Тема: Проектирование системы электроснабжения металлургического завода

Известно, что металлургические предприятия являются энергоёмкими подразделениями тяжёлой промышленности, обеспечивая выплавку стали, чугуна и соединений из железа.
Усовершенствование технологического процесса в металлургическом комплексе тесно связано с применением новых перспективных технологий плавки металлов, автоматизацией основных производственных циклов, усовершенствованием логистической структуры поставки материалов, в первую очередь, первичных, для организации технологического процесса на заводах и комбинатах металлургической промышленности.
В металлургии за последние десятилетия произошёл значительный технологический прорыв: появились новые современные энергосберегающие технологии, которые были реализованы в технологическом процессе и оборудовании, за счёт чего была увеличена прибыль и снижены затраты на энергоресурсы, ремонты и обслуживание оборудования.
На многих металлургических заводах, в связи с вышеперечисленным, в последние годы проводится активное внедрение передовых инновационных технологий, позволяющих оптимизировать технологический процесс, значительно уменьшить энергопотребление, при этом не снижая количество и качество производимой продукции.
В связи с энергетическим кризисом и дефицитом ресурсов, приоритетом металлургической отрасли и тяжёлой промышленности в целом, является уменьшение энергозатрат на производственные и собственные нужды, таким образом, повышая эффективность использования ресурсной базы.
В конечном итоге, это также приводит к повышению экономических показателей, в частности, к снижению стоимости производимой продукции и, как результат, повышению конкурентоспособности и ликвидности капиталовложений.
Однако, все данные инновации можно реализовать также на стадии проектирования, руководствуясь всеми доступными преимуществами и разработками в сфере металлургии.
Известно, что одним из способов достижения желаемого эффекта является обеспечение качественного проектирования современных систем электроснабжения новых объектов металлургического завода, что обуславливает актуальность, значимость и практическую ценность данной работы.
Основной целью работы является разработка проекта системы электроснабжения металлургического завода, осуществляемая с целью ввода данного объекта в эксплуатацию в связи с производственной необходимостью.
Объектом исследования в данной работе является электрическая часть системы электроснабжения металлургического завода.
Предметом исследования в работе выступает электрическая принципиальная схема электроснабжения объекта исследования, а также её составные части (силовые трансформаторы ГПП и цеховых ТП, электрические сети, аппаратура распределительных устройств).
Все составные части предмета исследования детально рассматриваются в работе.
Для качественной реализации цели работы, решаются следующие задачи:
- анализ исходных данных объекта проектирования с рассмотрением основных требований и норм, предъявляемых к системам электроснабжения металлургических комплексов. На основе проведённого анализа, предложены основные мероприятия по внедрению в проект электроснабжения на объекте исследования;
- проектирование системы электроснабжения металлургического завода с конечным выбором схемы электроснабжения, а также электрических сетей и аппаратов на всех звеньях электрической сети объекта. Исходя из этого, на основе расчётных данных, выбираются для применения в работе современные технические решения, аргументированный выбор которых основан на анализе современных разработок и моделей ведущих мировых и отечественных производителей;
- расчёт технико-экономических показателей в системе электроснабжения металлургического завода.
Для достижения основной цели и решения поставленных задач, в работе используются следующие методы и подходы:
- методы анализа нормативной литературы;
- методы анализа экспериментальных данных;
- аналитический метод;
- методы аналогии;
- методы и подходы для расчёта электрических цепей;
- методы упрощения электрических сетей (с допущениями и интервалами);
- методы замещения электрических сетей и элементов электрических цепей;
- методы исследования и расчёта надёжности;
- экономические методы и подходы в электроэнергетике;
- методы планирования эксперимента.
Предлагаемая работа состоит из трёх разделов, и выполняется согласно требованиям методических указаний с использованием принятых расчётных методик и нормативных положений основных документов отрасли.

Купить

В результате выполнения работы разработан проект системы электроснабжения металлургического завода.
Приведён исходный анализ технологического процесса, а также основных и вспомогательных цехов и участков системы электроснабжения металлургического завода, с детальным их анализом и систематизацией по принадлежности к категориям надёжности, а также по производственной среде.
Детально рассмотрены основные нормы и требования, предъявляемые к проектированию систем электроснабжения металлургических предприятий.
На основании приведённых исходных данных, а также нормативных сведений и источников, обоснована необходимость и целесообразность разработки качественного проекта системы электроснабжения объекта.
Рассмотрены основы проектирования систем электроснабжения металлургических заводов и комбинатов.
Установлено, что в схемах данных объектов крайне необходимо обеспечить наличие резерва, а также надёжного питания и защиты на всех звеньях.
При этом отмечено, что системы электроснабжения объектов металлургической промышленности, могут выполняться по классическим схемам электроснабжения (при питании от энергосистемы), а также по индивидуальным схемам электроснабжения (при питании от собственной ТЭЦ или ТЭС).
Показано, что разработка качественного проекта системы электроснабжения металлургического завода, обеспечит значительно более высокий уровень надёжности с применением условий резервирования и секционирования, что положительно скажется на бесперебойном электроснабжении потребителей объекта исследования.
Исходя из задания и принятых решений по проектированию электрической части объекта исследования, внедрены и проверены расчётным путём принятые практические мероприятия по разработке схемы электрических соединений РУ-110 кВ и РУ-10 кВ ГПП, а также распределительной сети ТП-10/0,4 кВ системы электроснабжения металлургического завода.
Для решения поставленных задач в работе были проведены решение следующих основных задач и получены следующие основные результаты выбора и расчёта:
- исходя из расчётных данных, принята классическая схема питания
металлургического завода от главной понизительной подстанции, с высшим напряжением 110 кВ и низшим напряжением 10 кВ, с применением двухступенчатой схемы трансформации
электроэнергии (трансформаторы ГПП - трансформаторы цеховых ТП - потребители);
- выбрана радиальная схема с резервированием для питающей сети внешнего электроснабжения с питающей ГПП, а также девятью цеховыми двухтрансформаторными ТП-10/0,4 кВ;
- обеспечено питание высоковольтных двигателей насосной и компрессорной отдельными линиями по радиальной схеме электроснабжения, от ГПП-110/10 кВ завода;
- проведён расчёт электрических нагрузок присоединений потребителей и всей ГПП системы электроснабжения объекта исследования в целом, с учётом исходных данных и схемы электрических соединений;
- осуществлён выбор силовых трансформаторов ГПП-110/10кВ (два трансформатора марки ТДН-16000/110) и цеховых ТП-10/0,4 кВ (по два трансформатора ТМ-10/0,4 кВ различных типономиналов) системы электроснабжения металлургического завода;
- выбраны компенсирующие устройства для компенсации реактивной
мощности во внешней и во внутренней сети системы электроснабжения металлургического завода, установлено, что благодаря применению последних разработок, величина расчётной реактивной составляющей будет компенсирована путём установки компенсирующих устройств напряжением 0,4 кВ на шинах 0,4 кВ цеховых ТП-10/0,4 кВ во внутренней системе электроснабжения и на шинах 10 кВ РУ-10 кВ ГИП-110/10 кВ внешней системы
электроснабжения завода;
- проведён выбор и проверка проводников системы электроснабжения металлургического завода. Выбраны для питающей линии провод марки АС-70/11, а для отходящих линий - силовые кабели марки АСБ-10 различных сечений;
- определены токи короткого замыкания в сетях напряжением 110 кВ и 10 кВ системы электроснабжения металлургического завода;
- проведён выбор электрических аппаратов в РУ-110 кВ ГПП системы электроснабжения металлургического завода. Выбраны следующие современные аппараты: разъединитель РГ-110/1000 (производитель - ТМ «Энергия»), выключатель ВРС-110-31,5 (ООО «НТЭАЗ Электрик»), трансформаторы тока ТОГФ-110 и напряжения НКФ- 110 (ООО «Екатеринбург Энерго»);
- проведён выбор электрических аппаратов в РУ-10 кВ ГПП системы электроснабжения металлургического завода. Выбраны следующие современные аппараты: выключателиВВЭ-М-10-20 (ООО «ЭЛКО»), выключатели нагрузки ВНА-10/16000 (ООО «УралЭлектро»), трансформаторы тока ТПЛ-Э-12(ООО «Екатеринбург Энерго»);
- выбраны трансформаторы собственных нужд марки ТМ-25/10 для установки на ГПП-110/10 кВ системы электроснабжения металлургического завода;
- приведены основные этапы выполнения монтажных работ, особенности и техника, которые применяются для данной цели;
- описаны основные мероприятия при приёме оборудования эксплуатации оборудования и организации данного процесса при выполнении работ на объекте.
Рассчитаны основные технико-экономические показатели проектных решений по вводу в эксплуатацию спроектированной системы электроснабжения металлургического завода.
Для определения основных технико-экономических показателей объекта, рассчитаны следующие статьи расходов на внедрение проектных решений по проектированию и вводу в эксплуатацию спроектированной системы электроснабжения металлургического завода: суммарная стоимость оборудования, транспортно-заготовительные расходы, стоимость компенсации потерь электроэнергии, основная заработная плата рабочих, дополнительная заработная плата рабочих, отчисления на социальные нужды, накладные расходы, себестоимость.
Принятые решения по выбору и внедрению мероприятий по проектированию системы электроснабжения металлургического завода основываются на результатах сравнительного анализа перспективных разработок новейшего современного оборудования, инновационных схемных решений, нормативно-правовых документах, современных типовых проектах в данной отрасли.
Предложенный в работе проект системы электроснабжения металлургического завода характеризуется надёжностью, экономичностью и безопасностью.
Полученные результаты предлагается принять во внимание при практическом внедрении проекта.

Купить