Содержание
Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Краткие сведения о модернизируемом предприятии 7
1.2 Описание существующей схемы электроснабжения 8
1.3 Анализ современного электроэнергетического оборудования 10
1.4 Особенности работы и конструкции электропечных трансформаторов 15
Раздел 2. Конструкторская часть 24
2.1 Определение расчетных нагрузок по цехам 25
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП. Компенсация
реактивной мощности 28
2.3 Выбор сечения воздушной линии, питающей корпус 30
2.4 Выбор сечения кабельных линий распределительной сети 10 кВ 32
2.5 Выбор мощности трансформаторов цеховых ТП 33
2.6 Компенсация реактивной мощности 39
2.7 Описание схемы после модернизации 45
Раздел 3. Технологическая часть 47
3.1 Определение токов короткого замыкания 48
3.2 Определение параметров схемы замещения 49
3.3 Выбор аппаратов 110 кВ и 10 кВ 52
Раздел 4. Спецвопрос. Преобразователи частоты в индукционных печах 58
4.1 Преобразователи частоты индукционных печей 59
4.2 Сравнение последовательного и параллельного резонансных контуров 60
4.3 Сравнение схем инвертора напряжения и инвертора тока 61
Заключение 68
Список литературы 69
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относят электродвигатели различных механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных механизмов и строительством электрических станций.
В данное время энергоснабжение осуществляется по единой энергетической системе. Энергетической системой называют совокупность электростанций, подстанций и приемников электроэнергии,связанных между собой линиями электрической сети. Единая энергетическая система, представляет собой высоко автоматизированный комплекс, объединенный общим режимом работ и единым централизованным диспетчерским и автоматическим управлением.
В современном мире главной задачей специалистов осуществляющих проектирование и эксплуатацию современных систем электроснабжения промышленных предприятий, является правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение необходимой категории надежности электроснабжения, качества и экономии электроэнергии и материальных ресурсов.
Электропечные трансформаторы (сокращенно ЭПТ) служат для питания различных промышленных электротермических установок, применяемых главным образом в черной и цветной металлургии. К таким установкам относятся: электродуговые сталеплавильные печи (ДСП), расплавляющие сталь электрической дугой переменного тока; индукционные плавильные печи (ИПП), плавящие металл способом индукционного нагрева; печи электрошлакового переплава (ЭШП), руднотермические печи (РТП) и некоторые другие. Параметры и режимы работы таких электропечей имеют характерные особенности, резко отличающиеся от других токоприемников. Соответственно и электропечные трансформаторы по своим параметрам и конструкции значительно отличаются от силовых трансформаторов общего назначения.
В данной выпускной работе выполнена модернизация электроснабжения корпуса стального литья ПАО «КамАЗ» в связи с монтажом индукционных печей. Данные печи требуют соблюдения специфических особенностей при проектировании и модернизации линий электроснабжения, защите элементов системы электроснабжения и выполнения правил ПУЭ.
В аналитическом разделе была проанализирована деятельность предприятия, рассмотрена существующая схема электроснабжения. Были изучены новые технические решения на рынке электрооборудования электрических сетей, а так же затронуты особенности работы электропечных трансформаторов.
В рамках модернизации были проведены расчеты силовых нагрузок цехов корпуса стального литья, выполнен расчет кабельных линий и мощности цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств. По итогам выполненных расчетов в рамках модернизации принято установить на стороне 110 кВ ограничители перенапряжения ОПН вместо устаревших вентильных разрядников. Для защиты трансформаторов ТРДЦН-80000/110 установлены элегазовые выключатели ВГТ-110 на вводе, также есть линия для вывода на ремонт с двумя двухполюсными разъединителями. установлены двухполюсные разъединители.
На стороне 10 кВ вместо устаревших масляных выключателей ВМПЭ предлагается установить вакуумные выключатели BB/TEL и установлены новые компенсирующие устройства на шинах 10 кВ УКРМ- 10,5-4050-450. В технологической части рассчитаны токи короткого замыкания, определены параметры схемы замещения и выбрано защитное и коммутационное оборудование на стороне 110 и 10 кВ.
Кроме того, были рассмотрены частотные преобразователи на тиристорах и предложен к внедрению тиристорный преобразователь на базе инвертора тока. Это позволит сократить расходы электроэнергии и увеличить производительность печей.
