Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов электролитно-цинкового завода
|
ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 10
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 14
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 17
2 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1 Выбор трансформаторов цеховых трансформаторных
подстанций 21
2.1.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 21
2.1.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 22
2.2 Выбор напряжения и трансформаторов ГПП 24
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 30
3.1 Определение потерь электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 31
3.2 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 32
3.3 Расчет токов короткого замыкания 33
3.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 35
3.5 Определение технико-экономических показателей схем внешнего
электроснабжения 39
3.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 41
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор напряжения и схемы внутреннего электроснабжения 42
4.2 Выбор кабельных линий 43
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 47
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 54
6.2 Выбор выключателей КРУ 55
6.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 55
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 57
6.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводах цеховых ТП 59
6.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 60
Лист
М 13.03.02.2017.187.00.00 ПЗ
6.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 60
6.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 61
6.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 62
6.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 63
7 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 67
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
8.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения ... 73
8.2 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 79
8.3 Расчет отклонений напряжения 80
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА
9.1 Дифференциальная защита 82
9.2 МТЗ с выдержкой времени на НН 87
9.3 МТЗ с выдержкой времени на ВН 88
9.4 Защита от перегруза на НН 89
9.5 Газовая защита 90
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Обеспечение безопасных условий и охраны труда при
эксплуатации электроустановок 91
10.2 Пожарная безопасность 94
10.3 Расчет защитного заземления 96
10.4 Молниезащита ремонтно-механического цеха 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 102
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 10
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 14
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 17
2 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1 Выбор трансформаторов цеховых трансформаторных
подстанций 21
2.1.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 21
2.1.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 22
2.2 Выбор напряжения и трансформаторов ГПП 24
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 30
3.1 Определение потерь электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 31
3.2 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 32
3.3 Расчет токов короткого замыкания 33
3.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 35
3.5 Определение технико-экономических показателей схем внешнего
электроснабжения 39
3.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 41
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор напряжения и схемы внутреннего электроснабжения 42
4.2 Выбор кабельных линий 43
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 47
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 54
6.2 Выбор выключателей КРУ 55
6.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 55
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 57
6.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводах цеховых ТП 59
6.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 60
Лист
М 13.03.02.2017.187.00.00 ПЗ
6.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 60
6.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 61
6.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 62
6.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 63
7 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 67
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
8.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения ... 73
8.2 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 79
8.3 Расчет отклонений напряжения 80
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА
9.1 Дифференциальная защита 82
9.2 МТЗ с выдержкой времени на НН 87
9.3 МТЗ с выдержкой времени на ВН 88
9.4 Защита от перегруза на НН 89
9.5 Газовая защита 90
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
10.1 Обеспечение безопасных условий и охраны труда при
эксплуатации электроустановок 91
10.2 Пожарная безопасность 94
10.3 Расчет защитного заземления 96
10.4 Молниезащита ремонтно-механического цеха 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 102
Темой выпускной квалификационной работы является электроснабжение группы цехов электролитно-цинкового завода.
Системы электроснабжения (СЭС) современных промышленных предприятий представляют собой сложные системы, которые должны отвечать следующим технико-экономическим требованиям:
- обладать минимальными затратами при обеспечении всех технологических требований;
- обеспечивать высокую надёжность электроснабжения;
- быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании;
- обеспечивать надлежащее качество электроэнергии;
- обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальный режим СЭС;
- позволять осуществление реконструкции без существенного удорожания первоначального варианта.
Чтобы система электроснабжения проектируемого предприятия удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи.
Характеристика производства
Электролитно-цинковый завод - вертикально-интегрированная компания, в которой представлен полный технологический цикл производства металлического цинка: от добычи и обогащения руды до выпуска готовой продукции в виде рафинированного цинка и сплавов на его основе.
На электролитно-цинковом заводе все цеха в зависимости от значимости в производственном цикле подразделяются на II и III категории по надежности электроснабжения.
Ко II категории относятся: выщелачивательный цех, отделение рукавных фильтров, вельц-цех, ваккумно-испарительный цех, обжиговый цех, компрессорная станция, кадмиевое отделение, электролитный цех, то есть цеха, перерабатывающие сырье и полуфабрикаты в готовую продукцию, для производства которой и предназначено данное предприятие. Электроснабжение электроприемников данной категории осуществляется от двух независимых взаимно резервируемых источников питания.
К III категории относятся цеха, изготавливающие вспомогательные материалы, осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах предприятия, обслуживающие хозяйства и подсобные службы, а именно: ремонтно-механический цех и контейнерный склад.
Высоковольтная нагрузка представлена преобразователями частоты и синхронными двигателями , работающих в продолжительном режиме. Годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки предприятия составляет 4280 часов. На предприятии установлен двухсменный график работы.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 22737 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 19780 кВт.
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 24275 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tg9=0,84; расчетный tgq>=0,48; заданный энергосистемой tgq>=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3000 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 9,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-25000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Трансформаторные подстанции с трансформаторами типа ТМГ, мощностью 630, 1000, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - есть, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4280 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвПу-10 с сечением 50, 95, 240 мм .
Системы электроснабжения (СЭС) современных промышленных предприятий представляют собой сложные системы, которые должны отвечать следующим технико-экономическим требованиям:
- обладать минимальными затратами при обеспечении всех технологических требований;
- обеспечивать высокую надёжность электроснабжения;
- быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании;
- обеспечивать надлежащее качество электроэнергии;
- обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальный режим СЭС;
- позволять осуществление реконструкции без существенного удорожания первоначального варианта.
Чтобы система электроснабжения проектируемого предприятия удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи.
Характеристика производства
Электролитно-цинковый завод - вертикально-интегрированная компания, в которой представлен полный технологический цикл производства металлического цинка: от добычи и обогащения руды до выпуска готовой продукции в виде рафинированного цинка и сплавов на его основе.
На электролитно-цинковом заводе все цеха в зависимости от значимости в производственном цикле подразделяются на II и III категории по надежности электроснабжения.
Ко II категории относятся: выщелачивательный цех, отделение рукавных фильтров, вельц-цех, ваккумно-испарительный цех, обжиговый цех, компрессорная станция, кадмиевое отделение, электролитный цех, то есть цеха, перерабатывающие сырье и полуфабрикаты в готовую продукцию, для производства которой и предназначено данное предприятие. Электроснабжение электроприемников данной категории осуществляется от двух независимых взаимно резервируемых источников питания.
К III категории относятся цеха, изготавливающие вспомогательные материалы, осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах предприятия, обслуживающие хозяйства и подсобные службы, а именно: ремонтно-механический цех и контейнерный склад.
Высоковольтная нагрузка представлена преобразователями частоты и синхронными двигателями , работающих в продолжительном режиме. Годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки предприятия составляет 4280 часов. На предприятии установлен двухсменный график работы.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 22737 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 19780 кВт.
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 24275 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tg9=0,84; расчетный tgq>=0,48; заданный энергосистемой tgq>=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3000 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 9,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-25000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Трансформаторные подстанции с трансформаторами типа ТМГ, мощностью 630, 1000, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - есть, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4280 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвПу-10 с сечением 50, 95, 240 мм .
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок электролитно-цинкового завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, расчет показал, что оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения является 110 кВ.
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 АПвПу-10 сечением 50, 95, 240 мм.
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 результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения электролитно-цинкового завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, расчет показал, что оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения является 110 кВ.
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 АПвПу-10 сечением 50, 95, 240 мм.
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 результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения электролитно-цинкового завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Подобные работы
- Электроснабжение группы цехов электролитно-цинкового завода
Дипломные работы, ВКР, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 4980 р. Год сдачи: 2017