Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов трубопрокатного завода по производству труб малого диаметра
|
ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 10
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 14
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 20
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 23
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 27
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 29
5.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП 30
5.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 31
5.3 Расчет токов короткого замыкания 32
5.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 33
5.5 Определение технико-экономических показателей схемы внешнего
электроснабжения 37
5.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего электроснабжения... 39
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 40
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 40
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 40
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 42
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 45
9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
9.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 52
9.2 Выбор выключателей КРУ 52
9.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 53
9.4 Выбор трансформаторов напряжения 55
9.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН 57
9.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ 57
9.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 59
9.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН ТП 60
10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 62
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 71
11.2 Релейная защита трансформатора ТМЗ-1600/10/0,4 73
11.2.1 Токовая отсечка 73
11.2.2 Максимальная токовая защита 75
11.2.3 Защита от перегруза 77
11.2.4 Защита от изменения давления масла в баке трансформатора 78
11.2.5 Температурная защита трансформатора 78
11.3 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор 78
11.3.1 Токовая отсечка кабельной линии 78
11.3.2 Максимальная токовая защита кабельной линии 79
11.3.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий на землю 81
11.4 Построение карты селективности 82
12 Безопасность жизнедеятельности
12.1 Обеспечение охраны окружающей среды на предприятии 84
12.2 Общие требования электробезопасности 85
12.3 Анализ вредных и опасных производственных факторов при
эксплуатации силовых трансформаторов 86
12.4 Защитные меры от воздействия опасных и вредных факторов 87
12.5 Защитные меры от поражения электрическим током 89
12.6 Пожарная безопасность 90
12.7 Молниезащита ГПП 91
12.8 Расчет тока однофазного замыкания на землю 93
12.9 Освещение ОРУ 35/10 кВ 96
13 Экономическая часть
13.1 Построение дерева целей проекта 98
13.2 Качественный анализ вариантов технических решений 98
13.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 10
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 14
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 20
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 23
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 27
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 29
5.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП 30
5.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 31
5.3 Расчет токов короткого замыкания 32
5.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 33
5.5 Определение технико-экономических показателей схемы внешнего
электроснабжения 37
5.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего электроснабжения... 39
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 40
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 40
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 40
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 42
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 45
9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
9.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 52
9.2 Выбор выключателей КРУ 52
9.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 53
9.4 Выбор трансформаторов напряжения 55
9.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН 57
9.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ 57
9.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 59
9.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН ТП 60
10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 62
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 71
11.2 Релейная защита трансформатора ТМЗ-1600/10/0,4 73
11.2.1 Токовая отсечка 73
11.2.2 Максимальная токовая защита 75
11.2.3 Защита от перегруза 77
11.2.4 Защита от изменения давления масла в баке трансформатора 78
11.2.5 Температурная защита трансформатора 78
11.3 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор 78
11.3.1 Токовая отсечка кабельной линии 78
11.3.2 Максимальная токовая защита кабельной линии 79
11.3.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий на землю 81
11.4 Построение карты селективности 82
12 Безопасность жизнедеятельности
12.1 Обеспечение охраны окружающей среды на предприятии 84
12.2 Общие требования электробезопасности 85
12.3 Анализ вредных и опасных производственных факторов при
эксплуатации силовых трансформаторов 86
12.4 Защитные меры от воздействия опасных и вредных факторов 87
12.5 Защитные меры от поражения электрическим током 89
12.6 Пожарная безопасность 90
12.7 Молниезащита ГПП 91
12.8 Расчет тока однофазного замыкания на землю 93
12.9 Освещение ОРУ 35/10 кВ 96
13 Экономическая часть
13.1 Построение дерева целей проекта 98
13.2 Качественный анализ вариантов технических решений 98
13.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
Энергетическая программа России, разработанная на длительную перспективу, предусматривает, прежде всего, широкое внедрение энергосберегающих техники и технологии.
Ускорение научно-технического прогресса предъявляет высокие требования к базовым отраслям экономики, какой является энергетика. Производство, передача и рациональное распределение электроэнергии приобретают всё большее значение. В свете задачи повышения всемирного технического уровня и качества продукции необходимо направить усилия и в кратчайшие сроки добиться улучшения качества электроэнергии, повышения надёжности электроснабжения. В этом ключ к решению задач проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий.
Рационально спроектированная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: высокой надежности и экономичности, безопасности и удобству в эксплуатации, обеспечить требуемое качество электроэнергии, соответствующие уровни напряжения т.п. Многообразие факторов, которые необходимо учитывать при проектировании электроснабжения предприятий разных отраслей промышленности, повышает требования к квалификации инженеров-электриков.
Выпускная квалификационная работа по электроснабжению промышленных предприятий является итоговым этапом изучения целого ряда общетехнических и специальных дисциплин.
Характеристика производства
Основная деятельность предприятия связана с производством стальных бесшовных труб малого диаметра. Сегодня продукция компании с успехом используется при строительстве трубопроводов, на объектах нефтегазодобывающих и геологоразведочных компаний, машиностроительными и промышленными предприятиями.
Трубопрокатный завод по производству труб малого диаметра является энергоёмким производством и предъявляет высокие требования к качеству электро-энергии. Рассматриваемая группа цехов включает в себя 15 цехов, 9 из которых являются производственными. Наиболее энергоёмкими считаются: цех №7, цех №8 (трубный), кузнечно-прессовый цех и блок механических цехов. В цехах №7 и №8 имеются синхронные двигатели в количестве четырёх штук на напряжение 10 кВ. Основными потребителями в большинстве цехов являются электроприёмники 2-3 категории надёжности электроснабжения, отключения которых может привести к нарушению технологического цикла и массовому недоотпуску продукции. Большую часть электроприёмников в цехах составляют электроприводы производственных механизмов и металлообрабатывающих станков, общепромышленных механизмов насосов, подъёмно-транспортных машин, компрессоров, вентиляторов.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 40925 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 2000 кВт (4хСД по 500 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Расчётная активная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20748 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgp=0,93; расчетный tgpp=0,4; заданный энергосистемой tgp=0,4.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 35 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 700 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 35 кВ - АС-150/24.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции энергосистемы 4,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТДН-16000/35/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Типы принятых ячеек распределительных устройств на главной понизительной подстанции КРУ К-104М.
12 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМЗ, мощностью 1000; 1600; 2500 кВ-А.
13 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи отсутствуют, есть значительные растягивающие усилия.
14 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
15 Тип и сечение кабельных линий: АПвБбШп-10 50, 95, 120, 185 мм2.
Ускорение научно-технического прогресса предъявляет высокие требования к базовым отраслям экономики, какой является энергетика. Производство, передача и рациональное распределение электроэнергии приобретают всё большее значение. В свете задачи повышения всемирного технического уровня и качества продукции необходимо направить усилия и в кратчайшие сроки добиться улучшения качества электроэнергии, повышения надёжности электроснабжения. В этом ключ к решению задач проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий.
Рационально спроектированная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: высокой надежности и экономичности, безопасности и удобству в эксплуатации, обеспечить требуемое качество электроэнергии, соответствующие уровни напряжения т.п. Многообразие факторов, которые необходимо учитывать при проектировании электроснабжения предприятий разных отраслей промышленности, повышает требования к квалификации инженеров-электриков.
Выпускная квалификационная работа по электроснабжению промышленных предприятий является итоговым этапом изучения целого ряда общетехнических и специальных дисциплин.
Характеристика производства
Основная деятельность предприятия связана с производством стальных бесшовных труб малого диаметра. Сегодня продукция компании с успехом используется при строительстве трубопроводов, на объектах нефтегазодобывающих и геологоразведочных компаний, машиностроительными и промышленными предприятиями.
Трубопрокатный завод по производству труб малого диаметра является энергоёмким производством и предъявляет высокие требования к качеству электро-энергии. Рассматриваемая группа цехов включает в себя 15 цехов, 9 из которых являются производственными. Наиболее энергоёмкими считаются: цех №7, цех №8 (трубный), кузнечно-прессовый цех и блок механических цехов. В цехах №7 и №8 имеются синхронные двигатели в количестве четырёх штук на напряжение 10 кВ. Основными потребителями в большинстве цехов являются электроприёмники 2-3 категории надёжности электроснабжения, отключения которых может привести к нарушению технологического цикла и массовому недоотпуску продукции. Большую часть электроприёмников в цехах составляют электроприводы производственных механизмов и металлообрабатывающих станков, общепромышленных механизмов насосов, подъёмно-транспортных машин, компрессоров, вентиляторов.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 40925 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 2000 кВт (4хСД по 500 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Расчётная активная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20748 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgp=0,93; расчетный tgpp=0,4; заданный энергосистемой tgp=0,4.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 35 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 700 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 35 кВ - АС-150/24.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции энергосистемы 4,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТДН-16000/35/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Типы принятых ячеек распределительных устройств на главной понизительной подстанции КРУ К-104М.
12 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМЗ, мощностью 1000; 1600; 2500 кВ-А.
13 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи отсутствуют, есть значительные растягивающие усилия.
14 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
15 Тип и сечение кабельных линий: АПвБбШп-10 50, 95, 120, 185 мм2.
Разработчиком дипломного проекта был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов трубопрокатного завода по производству труб малого диаметра, 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 35 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМЗ, 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 марки АПвБбШп-10 сечением 50, 95, 120 и 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 релейной защиты участка системы электроснабжения от вводного выключателя цеховой трансформаторной подстанции до выключателя отходящей от ГПП кабельной линии. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты, а также карта селективности.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения, надлежащее качество электроэнергии, оптимальные режимы работы электрической сети и безопасность обслуживания в течение всего срока службы при минимальных капитальных затратах.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 35 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМЗ, 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 марки АПвБбШп-10 сечением 50, 95, 120 и 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 релейной защиты участка системы электроснабжения от вводного выключателя цеховой трансформаторной подстанции до выключателя отходящей от ГПП кабельной линии. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты, а также карта селективности.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения, надлежащее качество электроэнергии, оптимальные режимы работы электрической сети и безопасность обслуживания в течение всего срока службы при минимальных капитальных затратах.