Помощь студентам в учебе
Электроснабжение механического завода
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МЕХАНИЧЕСКОГО
ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно-
механическому цеху 11
1.2 Определение электрических нагрузок по механическому
заводу 16
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок..... 20
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП. 23
2.1 Обоснование типа трансформаторов цеховых ТП 24
2.2 Определение мощности и количества трансформаторов
цеховых ТП28
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 33
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. 37
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи.................................................... 38
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения
предприятия . 41
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 44
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 48
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
7 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Комплектация ЗРУ-10 кВ 66
7.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 66
7.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 67
7.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 68
7.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 69
7.3 Выбор комплектных токопроводов 70
7.4 Выбор кабелей по термической стойкости 71
7.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 73
8 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА НЕЙТРАЛИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 75
9 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 77
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 85
10.2 Определение величины провала напряжения 89
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
11.1 Выбор устройств релейной защиты в сети 0,4 кВ 92
11.2 Релейная защита трансформатора 95
11.3 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор...... 98
11.3.1 Мгновенная токовая отсечка.. 98
11.3.2 Селективная токовая отсечка 99
11.3.3 Защита от однофазных замыканий на землю101
12 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Результаты технико-экономического расчета 104
12.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 104
12.3 Пирамида целеполагания предприятия 105
12.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 106
12.5 Модель поля сил реализации проекта 107
12.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 108
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Общая характеристика объекта 110
13.2 Обеспечение электробезопасности на ГПП 111
13.2.1 Защитные средства, обеспечивающие безопасное
выполнение работ в электроустановках 111
13.2.2 Способы защиты от поражения электрическим током 112
13.2.3 Устройство контроля изоляции в сети 10 кВ 112
13.3 Пожарная безопасность 114
13.4 Молниезащита ГПП 115
13.5 Освещение ОРУ-110/10 кВ 117
13.6 Расчет заземления 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 125
ВВЕДЕНИЕ 6
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МЕХАНИЧЕСКОГО
ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно-
механическому цеху 11
1.2 Определение электрических нагрузок по механическому
заводу 16
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок..... 20
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП. 23
2.1 Обоснование типа трансформаторов цеховых ТП 24
2.2 Определение мощности и количества трансформаторов
цеховых ТП28
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 33
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. 37
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи.................................................... 38
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения
предприятия . 41
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 44
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 48
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
7 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Комплектация ЗРУ-10 кВ 66
7.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 66
7.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 67
7.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 68
7.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 69
7.3 Выбор комплектных токопроводов 70
7.4 Выбор кабелей по термической стойкости 71
7.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 73
8 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА НЕЙТРАЛИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 75
9 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 77
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 85
10.2 Определение величины провала напряжения 89
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
11.1 Выбор устройств релейной защиты в сети 0,4 кВ 92
11.2 Релейная защита трансформатора 95
11.3 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор...... 98
11.3.1 Мгновенная токовая отсечка.. 98
11.3.2 Селективная токовая отсечка 99
11.3.3 Защита от однофазных замыканий на землю101
12 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Результаты технико-экономического расчета 104
12.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 104
12.3 Пирамида целеполагания предприятия 105
12.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 106
12.5 Модель поля сил реализации проекта 107
12.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 108
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Общая характеристика объекта 110
13.2 Обеспечение электробезопасности на ГПП 111
13.2.1 Защитные средства, обеспечивающие безопасное
выполнение работ в электроустановках 111
13.2.2 Способы защиты от поражения электрическим током 112
13.2.3 Устройство контроля изоляции в сети 10 кВ 112
13.3 Пожарная безопасность 114
13.4 Молниезащита ГПП 115
13.5 Освещение ОРУ-110/10 кВ 117
13.6 Расчет заземления 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 125
Механический завод предназначен для капитального ремонта сложных машин: экскаваторов, кранов на гусеничном и пневмоколесном ходу, автогрейдеров,
самоходных скреперов, тракторов и строительных машин на их базе, а также их
агрегатов. Специфика работы на данном предприятии носит серийный характер,
что позволяет применять передовую организацию и технологию производства,
оснастить предприятия поточными линиями и высокопроизводительным оборудованием. Это значительно повышает производительность труда, снижает себестоимость, сокращает сроки, повышает качество производства.
Механический завод занимает 60 тыс. м
2
территории. Включает в себя 14 цехов с суммарной установленной мощностью 49,5 МВт, половина из которой приходится на высоковольтные электроприёмники напряжением 10 кВ в составе: 10
асинхронных двигателей 630 кВт, 8 синхронных двигателей 400 кВт и 6 преобразовательных установок 630 кВт.
На предприятии есть цеха как 2-ой, так и 3-ей категории по надежности электроснабжения. К 2-ой категории относятся основные производственные цеха
предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит к недоотпуску продукции, а именно: кислородная станция (№1), насосная станция (№3), компрессорная станция (№6), покрасочный цех (№7), сборочный цех 1 (№8), сборочный
цех 2 (№9), заготовительный цех (№10), заводоуправление (№13). Остальные цеха
относятся к 3-ей категории, такие как: склад химреактивов (№2), склад готовой
продукции (№4), склад (№5), гараж (№11), ремонтно-механический цех (№12),
склад ремонтно-механического цеха (№14).
Механический завод 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 790 и 2520 МВ∙А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С – температуры воздуха, 14,2 С – температура грунта, в котором присутствуют блуждающие токи, растягивающие усилия
отсутствуют, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ – 36252 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ – 13280 кВт.
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения – II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20679 кВт. 5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgφе=0,92; расчетный
tgφр=0,48; заданный энергосистемой tgφэс=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме:
2520 МВ∙А.
8 Тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ – АС-70/11.
9 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 6,5 км.
10 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной
подстанции: 2хТДН-16000/110/10.
11 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
12 Внутрицеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами типа
ТМГ, мощностью 400, 630, 1600, 2500 кВ∙А.
13 Грунт: коррозионная активность – средняя, блуждающие токи – есть, растягивающие усилия – есть.
14 Число часов использования максимума нагрузки 4345 ч/год.
15 Марка и сечение кабельных линий: АПвЭКП-10 с сечением 70, 120, 150,
185 мм
2
самоходных скреперов, тракторов и строительных машин на их базе, а также их
агрегатов. Специфика работы на данном предприятии носит серийный характер,
что позволяет применять передовую организацию и технологию производства,
оснастить предприятия поточными линиями и высокопроизводительным оборудованием. Это значительно повышает производительность труда, снижает себестоимость, сокращает сроки, повышает качество производства.
Механический завод занимает 60 тыс. м
2
территории. Включает в себя 14 цехов с суммарной установленной мощностью 49,5 МВт, половина из которой приходится на высоковольтные электроприёмники напряжением 10 кВ в составе: 10
асинхронных двигателей 630 кВт, 8 синхронных двигателей 400 кВт и 6 преобразовательных установок 630 кВт.
На предприятии есть цеха как 2-ой, так и 3-ей категории по надежности электроснабжения. К 2-ой категории относятся основные производственные цеха
предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит к недоотпуску продукции, а именно: кислородная станция (№1), насосная станция (№3), компрессорная станция (№6), покрасочный цех (№7), сборочный цех 1 (№8), сборочный
цех 2 (№9), заготовительный цех (№10), заводоуправление (№13). Остальные цеха
относятся к 3-ей категории, такие как: склад химреактивов (№2), склад готовой
продукции (№4), склад (№5), гараж (№11), ремонтно-механический цех (№12),
склад ремонтно-механического цеха (№14).
Механический завод 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 790 и 2520 МВ∙А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С – температуры воздуха, 14,2 С – температура грунта, в котором присутствуют блуждающие токи, растягивающие усилия
отсутствуют, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ – 36252 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ – 13280 кВт.
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения – II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20679 кВт. 5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgφе=0,92; расчетный
tgφр=0,48; заданный энергосистемой tgφэс=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме:
2520 МВ∙А.
8 Тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ – АС-70/11.
9 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 6,5 км.
10 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной
подстанции: 2хТДН-16000/110/10.
11 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
12 Внутрицеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами типа
ТМГ, мощностью 400, 630, 1600, 2500 кВ∙А.
13 Грунт: коррозионная активность – средняя, блуждающие токи – есть, растягивающие усилия – есть.
14 Число часов использования максимума нагрузки 4345 ч/год.
15 Марка и сечение кабельных линий: АПвЭКП-10 с сечением 70, 120, 150,
185 мм
2
В выпускной квалификационной работе выполнен проект электроснабжения
механического завода.
Расчёт элетрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения
механического 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 блочных 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 АПвЭКП-10
следующих сечений: 70, 120, 150, 185 мм
2
. 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 10 и 0,4 кВ. Для нормализации
показателей качества электрической энергии внедрены устройства безударного
пуска УБПВД-ВЦ-10-125. Для защиты электрооборудования от ненормальных
режимов предусматриваются микропроцессорные устройства релейной защиты на
базе Sepam. Затронуты вопросы охраны труда и экономики и управления на
механическом заводе.
механического завода.
Расчёт элетрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения
механического 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 блочных 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 АПвЭКП-10
следующих сечений: 70, 120, 150, 185 мм
2
. 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 10 и 0,4 кВ. Для нормализации
показателей качества электрической энергии внедрены устройства безударного
пуска УБПВД-ВЦ-10-125. Для защиты электрооборудования от ненормальных
режимов предусматриваются микропроцессорные устройства релейной защиты на
базе Sepam. Затронуты вопросы охраны труда и экономики и управления на
механическом заводе.
