Тема: Электроснабжение корпуса чугунного литья машиностроительного завода

Состояние и перспективы развития сталелитейной промышленности Российской Федерации заслуживают особого внимания в контексте глобальных тенденций и внутренних экономических изменений. Сталелитейная промышленность России традиционно занимает одну из ведущих позиций в мировом рейтинге по объёмам производства стали, что подчеркивает её значимость как для внутреннего, так и для международного рынка.
На сегодняшний день российская сталелитейная промышленность демонстрирует устойчивость к внешним и внутренним вызовам, обеспечивая значительные объемы производства стали. Однако отрасль сталкивается с рядом проблем, включая изношенность оборудования, высокую энергоёмкость производственных процессов и необходимость повышения экологической безопасности.
Перспективы развития сталелитейной промышленности в России тесно связаны с модернизацией производственных мощностей и внедрением новых технологий. Важным аспектом является переход к более энергоэффективным и экологически чистым технологиям, что позволит снизить общую стоимость производства и уменьшить воздействие на окружающую среду.
Диверсификация рынков сбыта и укрепление позиций на международных рынках остаются приоритетными задачами для отрасли. Это предполагает улучшение качества продукции и расширение ассортимента, а также активное участие в международных торговых и экономических альянсах. Стимулирование внутреннего потребления стали также играет ключевую роль в развитии отрасли. Содействие развитию строительства, машиностроения и других ключевых отраслей, которые активно используют сталь, может стать мощным драйвером роста для сталелитейного сектора.
Улучшение экологических стандартов производства остаётся актуальной задачей. Реализация проектов по очистке промышленных выбросов, использование отходов производства и сокращение водопотребления должны стать неотъемлемой частью стратегии развития сталелитейных предприятий.
Таким образом, сталелитейная промышленность России стоит перед необходимостью комплексного подхода к модернизации и повышению конкурентоспособности. Внедрение инновационных технологий, расширение географии сбыта, повышение эффективности производства и строгое соблюдение экологических норм могут способствовать дальнейшему развитию и укреплению позиций России на мировом рынке сталелитейной продукции.
Перспективы развития сталелитейной промышленности в России тесно переплетены с текущей геополитической обстановкой и международной экономической динамикой. В контексте возрастающего санкционного давления и острой конкуренции за доступ к международным рынкам, особенно важными становятся стратегии разработки новых логистических маршрутов для экспорта продукции и диверсификация экономических партнерств. Современные требования к проектированию в сталелитейной отрасли акцентируют внимание на промышленной безопасности, надежности эксплуатации оборудования, энергоэффективности, совместимости с электромагнитными стандартами, а также на способности систем быстро адаптироваться к изменениям производственных нагрузок и технологических условий. Подобные меры направлены на увеличение производственной эффективности, снижение затрат на энергию и минимизацию рисков возникновения аварий. Реализация данных подходов способствует повышению конкурентоспособности и операционной эффективности не только отдельных предприятий, но и всей отрасли в целом, что подчеркивает актуальность настоящего исследования [20].
Основная цель настоящей работы заключается в разработке рациональных и эффективных мероприятий по проектированию системы электроснабжения корпуса чугунного литья машиностроительного завода с последовательной проверкой основных решений.
Объектом исследования является система электроснабжения корпуса чугунного литья машиностроительного завода.
Предметом исследования выступают параметры и характеристики объекта исследования, к которым относятся надёжность, безопасность, бесперебойность и безаварийность электроснабжения, а также экономичность и экологичность.
Для достижения поставленной цели предлагается решить поставленные задачи, которые планируется реализовать в два основных этапа.
«На первом этапе, теоретическом, проводится анализ исходных данных на выполнение работы, включая технические сведения о технологическом процессе на объекте исследования» [12], данные о подразделениях предприятия, источниках электроэнергии энергосистемы.
На втором этапе, практическом, на основе анализа указанной информации, проводится решение следующих основных задач:
- выбираются рациональные схемы электроснабжения питающей и распределительной сети предприятия;
- рассчитываются электрические нагрузки на объекте исследования;
- проводится расчет и выбор силовых трансформаторов для установки и использования на ГПП, а также на ЦТП;
- «проводится расчёт токов трёхфазного короткого замыкания, а также ударных токов;
- осуществляется расчет и выбор электрооборудования схемы электроснабжения объекта, включая выбор проводников и ячеек распределительных устройств и марок питающих ГПП и ЦТП, с последующей их компоновкой электрическими аппаратами;
- проводится выбор устройств релейной защиты и автоматики» [12];
- рассчитывается контур заземления и система молниезащиты питающей ГПП.

Купить

В работе осуществлена разработка мероприятий по проектированию системы электроснабжения корпуса чугунного литья машиностроительного завода с последовательной проверкой основных решений.
Проведён анализ исходных технических и технологических данных на выполнение работы.
Установлено, что производственные мощности и технологии корпуса чугунного литья машиностроительного завода требуют развития материально-технической базы, в связи с чем предлагается разработать проект нового подразделения данной организации, деятельность которого будет сосредоточена на литье деталей машин, механизмов и сопутствующего оборудования. Такое подразделение является одним из важнейших и ключевых на машиностроительном заводе.
Таким образом, установлено, что в состав проектируемого корпуса чугунного литья машиностроительного завода входят 11 подразделений совокупной мощностью 5103 кВт, выполняющих стратегически важную роль в обеспечении эффективной и бесперебойной работы всего производственного процесса.
Пять подразделений объекта проектирования относятся к I категории, по три объекта - ко II и III категории надёжности.
В результате проведения анализа требований к проектированию систем электроснабжения предприятий сталелитейной промышленности определены основные нормы к проектированию данных подразделений, исходя из категорий их надёжности.
Приняты соответствующие схемные решения для внедрения в проектируемой системе электроснабжения корпуса чугунного литья машиностроительного завода.
Расчётно-аналитическим способом установлено, на питающей ГПП корпуса чугунного литья машиностроительного завода целесообразно использовать два класса напряжения:
- 35 кВ (питающее напряжение внешней СЭС объекта);
- 10 кВ (распределительное напряжение внешней СЭС объекта).
Установлено, что внешняя система электроснабжения корпуса чугунного литья машиностроительного завода будет включать следующие основные элементы:
- питающая линия электропередачи напряжением 35 кВ (двухцепная линия - по числу трансформаторов ГНИ с учётом питания по радиальной схеме электроснабжения;
- питающая ПП1-35/10 кВ, состоящая из двух силовых
трансформаторов, а также распределительных устройств высшего (35 кВ) и низшего напряжений (10) кВ.
Так как данная ГИН-35/10 кВ будет питать один конечный потребитель (проектируемое предприятие), по месту расположения в энергосистеме такая подстанция будет являться тупиковой. Значит, транзита и перетока энергии к соседним подстанциям и линиям предусмотрено не будет.
С учётом технических и экономических аспектов, выбраны и в последствии обоснованы рациональные схемные решения для применения на ГИН-35/10 кВ объекта проектирования.
Установлено, что в работе будет использовано 5 ЦТИ с двумя трансформаторами 10/0,4 кВ, которые устанавливаются в подразделениях, относящихся к I категории надёжности.
Ири этом объекты II категории надёжности необходимо запитать двумя линиями от разных трансформаторов данных цеховых подстанций.
Объекты III категории надёжности предложено запитать одной линией от шин 0,4 кВ ЦТИ.
В работе выбраны и проверены число, мощности и типономиналы силовых трансформаторов системы электроснабжения корпуса чугунного литья машиностроительного завода.
Для данной цели на ПП1-35/10 кВ объекта исследования принята установка двух силовых трансформаторов типа ТМН-10000/35, которые удовлетворяют условиям выбора, а также нагрузочной и перегрузочной способности.
В качестве ГПП-35/10 кВ выбрана комплектная трансформаторная подстанция (далее - КТП) типа КТП «ELM» 35/10 (6) производства
российской компании АО «Электронмаш», имеющей значительные преимущества по сравнению с аналогичными разработками.
Для питания нагрузки цехов на напряжении 0,38/0,22 кВ, выбраны четыре двухтрансформаторные подстанции 10/0,4 кВ с силовыми трансформаторами ТМ-630/10 (ТП-1 и ТП-3), ТМ-400/10 (ТП-4 и ТП-5), а также ТМ-1000/10 (ТП-2).
В качестве цеховых ТП выбраны современные комплектные трансформаторные подстанции типа КТП-ELM-10 (6)/0.4 (0.69) производства российской компании АО «Электронмаш», КТП-35/10 кВ которой выбрано в работе ранее.
Применение на объекте проектирования всех трансформаторных подстанций одного завода-изготовителя (отечественной компании АО «Электронмаш»), значительно сокращает расходы на обслуживание, монтаж и ремонт данного электрооборудования.
В работе рассчитаны токи короткого замыкания и ударные токи в сети 35 кВ и 10 кВ объекта проектирования.
Выбраны проводники и электрические аппараты.
Для применения на питающей ГПП-352/10 кВ выбран и обоснован микропроцессорный терминал РЗА серии «БЭМП РУ», который является высокотехнологичным решением для систем электроснабжения, предлагающим улучшенную надежность, гибкость и безопасность в управлении электрическими сетями.
Установлено, что отстройка токов уставок данного терминала проводится от значений, рассчитанных в работе ранее, а именно:
- максимальная токовая защита и защита от перегрузки - от максимальных рабочих токов;
- дифференциальная защита линий и трансформаторов - от предельных токов КЗ.
Все уставки выставляются на терминале автоматически при введении нужных значений, что помогает избежать влияния «человеческого фактора».
В работе рассчитан контур заземления и молниезащита ГИП-35/10 кВ корпуса чугунного литья машиностроительного завода. Для выполнения контура заземления в работе принято число вертикальных электродов, равное 40 шт., с расстоянием между электродами 5 м, длиной вертикальных заземлителей 5 м и глубиной заложения горизонтальных электродов 0,7 м.
Молниезащита подстанции выполнена с применением шести молниеотводов высотой 33 м (вторая расчётная высота) с начальной активной зоной действия на высоте, равной 24 м (первая расчётная высота).
Установлено, что разработанный контур заземления и конструкция молниезащиты удовлетворяет требованиям всех нормативных документов, поэтому они могут быть применены на данной подстанции.

Купить