Помощь студентам в учебе
Электроснабжение завода металлоконструкций
|
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЗАВОДА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно¬механическому цеху 10
1.2 Определение электрических нагрузок завода
металлоконструкций 14
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 17
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 21
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 26
4 ВЫБОР СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 31
4.1 Расчёт потерь мощности в трансформаторах 32
4.2 Выбор линий электропередачи 32
4.3 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 33
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 36
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 40
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 46
7.1 Расчёт потерь электрической энергии в элементах
рассматриваемых СЭС 47
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 49
7.3 Выбор оптимального варианта 50
7.4 Качественный анализ вариантов технических решений 53
7.4.1 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений ... 53
7.4.2 Модель дерева целей повышения энергетической эффективности 54
7.4.3 Модель поля сил реализации проекта 55
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 57
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 59
8.3 Выбор комплектных токопроводов 61
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 62
8.5 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха 63
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 74
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности напряжения 80
10.2 Колебания напряжения 88
10.3 Несимметрия напряжения 88
10.4 Определение величины провала напряжения 89
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 91
11.2 Обеспечение электробезопасности 92
11.3 Устройства контроля изоляции в сети 10 кВ 94
11.4 Молниезащита ГПП 95
11.5 Расчёт освещение ОРУ-110/10 кВ 96
11.6 Расчет заземления 97
11.7 Пожарная безопасность 103
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРА ЭТМПК-4200/10
12.1 Мгновенная токовая защита 105
12.2 Защита от перегруза 106
12.3 Защита от однофазных замыканий на землю 107
12.4 Защита от перегрева 108
12.5 Газовая защита 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 110
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 111
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЗАВОДА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно¬механическому цеху 10
1.2 Определение электрических нагрузок завода
металлоконструкций 14
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 17
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 21
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 26
4 ВЫБОР СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 31
4.1 Расчёт потерь мощности в трансформаторах 32
4.2 Выбор линий электропередачи 32
4.3 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 33
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 36
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 40
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 46
7.1 Расчёт потерь электрической энергии в элементах
рассматриваемых СЭС 47
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 49
7.3 Выбор оптимального варианта 50
7.4 Качественный анализ вариантов технических решений 53
7.4.1 Модель SWOT-анализа вариантов технических решений ... 53
7.4.2 Модель дерева целей повышения энергетической эффективности 54
7.4.3 Модель поля сил реализации проекта 55
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 57
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 59
8.3 Выбор комплектных токопроводов 61
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 62
8.5 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха 63
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 74
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
10.1 Определение коэффициента искажения синусоидальности напряжения 80
10.2 Колебания напряжения 88
10.3 Несимметрия напряжения 88
10.4 Определение величины провала напряжения 89
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 91
11.2 Обеспечение электробезопасности 92
11.3 Устройства контроля изоляции в сети 10 кВ 94
11.4 Молниезащита ГПП 95
11.5 Расчёт освещение ОРУ-110/10 кВ 96
11.6 Расчет заземления 97
11.7 Пожарная безопасность 103
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРА ЭТМПК-4200/10
12.1 Мгновенная токовая защита 105
12.2 Защита от перегруза 106
12.3 Защита от однофазных замыканий на землю 107
12.4 Защита от перегрева 108
12.5 Газовая защита 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 110
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 111
Хабаровский завод металлоконструкций располагается на территории в 51 тыс. м2 и состоит из пятнадцати цехов, образующих замкнутый производственный цикл по выпуску строительных металлоконструкций. Использование передовых технологий даёт возможность выпускать высококачественную продукцию широкого ассортимента.
Все цеха Хабаровского завода металлоконструкций подразделяются на 2-ую и 3-ю категории надёжности. Ко 2-ой категории относятся: цех сборки конструкций (№1), автотранспортный цех (№2), заготовительный цех (№3), окрасочный цех (№4), центральная заводская лаборатория (№5), прессовый цех (№6), заводоуправление (№7), кузнечный цех (№8), кислородная станция (№12), электросталеплавильный цех (№13), термический цех (№14), компрессорная (№15). К 3-ей категории по надёжности электроснабжения вспомогательные производственные цеха, деятельность которых связана с подготовкой и переработкой материалов не-обходимых для стабильной работы основного производства, таких как: склад металла (№9), склад готовой продукции (№10), ремонтно-механический цех (№11).
На Хабаровском заводе металлоконструкций также представлена высоковольтная нагрузка напряжением 10 кВ в составе: четырёх дуговых сталеплавильных печей единичной установленной мощностью 3000 кВт, двух дуговых сталеплавильных печей единичной установленной мощностью 2000 кВт, шести преобразователей частоты единичной установленной мощностью 1200 кВт, четырёх синхронных двигателей единичной установленной мощностью 1250 кВт.
Хабаровский завод металлоконструкций 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 650 и 2000 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С - температуры воздуха, 15 °С - температура грунта, в котором присутствуют блуждающие токи, но отсутствуют колебания и растягивающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
Все цеха Хабаровского завода металлоконструкций подразделяются на 2-ую и 3-ю категории надёжности. Ко 2-ой категории относятся: цех сборки конструкций (№1), автотранспортный цех (№2), заготовительный цех (№3), окрасочный цех (№4), центральная заводская лаборатория (№5), прессовый цех (№6), заводоуправление (№7), кузнечный цех (№8), кислородная станция (№12), электросталеплавильный цех (№13), термический цех (№14), компрессорная (№15). К 3-ей категории по надёжности электроснабжения вспомогательные производственные цеха, деятельность которых связана с подготовкой и переработкой материалов не-обходимых для стабильной работы основного производства, таких как: склад металла (№9), склад готовой продукции (№10), ремонтно-механический цех (№11).
На Хабаровском заводе металлоконструкций также представлена высоковольтная нагрузка напряжением 10 кВ в составе: четырёх дуговых сталеплавильных печей единичной установленной мощностью 3000 кВт, двух дуговых сталеплавильных печей единичной установленной мощностью 2000 кВт, шести преобразователей частоты единичной установленной мощностью 1200 кВт, четырёх синхронных двигателей единичной установленной мощностью 1250 кВт.
Хабаровский завод металлоконструкций 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 650 и 2000 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С - температуры воздуха, 15 °С - температура грунта, в котором присутствуют блуждающие токи, но отсутствуют колебания и растягивающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью.
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок завода металлоконструкций, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, с последующим определением оптимального варианта исходя из минимума приведенных затрат, в результате чего оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения принято 110 кВ. Схема внешнего электроснабжения 110-4Н выполнена на базе компактного модуля с применением подвесных разъединителей РГНШП-110, блоков и двухъярусной жёсткой ошиновки. Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, 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 с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвП-10сечением 70, 120, 150 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.
Особое внимание в работе уделено вопросам обеспечения электро- и пожарной безопасности, а также вопросам безопасности и охраны труда, включая освещение ОРУ-110 кВ.
Рассмотрен расчет и выбор устройств релейной защиты и автоматики электропечного трансформатора ЭТМПК-4200/10 на базе микропроцессорного терминала Sepam T20.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электро-снабжения завода металлоконструкций, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, с последующим определением оптимального варианта исходя из минимума приведенных затрат, в результате чего оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения принято 110 кВ. Схема внешнего электроснабжения 110-4Н выполнена на базе компактного модуля с применением подвесных разъединителей РГНШП-110, блоков и двухъярусной жёсткой ошиновки. Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, 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 с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвП-10сечением 70, 120, 150 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.
Особое внимание в работе уделено вопросам обеспечения электро- и пожарной безопасности, а также вопросам безопасности и охраны труда, включая освещение ОРУ-110 кВ.
Рассмотрен расчет и выбор устройств релейной защиты и автоматики электропечного трансформатора ЭТМПК-4200/10 на базе микропроцессорного терминала Sepam T20.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электро-снабжения завода металлоконструкций, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.