Помощь студентам в учебе
Электроснабжение западной группы цехов кузнечно-прессового завода
|
ВВЕДЕНИЕ
Краткое описание объекта электроснабжения 7
Технический паспорт 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 13
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 21
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 21
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 25
2.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных
подстанций 25
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 31
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35
4.1 Определение потерь мощности и электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 37
4.2 Выбор параметров ЛЭП от подстанции энергосистемы до
подстанции предприятия 38
4.3 Расчет токов короткого замыкания 39
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 40
4.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 44
4.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 46
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 47
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия.... 47
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 47
5.4 Выбор кабельных линий 48
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 61
7.2 Выбор выключателей КРУ 61
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 62
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
7.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 66
7.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 67
7.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 68
7.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 69
7.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 70
8 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 72
9 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
9.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 82
9.2 Расчет колебаний напряжения 86
9.3 Расчет несимметрии напряжения 87
9.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 88
10 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
10.1 Релейная защита отходящей от ТП кабельной линии 91
10.2 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 94
10.3 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 97
10.4 Релейная защита трансформатора предохранителями 102
10.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор ... 104
10.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 105
10.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 105
10.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий
на землю 109
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11.1 Планировка и конструктивная часть ГПП 111
11.2 Молниезащита ГПП 112
11.3 Заземление ГПП 113
11.4 Освещение ЗРУ-110/10 кВ 116
11.5 Требования к безопасности АКБ 119
11.6 Промышленная и взрывная безопаность 120
11.7 Устройство сигнализации и контроля изоляции 121
11.8 Пожарная безопасность 123
11.9 Вредные и опасные производственные факторы в
производственных цехах и общие меры защиты 124
12 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Построение дерева целей проекта 128
12.2 Качественный анализ вариантов технических решений 128
12.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 129
12.4 Объёмы продукции и услуг по обеспечению основного
производства 131
12.5 Планирование труда и заработной платы 132
12.5.1 Планирование использования рабочего времени 132
12.5.2 Планирование численности рабочих энергохозяйства 133
12.5.3 Планирование численности персонала управления
энергохозяйством 137
12.6 Планирование фонда заработной платы рабочих 138
12.7 Планирование фонда заработной платы персонала управления .. 139
12.8 Планирование производительности труда 140
12.9 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание .. 141
12.10 Планирование сметы текущих затрат на электрическое
обслуживание 142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 143
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 144
Краткое описание объекта электроснабжения 7
Технический паспорт 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 13
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 21
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 21
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 25
2.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных
подстанций 25
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 31
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35
4.1 Определение потерь мощности и электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 37
4.2 Выбор параметров ЛЭП от подстанции энергосистемы до
подстанции предприятия 38
4.3 Расчет токов короткого замыкания 39
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 40
4.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 44
4.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 46
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 47
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия.... 47
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 47
5.4 Выбор кабельных линий 48
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 61
7.2 Выбор выключателей КРУ 61
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 62
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
7.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 66
7.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 67
7.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 68
7.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 69
7.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 70
8 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 72
9 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
9.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 82
9.2 Расчет колебаний напряжения 86
9.3 Расчет несимметрии напряжения 87
9.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 88
10 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
10.1 Релейная защита отходящей от ТП кабельной линии 91
10.2 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 94
10.3 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 97
10.4 Релейная защита трансформатора предохранителями 102
10.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор ... 104
10.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 105
10.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 105
10.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий
на землю 109
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
11.1 Планировка и конструктивная часть ГПП 111
11.2 Молниезащита ГПП 112
11.3 Заземление ГПП 113
11.4 Освещение ЗРУ-110/10 кВ 116
11.5 Требования к безопасности АКБ 119
11.6 Промышленная и взрывная безопаность 120
11.7 Устройство сигнализации и контроля изоляции 121
11.8 Пожарная безопасность 123
11.9 Вредные и опасные производственные факторы в
производственных цехах и общие меры защиты 124
12 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Построение дерева целей проекта 128
12.2 Качественный анализ вариантов технических решений 128
12.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 129
12.4 Объёмы продукции и услуг по обеспечению основного
производства 131
12.5 Планирование труда и заработной платы 132
12.5.1 Планирование использования рабочего времени 132
12.5.2 Планирование численности рабочих энергохозяйства 133
12.5.3 Планирование численности персонала управления
энергохозяйством 137
12.6 Планирование фонда заработной платы рабочих 138
12.7 Планирование фонда заработной платы персонала управления .. 139
12.8 Планирование производительности труда 140
12.9 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание .. 141
12.10 Планирование сметы текущих затрат на электрическое
обслуживание 142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 143
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 144
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. 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 эксплуатации 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. Кроме того, СЭС свойственно наличие глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять системный, комплексный подход, 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 ГИИ, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации. 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. Кроме того, СЭС свойственно наличие глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять системный, комплексный подход, 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 ГИИ, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
Разработчиком проекта был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок западной группы цехов кузнечнопрессового завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной.
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 АПвП-10 сечением 70, 120, 150, 185 мм2.
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 разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок участка системы электроснабжения от низковольтного автоматического выключателя цеховой трансформаторной подстанции до выключателя кабельной линии, установленного на ГПП.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения западной группы цехов кузнечно-прессового завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной.
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 АПвП-10 сечением 70, 120, 150, 185 мм2.
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 разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок участка системы электроснабжения от низковольтного автоматического выключателя цеховой трансформаторной подстанции до выключателя кабельной линии, установленного на ГПП.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения западной группы цехов кузнечно-прессового завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.