Помощь студентам в учебе
Реконструкция электроснабжения производственной площадки завода 40 ФГУП «ПО Маяк»
|
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРЕДПРИЯТИЯ ………………….. 10
1.1 Литературный обзор работ, связанных реконструкцией
электроснабжения предприятия……………………………………………. 10
1.2 Характеристика технологического процесса и электроприемников
заготовительного цеха………………………………………………………. 12
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И РАСЧЕТНОКОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………….. 15
2.1 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых
электроприемников…………………………………………………………… 15
2.1.1 Учет однофазной нагрузки………………………………………… 15
2.1.2 Определение расчетной мощности по цеху силовых электроприемников……………………………………………………………….. 15
2.2 Светотехнический расчет освещения заготовительного цеха………… 28
2.3 Модернизация осветительных установок производственных
помещений заготовительного цеха………………………………………… 35
2.4 Определение электрических нагрузок заготовительного цеха………. 42
2.5 Компенсация реактивной мощности……………………………………. 43
2.6 Оценка существующей схемы электроснабжения…………………….. 44
2.7 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции
заготовительного цеха……………………………………………………….. 45
2.8 Выбор местоположения подстанции заготовительного цеха………… 52
2.9 Определение центров расчетных нагрузок заготовительного цеха,
составление картограмм…………………………………………………….. 52
2.9.1 Определение центров расчетных нагрузок заготовительного
цеха…………………………………………………………………........... 52
2.9.2 Составление картограммы нагрузок……………………………… 58
2.10 Выбор схемы внутреннего электроснабжения заготовительного
цеха……………………………………………………………………………. 59
2.10.1 Выбор типа схемы электроснабжения………………………….. 59
2.10.2 Выбор способа подключения электроприемников и выбор
распределительных щитов……………………………………………… 60
2.10.3 Выбор кабелей…………………………………………………… 61
2.11 Выбор схемы внешнего электроснабжения заготовительного цеха…. 70
2.12 Электрический расчёт в нормальных и послеаварийных режимах
схемы внутреннего электроснабжения…………………………………….. 72
2.12.1 Расчет отклонений напряжения в выбранном варианте……… 72
2.12.2 Расчет отклонений напряжения в режиме максимальных
нагрузок…………………………………………………………………… 75
2.12.3 Расчет отклонений напряжения в режиме минимальных
нагрузок………………………………………………………………….. 79
2.12.4 Расчет отклонений напряжения в аварийном режиме……….. 83
2.13 Расчёт токов короткого замыкания…………………………………… 87
2.13.1 Расчет трехфазного короткого замыкания……………………. 87
2.13.2 Расчет токов подпитки от асинхронных двигателей………….. 97
2.13.3 Расчет токов однофазного короткого замыкания…………….. 115
2.14 Обоснование конструктивных решений и выбор
электрооборудования………………………………………………………… 119
2.14.1 Обоснование конструктивных решений………………………… 119
2.14.2 Выбор электрооборудования………………………………….. 121
2.15 Выбор и расчет релейной защиты питающих линии 10 кВ…………. 131
2.16 АВР на подстанции заготовительного цеха……………………………. 138
2.17 Расчёт заземляющих устройств трансформаторной подстанции……. 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….. 144
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………. 145
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………. 148
ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………………. 148
ПРИЛОЖЕНИЕ Б……………………………………………………………….. 150
ПРИЛОЖЕНИЕ В………………………………………………………………. 152
ПРИЛОЖЕНИЕ Г……………………………………………………………….. 156
ПРИЛОЖЕНИЕ Д………………………………………………………………. 157
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРЕДПРИЯТИЯ ………………….. 10
1.1 Литературный обзор работ, связанных реконструкцией
электроснабжения предприятия……………………………………………. 10
1.2 Характеристика технологического процесса и электроприемников
заготовительного цеха………………………………………………………. 12
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И РАСЧЕТНОКОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………….. 15
2.1 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых
электроприемников…………………………………………………………… 15
2.1.1 Учет однофазной нагрузки………………………………………… 15
2.1.2 Определение расчетной мощности по цеху силовых электроприемников……………………………………………………………….. 15
2.2 Светотехнический расчет освещения заготовительного цеха………… 28
2.3 Модернизация осветительных установок производственных
помещений заготовительного цеха………………………………………… 35
2.4 Определение электрических нагрузок заготовительного цеха………. 42
2.5 Компенсация реактивной мощности……………………………………. 43
2.6 Оценка существующей схемы электроснабжения…………………….. 44
2.7 Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции
заготовительного цеха……………………………………………………….. 45
2.8 Выбор местоположения подстанции заготовительного цеха………… 52
2.9 Определение центров расчетных нагрузок заготовительного цеха,
составление картограмм…………………………………………………….. 52
2.9.1 Определение центров расчетных нагрузок заготовительного
цеха…………………………………………………………………........... 52
2.9.2 Составление картограммы нагрузок……………………………… 58
2.10 Выбор схемы внутреннего электроснабжения заготовительного
цеха……………………………………………………………………………. 59
2.10.1 Выбор типа схемы электроснабжения………………………….. 59
2.10.2 Выбор способа подключения электроприемников и выбор
распределительных щитов……………………………………………… 60
2.10.3 Выбор кабелей…………………………………………………… 61
2.11 Выбор схемы внешнего электроснабжения заготовительного цеха…. 70
2.12 Электрический расчёт в нормальных и послеаварийных режимах
схемы внутреннего электроснабжения…………………………………….. 72
2.12.1 Расчет отклонений напряжения в выбранном варианте……… 72
2.12.2 Расчет отклонений напряжения в режиме максимальных
нагрузок…………………………………………………………………… 75
2.12.3 Расчет отклонений напряжения в режиме минимальных
нагрузок………………………………………………………………….. 79
2.12.4 Расчет отклонений напряжения в аварийном режиме……….. 83
2.13 Расчёт токов короткого замыкания…………………………………… 87
2.13.1 Расчет трехфазного короткого замыкания……………………. 87
2.13.2 Расчет токов подпитки от асинхронных двигателей………….. 97
2.13.3 Расчет токов однофазного короткого замыкания…………….. 115
2.14 Обоснование конструктивных решений и выбор
электрооборудования………………………………………………………… 119
2.14.1 Обоснование конструктивных решений………………………… 119
2.14.2 Выбор электрооборудования………………………………….. 121
2.15 Выбор и расчет релейной защиты питающих линии 10 кВ…………. 131
2.16 АВР на подстанции заготовительного цеха……………………………. 138
2.17 Расчёт заземляющих устройств трансформаторной подстанции……. 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….. 144
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………. 145
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………………. 148
ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………………. 148
ПРИЛОЖЕНИЕ Б……………………………………………………………….. 150
ПРИЛОЖЕНИЕ В………………………………………………………………. 152
ПРИЛОЖЕНИЕ Г……………………………………………………………….. 156
ПРИЛОЖЕНИЕ Д………………………………………………………………. 157
Актуальность темы. На территории производственной площадки завода 40
ФГУП «ПО Маяк» располагаются заготовительный цех, открытый склад металла
и отстойные пути вагонов. Целью деятельности заготовительного цеха является
превращение исходного сырья в заготовки деталей, подлежащих последующей
обработке и сборке.
В связи с тем, что оборудование на цеховой трансформаторной подстанции
физически устарело, система внутреннего электроснабжения цеха нуждается в
реконструкции. В случае изменения мощностей трансформаторов, требуется
пересмотр системы внешнего электроснабжения. Актуальность решаемой задачи
очень велика, так как замена устаревшего оборудования позволит повысить
степень надежности электроснабжения, сократить потери электроэнергии в
элементах сети, что улучшит качество электроэнергии.
При реконструкции системы электроснабжения используют типовые решения
и схемы. Данное решение позволяет использовать унифицированное
оборудование, тем самым снизить стоимость проекта и дальнейшего
обслуживания. При этом необходимо учитывать рельеф местности, расположение
действующих объектов, особенности потребителей и многое другое. Но на
практике, при проектировании, приходится учитывать особенности
местоположения потребителей, подъездных путей к ним, расположения
технологических магистралей и трубопроводов, и много других условий.
Целью выпускной квалификационной работы разработка проекта
реконструкции существующей схемы электроснабжения производственной
площадки завода 40 ФГУП «ПО Маяк». При этом должны быть обеспечены
экономичный режим работы системы электроснабжения и необходимая
надёжность схемы питания электроприемников.
Задачи выпускной квалификационной работы:
– провести оценку существующей схемы электроснабжения;
– определить расчетные нагрузки;
– произвести расчеты выбора числа и мощности трансформаторов на новой
цеховой подстанции;
– разработать новую схему электроснабжения заготовительного цеха;
– произвести электрический расчет в основных нормальных и послеаварийных
режимах для предлагаемой схемы электроснабжения;
– выполнить расчеты токов короткого замыкания, на основании которых
произвести выбор электрооборудования;
– произвести выбор и расчет релейной защиты линий 10 кВ;
– выполнить расчет заземляющих устройств трансформаторной подстанции.
Объектом выпускной квалификационной работы является создание проекта
реконструкции внутрицеховой трансформаторной подстанции на отдельно
стоящую.
Предметом выпускной квалификационной работы является:
– определение расчетной нагрузки цеха от силовых электроприемников;
– светотехнический расчет освещения и определение электрических нагрузок
заготовительного цеха;
– оценка существующей схемы электроснабжения;
– выбор числа и мощности трансформаторов подстанции заготовительного
цеха;
– выбор местоположения подстанции заготовительного цеха;
– определение центров расчетных нагрузок заготовительного цеха,
составление картограмм;
– выбор схемы внутреннего и внешнего электроснабжения заготовительного
цеха;
– электрический расчёт в нормальных и послеаварийных режимах схемы
внутреннего электроснабжения;
– расчёт токов короткого замыкания;
– обоснование конструктивных решений и выбор электрооборудования;
– выбор и расчет релейной защиты питающих линии 10 кВ;
– расчёт заземляющих устройств трансформаторной подстанции.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы состоит в
рассмотрении альтернативного способа реализации решений электроснабжения
промышленного предприятия с учетом технических и конструктивных
особенностей цеха.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, двух
разделов, заключения и библиографического списка. Раздел 1 посвящен обзору и
анализу работ, связанных с реконструкцией электроснабжения предприятия, а
также характеристикам технологического процесса и электроприемников
заготовительного цеха. Раздел 2 посвящен практической и расчетноконструкторской частям.
Объём выпускной квалификационной работы составляет 160 страницы
машинописного текста и содержит 6 иллюстраций, 79 таблиц, библиографический
список из 43 наименований и 9 приложений.
ФГУП «ПО Маяк» располагаются заготовительный цех, открытый склад металла
и отстойные пути вагонов. Целью деятельности заготовительного цеха является
превращение исходного сырья в заготовки деталей, подлежащих последующей
обработке и сборке.
В связи с тем, что оборудование на цеховой трансформаторной подстанции
физически устарело, система внутреннего электроснабжения цеха нуждается в
реконструкции. В случае изменения мощностей трансформаторов, требуется
пересмотр системы внешнего электроснабжения. Актуальность решаемой задачи
очень велика, так как замена устаревшего оборудования позволит повысить
степень надежности электроснабжения, сократить потери электроэнергии в
элементах сети, что улучшит качество электроэнергии.
При реконструкции системы электроснабжения используют типовые решения
и схемы. Данное решение позволяет использовать унифицированное
оборудование, тем самым снизить стоимость проекта и дальнейшего
обслуживания. При этом необходимо учитывать рельеф местности, расположение
действующих объектов, особенности потребителей и многое другое. Но на
практике, при проектировании, приходится учитывать особенности
местоположения потребителей, подъездных путей к ним, расположения
технологических магистралей и трубопроводов, и много других условий.
Целью выпускной квалификационной работы разработка проекта
реконструкции существующей схемы электроснабжения производственной
площадки завода 40 ФГУП «ПО Маяк». При этом должны быть обеспечены
экономичный режим работы системы электроснабжения и необходимая
надёжность схемы питания электроприемников.
Задачи выпускной квалификационной работы:
– провести оценку существующей схемы электроснабжения;
– определить расчетные нагрузки;
– произвести расчеты выбора числа и мощности трансформаторов на новой
цеховой подстанции;
– разработать новую схему электроснабжения заготовительного цеха;
– произвести электрический расчет в основных нормальных и послеаварийных
режимах для предлагаемой схемы электроснабжения;
– выполнить расчеты токов короткого замыкания, на основании которых
произвести выбор электрооборудования;
– произвести выбор и расчет релейной защиты линий 10 кВ;
– выполнить расчет заземляющих устройств трансформаторной подстанции.
Объектом выпускной квалификационной работы является создание проекта
реконструкции внутрицеховой трансформаторной подстанции на отдельно
стоящую.
Предметом выпускной квалификационной работы является:
– определение расчетной нагрузки цеха от силовых электроприемников;
– светотехнический расчет освещения и определение электрических нагрузок
заготовительного цеха;
– оценка существующей схемы электроснабжения;
– выбор числа и мощности трансформаторов подстанции заготовительного
цеха;
– выбор местоположения подстанции заготовительного цеха;
– определение центров расчетных нагрузок заготовительного цеха,
составление картограмм;
– выбор схемы внутреннего и внешнего электроснабжения заготовительного
цеха;
– электрический расчёт в нормальных и послеаварийных режимах схемы
внутреннего электроснабжения;
– расчёт токов короткого замыкания;
– обоснование конструктивных решений и выбор электрооборудования;
– выбор и расчет релейной защиты питающих линии 10 кВ;
– расчёт заземляющих устройств трансформаторной подстанции.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы состоит в
рассмотрении альтернативного способа реализации решений электроснабжения
промышленного предприятия с учетом технических и конструктивных
особенностей цеха.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, двух
разделов, заключения и библиографического списка. Раздел 1 посвящен обзору и
анализу работ, связанных с реконструкцией электроснабжения предприятия, а
также характеристикам технологического процесса и электроприемников
заготовительного цеха. Раздел 2 посвящен практической и расчетноконструкторской частям.
Объём выпускной квалификационной работы составляет 160 страницы
машинописного текста и содержит 6 иллюстраций, 79 таблиц, библиографический
список из 43 наименований и 9 приложений.
Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические
особенности. К ним предъявляются определённые требования: надёжность
питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов
и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения
примышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом
аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки,
выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их
защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования
напряжений. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических
процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и
особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и
эффективности их работы.
В данной выпускной квалификационной работе были рассмотрены вопросы
реконструкции производственной площадки завода 40 ФГУП «ПО Маяк» и
произведена модернизация освещения заготовительного цеха.
Для этого был произведен расчет электрических нагрузок подстанций
заготовительного цеха; выполнен светотехнический расчет помещений цеха. На
основе данных по нагрузкам был произведен расчет числа и мощности
трансформаторов. Было предложено два варианта мощностей трансформаторов и
в результате технико-экономического сравнения сделан выбор трансформаторов
мощностью 630 кВА с установкой НКБ.
Для выбранного варианта схемы электроснабжения выполнен электрический
расчет и расчет токов короткого замыкания. С помощью произведенного расчета
токов короткого замыкания в схеме электроснабжения выбраны параметры
защитной и коммутационной аппаратуры.
Для новой трансформаторной подстанции произведен расчет заземляющих
устройств.
особенности. К ним предъявляются определённые требования: надёжность
питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов
и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения
примышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом
аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки,
выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их
защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования
напряжений. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических
процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и
особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и
эффективности их работы.
В данной выпускной квалификационной работе были рассмотрены вопросы
реконструкции производственной площадки завода 40 ФГУП «ПО Маяк» и
произведена модернизация освещения заготовительного цеха.
Для этого был произведен расчет электрических нагрузок подстанций
заготовительного цеха; выполнен светотехнический расчет помещений цеха. На
основе данных по нагрузкам был произведен расчет числа и мощности
трансформаторов. Было предложено два варианта мощностей трансформаторов и
в результате технико-экономического сравнения сделан выбор трансформаторов
мощностью 630 кВА с установкой НКБ.
Для выбранного варианта схемы электроснабжения выполнен электрический
расчет и расчет токов короткого замыкания. С помощью произведенного расчета
токов короткого замыкания в схеме электроснабжения выбраны параметры
защитной и коммутационной аппаратуры.
Для новой трансформаторной подстанции произведен расчет заземляющих
устройств.
