Помощь студентам в учебе
Электроснабжение метизно-металлургического завода
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МЕТИЗНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по электроремонтному
цеху 12
1.2 Определение электрических нагрузок по метизно-
металлургическому заводу 18
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 22
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 25
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 31
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 41
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 51
7 ОБОСНОВАНИЕ УСТАНОВКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ
В ЦЕХАХ С МАЛОЙ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКОЙ
7.1 Определение количества и мощности трансформаторов 58
7.2 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых
СЭС 59
7.3 Выбор комплектного электрооборудования 61
7.4 Выбор оптимальных параметров 62
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ-10 кВ 66
8.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 66
8.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 67
8.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 68
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 69
8.3 Выбор комплектных токопроводов 70
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 71
8.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 73
8.6 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
электроремонтного цеха 74
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
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРА
ТРДН-25000/110-У1
11.1 Дифференциальная защита 106
11.2 Защита от перегруза на НН. 113
11.3 МТЗ с выдержкой времени на НН 114
11.4 МТЗ с выдержкой времени на НН 116
11.5 Газовая защита 118
11.6 Защита перегрева 119
12 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Результаты технико-экономического расчета 120
12.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 120
12.3 Пирамида целеполагания предприятия 121
12.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности. 122
12.5 Модель поля сил реализации проекта 123
12.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта .124
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Общая характеристика объекта 126
13.2 Обеспечение электробезопасности на ГПП 127
13.2.1 Защитные средства, обеспечивающие безопасное
выполнение работ в электроустановках 127
13.2.2 Способы защиты от поражения электрическим током 128
13.2.3 Устройство контроля изоляции в сети 10 кВ 129
13.2.4 Защитное заземление 130
13.3 Молниезащита ГПП 135
13.4 Освещение главной понизительной подстанции . 137
13.5 Требования безопасности в АКБ 138
13.6 Пожарная безопасность 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 142
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МЕТИЗНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по электроремонтному
цеху 12
1.2 Определение электрических нагрузок по метизно-
металлургическому заводу 18
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 22
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 25
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 31
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 41
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 51
7 ОБОСНОВАНИЕ УСТАНОВКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ
В ЦЕХАХ С МАЛОЙ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКОЙ
7.1 Определение количества и мощности трансформаторов 58
7.2 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых
СЭС 59
7.3 Выбор комплектного электрооборудования 61
7.4 Выбор оптимальных параметров 62
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ-10 кВ 66
8.1.1 Выбор электрооборудования вводных, секционных и
ячеек отходящих линий 66
8.1.2 Выбор ячеек с трансформаторами напряжения 67
8.1.3 Выбор ячеек с трансформаторами собственных нужд 68
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 69
8.3 Выбор комплектных токопроводов 70
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 71
8.5 Выбор коммутационных аппаратов в КТП 73
8.6 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
электроремонтного цеха 74
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
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРА
ТРДН-25000/110-У1
11.1 Дифференциальная защита 106
11.2 Защита от перегруза на НН. 113
11.3 МТЗ с выдержкой времени на НН 114
11.4 МТЗ с выдержкой времени на НН 116
11.5 Газовая защита 118
11.6 Защита перегрева 119
12 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Результаты технико-экономического расчета 120
12.2 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений 120
12.3 Пирамида целеполагания предприятия 121
12.4 Модель дерева целей повышения энергетической
эффективности. 122
12.5 Модель поля сил реализации проекта 123
12.6 Планирование мероприятий по реализации целей проекта .124
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Общая характеристика объекта 126
13.2 Обеспечение электробезопасности на ГПП 127
13.2.1 Защитные средства, обеспечивающие безопасное
выполнение работ в электроустановках 127
13.2.2 Способы защиты от поражения электрическим током 128
13.2.3 Устройство контроля изоляции в сети 10 кВ 129
13.2.4 Защитное заземление 130
13.3 Молниезащита ГПП 135
13.4 Освещение главной понизительной подстанции . 137
13.5 Требования безопасности в АКБ 138
13.6 Пожарная безопасность 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 142
Производство метизно-металлургического завода включает в себя все технологические процессы: от переработки исходного сырья до производства готовой
продукции. Метизно-металлургический комбинат производит трансформаторную
сталь, горячекатаный и холоднокатаный прокат с полимерным покрытием и другие виды металлоизделий.
На метизно-металлургическом заводе в зависимости от назначения и выпускаемой продукции можно выделить три группы цехов:
1 Основные – цеха перерабатывающие сырье и полуфабрикаты в готовую
продукцию, для производства которой предназначено данное предприятие: метизный цех (№4), кузнечно-прессовый цех (№7), шаропрокатный цех (№8).
2 Подсобные – цеха, изготавливающие основные и вспомогательные материалы или осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах
предприятия: механическое отделение (№9), печной пролет (№10), модельный
цех (№11), электроремонтный цех (№15).
3 Вспомогательные – цеха, обеспечивающие нормальную работу всех цехов
и хозяйств предприятия. Это – цеха энергетические: котельная (№1), компрессорная (№2), насосная (№3), кислородная станция (№16), ремонтные (по изготовлению запасных частей и сменного оборудования, а также по осуществлению ремонтов), транспортные (по осуществлению внутризаводских перевозок), цех контрольно-измерительных приборов и автоматики. В составе метизнометаллургического завода, помимо цехов, есть различные обслуживающие хозяйства и подсобные службы (складское хозяйство, газоочистка и другие).
Предприятие может получать электропитание от энергосистемы, расположенной на расстоянии 12,0 км, с действующими классами напряжений: 35 и 110
кВ и мощностями трехфазного короткого замыкания – 900 и 2500 МВ∙А. На метизно-металлургическом предприятии установлен график работы в две смены. В
основном производственном цикле комбината используется переменный ток.
продукции. Метизно-металлургический комбинат производит трансформаторную
сталь, горячекатаный и холоднокатаный прокат с полимерным покрытием и другие виды металлоизделий.
На метизно-металлургическом заводе в зависимости от назначения и выпускаемой продукции можно выделить три группы цехов:
1 Основные – цеха перерабатывающие сырье и полуфабрикаты в готовую
продукцию, для производства которой предназначено данное предприятие: метизный цех (№4), кузнечно-прессовый цех (№7), шаропрокатный цех (№8).
2 Подсобные – цеха, изготавливающие основные и вспомогательные материалы или осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах
предприятия: механическое отделение (№9), печной пролет (№10), модельный
цех (№11), электроремонтный цех (№15).
3 Вспомогательные – цеха, обеспечивающие нормальную работу всех цехов
и хозяйств предприятия. Это – цеха энергетические: котельная (№1), компрессорная (№2), насосная (№3), кислородная станция (№16), ремонтные (по изготовлению запасных частей и сменного оборудования, а также по осуществлению ремонтов), транспортные (по осуществлению внутризаводских перевозок), цех контрольно-измерительных приборов и автоматики. В составе метизнометаллургического завода, помимо цехов, есть различные обслуживающие хозяйства и подсобные службы (складское хозяйство, газоочистка и другие).
Предприятие может получать электропитание от энергосистемы, расположенной на расстоянии 12,0 км, с действующими классами напряжений: 35 и 110
кВ и мощностями трехфазного короткого замыкания – 900 и 2500 МВ∙А. На метизно-металлургическом предприятии установлен график работы в две смены. В
основном производственном цикле комбината используется переменный ток.
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок метизно-металлургического завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и
внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и
110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты КТП и высокую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри предприятия осуществляется
на напряжении 10 кВ по смешанной схеме, обеспечивающей оптимальные режимы работы электрической сети, надлежащее качество электроэнергии и надежность. Учитывая климатические условия, характеристики грунта и плотность застройки было принято решение прокладывать кабельные линии преимущественно
в траншеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвЭКП-10 сечением 70 мм
2
.
В проекте уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности.
Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности
на предприятии, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реактивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности
компенсирующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической сети и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок
релейной защиты силового трансформатора главной понизительной подстанции
ТРДН-25000/110-У1.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения метизно-металлургического завода, отвечающая всем требованиям по
качественному и надёжному электроснабжению.
внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и
110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты КТП и высокую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри предприятия осуществляется
на напряжении 10 кВ по смешанной схеме, обеспечивающей оптимальные режимы работы электрической сети, надлежащее качество электроэнергии и надежность. Учитывая климатические условия, характеристики грунта и плотность застройки было принято решение прокладывать кабельные линии преимущественно
в траншеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвЭКП-10 сечением 70 мм
2
.
В проекте уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности.
Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности
на предприятии, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реактивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности
компенсирующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической сети и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок
релейной защиты силового трансформатора главной понизительной подстанции
ТРДН-25000/110-У1.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения метизно-металлургического завода, отвечающая всем требованиям по
качественному и надёжному электроснабжению.
