Помощь студентам в учебе
Электроснабжение сталеплавильного производства металлургического завода
|
ВВЕДЕНИЕ 9
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 10
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 11
1 СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕС ТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 13
Выводы по разделу 1 14
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
2.1 Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху 15
2.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 23
2.3 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 24
Выводы по разделу 2 27
3 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 28
Выводы по разделу 3 32
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 33
Выводы по разделу 4 35
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
И СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 36
Выводы по разделу 5 43
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
6.1 Выбор рационального напряжения 44
6.2 Технико-экономическое обоснование схемы внутреннего
электроснабжения 44
6.2.1 Радиальная схема внутреннего электроснабжения 45
6.2.2 Магистральная схема внутреннего электроснабжения фрагмента. 48
6.3 Расчет питающих линий 50
Выводы по разделу 6 54
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 55
Выводы по разделу 7 62
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ 64
Выводы по разделу 8 75
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 76
Выводы по разделу 9 85
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
10.1 Расчет размахов колебаний напряжения 86
10.2 Расчет несинусоидальности напряжения 89
10.3 Расчет несимметрии напряжения 92
Выводы по разделу 10 92
11 РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ
11.1 Общие сведения о работе ДСП и принципы построения ее защиты 93
11.2 Расчет токов короткого замыкания для построения защиты 95
11.3 Защита от перегрузки 96
11.4 Мгновенная токовая отсечка 98
11.5 Газовая защита печного трансформатора 98
11.6 Защита от однофазных замыканий на землю 98
11.7 Устройство автоматического регулирования мощности 99
Выводы по разделу 11 103
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 104
12.1.1 Обоснование местоположения подстанции 104
12.1.2 Габариты и разрывы на подстанции 104
12.1.3 Основные требования при установке трансформаторов и
возможность осмотра газовых реле 105
12.1.4 Проезд на открытом распределительном устройстве 106
12.1.5 Окраска токоведущих частей 106
12.1.6 Электрозащитные средства 107
12.1.7 Требования к устройству дверей 107
12.2 Электробезопасность 108
12.2.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 108
12.2.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 109
12.2.3 Защитное заземляющее устройство ОРУ 109
12.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 113
12.4 Пожарная безопасность 115
12.4.1 Категории помещений и наружных установок по ВП и ПО 115
12.4.2 Пожарная безопасность трансформатора 116
12.4.3 Расчет молниезащиты подстанции 117
Выводы по разделу 12 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 120
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 10
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 11
1 СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕС ТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 13
Выводы по разделу 1 14
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
2.1 Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху 15
2.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 23
2.3 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 24
Выводы по разделу 2 27
3 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 28
Выводы по разделу 3 32
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ 33
Выводы по разделу 4 35
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
И СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 36
Выводы по разделу 5 43
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
6.1 Выбор рационального напряжения 44
6.2 Технико-экономическое обоснование схемы внутреннего
электроснабжения 44
6.2.1 Радиальная схема внутреннего электроснабжения 45
6.2.2 Магистральная схема внутреннего электроснабжения фрагмента. 48
6.3 Расчет питающих линий 50
Выводы по разделу 6 54
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 55
Выводы по разделу 7 62
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ 64
Выводы по разделу 8 75
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 76
Выводы по разделу 9 85
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
10.1 Расчет размахов колебаний напряжения 86
10.2 Расчет несинусоидальности напряжения 89
10.3 Расчет несимметрии напряжения 92
Выводы по разделу 10 92
11 РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ
11.1 Общие сведения о работе ДСП и принципы построения ее защиты 93
11.2 Расчет токов короткого замыкания для построения защиты 95
11.3 Защита от перегрузки 96
11.4 Мгновенная токовая отсечка 98
11.5 Газовая защита печного трансформатора 98
11.6 Защита от однофазных замыканий на землю 98
11.7 Устройство автоматического регулирования мощности 99
Выводы по разделу 11 103
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 104
12.1.1 Обоснование местоположения подстанции 104
12.1.2 Габариты и разрывы на подстанции 104
12.1.3 Основные требования при установке трансформаторов и
возможность осмотра газовых реле 105
12.1.4 Проезд на открытом распределительном устройстве 106
12.1.5 Окраска токоведущих частей 106
12.1.6 Электрозащитные средства 107
12.1.7 Требования к устройству дверей 107
12.2 Электробезопасность 108
12.2.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 108
12.2.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 109
12.2.3 Защитное заземляющее устройство ОРУ 109
12.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 113
12.4 Пожарная безопасность 115
12.4.1 Категории помещений и наружных установок по ВП и ПО 115
12.4.2 Пожарная безопасность трансформатора 116
12.4.3 Расчет молниезащиты подстанции 117
Выводы по разделу 12 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 120
Под системой электроснабжения (СЭС) понимают совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. 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 работы 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 автоматического 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, 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, схемы внешнего электроснабжения и ее параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедрения систем автоматического 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, 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, схемы внешнего электроснабжения и ее параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
В данной выпускной квалификационной работе был произведен расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху. Затем рассчитаны электрические нагрузки по предприятию, которые состоят из электроприемников на напряжение 0,4 кВ и 10кВ. После этого была составлена картограмма нагрузок. Определен центр электрических нагрузок для определения месторасположение ГПП. В данном центре оказались расположены цеха, поэтому было принято решение сместить ГПП в сторону подачи питания из энергосистемы.
По полученным расчетам была найдена мощность трансформаторов. Определены месторасположения трансформаторных подстанций и их количество.
Произведен выбор трансформатора главной понизительной подстанции. С учетом наличия на предприятии мощных ДСП, выбраны трансформаторы с расщепленными обмотками.
Произведено технико-экономическое сравнение двух вариантов схем внутреннего электроснабжения. Магистральные линии оказались экономичнее и выгоднее радиальных линий, поэтому при дальнейшем проектировании схемы внутреннего электроснабжения для питания ТП выбраны магистральные линии.
Далее произведен расчет и выбор кабельных линий отходящих от ГПП к ТП, от ТП к (НРП), от ГПП к СД и от ГПП к ДСП. Выбрано сечение, марка кабеля, количество проводов и способ их укладки. Произведена проверка на термическую стойкость.
Рассчитали токи короткого замыкания. На основе их расчета было выбрано электрооборудование.
Далее была спроектирована система компенсации реактивной мощности. Выбран тип и мощности низковольтных батарей конденсаторов. На шинах ГПП, питающих печи, было принято решение установить фильтро-компенсирующие устройства (ФКУ).
Произведена проверка качества напряжения. Качество напряжения соответствует нормам.
Произведен расчет релейной защиты ДСП.
Решены вопросы безопасности жизнедеятельности на ГПП.
По полученным расчетам была найдена мощность трансформаторов. Определены месторасположения трансформаторных подстанций и их количество.
Произведен выбор трансформатора главной понизительной подстанции. С учетом наличия на предприятии мощных ДСП, выбраны трансформаторы с расщепленными обмотками.
Произведено технико-экономическое сравнение двух вариантов схем внутреннего электроснабжения. Магистральные линии оказались экономичнее и выгоднее радиальных линий, поэтому при дальнейшем проектировании схемы внутреннего электроснабжения для питания ТП выбраны магистральные линии.
Далее произведен расчет и выбор кабельных линий отходящих от ГПП к ТП, от ТП к (НРП), от ГПП к СД и от ГПП к ДСП. Выбрано сечение, марка кабеля, количество проводов и способ их укладки. Произведена проверка на термическую стойкость.
Рассчитали токи короткого замыкания. На основе их расчета было выбрано электрооборудование.
Далее была спроектирована система компенсации реактивной мощности. Выбран тип и мощности низковольтных батарей конденсаторов. На шинах ГПП, питающих печи, было принято решение установить фильтро-компенсирующие устройства (ФКУ).
Произведена проверка качества напряжения. Качество напряжения соответствует нормам.
Произведен расчет релейной защиты ДСП.
Решены вопросы безопасности жизнедеятельности на ГПП.