Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов Ижевского трубопрокатного завода
|
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
Выводы по разделу 11
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ ЦЕХОВ ИЖЕВСКОГО ТРУБОПРОКАТНОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно¬механическому цеху 13
1.2 Определение электрических нагрузок для группы цехов
Ижевского трубопрокатного завода 19
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 20
Выводы по разделу один 22
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 23
Выводы по разделу два 27
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 28
Выводы по разделу три 31
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 33
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 36
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 37
Выводы по разделу четыре 41
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 42
Выводы по разделу пять 44
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 46
Выводы по разделу шесть 52
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ПИТАНИЯ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 53
7.1 Определение количества и мощности трансформаторов 54
7.2 Расчёт потерь электроэнергии в элементах СЭС 55
7.3 Выбор комплектного электрооборудования 57
7.4 Выбор оптимальной схемы электроснабжения 58
Выводы по разделу семь 61
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 62
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 64
8.3 Выбор комплектных токопроводов 66
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 67
8.5 Выбор электрооборудования распределительного пункта 69
8.6 Выбор устройства плавного пуска двигателей 70
Выводы по разделу восемь 70
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 71
Выводы по разделу девять 76
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 77
Выводы по разделу десять 81
11 СПЕЦВОПРОС. АКТИВНО-АДАПТИВНЫЕ СЕТИ SMART GRID 82
11.1 Особенности технологии Smart Grid 83
11.2 Преимущества технологии Smart Grid 83
11.3 Перспективы, необходимость и предпосылки развития
интеллектуальной энергетики в России 84
11.4 Ожидаемые результаты от внедрения Smart Grid 86
11.5 Реализация технологии Smart Grid на Ижевском
трубопрокатном заводе 86
Выводы по разделу одиннадцать 87
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ СТД-2000
12.1 Защита от перегрузок 88
12.2 Токовая отсечка 89
12.3 Защита минимального напряжения 90
12.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных
замыканий на землю 91
12.5 Защита от перегрева 92
12.6 Защита от асинхронного режима 93
Выводы по разделу двенадцать 93
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Планировка и конструктивная часть ГПП 94
13.2 Защитные средства, применяемые на ГПП 95
13.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции в сети 10 кВ 96
13.4 Молниезащита ГПП 98
13.5 Расчёт тока однофазного замыкания на землю 100
13.6 Расчет заземления 102
13.7 Пожарная безопасность 105
13.8 Освещение ОРУ-110/10 кВ 106
Выводы по разделу тринадцать 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 108
Технический паспорт 6
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
Выводы по разделу 11
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГРУППЫ ЦЕХОВ ИЖЕВСКОГО ТРУБОПРОКАТНОГО ЗАВОДА
1.1 Определение электрических нагрузок по ремонтно¬механическому цеху 13
1.2 Определение электрических нагрузок для группы цехов
Ижевского трубопрокатного завода 19
1.3 Определение параметров картограммы электрических нагрузок 20
Выводы по разделу один 22
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА, МОЩНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТП 23
Выводы по разделу два 27
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 28
Выводы по разделу три 31
4 ВЫБОР СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
4.1 Расчёт потерь электрической энергии в трансформаторах и
питающих линиях электропередачи 33
4.2 Выбор коммутационного и контрольно-измерительного
электрооборудования в схеме внешнего электроснабжения предприятия 36
4.3 Выбор величины оптимального напряжения внешнего
электроснабжения по технико-экономическим параметрам 37
Выводы по разделу четыре 41
5 ОСОБЕННОСТИ СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 42
Выводы по разделу пять 44
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 46
Выводы по разделу шесть 52
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ПИТАНИЯ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 53
7.1 Определение количества и мощности трансформаторов 54
7.2 Расчёт потерь электроэнергии в элементах СЭС 55
7.3 Выбор комплектного электрооборудования 57
7.4 Выбор оптимальной схемы электроснабжения 58
Выводы по разделу семь 61
8 ПОДБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНУТРИЗАВОДСКОЙ
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Комплектация ЗРУ -10 кВ 62
8.2 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 64
8.3 Выбор комплектных токопроводов 66
8.4 Выбор кабелей по термической стойкости 67
8.5 Выбор электрооборудования распределительного пункта 69
8.6 Выбор устройства плавного пуска двигателей 70
Выводы по разделу восемь 70
9 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 71
Выводы по разделу девять 76
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 77
Выводы по разделу десять 81
11 СПЕЦВОПРОС. АКТИВНО-АДАПТИВНЫЕ СЕТИ SMART GRID 82
11.1 Особенности технологии Smart Grid 83
11.2 Преимущества технологии Smart Grid 83
11.3 Перспективы, необходимость и предпосылки развития
интеллектуальной энергетики в России 84
11.4 Ожидаемые результаты от внедрения Smart Grid 86
11.5 Реализация технологии Smart Grid на Ижевском
трубопрокатном заводе 86
Выводы по разделу одиннадцать 87
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ СТД-2000
12.1 Защита от перегрузок 88
12.2 Токовая отсечка 89
12.3 Защита минимального напряжения 90
12.4 Защита двигателя и питающей его линии от однофазных
замыканий на землю 91
12.5 Защита от перегрева 92
12.6 Защита от асинхронного режима 93
Выводы по разделу двенадцать 93
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Планировка и конструктивная часть ГПП 94
13.2 Защитные средства, применяемые на ГПП 95
13.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции в сети 10 кВ 96
13.4 Молниезащита ГПП 98
13.5 Расчёт тока однофазного замыкания на землю 100
13.6 Расчет заземления 102
13.7 Пожарная безопасность 105
13.8 Освещение ОРУ-110/10 кВ 106
Выводы по разделу тринадцать 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 108
Производство Ижевского трубопрокатного завода включает в себя все технологические процессы: от переработки исходного сырья до производства готовой продукции. Ижевский трубопрокатный завод производит трубы различного диаметра, которые используются во многих отраслях промышленности.
Рассматриваемая группа цехов Ижевского трубопрокатного завода располагается на территории площадью 130 тыс. м2 и включает в себя 10 цехов с суммарной установленной мощностью 50,0 МВт, причём 22,4 МВт из которых приходится на высоковольтные электроприемники: тиристорные преобразователи частоты, а также синхронные двигатели. Номинальное напряжение всех высоковольтных электроприемников составляет 10 кВ.
На Ижевском трубопрокатном заводе функционируют потребители 2-ой и 3-ей категории по надежности электроснабжения. Ко 2-ой категории относятся основные производственные цеха предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит значительному снижению выпуска продукции, простою производственного оборудования, а именно: термический цех (№1), цех непрерывной печной сварки труб (№3), заводоуправление (№4), мартеновский цех (№5), котельная (№6), литейный цех (№7), кузнечный цех (№8), штамповочный цех (№9).
В электроснабжении электроприемников 3-ей категории допускается перерыва на время необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более чем на одни сутки. К 3-ей категории относятся вспомогательные и непроизводственные помещения: электроремонтный цех (№2), ремонтно-механический цех (№10).
Ижевский трубопрокатный завод 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 600 и 2400 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С - температуры воздуха, 14,2 °С - температура грунта, в котором отсутствуют блуждающие токи, но есть колебания и растягивающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью
Рассматриваемая группа цехов Ижевского трубопрокатного завода располагается на территории площадью 130 тыс. м2 и включает в себя 10 цехов с суммарной установленной мощностью 50,0 МВт, причём 22,4 МВт из которых приходится на высоковольтные электроприемники: тиристорные преобразователи частоты, а также синхронные двигатели. Номинальное напряжение всех высоковольтных электроприемников составляет 10 кВ.
На Ижевском трубопрокатном заводе функционируют потребители 2-ой и 3-ей категории по надежности электроснабжения. Ко 2-ой категории относятся основные производственные цеха предприятия, перерыв в электроснабжении которых приводит значительному снижению выпуска продукции, простою производственного оборудования, а именно: термический цех (№1), цех непрерывной печной сварки труб (№3), заводоуправление (№4), мартеновский цех (№5), котельная (№6), литейный цех (№7), кузнечный цех (№8), штамповочный цех (№9).
В электроснабжении электроприемников 3-ей категории допускается перерыва на время необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более чем на одни сутки. К 3-ей категории относятся вспомогательные и непроизводственные помещения: электроремонтный цех (№2), ремонтно-механический цех (№10).
Ижевский трубопрокатный завод 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 600 и 2400 МВ-А.
Климатические характеристики грунта и окружающего воздуха имеют следующие усреднённые показатели: 22,6 °С - температуры воздуха, 14,2 °С - температура грунта, в котором отсутствуют блуждающие токи, но есть колебания и растягивающие усилия, а также грунт отличен средней коррозионной активностью
В выпускной квалификационной работе выполнен проект электроснабжения группы цехов трубопрокатного завода.
Расчёт электрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения группы цехов трубопрокатного завода позволил разработать схемы внешнего и внутризаводского распределения электрической энергии. Схема внешнего электроснабжения выполнена по схеме 110-4Н - два блока с выключателями и ремонтной перемычкой. Распределительное устройство 110 кВ выполнено открытого типа с применением элегазовых коммутационных и измерительных аппаратов.
Внутризаводское распределительное устройство выполнено по смешанной схеме. В ЗРУ-10 кВ выбраны комплектные шкафы марки К-129, которые снабжены вакуумными выключателями VF-10, трансформаторами тока ТЛП-10 и антирезонансными трансформаторами напряжения НАЛИ-10. Отходящие от ЗРУ- 10 кВ выполнены кабелями из сшитого полиэтилена типа АПвЭКП-10 следующих сечений: 70, 95, 150, 240 мм2. Все электрооборудование выбрано с учётом перегрузочной способности в послеаварийных режимах, а также с учетом динамической и термической стойкости к токам короткого замыкания.
Для снижения негативного влияния реактивной мощности предусмотрена установка компенсирующих устройств в сети 10 и 0,4 кВ. Для нормализации показателей качества электрической энергии внедрены фильтрокомпенсирующие устройства.
Произведён расчет уставок и выбор устройств релейной защиты и автоматики синхронного двигателя СТД-2000 с применением микропроцессорных терминалов Sepam.
Безопасность жизнедеятельности рассмотрена на примере главной понизительной подстанции, кроме того выполнены расчеты молниезащиты, защитного заземления и освещения.
Расчёт электрических нагрузок на каждом уровне системы электроснабжения группы цехов трубопрокатного завода позволил разработать схемы внешнего и внутризаводского распределения электрической энергии. Схема внешнего электроснабжения выполнена по схеме 110-4Н - два блока с выключателями и ремонтной перемычкой. Распределительное устройство 110 кВ выполнено открытого типа с применением элегазовых коммутационных и измерительных аппаратов.
Внутризаводское распределительное устройство выполнено по смешанной схеме. В ЗРУ-10 кВ выбраны комплектные шкафы марки К-129, которые снабжены вакуумными выключателями VF-10, трансформаторами тока ТЛП-10 и антирезонансными трансформаторами напряжения НАЛИ-10. Отходящие от ЗРУ- 10 кВ выполнены кабелями из сшитого полиэтилена типа АПвЭКП-10 следующих сечений: 70, 95, 150, 240 мм2. Все электрооборудование выбрано с учётом перегрузочной способности в послеаварийных режимах, а также с учетом динамической и термической стойкости к токам короткого замыкания.
Для снижения негативного влияния реактивной мощности предусмотрена установка компенсирующих устройств в сети 10 и 0,4 кВ. Для нормализации показателей качества электрической энергии внедрены фильтрокомпенсирующие устройства.
Произведён расчет уставок и выбор устройств релейной защиты и автоматики синхронного двигателя СТД-2000 с применением микропроцессорных терминалов Sepam.
Безопасность жизнедеятельности рассмотрена на примере главной понизительной подстанции, кроме того выполнены расчеты молниезащиты, защитного заземления и освещения.