Электроснабжение обогатительной фабрики
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ
ФАБРИКИ
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно-
механическому цеху 11
1.2 Определение электрических нагрузок по обогатительной
фабрике 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 34
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 35
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения
предприятия 38
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам. 41
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 45
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 49
7 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТП 57
7.1 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых
СЭС 58
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 60
7.3 Выбор оптимальных вариантов 61
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ-10 кВ 64
8.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 64
8.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 65
8.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 66
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 66
8.3 Выбор комплектных токопроводов 68
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 68
8.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 70
8.6 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
роемонтно-механического цеха
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 77
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 86
10.2 Определение величины провала напряжения 90
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА СИНХРОННОГО
ДВИГАТЕЛЯ СТД-2500
11.1 Защита от перегрузок 93
11.2 Токовая отсечка 95
11.3 Защита минимального напряжения 95
11.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных
замыканий на землю 96
11.5 Защита от перегрева 98
11.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима 99
11.7 Пуск синхронного двигателя 99
12 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Результаты технико-экономического расчета 102
12.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 102
12.3 Пирамида целеполагания предприятия 103
12.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 104
12.5 Модель поля сил реализации проекта 105
12.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 106
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП. 108
13.2 Защитные средства, применяемые на ГПП.110
13.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции 110
13.4 Молниезащита ГПП 111
13.5 Расчет тока однофазного замыкания на землю 114
13.6 Расчет заземления 116
13.7 Пожарная безопасность 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 123
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ
ФАБРИКИ
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно-
механическому цеху 11
1.2 Определение электрических нагрузок по обогатительной
фабрике 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 34
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 35
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения
предприятия 38
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам. 41
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 45
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 49
7 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТП 57
7.1 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых
СЭС 58
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 60
7.3 Выбор оптимальных вариантов 61
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ-10 кВ 64
8.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 64
8.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 65
8.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 66
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 66
8.3 Выбор комплектных токопроводов 68
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 68
8.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 70
8.6 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
роемонтно-механического цеха
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 77
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 86
10.2 Определение величины провала напряжения 90
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА СИНХРОННОГО
ДВИГАТЕЛЯ СТД-2500
11.1 Защита от перегрузок 93
11.2 Токовая отсечка 95
11.3 Защита минимального напряжения 95
11.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных
замыканий на землю 96
11.5 Защита от перегрева 98
11.6 Защита синхронного двигателя от асинхронного режима 99
11.7 Пуск синхронного двигателя 99
12 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Результаты технико-экономического расчета 102
12.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 102
12.3 Пирамида целеполагания предприятия 103
12.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности 104
12.5 Модель поля сил реализации проекта 105
12.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 106
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП. 108
13.2 Защитные средства, применяемые на ГПП.110
13.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции 110
13.4 Молниезащита ГПП 111
13.5 Расчет тока однофазного замыкания на землю 114
13.6 Расчет заземления 116
13.7 Пожарная безопасность 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 123
Основная производственная деятельность обогатительная фабрики связана с
переработкой твёрдых полезных ископаемых. В конце производственного цикла выпускаются продукты переработки , используемые в других отраслях промышленности, таких как: металлургическая, коксохимическая и другие.
Обогатительная располагается на территории площадью 93,2 тыс. м2. Рас-
сматриваемая группа включает в себя 10 цехов с суммарной установленной мощ-
ностью 37,7 МВт, 19,8 МВт из которых приходится на высоковольтные электро-
приемники: тиристорные преобразователи частоты, а также синхронных двигателя,
работающих в продолжительном режиме. Номинальное напряжение всех вы-
соковольтных электроприемников составляет 10 кВ.
На предприятии функционируют потребители 2-ой и 3-ей категории по на-
дежности электроснабжения. Ко 2-ой категории относятся основные производст-
венные цеха предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит значи-
тельному снижению выпуска продукции, простою производственного оборудования,
а именно: корпус крупного дробления (№1), корпус мелкого дробления (№2), участок
рудоподготовки (№3), участок обогащения (№4), участок окончательной доводки
(№5), лаборатория (№6), административно-бытовой корпус (№8).
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:
склад (№7), ремонтно-механический цех (№9).
Обогатительную фабрику 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 900 и 2500 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют сле-
дующие усреднённые показатели: 30,0 °С - температуры воздуха, 15,0 С - температура
грунта, в которым присутствуют блуждающие токи, растягивающие усилия, а также
грунт отличен средней коррозионной активностью.
переработкой твёрдых полезных ископаемых. В конце производственного цикла выпускаются продукты переработки , используемые в других отраслях промышленности, таких как: металлургическая, коксохимическая и другие.
Обогатительная располагается на территории площадью 93,2 тыс. м2. Рас-
сматриваемая группа включает в себя 10 цехов с суммарной установленной мощ-
ностью 37,7 МВт, 19,8 МВт из которых приходится на высоковольтные электро-
приемники: тиристорные преобразователи частоты, а также синхронных двигателя,
работающих в продолжительном режиме. Номинальное напряжение всех вы-
соковольтных электроприемников составляет 10 кВ.
На предприятии функционируют потребители 2-ой и 3-ей категории по на-
дежности электроснабжения. Ко 2-ой категории относятся основные производст-
венные цеха предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит значи-
тельному снижению выпуска продукции, простою производственного оборудования,
а именно: корпус крупного дробления (№1), корпус мелкого дробления (№2), участок
рудоподготовки (№3), участок обогащения (№4), участок окончательной доводки
(№5), лаборатория (№6), административно-бытовой корпус (№8).
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:
склад (№7), ремонтно-механический цех (№9).
Обогатительную фабрику 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 900 и 2500 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют сле-
дующие усреднённые показатели: 30,0 °С - температуры воздуха, 15,0 С - температура
грунта, в которым присутствуют блуждающие токи, растягивающие усилия, а также
грунт отличен средней коррозионной активностью.
В выпускной квалификационной работе представлен проект электроснабжения обогатительной фабрики.
Выполнен расчет электрических нагрузок на всех уровнях системы
электроснабжения обогатительной фабрики по усовершенствованному методу
упорядоченных диаграмм. Выбрана подстанция открытого типа, реализованная по
схеме 110-4Н.
На основании технико-экономических расчетов выбрано напряжение схемы
внешнего электроснабжения равное 110 кВ. На ОРУ-110 кВ выбрано
коммутационное и измерительное электрооборудование с элегазовой изоляцией.
ЗРУ-10 кВ состоит из комплектных шкафов К-129 с вакуумными выключателями
VF12-10, трансформаторами тока ТЛП-10 и антирезонансными
трансформаторами напряжения НАМИ-10.
Схема внутризаводского электроснабжения напряженем 10 кВ построена по
смешанной схеме, для реазации которой применялись кабели с изоляцией из
сшитого полиэтилена марки АПвЭКП-10. Компенсация реактивной мощности
выполнена посредством компенсирующих устроств УКРМ56-10 и статических
конденсаторных установок УКМ63-0,4.
Рассмотрена релейная защита синхронного двигателя СТД мощностью 2,5
МВт. Затронуты вопросы безопасности жизнедеятельности, экономики и
управления на обогатительной фабрике
Выполнен расчет электрических нагрузок на всех уровнях системы
электроснабжения обогатительной фабрики по усовершенствованному методу
упорядоченных диаграмм. Выбрана подстанция открытого типа, реализованная по
схеме 110-4Н.
На основании технико-экономических расчетов выбрано напряжение схемы
внешнего электроснабжения равное 110 кВ. На ОРУ-110 кВ выбрано
коммутационное и измерительное электрооборудование с элегазовой изоляцией.
ЗРУ-10 кВ состоит из комплектных шкафов К-129 с вакуумными выключателями
VF12-10, трансформаторами тока ТЛП-10 и антирезонансными
трансформаторами напряжения НАМИ-10.
Схема внутризаводского электроснабжения напряженем 10 кВ построена по
смешанной схеме, для реазации которой применялись кабели с изоляцией из
сшитого полиэтилена марки АПвЭКП-10. Компенсация реактивной мощности
выполнена посредством компенсирующих устроств УКРМ56-10 и статических
конденсаторных установок УКМ63-0,4.
Рассмотрена релейная защита синхронного двигателя СТД мощностью 2,5
МВт. Затронуты вопросы безопасности жизнедеятельности, экономики и
управления на обогатительной фабрике





