Электроснабжение группы цехов кузнечно-прессового завода
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ ЦЕХОВ
КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтномеханическому цеху 11
1.2 Определение электрических нагрузок по группе цехов
кузнечно-прессового завода 17
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 22
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 24
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 30
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 36
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 39
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 42
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 46
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 50
7 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТП 58
7.1 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых
СЭС 59
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 61
7.3 Выбор оптимальных вариантов 62
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8. 1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 65
8.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 65
8.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 66
8.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 67
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 68
8.3 Выбор комплектных токопроводов 69
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 70
8.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 72
8.6 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
ремонтно-механического цеха 73
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 80
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 88
10.2 Колебания напряжения 95
10.3 Несимметрия напряжения 95
10.4 Определение величины провала напряжения 97
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРА
ТРДН-32000/110-У1
11.1 Дифференциальная защита 99
11.2 Защита от перегруза на НН 106
11.3 МТЗ с выдержкой времени на НН 107
11.4 МТЗ с выдержкой времени на НН 109
11.5 Г азовая защита 111
11.6 Защита перегрева 112
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 113
12.2 Устройства сигнализации и контроля изоляции 115
12.3 Пожарная безопасность 117
12.4 Молниезащита ГПП 118
12.5 Освещение ОРУ-110/10 кВ 120
12.6 Расчет заземления 121
13 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
13.1 Результаты технико-экономического расчета 128
13.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 129
13.3 Пирамида целеполагания предприятия 129
13.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 131
13.5 Модель поля сил реализации проекта 131
13.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 135
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ ЦЕХОВ
КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтномеханическому цеху 11
1.2 Определение электрических нагрузок по группе цехов
кузнечно-прессового завода 17
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 22
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 24
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 30
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 36
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 39
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 42
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 46
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 50
7 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТП 58
7.1 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых
СЭС 59
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 61
7.3 Выбор оптимальных вариантов 62
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8. 1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 65
8.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 65
8.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 66
8.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 67
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 68
8.3 Выбор комплектных токопроводов 69
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 70
8.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 72
8.6 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
ремонтно-механического цеха 73
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 80
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 88
10.2 Колебания напряжения 95
10.3 Несимметрия напряжения 95
10.4 Определение величины провала напряжения 97
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРА
ТРДН-32000/110-У1
11.1 Дифференциальная защита 99
11.2 Защита от перегруза на НН 106
11.3 МТЗ с выдержкой времени на НН 107
11.4 МТЗ с выдержкой времени на НН 109
11.5 Г азовая защита 111
11.6 Защита перегрева 112
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 113
12.2 Устройства сигнализации и контроля изоляции 115
12.3 Пожарная безопасность 117
12.4 Молниезащита ГПП 118
12.5 Освещение ОРУ-110/10 кВ 120
12.6 Расчет заземления 121
13 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
13.1 Результаты технико-экономического расчета 128
13.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 129
13.3 Пирамида целеполагания предприятия 129
13.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 131
13.5 Модель поля сил реализации проекта 131
13.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 135
Кузнечно-прессовый завод представляет собой сложный комплекс цехов с большим количеством разнообразных технологических процессов и операций, начиная от добычи и переработки рудного сырья и заканчивая получением чистых и сверхчистых металлов и изготовлением готовых изделий.
Такое разнообразие технологических процессов определяет многообразие технологических машин, аппаратов, металлургического оборудования и агрегатов, различных механизмов, которые служат для осуществления процессов.
Значительную часть продукции выпускаемое предприятием составляет продукцию металлургического машиностроения: узлы и детали оборудования доменных печей, аглофабрики, сталеплавильных и прокатных станков, прессового оборудования, оборудования для производства огнеупоров и производства кокса.
В цехах предприятия производятся продукция металлургического машиностроения:
- все виды металлоконструкций;
- заготовки из металлопроката для будущих деталей;
- механическая обработка крупногабаритных деталей;
- изготовление и обработка корпусных деталей;
- изготовление прокатного и кранового оборудования;
- основное механическое оборудование;
- сменное технологическое оборудование;
- вспомогательное оборудование.
Требования к надежности электроснабжения в настоящий момент является одним из важных аспектов работы цехов. На рассматриваемом предприятии цеха можно разделить на вторую и третью категории надежности. Ко второй категории относятся цеха перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска производимых потребителем товаров, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала, простоем производственного оборудования или же может сказаться на нормальной жизнедеятельности большого количества граждан, а именно: заводоуправление (№1), центральная заводская лаборатория (№2), литейный цех (№3), газоочистка (№4), цех технооборудования (№5), кузнечнозаготовительный цех (№6), рессорный цех (№7), колесный цех (№8), штампоинструментальный цех (№9), модельный цех (№10), покрасочный цех (№11), компрессорная станция (№14), котельная (№15), транспортный цех (№16). К третьей категории относятся цеха перерыв в электроснабжение которых может составлять не более 24 часов подряд, либо не более 72 часов за год суммарно, а именно: ремонтно-механический цех (№12), гараж (№13), склад (№17).
Технический паспорт проекта 1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия на-пряжением ниже 1 кВ - 30940 кВт. 2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 19720 кВт (4хДСП по 2500 кВт, 2хИУ по 1600 кВт, 4хИУ по 630 кВт, 4хСД по 1000 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20133 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный 1дфе=0,68; заданный энергосистемой 1дфэс=0,50; расчетный 1дфр1=0,50; 1дфр3=0,47.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3000 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 9,5 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-32000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Цеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМГ, мощностью 400, 630, 1000 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4345 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвП-10 с сечением 50, 95, 120 мм2.....
Такое разнообразие технологических процессов определяет многообразие технологических машин, аппаратов, металлургического оборудования и агрегатов, различных механизмов, которые служат для осуществления процессов.
Значительную часть продукции выпускаемое предприятием составляет продукцию металлургического машиностроения: узлы и детали оборудования доменных печей, аглофабрики, сталеплавильных и прокатных станков, прессового оборудования, оборудования для производства огнеупоров и производства кокса.
В цехах предприятия производятся продукция металлургического машиностроения:
- все виды металлоконструкций;
- заготовки из металлопроката для будущих деталей;
- механическая обработка крупногабаритных деталей;
- изготовление и обработка корпусных деталей;
- изготовление прокатного и кранового оборудования;
- основное механическое оборудование;
- сменное технологическое оборудование;
- вспомогательное оборудование.
Требования к надежности электроснабжения в настоящий момент является одним из важных аспектов работы цехов. На рассматриваемом предприятии цеха можно разделить на вторую и третью категории надежности. Ко второй категории относятся цеха перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска производимых потребителем товаров, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала, простоем производственного оборудования или же может сказаться на нормальной жизнедеятельности большого количества граждан, а именно: заводоуправление (№1), центральная заводская лаборатория (№2), литейный цех (№3), газоочистка (№4), цех технооборудования (№5), кузнечнозаготовительный цех (№6), рессорный цех (№7), колесный цех (№8), штампоинструментальный цех (№9), модельный цех (№10), покрасочный цех (№11), компрессорная станция (№14), котельная (№15), транспортный цех (№16). К третьей категории относятся цеха перерыв в электроснабжение которых может составлять не более 24 часов подряд, либо не более 72 часов за год суммарно, а именно: ремонтно-механический цех (№12), гараж (№13), склад (№17).
Технический паспорт проекта 1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия на-пряжением ниже 1 кВ - 30940 кВт. 2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 19720 кВт (4хДСП по 2500 кВт, 2хИУ по 1600 кВт, 4хИУ по 630 кВт, 4хСД по 1000 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20133 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный 1дфе=0,68; заданный энергосистемой 1дфэс=0,50; расчетный 1дфр1=0,50; 1дфр3=0,47.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3000 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 9,5 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-32000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Цеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМГ, мощностью 400, 630, 1000 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4345 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвП-10 с сечением 50, 95, 120 мм2.....
В выпускной квалификационной работе выполнен проект электроснабжения
группы цехов кузнечно-прессового завода.
Расчёт элетрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения
группы цехов кузнечно-прессового 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 ыполнено 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 с литой изоляцией НАЛИ-10.
Отходящие от ЗРУ-10 кВ выполнены кабелями из сшитого полиэтилена типа
АПвП-10. 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 фильтрокомпенсирующие
устройства. Для защиты электрооборудования от ненормальных режимов
предусматриваются микропроцессорные устройства релейной защиты на базе
Sepam. Затронуты вопросы охраны труда и экономики и управления на кузнечнопрессовом заводе.
группы цехов кузнечно-прессового завода.
Расчёт элетрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения
группы цехов кузнечно-прессового 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 ыполнено 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 с литой изоляцией НАЛИ-10.
Отходящие от ЗРУ-10 кВ выполнены кабелями из сшитого полиэтилена типа
АПвП-10. 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 фильтрокомпенсирующие
устройства. Для защиты электрооборудования от ненормальных режимов
предусматриваются микропроцессорные устройства релейной защиты на базе
Sepam. Затронуты вопросы охраны труда и экономики и управления на кузнечнопрессовом заводе.





