коэффициент мощности цехов к требуемому значению.
Распределительная сеть 10 кВ по территории предприятия выполнена кабельными линиями с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвБбШп, проложенными в траншеях. Питание осуществлено по радиальным линиям.
По результатам расчета короткого замыкания проводники 10 кВ были проверены на термическую стойкость, а медный экран кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена по допустимому току короткого замыкания.
Питание РП 0,4 кВ от цеховых подстанций выполнено бронированными кабелями с медными жилами марки ВБбШв, проложенными в траншеях.
При разработке схемы внешнего электроснабжение учитывалась категорийность электроприемников объекта, а также простота и надежность схемы. Была принята схема в виде двух блоков с выключателями и неавтоматической перемычкой. Схема простая и надежная. Также было выбрано оборудование открытого распределительного устройства, проведены проверки по номинальным параметрам, а также на стойкость токам короткого замыкания.
В качестве закрытого распределительного устройства были приняты ячейки КРУ. Такое РУ позволяет безопасно производить обслуживание, осуществлять ремонт и замену элементов высоковольтного оборудования.
Следующим этапом было осуществлено электроснабжение промышленных потребителей в здании производственного помещения. На данном этапе электроприемники были распределены по пунктам питания, были рассчитаны номинальные параметры приемников, а также была определена расчетная нагрузка цеха с учетом распределения электроприемников.
Для обеспечения безопасности персонала в производственном помещении принята система заземления типа TN-S.
Распределительные пункты и мощные электроприёмники запитываются от ВРУ цеха. ВРУ питается от цеховой трансформаторной подстанции бронированными пятижильными кабелями с медными жилами, проложенными в траншеях.
Приёмники цеха запитываются от распределительных пунктов пятижильными кабелями с алюминиевыми жилами с поливинилхлоридной изоляцией марки АВВГнг-LS, с прокладкой по лоткам и в коробах. Защита электроприемников и кабельных линий осуществляется воздушными автоматическими выключателями.
Карта селективности, построенная по результатам выбора аппаратов защиты, показала, что селективность обеспечивается. А эпюра отклонения напряжения, построенная для максимального, минимального и послеаварийного режимов, показала, что во всех режимах работы у электроприёмников поддерживается напряжение в допустимых пределах и выбранные сечения пригодны для эксплуатации.
По проводимым в процессе расчётов проверкам, по карте селективности и по эпюрам отклонения напряжения можно сделать вывод, что данная модель электроснабжения цеха и всего предприятия в целом надёжна и пригодна к эксплуатации.