ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по электроремонтному цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 15
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 21
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 28
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 30
5.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГИИ
5.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 32
5.3 Расчет токов короткого замыкания 33
5.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 34
5.5 Определение технико-экономических показателей схемы внешнего
электроснабжения 38
5.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего электроснабжения... 40
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 41
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 41
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 43
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 46
9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
9.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 53
9.2 Выбор выключателей КРУ 53
9.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 54
9.4 Выбор трансформаторов напряжения 56
9.5 Выбор соединения силового трансформатора ГИИ с РУ НН 58
9.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ
9.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 60
9.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТП 61
10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 62
11 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
11.1 Расчет колебаний напряжения 69
11.2 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения... 72
11.3 Расчет несимметрии напряжения 73
11.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 75
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
12.1 Описание релейной защиты синхронного двигателя СТД-1600
12.2 Токовая отсечка без выдержки времени 77
12.3 Защита от перегрузка - МТЗ с выдержкой времени 79
12.4 Защита от однофазных замыканий на землю 79
12.5 Защита минимального напряжения 81
12.6 Защита от асинхронного режима 84
12.7 Защита от перегрева 84
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Обеспечение охраны окружающей среды на предприятии 85
13.2 Планировка и конструктивная часть ГПП 86
13.3 Защитные средства, применяемые на ГПП 87
13.4 Устройства сигнализации и контроля изоляции 87
13.5 Молниезащита Г11П 89
13.6 Расчет тока однофазного замыкания на землю 90
13.7 Расчет заземления 91
13.8 Пожарная безопасность 94
13.9 Освещение ОРУ 35/10 кВ 95
13.10 Охрана труда и безопасность при эксплуатации электроустановок 97
14 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
14.1 Построение дерева целей проекта 98
14.2 Качественный анализ вариантов технических решений 99
14.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 103
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 ГПП, 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.
Характеристика производства
Чугуноплавильный завод производит отливки деталей из серого и высокопрочного чугуна исходя из сложности отливок, серийности, габаритов.
Для получения жидкого расплава предусмотрены дуговые сталеплавильные печи и синхронные двигатели напряжением 10 кВ.
Для очистки и обрубки литья предусмотрены механизированные цеха с дробометными камерами, обдирочно-шлифовальными станками. Отливки проходят операцию термообработки в газовых печах с выдвижным подом.
Экспресс-лаборатория производит определение параметров химического состава чугуна, формовочной и стрежневой смесей, временного сопротивления при растяжении на образцах.
Основными потребителями электроэнергии на заводе являются электроприемники, относящиеся ко II и III категории по надежности электроснабжения. Годовое число часов использования получасового максимума активной нагрузки предприятия составляет 4355 часов в год. На предприятии установлен двухсменный график работы. В основном цикле производства применяется переменный ток.
Разработчиком дипломного проекта был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок чугуноплавильного 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 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 ААШв-10 сечением 50, 70, 95 и 120 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 синхронного двигателя. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты.
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.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
