Помощь студентам в учебе
Электроснабжение газоперерабатывающего завода
|
АННОТАЦИЯ 2
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 6
ВВЕДЕНИЕ 7
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 10
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 12
1.1 Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху 12
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 17
1.3 Расчет картограмм электрических нагрузок по предприятию 24
Выводы по разделу 1 28
2 ВЫБОР ТИПА, МОЩНОСТИ, ЧИСЛА ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ 29
Вывод по разделу 2 33
3 СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35
3.1 рациональное напряжение внешнего электроснабжения 35
3.2 Выбор типа и мощности трансформаторов на главной понизительной
подстанции 36
3.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения 38
3.4 Технико-экономическое обоснование выбора рационального напряжения
внешнего электроснабжения 38
Расчет линии электропередачи от районной подстанции энергосистемы до ГПП предприятия: 39
3.4.1 Схема внешнего электроснабжения на напряжении 110 кВ 43
3.4.2 Схема внешнего электроснабжения на напряжении 35 кВ 48
3.5 Определение технико-экономических показателей сравниваемых
напряжений внешнего электроснабжения 51
Выводы по разделу 3 55
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, РАСЧЁТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 58
4.1 Определение рационального напряжения внутризаводского
электроснабжения 58
4.2 Выбор схемы распределительной сети напряжение 10 кВ 58
4.3 Выбор кабелей до и выше 1000 В 58
Выводы по разделу 4 61
5 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 64
5.1 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях выше 1 кВ 64
5.2 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях ниже 1 кВ 71
Выводы по разделу 5 72
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 73
Выводы по разделу 6 86
7 РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 87
Выводы по разделу 7 95
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 96
Выводы по разделу 8 96
9 НЕСЕЛЕКТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ НА ПОДСТАНЦИИ 97
9.1 Организация неселективной сигнализации 97
9.2 Антирезонансные трансформаторы напряжения 98
Выводы по разделу 9 103
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 105
10.1 Территория, компоновка и конструктивная часть главной понизительной
подстанции (ГПП) 105
10.1.1 Обоснование выбора местоположения подстанции 105
10.1.2 Возможность обслуживания газовых реле и основные требования
при установке трансформаторов 105
10.1.3 Проезд на открытом распределительном устройстве (ОРУ) для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений ... 106
10.1.4 Цифровое и цветовое обозначение отдельных токоведущих
частей 106
10.1.5 Требования к устройству дверей 107
10.2 Электробезопасность 107
10.2.1 Основные габариты и разрывы на ГПП 107
10.2.2 Перечень защитных средств, который необходим на ГПП 108
10.3 Расчет защитного заземления 109
10.4 Расчет молниезащиты подстанции 112
10.5 Освещение ОРУ ГПП 115
10.6 Пожарная безопасность 116
10.6.1 Категории помещений и наружных установок по пожарной
опасности 116
10.6.2 Пожарная безопасность трансформатора 117
Выводы по разделу 10 119
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ 120
11.1 Результат технико-экономического расчета 120
11.2 Модель SWОT-анализа вариантов схем внешнего электроснабжения . 121
11.3 Дерево целей проекта 122
11.4 Модель пирамиды целеполагания газоперерабатывающего завода 122
11.5 Модель поля сил реализации проекта 122
11.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 126
Выводы по разделу 11 126
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 127
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 6
ВВЕДЕНИЕ 7
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 10
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 12
1.1 Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху 12
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 17
1.3 Расчет картограмм электрических нагрузок по предприятию 24
Выводы по разделу 1 28
2 ВЫБОР ТИПА, МОЩНОСТИ, ЧИСЛА ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ 29
Вывод по разделу 2 33
3 СИСТЕМА ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35
3.1 рациональное напряжение внешнего электроснабжения 35
3.2 Выбор типа и мощности трансформаторов на главной понизительной
подстанции 36
3.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения 38
3.4 Технико-экономическое обоснование выбора рационального напряжения
внешнего электроснабжения 38
Расчет линии электропередачи от районной подстанции энергосистемы до ГПП предприятия: 39
3.4.1 Схема внешнего электроснабжения на напряжении 110 кВ 43
3.4.2 Схема внешнего электроснабжения на напряжении 35 кВ 48
3.5 Определение технико-экономических показателей сравниваемых
напряжений внешнего электроснабжения 51
Выводы по разделу 3 55
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, РАСЧЁТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 58
4.1 Определение рационального напряжения внутризаводского
электроснабжения 58
4.2 Выбор схемы распределительной сети напряжение 10 кВ 58
4.3 Выбор кабелей до и выше 1000 В 58
Выводы по разделу 4 61
5 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 64
5.1 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях выше 1 кВ 64
5.2 Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях ниже 1 кВ 71
Выводы по разделу 5 72
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 73
Выводы по разделу 6 86
7 РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 87
Выводы по разделу 7 95
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 96
Выводы по разделу 8 96
9 НЕСЕЛЕКТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ НА ПОДСТАНЦИИ 97
9.1 Организация неселективной сигнализации 97
9.2 Антирезонансные трансформаторы напряжения 98
Выводы по разделу 9 103
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 105
10.1 Территория, компоновка и конструктивная часть главной понизительной
подстанции (ГПП) 105
10.1.1 Обоснование выбора местоположения подстанции 105
10.1.2 Возможность обслуживания газовых реле и основные требования
при установке трансформаторов 105
10.1.3 Проезд на открытом распределительном устройстве (ОРУ) для передвижных монтажно-ремонтных механизмов и приспособлений ... 106
10.1.4 Цифровое и цветовое обозначение отдельных токоведущих
частей 106
10.1.5 Требования к устройству дверей 107
10.2 Электробезопасность 107
10.2.1 Основные габариты и разрывы на ГПП 107
10.2.2 Перечень защитных средств, который необходим на ГПП 108
10.3 Расчет защитного заземления 109
10.4 Расчет молниезащиты подстанции 112
10.5 Освещение ОРУ ГПП 115
10.6 Пожарная безопасность 116
10.6.1 Категории помещений и наружных установок по пожарной
опасности 116
10.6.2 Пожарная безопасность трансформатора 117
Выводы по разделу 10 119
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ 120
11.1 Результат технико-экономического расчета 120
11.2 Модель SWОT-анализа вариантов схем внешнего электроснабжения . 121
11.3 Дерево целей проекта 122
11.4 Модель пирамиды целеполагания газоперерабатывающего завода 122
11.5 Модель поля сил реализации проекта 122
11.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 126
Выводы по разделу 11 126
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 127
Актуальность данной темы заключается в необходимости спроектировать рациональную систему электроснабжения (СЭС), учитывая множество факторов, которые играют значимую роль при формировании СЭС на производстве. Создание оптимальной СЭС на промышленном предприятии является важной задачей, поскольку она необходима для беспрерывной подачи электроэнергии потребителям на предприятии.
СЭС - совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения электрической энергии между потребителями и электроприемниками со всей инфраструктурой (подстанции, линии электропередач, преобразовательные установки, релейная защита и автоматика и т. д.).
При построении СЭС следует учитывать множество факторов, часть из которых носит определенный характер, а часть - вероятностный. Такие факторы: величина потребляемой мощности, категории надежности питания, характер графика нагрузок предприятия, размещение электрических нагрузок на территории предприятия, условия окружающей среды, требования энергоснабжающей организации.
Развитие энергетики ставит новые задачи перед системами электроснабжения, такие как: энергосбережение на предприятиях, установка систем автоматического контроля и учета электроэнергии и др.
Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование системы электроснабжения газоперерабатывающего завода.
Для достижения заданной цели в работе поставлены следующие задачи: определение электрических нагрузок предприятия; расчет и выбор цеховых трансформаторов, трансформаторов главной понизительной подстанции и правильное размещение ГПП и цеховых подстанций с учетом всех факторов; выбор рационального напряжения и схем электроснабжения; расчет питающих линий; выбор современного оборудования; осуществление компенсации реактивной мощности; выбор технических средств для улучшения качества электрической энергии, если это необходимо.
Газоперерабатывающий завод (ГПЗ) - промышленное предприятие, занимающееся переработкой природного или попутного газа для получения нефтехимических продуктов с высокой добавленной стоимостью (полимеры, пластики, каучуки, растворители, лакокрасочная продукция).
Данное предприятие является государственно важным и его проектирование требует к себе большого внимания. Предприятие имеет обширные денежные и человеческие ресурсы для реализации проекта.
На территории завода находятся следующие цеха и сооружения:
1) Азотно-кислородная станция. В данном цехе происходит производство кислорода и азота в газообразном виде из окружающего воздуха, для производственных нужд. Станция представляет собой совмещенную установку
газоразделения с двумя генераторами - азота и кислорода. В цехе электроприемники, относящиеся к первой категории надежности электроснабжения.
2) Склад абсорбента и моторного масла. Склад служит для хранения абсорбента и моторного масла. В помещении содержатся электроприемники, относящиеся к третьей категории надежности электроснабжения.
3) Воздушно-компрессорная станция. Служит для получения сжатого воздуха. Получаемый сжатый воздух может использоваться как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение отдельных газов из воздуха). В цехе станции находятся потребители первой категории надежности электроснабжения.
4) Компрессорная станция сырого газа. Служит для получения сжатых газов. Получаемый сжатый газ используется как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение отдельных газов из воздуха), криоагент (азот). Станция является электроприемником, относящимся к первой категории надежности электроснабжения.
5) Пункт приема, замера и сепарации газа. Предназначен для первичной очистки, приема и оценки газа. В пункте приема находятся потребители, которым необходимо обеспечить первую категорию надежности электроснабжения.
6) Ремонтно-механический цех. Цех предназначен для выполнения ремонтномеханических работ, обработки деталей, подлежащих изготовлению и обработке после наплавочных, гальванических и других видов работ. В цехе находятся электроприемники, относящиеся к третьей категории надежности электроснабжения.
7) Масло-абсорбционная установка. Установка предназначена для абсорбционной обработки промышленного масла (адсорбционной сушки - удаления воды, снижения кислотности, а также нагрева и фильтрации). Электроприемники данной установки относятся к первой категории.
8) Материальный склад. Служит для хранения материалов предприятия.
Данный склад содержит электроприемники третьей категории надежности электроснабжения.
9) Пропано-холодильная установка. Используется для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до -153 °С в заданном охлаждаем газе, для дальнейшей работы с ним. Данный цех содержит электроприемники первой категории надежности электроснабжения.
10) Котельная. Служит для обеспечения цехов всего предприятия тепловой энергией. Электроприемники данного цеха относятся к первой категории надежности электроснабжения.
11) Водонасосная. Используется в качестве инфраструктуры для нужд водоснабжения и канализации завода. Является электроприемником 1 категории надежности электроснабжения.
Из представленных общих данных видно, что основная категория электроснабжения - первая. Данный фактор необходимо учитывать при проектировании СЭС предприятия.
СЭС - совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения электрической энергии между потребителями и электроприемниками со всей инфраструктурой (подстанции, линии электропередач, преобразовательные установки, релейная защита и автоматика и т. д.).
При построении СЭС следует учитывать множество факторов, часть из которых носит определенный характер, а часть - вероятностный. Такие факторы: величина потребляемой мощности, категории надежности питания, характер графика нагрузок предприятия, размещение электрических нагрузок на территории предприятия, условия окружающей среды, требования энергоснабжающей организации.
Развитие энергетики ставит новые задачи перед системами электроснабжения, такие как: энергосбережение на предприятиях, установка систем автоматического контроля и учета электроэнергии и др.
Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование системы электроснабжения газоперерабатывающего завода.
Для достижения заданной цели в работе поставлены следующие задачи: определение электрических нагрузок предприятия; расчет и выбор цеховых трансформаторов, трансформаторов главной понизительной подстанции и правильное размещение ГПП и цеховых подстанций с учетом всех факторов; выбор рационального напряжения и схем электроснабжения; расчет питающих линий; выбор современного оборудования; осуществление компенсации реактивной мощности; выбор технических средств для улучшения качества электрической энергии, если это необходимо.
Газоперерабатывающий завод (ГПЗ) - промышленное предприятие, занимающееся переработкой природного или попутного газа для получения нефтехимических продуктов с высокой добавленной стоимостью (полимеры, пластики, каучуки, растворители, лакокрасочная продукция).
Данное предприятие является государственно важным и его проектирование требует к себе большого внимания. Предприятие имеет обширные денежные и человеческие ресурсы для реализации проекта.
На территории завода находятся следующие цеха и сооружения:
1) Азотно-кислородная станция. В данном цехе происходит производство кислорода и азота в газообразном виде из окружающего воздуха, для производственных нужд. Станция представляет собой совмещенную установку
газоразделения с двумя генераторами - азота и кислорода. В цехе электроприемники, относящиеся к первой категории надежности электроснабжения.
2) Склад абсорбента и моторного масла. Склад служит для хранения абсорбента и моторного масла. В помещении содержатся электроприемники, относящиеся к третьей категории надежности электроснабжения.
3) Воздушно-компрессорная станция. Служит для получения сжатого воздуха. Получаемый сжатый воздух может использоваться как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение отдельных газов из воздуха). В цехе станции находятся потребители первой категории надежности электроснабжения.
4) Компрессорная станция сырого газа. Служит для получения сжатых газов. Получаемый сжатый газ используется как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение отдельных газов из воздуха), криоагент (азот). Станция является электроприемником, относящимся к первой категории надежности электроснабжения.
5) Пункт приема, замера и сепарации газа. Предназначен для первичной очистки, приема и оценки газа. В пункте приема находятся потребители, которым необходимо обеспечить первую категорию надежности электроснабжения.
6) Ремонтно-механический цех. Цех предназначен для выполнения ремонтномеханических работ, обработки деталей, подлежащих изготовлению и обработке после наплавочных, гальванических и других видов работ. В цехе находятся электроприемники, относящиеся к третьей категории надежности электроснабжения.
7) Масло-абсорбционная установка. Установка предназначена для абсорбционной обработки промышленного масла (адсорбционной сушки - удаления воды, снижения кислотности, а также нагрева и фильтрации). Электроприемники данной установки относятся к первой категории.
8) Материальный склад. Служит для хранения материалов предприятия.
Данный склад содержит электроприемники третьей категории надежности электроснабжения.
9) Пропано-холодильная установка. Используется для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до -153 °С в заданном охлаждаем газе, для дальнейшей работы с ним. Данный цех содержит электроприемники первой категории надежности электроснабжения.
10) Котельная. Служит для обеспечения цехов всего предприятия тепловой энергией. Электроприемники данного цеха относятся к первой категории надежности электроснабжения.
11) Водонасосная. Используется в качестве инфраструктуры для нужд водоснабжения и канализации завода. Является электроприемником 1 категории надежности электроснабжения.
Из представленных общих данных видно, что основная категория электроснабжения - первая. Данный фактор необходимо учитывать при проектировании СЭС предприятия.
В данном разделе была произведена оценка экономических показателей и характеристик предприятия. Также, была произведена управленческая и экономическая оценка реализации данного проекта.
