Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов завода металлоконструкций
|
АННОТАЦИЯ 5
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 7
ВВЕДЕНИЕ 8
СРАВНЕНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИИ 11
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчет электрических нагрузок по инструментальному цеху 14
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 21
1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 24
Выводы по разделу один 26
2 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРА ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИИ 27
Выводы по разделу два 29
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАФНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 32
Выводы по разделу три 34
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
4.1 Определение потерь в силовых трансформаторах Г1П1 37
4.2 Расчеты по выбору параметров линии электропередач от районной
подстанции энергосистемы до Г1П1 предприятия 37
4.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линии от
питающей подстанции энергосистемы и на вводах Г1П1 39
4.4 Выбор и сравнение выключателей, разъединителей, измерительных
трансформаторов на напряжения 35, 110 кВ 40
4.4.1 Выбор контрольно-измерительного оборудования на 110 кВ 43
4.4.2 Выбор контрольно-измерительного оборудования на 35 кВ 45
4.5 Определение технико-экономических показателей схем внешнего
электроснабжения 47
Выводы по разделу четыре 49
5 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 50
Выводы по разделу пять 51
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 54
Выводы по разделу шесть 59
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектно распределительного устройства главной
понизительной подстанции 60
7.2 Выбор выключателей комплектно распределительного устройства 61
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 62
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
7.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей, вакуумных
выключателей, устанавливаемых на вводах ТП 65
7.6 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую стойкость
к токам короткого замыкания 67
7.7 Выбор соединения силового трансформатора с РУНН ГПП 68
7.8 Выбор трансформатора собственных нужд 69
7.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН
КТП и вводных аппаратов РПН 69
7.10 Выбор кабелей, шинопроводов, распределительных щитов и
коммутационной аппаратуры в ремонтно-механическом цехе 70
Выводы по разделу семь 77
8 КОМПЕНСАЦИЯ РЕКАТИВНОЙ МОЩНОСТИ 78
Выводы по разделу восемь 86
9 ЗАЩИТА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ И ТРАНСФОРМАТОРНОЙ
ПОДСТАНЦИИ НА СТОРОНЕ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
9.1 Организация защиты 87
9.2 Защита трансформатора Т7 88
9.3 Защита линии, питающей трансформаторную подстанцию 91
9.4 Защита от ОЗЗ, отходящей от РП магистральной линии 93
9.5 Газовая защита трансформатора ТМГ 94
Выводы по разделу девять 95
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 99
10.1 Конструктивная часть подстанции завода металлоконструкции 100
10.1.1 Основные требования при установке трансформатора и
возможность осмотра газовых реле 101
10.1.2 Окраска токоведущих частей 101
10.1.3 Электрозащитные средства 102
10.1.4 Требования к устройству дверей 102
10.2 Электробезопасность 103
10.2.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 104
10.2.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 105
10.2.3 Защитное заземляющее устройство 105
10.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 108
10.4 Пожарная безопасность 110
10.4.1 Пожарная безопасность трансформатора 111
10.5 Молниезащита подстанции 112
Выводы по разделу десять 113
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЕМ 114
11.1 Результаты технико-экономического расчета 114
11.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решении 114
11.3 Модель пирамиды целепологания 115
11.4 Модель дерева целей повышения энергетической эффективности 116
11.5 Модель поля сил реализации проекта 117
11.6 Планирование мероприятия по реализации целей проекта 118
Выводы по разделу одиннадцать 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 122
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 7
ВВЕДЕНИЕ 8
СРАВНЕНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕХНОЛОГИИ 11
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчет электрических нагрузок по инструментальному цеху 14
1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 21
1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 24
Выводы по разделу один 26
2 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРА ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИИ 27
Выводы по разделу два 29
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАФНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 32
Выводы по разделу три 34
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
4.1 Определение потерь в силовых трансформаторах Г1П1 37
4.2 Расчеты по выбору параметров линии электропередач от районной
подстанции энергосистемы до Г1П1 предприятия 37
4.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линии от
питающей подстанции энергосистемы и на вводах Г1П1 39
4.4 Выбор и сравнение выключателей, разъединителей, измерительных
трансформаторов на напряжения 35, 110 кВ 40
4.4.1 Выбор контрольно-измерительного оборудования на 110 кВ 43
4.4.2 Выбор контрольно-измерительного оборудования на 35 кВ 45
4.5 Определение технико-экономических показателей схем внешнего
электроснабжения 47
Выводы по разделу четыре 49
5 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 50
Выводы по разделу пять 51
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 54
Выводы по разделу шесть 59
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектно распределительного устройства главной
понизительной подстанции 60
7.2 Выбор выключателей комплектно распределительного устройства 61
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 62
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
7.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей, вакуумных
выключателей, устанавливаемых на вводах ТП 65
7.6 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую стойкость
к токам короткого замыкания 67
7.7 Выбор соединения силового трансформатора с РУНН ГПП 68
7.8 Выбор трансформатора собственных нужд 69
7.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН
КТП и вводных аппаратов РПН 69
7.10 Выбор кабелей, шинопроводов, распределительных щитов и
коммутационной аппаратуры в ремонтно-механическом цехе 70
Выводы по разделу семь 77
8 КОМПЕНСАЦИЯ РЕКАТИВНОЙ МОЩНОСТИ 78
Выводы по разделу восемь 86
9 ЗАЩИТА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ И ТРАНСФОРМАТОРНОЙ
ПОДСТАНЦИИ НА СТОРОНЕ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
9.1 Организация защиты 87
9.2 Защита трансформатора Т7 88
9.3 Защита линии, питающей трансформаторную подстанцию 91
9.4 Защита от ОЗЗ, отходящей от РП магистральной линии 93
9.5 Газовая защита трансформатора ТМГ 94
Выводы по разделу девять 95
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 99
10.1 Конструктивная часть подстанции завода металлоконструкции 100
10.1.1 Основные требования при установке трансформатора и
возможность осмотра газовых реле 101
10.1.2 Окраска токоведущих частей 101
10.1.3 Электрозащитные средства 102
10.1.4 Требования к устройству дверей 102
10.2 Электробезопасность 103
10.2.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 104
10.2.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 105
10.2.3 Защитное заземляющее устройство 105
10.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 108
10.4 Пожарная безопасность 110
10.4.1 Пожарная безопасность трансформатора 111
10.5 Молниезащита подстанции 112
Выводы по разделу десять 113
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЕМ 114
11.1 Результаты технико-экономического расчета 114
11.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решении 114
11.3 Модель пирамиды целепологания 115
11.4 Модель дерева целей повышения энергетической эффективности 116
11.5 Модель поля сил реализации проекта 117
11.6 Планирование мероприятия по реализации целей проекта 118
Выводы по разделу одиннадцать 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 122
Системы электроснабжения обеспечивают питание электрической энергии электроприемникам на промышленных предприятиях, отвечают установленным требованиям, а именно технико-экономическим. Есть множество различных факторов, влияющие на формирование СЭС, и непосредственно затрагивающий этот проект. Такие факторы как условия окружающей среды, рассмотренное в одиннадцатом разделе, категории надежности, расположенные ниже и определяющиеся в зависимости от типов здании и цехов, потребляемая мощность, найденная в третьем разделе для последующего технико-экономического сравнения; размещение электрических нагрузок для выбора и обоснования расположения цеховых и главной понизительной подстанциях и многое другое.
Необходимо использовать системный подход для решения задач по проектированию систем электроснабжения, то есть будут учтены различные факторы, требования, предъявляемые к СЭС.
Следовательно, создание рационально экономически и технически выгодной системы электроснабжения промышленного предприятия является задачей не из легких, включающей в себя такие пункты, как выбор рациональных напряжений, выбор и обоснование места размещения цеховых ТП и ГНИ, совершенствование методов определения электрических нагрузок,
рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем внешнего электроснабжения и их параметров, в том числе и оборудования, а также сечений проводов ВЛ и жил кабельных линий, способов прокладки питающих кабелей и способов компенсации реактивной мощности и др. Принятие рациональных решений на каждом этапе проектирования системы электроснабжения ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности работы и способствует осуществлению оптимизации систем электроснабжения. Будут рассмотрены так же возможности по установке электрооборудования, обоснование полезной мощности, активности использования этого электрооборудования.
Завод металлоконструкций учитывает выполнение всех видов работ по выпуску металлоконструкций промышленного и общего назначения. Технический процесс выработки металлоконструкций предусматривает полную и последовательную разработку металлопроката от поступления его на территорию завода и до поставки готовых изделий на конечный пункт.
В арсенале завода металлоконструкций имеется набор оборудования, гильотинные ножницы различных типоразмеров, станки, печи, вибраторы, кузнечнопрессовое оборудование. При необходимости заготовки проходят обработку и в кузнецком участке, где разогретые до требуемой температуры, на мощном оборудовании они приобретают необходимую форму.
На территории завода металлоконструкции присутствуют следующие цеха:
1) Кислородная станция. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
2) Склад химических реактивов. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко III категории по надежности электроснабжения.
3) Насосная станция. Комплексная система для перекачки жидкостей из одного места в другое, включает в себя здание и оборудование: насосные агрегаты (рабочие и резервные) — насосы, трубопроводы и вспомогательные устройства (например, трубопроводную арматуру). Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
4) Склад готовой продукции. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся к III категории по надежности электроснабжения.
5) Склад. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся к III категории по надежности электроснабжения
6) Компрессорная. Стационарная или подвижная установка, предназначенная для получения сжатых газов. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
7) Маляпокрасочный цех. Предназначен для покраски конструкций и готовых изделий. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
8) Цех опор линии электропередач. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
9) Сварочный цех 1. Среда внутри предназначен для изготовления сварных деталей. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
10) Сварочный цех 2. предназначен для изготовления сварных деталей. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
11) Заготовительный цех. Цех, производящий заготовки для последующей их обработки в основных цехах . Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
12) Гараж. Имеются электроприемники, относящиеся ко III категории по надежности электроснабжения.
13) Ремонтно-механический цех. Предназначается для термообработки заготовок (поковок или отливок). Среда внутри здания - пыльная. Все электроприемники относятся ко II категории по надежности электроснабжения.
14) Теплица. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся ко III категории по надежности электроснабжения
15) Теплопункт. Комплекс устройств, расположенный в помещении, состоящий из элементов тепловых установок, обеспечивающих присоединение к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, преобразование, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по видам потребителей. Имеются электроприемники, относящиеся к III категории по надежности электроснабжения.
16) Заводоуправление. Административный орган, ведающий всем
производством завода. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся к III категории по надежности электроснабжения.
17) Склад ремонтно-механического цеха. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся к III категории по надежности электроснабжения.
Необходимо использовать системный подход для решения задач по проектированию систем электроснабжения, то есть будут учтены различные факторы, требования, предъявляемые к СЭС.
Следовательно, создание рационально экономически и технически выгодной системы электроснабжения промышленного предприятия является задачей не из легких, включающей в себя такие пункты, как выбор рациональных напряжений, выбор и обоснование места размещения цеховых ТП и ГНИ, совершенствование методов определения электрических нагрузок,
рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем внешнего электроснабжения и их параметров, в том числе и оборудования, а также сечений проводов ВЛ и жил кабельных линий, способов прокладки питающих кабелей и способов компенсации реактивной мощности и др. Принятие рациональных решений на каждом этапе проектирования системы электроснабжения ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности работы и способствует осуществлению оптимизации систем электроснабжения. Будут рассмотрены так же возможности по установке электрооборудования, обоснование полезной мощности, активности использования этого электрооборудования.
Завод металлоконструкций учитывает выполнение всех видов работ по выпуску металлоконструкций промышленного и общего назначения. Технический процесс выработки металлоконструкций предусматривает полную и последовательную разработку металлопроката от поступления его на территорию завода и до поставки готовых изделий на конечный пункт.
В арсенале завода металлоконструкций имеется набор оборудования, гильотинные ножницы различных типоразмеров, станки, печи, вибраторы, кузнечнопрессовое оборудование. При необходимости заготовки проходят обработку и в кузнецком участке, где разогретые до требуемой температуры, на мощном оборудовании они приобретают необходимую форму.
На территории завода металлоконструкции присутствуют следующие цеха:
1) Кислородная станция. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
2) Склад химических реактивов. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко III категории по надежности электроснабжения.
3) Насосная станция. Комплексная система для перекачки жидкостей из одного места в другое, включает в себя здание и оборудование: насосные агрегаты (рабочие и резервные) — насосы, трубопроводы и вспомогательные устройства (например, трубопроводную арматуру). Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
4) Склад готовой продукции. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся к III категории по надежности электроснабжения.
5) Склад. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся к III категории по надежности электроснабжения
6) Компрессорная. Стационарная или подвижная установка, предназначенная для получения сжатых газов. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
7) Маляпокрасочный цех. Предназначен для покраски конструкций и готовых изделий. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
8) Цех опор линии электропередач. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
9) Сварочный цех 1. Среда внутри предназначен для изготовления сварных деталей. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
10) Сварочный цех 2. предназначен для изготовления сварных деталей. Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
11) Заготовительный цех. Цех, производящий заготовки для последующей их обработки в основных цехах . Имеются электроприемники, относящиеся ко II категории по надежности электроснабжения.
12) Гараж. Имеются электроприемники, относящиеся ко III категории по надежности электроснабжения.
13) Ремонтно-механический цех. Предназначается для термообработки заготовок (поковок или отливок). Среда внутри здания - пыльная. Все электроприемники относятся ко II категории по надежности электроснабжения.
14) Теплица. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся ко III категории по надежности электроснабжения
15) Теплопункт. Комплекс устройств, расположенный в помещении, состоящий из элементов тепловых установок, обеспечивающих присоединение к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, преобразование, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по видам потребителей. Имеются электроприемники, относящиеся к III категории по надежности электроснабжения.
16) Заводоуправление. Административный орган, ведающий всем
производством завода. Среда внутри здания - чистая. Все электроприемники относятся к III категории по надежности электроснабжения.
17) Склад ремонтно-механического цеха. Среда внутри здания - чистая. Имеются электроприемники, относящиеся к III категории по надежности электроснабжения.
В выпускной квалификационной работе были проведены сравнения зарубежных технологии с отечественными с выбором и обоснованием, расчеты электрических однофазных и трехфазных нагрузок по электроремонтному цеху, низковольтной силовой нагрузки по предприятию в целом, расчет осветительной и силовой высоковольтной нагрузки, а также расчет картограммы электрических нагрузок предприятия.
По результатам расчетов были выбраны трансформаторы цеховых ТП, а также произведен выбор трансформаторов ГПП. На основе расчета по формуле Стилла рационального напряжения была выбрана схема с напряжением 110 кВ, а также произведен выбор её электрооборудования. Было выбрано рациональное напряжение схемы внутреннего электроснабжения, произведена её
конструктивная проработка с последующим выбором типа прокладки в траншеях и лотках магистральным способом и были рассчитаны кабельные линии.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения был произведен расчет токов КЗ с учетом подпитки места КЗ высоковольтными электродвигателями. На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудование схемы внутреннего электроснабжения и уточнены сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току КЗ.
Был произведен осмотр ремонтно-механического цеха с определенной установкой шинопроводов, выбора коммутационного оборудования и питающих кабелей электроприемников.
Были выбраны оптимальные с точки зрения их экономичности источники реактивной мощности, а также места их установки, а также проведены расчеты релейной защиты и рассмотрены вопросы БЖД и управление, с экономической точки зрения, предприятием.
По результатам расчетов были выбраны трансформаторы цеховых ТП, а также произведен выбор трансформаторов ГПП. На основе расчета по формуле Стилла рационального напряжения была выбрана схема с напряжением 110 кВ, а также произведен выбор её электрооборудования. Было выбрано рациональное напряжение схемы внутреннего электроснабжения, произведена её
конструктивная проработка с последующим выбором типа прокладки в траншеях и лотках магистральным способом и были рассчитаны кабельные линии.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения был произведен расчет токов КЗ с учетом подпитки места КЗ высоковольтными электродвигателями. На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудование схемы внутреннего электроснабжения и уточнены сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току КЗ.
Был произведен осмотр ремонтно-механического цеха с определенной установкой шинопроводов, выбора коммутационного оборудования и питающих кабелей электроприемников.
Были выбраны оптимальные с точки зрения их экономичности источники реактивной мощности, а также места их установки, а также проведены расчеты релейной защиты и рассмотрены вопросы БЖД и управление, с экономической точки зрения, предприятием.
