Помощь студентам в учебе
Электроснабжение основного производства химического завода
|
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОСНОВНОГО
ПРОИЗВОДСТВА ХИМИЧЕСКОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтномеханическому цеху 8
1.2 Определение электрических нагрузок по основному
производству химического завода 13
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 18
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 22
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 26
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 31
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 32
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 35
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 38
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 42
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 46
7 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 55
7.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 55
7.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 56
7.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 57
7.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 58
7.3 Выбор комплектных токопроводов 59
7.4 Выбор кабелей по термической стойкости 60
7.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 62
8 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 63
9 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
9.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности напряжения 72
9.2 Определение величины провала напряжения 76
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 78
10.2 Защитные средства и меры от поражения электрическим
током 79
10.3 Молниезащита ГПП 82
10.4 Расчёт защитного заземления ГПП 85
10.5 Освещение открытого распределительного устройства 88
10.6 Обеспечение пожарной безопасности 90
11 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
11.1 Результаты технико-экономического расчета 92
11.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 92
11.3 Пирамида целеполагания предприятия 93
11.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 94
11.5 Модель поля сил реализации проекта 95
11.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 96
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
12.1 Выбор устройств релейной защиты в сети 0,4 кВ 98
12.2 Релейная защита трансформатора 101
12.2.1 Защита от симметричных перегрузок 101
12.2.2 Селективная токовая отсечка 103
12.2.3 Мгновенная токовая отсечка 105
12.2.4 Защита от перегрева 106
12.3 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор.... 107
12.3.1 Мгновенная токовая отсечка 107
12.3.2 Селективная токовая отсечка 107
12.3.3 Защита от однофазных замыканий на землю 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 114
Технический паспорт 6
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОСНОВНОГО
ПРОИЗВОДСТВА ХИМИЧЕСКОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтномеханическому цеху 8
1.2 Определение электрических нагрузок по основному
производству химического завода 13
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 18
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 22
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 26
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 31
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 32
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 35
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 38
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 42
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 46
7 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 55
7.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 55
7.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 56
7.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 57
7.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 58
7.3 Выбор комплектных токопроводов 59
7.4 Выбор кабелей по термической стойкости 60
7.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 62
8 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 63
9 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
9.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности напряжения 72
9.2 Определение величины провала напряжения 76
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 78
10.2 Защитные средства и меры от поражения электрическим
током 79
10.3 Молниезащита ГПП 82
10.4 Расчёт защитного заземления ГПП 85
10.5 Освещение открытого распределительного устройства 88
10.6 Обеспечение пожарной безопасности 90
11 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
11.1 Результаты технико-экономического расчета 92
11.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 92
11.3 Пирамида целеполагания предприятия 93
11.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 94
11.5 Модель поля сил реализации проекта 95
11.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 96
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
12.1 Выбор устройств релейной защиты в сети 0,4 кВ 98
12.2 Релейная защита трансформатора 101
12.2.1 Защита от симметричных перегрузок 101
12.2.2 Селективная токовая отсечка 103
12.2.3 Мгновенная токовая отсечка 105
12.2.4 Защита от перегрева 106
12.3 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор.... 107
12.3.1 Мгновенная токовая отсечка 107
12.3.2 Селективная токовая отсечка 107
12.3.3 Защита от однофазных замыканий на землю 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 114
Основное производство химического завода включает в себя все технологические процессы: от переработки исходного сырья до производства готовой продукции. Основное производство химического завода изготавливает различные изделия любой сложности, которые используются в различных областях промышленности.
Основное производство химического завода располагается на территории площадью 191 тыс. м2. Рассматриваемая группа включает в себя 17 цехов с суммарной установленной мощностью 27,5 МВт, причём 7,4 МВт из которых приходится на высоковольтные электроприемники: высоковольтные фильтры постоянного тока, а также синхронные и асинхронные двигатели. Номинальное напряжение всех высоковольтных электроприемников составляет 10 кВ.
На основном производстве химического завода функционируют потребители 2-ой и 3-ей категории по надежности электроснабжения. Ко 2-ой категории относятся основные производственные цеха предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит значительному снижению выпуска продукции, простою производственного оборудования, а именно: насосная станция ОВС (№1), цех ПВК (№2), насосная установка (№3), очистные сооружения (№4), оборотная переработка 1-я ступень (№5), оборотная переработка 2-я ступень (№6), специальная вытяжная и очистительная установка (№8), цех по изготовлению специальной керамики (№10), цех по изготовлению технологической оснастки (№11), цех по изготовлению химических реагентов (№13), цех стеклогранулирования (№15), компрессорная станция (№15).
В электроснабжении электроприемников 3-ей категории допускается перерыва на время необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более чем на одни сутки. К 3-ей категории относятся вспомогательные и непроизводственные помещения: электроцех (№12), склады (№9), ремонтно-механический цех (№14), административно-бытовой корпус (№17).
Основное производство химического завода по специфике производства возможно отнести ко второй категории по надёжности электроснабжения. Поэтому питание должно выполняться от двух энергонезависимых источников питания. В качестве данных источников возможно использовать районные распределительные подстанции со следующими параметрами напряжений и максимальных величин токов трёхфазных замыканий: 35 и 110 кВ, а также 800 и 3800 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С - температуры воздуха, 14,2 С - температура грунта, в котором отсутствуют блуждающие токи и растягивающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 20043 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 7440 кВт (четыре синхронных двигателя по 630 кВт, два высоковольтных фильтра постоянного тока по 1200 кВт, четыре асинхронных двигателя по 630 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 15283 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgp=0,62; расчетный tgp=0,49; заданный энергосистемой tgp=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3800 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 15 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТДН-16000/110/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Цеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами марки ТМГ, мощностью 630, 1000, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
Тип и сечение кабельных линий: АПвП-10 с сечением 50, 120 мм2.
Основное производство химического завода располагается на территории площадью 191 тыс. м2. Рассматриваемая группа включает в себя 17 цехов с суммарной установленной мощностью 27,5 МВт, причём 7,4 МВт из которых приходится на высоковольтные электроприемники: высоковольтные фильтры постоянного тока, а также синхронные и асинхронные двигатели. Номинальное напряжение всех высоковольтных электроприемников составляет 10 кВ.
На основном производстве химического завода функционируют потребители 2-ой и 3-ей категории по надежности электроснабжения. Ко 2-ой категории относятся основные производственные цеха предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит значительному снижению выпуска продукции, простою производственного оборудования, а именно: насосная станция ОВС (№1), цех ПВК (№2), насосная установка (№3), очистные сооружения (№4), оборотная переработка 1-я ступень (№5), оборотная переработка 2-я ступень (№6), специальная вытяжная и очистительная установка (№8), цех по изготовлению специальной керамики (№10), цех по изготовлению технологической оснастки (№11), цех по изготовлению химических реагентов (№13), цех стеклогранулирования (№15), компрессорная станция (№15).
В электроснабжении электроприемников 3-ей категории допускается перерыва на время необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более чем на одни сутки. К 3-ей категории относятся вспомогательные и непроизводственные помещения: электроцех (№12), склады (№9), ремонтно-механический цех (№14), административно-бытовой корпус (№17).
Основное производство химического завода по специфике производства возможно отнести ко второй категории по надёжности электроснабжения. Поэтому питание должно выполняться от двух энергонезависимых источников питания. В качестве данных источников возможно использовать районные распределительные подстанции со следующими параметрами напряжений и максимальных величин токов трёхфазных замыканий: 35 и 110 кВ, а также 800 и 3800 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С - температуры воздуха, 14,2 С - температура грунта, в котором отсутствуют блуждающие токи и растягивающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 20043 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 7440 кВт (четыре синхронных двигателя по 630 кВт, два высоковольтных фильтра постоянного тока по 1200 кВт, четыре асинхронных двигателя по 630 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 15283 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgp=0,62; расчетный tgp=0,49; заданный энергосистемой tgp=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3800 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 15 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТДН-16000/110/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Цеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами марки ТМГ, мощностью 630, 1000, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
Тип и сечение кабельных линий: АПвП-10 с сечением 50, 120 мм2.
В выпускной квалификационной работе выполнен проект электроснабжения основного производства химического завода.
Расчёт элетрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения основного производства химического завода позволил разработать схемы внешнего и внутризаводского распределения электрической энергии. Схема внешнего электроснабжения выполнена по схеме 110-4Н - два блока с выключателями и ремонтной перемычкой. В результате технико-экономического сравнения определено рациональное напряжение равное 110 кВ.
Распределительное устройство 110 кВ выполнено открытого типа с применением элегазовых коммутационных и измерительных аппаратов.
Внутризаводское распределительное устройство выполнено по смешанной схеме. В ЗРУ-10 кВ выбраны комплектные шкафы марки К-129, которые снабжены вакуумными ваключателями VF-10, трансформаторами тока ТЛП-10 и антирезонансными трансформаторами напряжения НАМИ-10. Отходящие от ЗРУ-10 кВ выполнены кабелями из сшитого полиэтилена типа АПвП-10 следующих сечений: 50, 120 мм2. Все электрооборудование выбрано с учётом перегрузочной способности в послеаварийных режимах, а также с учетом динамической и термической стойкости к токам короткого замыкания.
Для снижения негативного влияния реактивной мощности предусмотрена установка компенсирующих устройств в сети 0,4 кВ. Для защиты электрооборудования от ненормальных режимов предусматриваются микропроцессорные устройства релейной защиты на базе Sepam. Затронуты вопросы охраны труда и экономики и управления на основном производстве химического завода.
Расчёт элетрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения основного производства химического завода позволил разработать схемы внешнего и внутризаводского распределения электрической энергии. Схема внешнего электроснабжения выполнена по схеме 110-4Н - два блока с выключателями и ремонтной перемычкой. В результате технико-экономического сравнения определено рациональное напряжение равное 110 кВ.
Распределительное устройство 110 кВ выполнено открытого типа с применением элегазовых коммутационных и измерительных аппаратов.
Внутризаводское распределительное устройство выполнено по смешанной схеме. В ЗРУ-10 кВ выбраны комплектные шкафы марки К-129, которые снабжены вакуумными ваключателями VF-10, трансформаторами тока ТЛП-10 и антирезонансными трансформаторами напряжения НАМИ-10. Отходящие от ЗРУ-10 кВ выполнены кабелями из сшитого полиэтилена типа АПвП-10 следующих сечений: 50, 120 мм2. Все электрооборудование выбрано с учётом перегрузочной способности в послеаварийных режимах, а также с учетом динамической и термической стойкости к токам короткого замыкания.
Для снижения негативного влияния реактивной мощности предусмотрена установка компенсирующих устройств в сети 0,4 кВ. Для защиты электрооборудования от ненормальных режимов предусматриваются микропроцессорные устройства релейной защиты на базе Sepam. Затронуты вопросы охраны труда и экономики и управления на основном производстве химического завода.
