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
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
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: ремонтномеханический 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.
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: ремонтномеханический 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.
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.