Помощь студентам в учебе
Электроснабжение меде-электролитного завода
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 17
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 21
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ 24
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 28
5 РАСЧЕТ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП.... 31
5.2 Выбор сечения ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 32
5.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий от
питающей подстанции энергосистемы и на вводах 33
5.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от
подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 34
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 39
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 39
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 39
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 41
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 45
9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 53
9.1 Выбор кабельных линий 54
9.2 Расчет потерь электроэнергии кабельных линий 55
9.3 Выбор электрооборудования 56
9.3.1 Выбор ячеек отходящих кабельных линий 56
9.3.2 Выбор выключателей КРУ 56
9.3.3 Выбор выключателей нагрузки с предохранителями,
устанавливаемых на вводах цеховых ТП 57
9.4 Определение технико-экономических показателей вариантов схем
внутреннего электроснабжения предприятия 58
10 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
10.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 60
10.2 Выбор выключателей КРУ 60
10.3 Выбор трансформаторов тока 61
10.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
10.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН 65
10.6 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей,
устанавливаемых на вводах цеховых ТП 66
10.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ 67
10.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 69
10.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТП 70
11 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 71
12 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ
12.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения.... 78
12.2 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 83
13 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА
13.1 Дифференциальная защита 86
13.2 МТЗ с выдержкой времени на НН 91
13.3 МТЗ с выдержкой времени на ВН 92
13.4 Защита от перегруза на НН 93
13.5 Газовая защита 94
13.6 Газовая защита РПН 94
14 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
14.1 Обеспечение охраны окружающей среды 95
14.2 Вредные и опасные производственные факторы 95
14.3 Обеспечение электробезопасности в электроустановках и на
рабочем месте 96
14.4 Обеспечение безопасных условий и охраны труда при 97
эксплуатации электроустановок
14.5 Молниезащита 100
14.6 Расчёт защитного заземления 101
14.7 Расчёт освещения 104
14.8 Пожарная безопасность 106
14.9 Промышленная и взрывная безопасность 106
15 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
15.1 Построение дерева целей проекта 109
15.2 Качественный анализ вариантов технических решений 109
15.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 114
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 17
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 21
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ 24
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 28
5 РАСЧЕТ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП.... 31
5.2 Выбор сечения ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 32
5.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий от
питающей подстанции энергосистемы и на вводах 33
5.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от
подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 34
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 39
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 39
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 39
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 41
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 45
9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 53
9.1 Выбор кабельных линий 54
9.2 Расчет потерь электроэнергии кабельных линий 55
9.3 Выбор электрооборудования 56
9.3.1 Выбор ячеек отходящих кабельных линий 56
9.3.2 Выбор выключателей КРУ 56
9.3.3 Выбор выключателей нагрузки с предохранителями,
устанавливаемых на вводах цеховых ТП 57
9.4 Определение технико-экономических показателей вариантов схем
внутреннего электроснабжения предприятия 58
10 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
10.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 60
10.2 Выбор выключателей КРУ 60
10.3 Выбор трансформаторов тока 61
10.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
10.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН 65
10.6 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей,
устанавливаемых на вводах цеховых ТП 66
10.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ 67
10.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 69
10.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТП 70
11 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 71
12 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ
12.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения.... 78
12.2 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 83
13 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА
13.1 Дифференциальная защита 86
13.2 МТЗ с выдержкой времени на НН 91
13.3 МТЗ с выдержкой времени на ВН 92
13.4 Защита от перегруза на НН 93
13.5 Газовая защита 94
13.6 Газовая защита РПН 94
14 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
14.1 Обеспечение охраны окружающей среды 95
14.2 Вредные и опасные производственные факторы 95
14.3 Обеспечение электробезопасности в электроустановках и на
рабочем месте 96
14.4 Обеспечение безопасных условий и охраны труда при 97
эксплуатации электроустановок
14.5 Молниезащита 100
14.6 Расчёт защитного заземления 101
14.7 Расчёт освещения 104
14.8 Пожарная безопасность 106
14.9 Промышленная и взрывная безопасность 106
15 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
15.1 Построение дерева целей проекта 109
15.2 Качественный анализ вариантов технических решений 109
15.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 114
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией электроприемников предприятия и должны отвечать определенным технико-экономическим требованиям: они должны обладать минимальными затратами при соблюдении всех технических показателей; обеспечивать требуемую надежность электроснабжения и надлежащее качество электрической энергии; быть удобны в эксплуатации и безопасны в обслуживании; иметь достаточную гибкость, позволяющую обеспечивать оптимальные режимы эксплуатации как в нормальном, так и в послеаварийном режимах; позволять осуществление реконструкций без существенного удорожания первоначального варианта.
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электроэнергии, осуществления в широких масштабах диспетчеризации процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления.
Чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи. Кроме того, СЭС свойственно наличие глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять системный, комплексный подход, учитывающий взаимовлияние факторов, и учет их динамичности.
Таким образом, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является сложной задачей, включающей в себя выбор рационального числа трансформаций, выбор рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых подстанций и ГПП, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электроэнергии, осуществления в широких масштабах диспетчеризации процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления.
Чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи. Кроме того, СЭС свойственно наличие глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять системный, комплексный подход, учитывающий взаимовлияние факторов, и учет их динамичности.
Таким образом, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является сложной задачей, включающей в себя выбор рационального числа трансформаций, выбор рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых подстанций и ГПП, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
Разработчиком дипломного проекта был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок меде-электролитного завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, расчет показал, что оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения является 110 кВ.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМЗ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП 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 марки АСБл-10 сечением 50 и 120 мм2.
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, установленного на главной понизительной подстанции, типа ТРДН-40000/110/10/10. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты трансформатора и её характеристики.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения, надлежащее качество электроэнергии, оптимальные режимы работы электрической сети и безопасность обслуживания в течение всего срока службы при минимальных капитальных затратах.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, расчет показал, что оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения является 110 кВ.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМЗ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП 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 марки АСБл-10 сечением 50 и 120 мм2.
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, установленного на главной понизительной подстанции, типа ТРДН-40000/110/10/10. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты трансформатора и её характеристики.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения, надлежащее качество электроэнергии, оптимальные режимы работы электрической сети и безопасность обслуживания в течение всего срока службы при минимальных капитальных затратах.
