Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов ферросплавного завода
|
ВВЕДЕНИЕ 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
Выводы по разделу 10
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ ЦЕХОВ ФЕРРОСПЛАВНОГО ЗАВОДА
1.1 Расчет нагрузок по ремонтно-механическому цеху 11
1.2 Расчет электрических нагрузок по группе цехов ферросплавного
завода 14
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 17
Выводы по разделу один 19
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП
2.1 Обоснование типа трансформаторов цеховых ТП 20
2.2 Определение мощности и количества трансформаторов
цеховых ТП 20
Выводы по разделу два 24
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 25
Выводы по разделу три 28
4 ВЫБОР СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 29
4.1 Расчёт потерь мощности в трансформаторах 30
4.2 Выбор линий электропередачи 31
4.3 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 32
Выводы по разделу четыре 33
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 34
Выводы по разделу пять 36
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 38
Выводы по разделу шесть 43
7 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТП 44
7.1 Расчёт потерь электрической энергии в элементах
рассматриваемых СЭС 45
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 47
7.3 Выбор оптимальных параметров 48
Выводы по разделу семь 51
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 52
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 54
8.3 Выбор комплектных токопроводов 56
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 57
Выводы по разделу восемь 59
9 РАСЧЁТ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 60
Выводы по разделу девять 65
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 66
Выводы по разделу десять 67
11 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМ ПИТАНИЯ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С НЕБОЛЬШОЙ РАСЧЁТНОЙ НАГРУЗКОЙ 68
11.1 Определение количества и мощности трансформаторов 69
11.2 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых СЭС 69
11.3 Выбор комплектного электрооборудования 71
11.4 Выбор оптимальных параметров 73
Выводы по разделу одиннадцать 76
12 СПЕЦВОПРОС. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПОДСТАНЦИИ НА БАЗЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КОМПАКТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ DEAD TANK COMPACT 77
12.1 Технические характеристики DTC 77
12.2 Преимущества DTC 79
12.3 Концепция DTC 80
13 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА ЭТЦХ-7500/10
13.1 Мгновенная токовая защита 84
13.2 Защита от перегруза 85
13.3 Защита от однофазных замыканий на землю 86
13.4 Защита от перегрева 87
13.5 Газовая защита 88
Выводы по разделу тринадцать 88
14 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
14.1 Планировка и конструктивная часть ГПП 89
14.2 Средства защиты от поражения электрическим током 90
14.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции в сети 10 кВ 91
14.4 Промышленная и взрывная безопасность 92
14.5 Пожарная безопасность 93
14.6 Молниезащита ГПП 94
14.7 Расчет заземления 97
14.8 Освещение ОРУ-110/10 кВ 102
Выводы по разделу четырнадцать 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 105
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
Выводы по разделу 10
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ ЦЕХОВ ФЕРРОСПЛАВНОГО ЗАВОДА
1.1 Расчет нагрузок по ремонтно-механическому цеху 11
1.2 Расчет электрических нагрузок по группе цехов ферросплавного
завода 14
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 17
Выводы по разделу один 19
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП
2.1 Обоснование типа трансформаторов цеховых ТП 20
2.2 Определение мощности и количества трансформаторов
цеховых ТП 20
Выводы по разделу два 24
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 25
Выводы по разделу три 28
4 ВЫБОР СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 29
4.1 Расчёт потерь мощности в трансформаторах 30
4.2 Выбор линий электропередачи 31
4.3 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 32
Выводы по разделу четыре 33
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 34
Выводы по разделу пять 36
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 38
Выводы по разделу шесть 43
7 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ЦЕХОВЫХ ТП 44
7.1 Расчёт потерь электрической энергии в элементах
рассматриваемых СЭС 45
7.2 Выбор комплектного электрооборудования 47
7.3 Выбор оптимальных параметров 48
Выводы по разделу семь 51
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 52
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 54
8.3 Выбор комплектных токопроводов 56
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 57
Выводы по разделу восемь 59
9 РАСЧЁТ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 60
Выводы по разделу девять 65
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 66
Выводы по разделу десять 67
11 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМ ПИТАНИЯ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С НЕБОЛЬШОЙ РАСЧЁТНОЙ НАГРУЗКОЙ 68
11.1 Определение количества и мощности трансформаторов 69
11.2 Расчёт потерь электроэнергии в элементах рассматриваемых СЭС 69
11.3 Выбор комплектного электрооборудования 71
11.4 Выбор оптимальных параметров 73
Выводы по разделу одиннадцать 76
12 СПЕЦВОПРОС. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПОДСТАНЦИИ НА БАЗЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КОМПАКТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ С ЭЛЕГАЗОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ DEAD TANK COMPACT 77
12.1 Технические характеристики DTC 77
12.2 Преимущества DTC 79
12.3 Концепция DTC 80
13 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА ЭТЦХ-7500/10
13.1 Мгновенная токовая защита 84
13.2 Защита от перегруза 85
13.3 Защита от однофазных замыканий на землю 86
13.4 Защита от перегрева 87
13.5 Газовая защита 88
Выводы по разделу тринадцать 88
14 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
14.1 Планировка и конструктивная часть ГПП 89
14.2 Средства защиты от поражения электрическим током 90
14.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции в сети 10 кВ 91
14.4 Промышленная и взрывная безопасность 92
14.5 Пожарная безопасность 93
14.6 Молниезащита ГПП 94
14.7 Расчет заземления 97
14.8 Освещение ОРУ-110/10 кВ 102
Выводы по разделу четырнадцать 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 105
Производство ферросплавного завода базируется на электротермическом способе получения ферросплавов. По виду восстановителя он разделяется на углевосстановительный, которым получают углеродистые ферросплавы и все кремнистые сплавы, и металлотермический (к нему условно относят и силикотермический), которым получают сплавы с пониженным содержанием углерода. Углевосстановительным процессом, осуществляемым главным образом в руднотермических печах, получают ферросилиций, кристаллический кремний, силикоалюминий, силикокальций, ферросиликокальций, силикомарганец, силикохром, углеродистый ферромарганец и феррохром, феррофосфор, комплексные сплавы на кремнистой основе, а также низкофосфористый марганцевый шлак.
Ферросплавный завода располагается на 123 тыс. м2 территории. Рассматриваемая группа включает в себя двенадцать цехов с суммарной установленной мощностью 88,9 МВт. 70,2 МВт приходится на высоковольтные электроприемники в составе: 4 синхронных двигателей с номинальной мощностью 1,25 МВт, 4 асинхронных двигателей - 1,0 МВт, 14 руднотермических печей мощностью от 3,3 до 6,5 МВт. Учитывая особенности технологического процесса и его энергоемкость, завод, в целом, относится ко второй категории потребителей по надежности электроснабжения и имеет возможность получать питание от энергосистемы, удаленной на 9,5 км, с доступными вариантами напряжений: 35 и 110 кВ, которым соответствуют мощности трехфазного замыкания - 700 и 2500 МВ-А.
Требования к надежности электроснабжения являются одними из основополагающих аспектов работы цехов. На ферросплавном заводе рассматриваемую группу цехов можно разделить на 2-ую и 3-ю категории надежности. Ко 2-ой категории относятся цеха перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска продукции предприятия, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала и простоем производственного оборудования, а именно: насосная (№1), компрессорная (№2), котельная 1 (№3), цех №4 (№5), цех №5 (№6), цех №6 (№7), шихтовый двор (№8), отделение разделения руды (№9), котельная 2 (№10).
Остальные цеха можно отнести к третьей категории, перерыв в электроснабжение которых может составлять не более 24 часов подряд, либо не более 72 часов за год суммарно, а именно: ремонтно-механический цех (№4), административно-бытовой корпус (№11), склад хромруды (№12).
Климатические условия имеют следующие характеристики: наивысшая температура окружающего воздуха 22,6 °С, грунт, на котором расположено пред-приятие, на глубине 0,7 м имеет наивысшую температуру 15 °С. Грунт предприятия отличен средней коррозионной активностью, отсутствием блуждающих токов и наличием колебаний и растягивающих усилий.
Годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки предприятия составляет 4355 часов. На предприятии установлен двухсменный график работы. В основном цикле производства применяется переменный ток.
Ферросплавный завода располагается на 123 тыс. м2 территории. Рассматриваемая группа включает в себя двенадцать цехов с суммарной установленной мощностью 88,9 МВт. 70,2 МВт приходится на высоковольтные электроприемники в составе: 4 синхронных двигателей с номинальной мощностью 1,25 МВт, 4 асинхронных двигателей - 1,0 МВт, 14 руднотермических печей мощностью от 3,3 до 6,5 МВт. Учитывая особенности технологического процесса и его энергоемкость, завод, в целом, относится ко второй категории потребителей по надежности электроснабжения и имеет возможность получать питание от энергосистемы, удаленной на 9,5 км, с доступными вариантами напряжений: 35 и 110 кВ, которым соответствуют мощности трехфазного замыкания - 700 и 2500 МВ-А.
Требования к надежности электроснабжения являются одними из основополагающих аспектов работы цехов. На ферросплавном заводе рассматриваемую группу цехов можно разделить на 2-ую и 3-ю категории надежности. Ко 2-ой категории относятся цеха перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска продукции предприятия, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала и простоем производственного оборудования, а именно: насосная (№1), компрессорная (№2), котельная 1 (№3), цех №4 (№5), цех №5 (№6), цех №6 (№7), шихтовый двор (№8), отделение разделения руды (№9), котельная 2 (№10).
Остальные цеха можно отнести к третьей категории, перерыв в электроснабжение которых может составлять не более 24 часов подряд, либо не более 72 часов за год суммарно, а именно: ремонтно-механический цех (№4), административно-бытовой корпус (№11), склад хромруды (№12).
Климатические условия имеют следующие характеристики: наивысшая температура окружающего воздуха 22,6 °С, грунт, на котором расположено пред-приятие, на глубине 0,7 м имеет наивысшую температуру 15 °С. Грунт предприятия отличен средней коррозионной активностью, отсутствием блуждающих токов и наличием колебаний и растягивающих усилий.
Годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки предприятия составляет 4355 часов. На предприятии установлен двухсменный график работы. В основном цикле производства применяется переменный ток.
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов ферросплавного 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. Схема внешнего электроснабжения 110-4Н выполнена на базе высоковольтных компактных распределительных устройств с элегазовой изоляцией Dead Tank Compact (DTC) производства компании Siemens.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными энергосберегающими трансформаторами типа ТМГэ, 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 АПвЭКП-10 сечением 120, 240 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.
Релейная защита и автоматика представлена на примере защиты электропечного трансформатора дуговой сталеплавильной печи ЭТЦХ-7500/10 с выполнением принципиальной и оперативной схем релейной защиты.
В работе рассмотрению подлежали вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны труда в электроустановках на примере главной понизительной под-станции предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электро-снабжения группы цехов ферросплавного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, расчет показал, что оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения является 110 кВ. Схема внешнего электроснабжения 110-4Н выполнена на базе высоковольтных компактных распределительных устройств с элегазовой изоляцией Dead Tank Compact (DTC) производства компании Siemens.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными энергосберегающими трансформаторами типа ТМГэ, 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 АПвЭКП-10 сечением 120, 240 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.
Релейная защита и автоматика представлена на примере защиты электропечного трансформатора дуговой сталеплавильной печи ЭТЦХ-7500/10 с выполнением принципиальной и оперативной схем релейной защиты.
В работе рассмотрению подлежали вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны труда в электроустановках на примере главной понизительной под-станции предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электро-снабжения группы цехов ферросплавного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.