Тема: Электроснабжение обогатительной фабрики

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 авт о- матического 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.
Краткое описание объекта электроснабжения
Обогатительная фабрика горное предприятие для первичной переработки твёрдых полезных ископаемых с целью получения технически ценных продуктов, пригодных для промышленного использования. На обогатительных фабриках перерабатываются (обогащаются) руды цветных металлов, руды чёрных металлов, неметаллические полезные ископаемые и угли.
Для обогатительных фабрик характерна значительная энергоёмкость. Потребление электроэнергии зависит от технологической схемы, перерабатываемого сырья и др. Например, для обогатительной фабрики по переработке углей (коксующихся и энергетических) энергоёмкость составляет от 7 до 11 кВт*ч/т угля, в цветной металлургии при обогащении медных руд от 15 до 70 кВт*ч/т, в чёрной металлургии для железных руд 60-70 кВт*ч/т, при обогащении нерудных полезных ископаемых, например, асбеста, 4 кВт*ч/т. Значительно отличаются по энергоёмкости обогатительные фабрики с мокрым и пневматическим процессами обогащения. Например, при обогащении каолина мокрым способом энергоёмкость составляет 10-15 кВт*ч/т, а сухим — свыше 100 кВт*ч/т.
На обогатительной фабрике в зависимости от назначения и выпускаемой продукции можно выделить три группы цехов:
1 Основные - корпуса крупного и мелкого дробления, участок обогащения.
2 Подсобные - цеха, изготавливающие основные и вспомогательные материалы или осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах предприятия: блок очистки стоков, участок рудоподготовки и окончательной доводки.
3 Вспомогательные - цеха, обеспечивающие нормальную работу всех цехов и хозяйств предприятия. Это - цеха энергетические (кислородная и насосная
станции), ремонтные (по изготовлению запасных частей и сменного оборудования, а также по осуществлению ремонтов), транспортные (по осуществл ению внутризаводских перевозок), цех контрольно-измерительных приборов и автоматики. В составе завода, помимо цехов, имеются различные обслуживающие хозяйства и подсобные службы (складское хозяйство, газоочистка и другие).
В целом по надежности электроснабжения предприятие можно отнести ко II категории, так как технологические цеха допускают перерыв в электроснабжении на время оперативных переключений.
Электроприемники фабрики питаются на переменном токе промышленной частоты, преимущественно все они трехфазные. Помимо низковольтной нагрузки 0,4 кВ, на предприятии широко представлено оборудование 10 кВ: синхронные двигатели с тиристорной системой пуска мощностью 2500 кВт, синхронные двигатели 800 кВт, а также тиристорные преобразователи частоты - 1250 кВт. Обогатительная фабрика, электроснабжение которогй необходимо спроектировать, по своей расчетной нагрузке относится к категории средних предприятий.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 17650 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 19800 кВт (4хСД по 2500 кВт, 6хСД по 800 кВт, 4хТПЧ по 1250 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 23296 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tg ф=0,51; расчетный tgp=0,07; заданный энергосистемой tgp=0,09.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 2500 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 13,5 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-25000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМГ, мощностью 400, 630, 1000 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - есть, растягивающие усилия - есть.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвПу-10 с сечением 70, 120, 150, 185 мм2.


Купить

Разработчиком выпускной квалификационной работы был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок обогатительной фабрики, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемывнешнегои внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной.
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-10 сечением 70, 1 20, 150, 185 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 элементов распределительной сети электрической энергии промышленного предприятия. Основными требованиями, которые предъявляются к выбираемым защитам, являются быстродействие, селективность, чувствительность и надежность. На чертеже предена полная схема защиты и спецификация.
Приведены основные положения по безопасности жизнедеятельности в отношении действующих электроустановок, произведён расчет молниезащиты, освещения, защитного заземления главной понизительной подстанции предприятия. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения обогатительной фабрики, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.

Купить