Дипломный проект 13. 03. 02. 07 Электроснабжение код наименование направления
 Скачать 0.78 Mb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Политехнический институт «Электроэнергетика» кафедра УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой И.В. Пантелеев подпись инициалы, фамилия «____» __________ 20 ___ г. ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ 13.03.02.07 – Электроснабжение код – наименование направления «Электроснабжение метизнометаллургического завода» тема Пояснительная записка Руководитель _________ к.т.н., доцент Л. С. Синенко подпись, дата должность, ученая степень инициалы, фамилия Выпускник _________ И. Д. Черемных подпись, дата инициалы, фамилия Красноярск, 2022 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Политехнический институт Электроэнергетики кафедра УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой В.И.Пантелеев подпись инициалы, фамилия «» 20г. ЗАДАНИЕ НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ в форме дипломного проекта Студенту Черемных Игорю Даниловичу фамилия, имя, отчество Группа ФЭ18-05Б Направление (специальность) 13.03.02.07 номер код Электроэнергетика и электротехника. Электроснабжение наименование, профиль Тема выпускной квалификационной работы: Электроснабжение метизнометаллургического завода Утверждена приказом по университету № 5937/с от 20.04.2022 Руководитель ВКР Л. С. Синенко, к.т.н., доцент, ПИ СФУ Исходные данные для ВКР: – Схема генерального плана завода; – Сведения об электрических нагрузках по цехам завода; – Питание завода осуществляется от подстанции энергосистемы, на которой установлены два раздельно работающих трансформатора мощностью по 60 МВА напряжением 110/35/10 кВ. Мощность системы 1200 МВА, реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы 0,9; – Завод работает в две смены – Расстояние от подстанции энергосистемы до завода горного машиностроения 7,8 км. Содержание расчетно-пояснительной записки: расчет электрических нагрузок и местоположения ГПП; выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП, а также цеховых трансформаторов, с учетом компенсации реактивной мощности; технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения; расчет токов КЗ; выбор основного силового оборудования; релейная защита силового трансформатора ГПП; расчет заземления и молниезащиты; электробезопасность. Перечень графического материала: 1. Генеральный план завода с картограммой нагрузок; 2. Электрическая однолинейная схема электроснабжения; 3. План и разрез главной понизительной подстанции; 4. Релейная защита силового трансформатора; 5. Технико-экономические показатели. Руководитель ВКР _________ Л. С. Синенко подпись, дата инициалы, фамилия Задание принял к исполнению _________ И. Д. Черемных подпись, дата инициалы, фамилия «_____» ____________ 2022 г. РЕФЕРАТ Бакалаврская работа по теме «Электроснабжение метизнометаллургического завода» содержит 105 страниц текстового документа, 7 иллюстрации, 40 таблиц, 153 формул, 28 использованных источников, 5 листов графического материала. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ТРАНСФОРМАТОР, РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА, РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ, КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, ЦЕХ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, НАГРУЗКА, БЕЗОПАСНОСТЬ, МОЩНОСТЬ, ПОТЕРИ, ПОДСТАНЦИЯ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Объект электроснабжения – метизнометаллургический завод. Цели проектирования: – выбор наилучшего варианта схемы внешнего электроснабжения; – определение месторасположения ГПП; – минимизация потерь электроэнергии; – обеспечению надежности электроснабжения; – организация электроснабжения завода с минимальными затратами; – обеспечение высокого качества электроэнергии; – максимальное приближение источников питания к центрам нагрузки; – обеспечение безопасности и удобства эксплуатации производственного и силового оборудования. В результате проектирования системы электроснабжения завода было выбрано новейшее оборудование, рассчитаны технико-экономические показатели проекта и обеспечена безопасность для работающего электротехнического персонала. СОДЕРЖАНИЕ 1. Краткое описание технологического процесса 7 2. Классификация электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения 8 3. Расчёт электрических нагрузок 11 3.1. Определение расчётных нагрузок цехов по установленной мощности и коэффициенту спроса 11 3.2. Определение расчетной нагрузки завода в целом 12 4. Определение центра электрических нагрузок и месторасположения главной понизительной подстанции. Построение картограммы нагрузок 15 5. Проектирование системы внешнего электроснабжения 18 5.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения 18 5.2. Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения предприятия 20 5.3. Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП 21 5.4. Сравнение вариантов внешних схем электроснабжения 23 5.5. Технико-экономический расчёт первого варианта схемы электроснабжения. Питание от шин 35 кВ 24 5.5.1. Выбор сечения проводов ВЛ 24 5.5.2. Выбор трансформаторов 25 5.5.3. Определение капитальных затрат на сооружение схемы электроснабжения методом аппроксимации УПС 25 5.5.4 Расчет ежегодных издержек на амортизацию, обслуживание и потери электроэнергии 27 5.5.5. Определение вероятного ущерба от перерывов электроснабжения 29 5.6. Технико-экономический расчёт второго варианта схемы электроснабжения. Питание от шин 110 кВ 32 5.6.1. Выбор сечения проводов ВЛ 32 5.6.2. Выбор трансформаторов 32 5.6.3. Определение капитальных вложений на сооружение схемы электроснабжения 33 5.6.4. Расчет ежегодных издержек на амортизацию, обслуживание и потери электроэнергии 34 5.6.5. Определение вероятного ущерба от перерывов электроснабжения 34 6. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности 36 6.1. Выбор оптимального числа цеховых трансформаторов 36 6.2. Выбор мощности конденсаторных батарей для снижения потерь мощности в трансформаторах 39 1.16.3 Компенсация реактивной мощности в сетях общего назначения напряжением 10 кВ 40 27 Выбор кабельных линий 41 38 Выбор электрической схемы ГПП 44 49 Расчет трехфазных токов короткого замыкания 45 510 Выбор коммутационных аппаратов 55 5.110.1 Расчет токов для выбора токоведущих частей и оборудования 55 5.1.110.1.1 Расчет токов в цепи трансформатора на ГПП 56 5.1.210.1.2 Расчет токов в цепях отходящих линий на стороне НН 10 кВ 56 5.210.2 Выбор выключателей 56 5.2.110.2.1 Выбор выключателей на ОРУ ВН 35 кВ 59 5.2.210.2.2 Выбор выключателей и КРУ на НН 10 кВ 61 5.2.310.2.3 Выбор выключателей и КРУ на отходящих линиях НН 10 кВ 64 5.310.3 Выбор разъединителей 68 5.410.4 Выбор токоведущих частей 69 5.4.110.4.1 Выбор гибких шин на ВН 35 кВ 69 5.4.210.4.2 Выбор жестких шин на НН 10 кВ 71 5.510.5 Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения 73 5.5.110.5.1 Выбор измерительных трансформаторов тока 73 5.5.210.5.2. Выбор ТТ на стороне ВН 35 кВ 76 5.5.310.5.3 Выбор ТТ в ячейках КРУ на НН 10 кВ 78 5.5.410.5.4 Выбор ТТ в ячейках КРУ на отходящих линиях 10 кВ 79 5.5.510.5.5 Выбор измерительных трансформаторов напряжения 80 5.5.610.5.6 Выбор трансформатора напряжение на ВН 35 кВ 81 5.5.710.5.7 Выбор трансформатора напряжение на НН 10 кВ 82 5.5.810.5.8 Общие сведения о выборе ТН на подстанции 82 5.610.6 Выбор трансформаторов собственных нужд 83 5.710.7 Выбор изоляторов 84 5.7.110.7.1 Выбор опорных изоляторов 10 кВ 84 5.7.210.7.2 Выбор опорных изоляторов 35 кВ 85 5.7.310.7.3 Выбор проходных изоляторов 86 5.810.8 Защита от перенапряжений 87 5.910.9 Выбор аппаратуры защиты в установках ниже 1000 В 88 5.1010.10 Выбор аппаратуры защиты цеховых трансформаторов 89 611 Виды релейной защиты трансформатора ТМН-10000/35 УХЛ1 90 6.111.1 Дифференциальная защита силового трансформатора 91 6.211.2 Защита силового трансформатора от многофазных коротких замыканий 94 6.311.3 Защита силового трансформатора от сверхтоков внешних коротких замыканий 95 6.411.4 Защита силового трансформатора от технологических перегрузок 95 6.511.5 Защита силового трансформатора от понижения напряжения 96 712 Расчет молниезащиты и заземления ГПП 97 7.112.1 Расчет молниезащиты ГПП 97 7.212.2 Расчет заземления ГПП 99 813 Электробезопасность на предприятии 102 9ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104 10Список использованных источников 105 Системой электроснабжения называется совокупность электроустановок, предназначенных для преобразования, передачи, получения и распределения электрической энергии для питания промышленных предприятий. К таким установкам относят силовые трансформаторы, воздушные и кабельные линии электропередач, открытые и закрытые распределительные устройства. Все эти устройства помимо своих непосредственных функций потребляют электрическую энергию в виде потерь, что сказывается на общем потреблении предприятием электроэнергии, которые имеют весомый экономический эффект. В настоящее время приоритетными направлениями развития экономики Российской Федерации являются энергоэффективность и энергосбережение энергоресурсов, что проявляется в использовании более современного оборудования. Главной задачей этого направления является минимизировать различного уровня потребление природных ресурсов. Также для обеспечения минимизации потерь и полноценной работы электрооборудования необходимо следить за показателями качества электрической энергии, чтобы они находились в определенных нормируемых значениях. В совокупности с этим промышленное предприятие должно быть обеспечено такой системой электроснабжения, чтобы ее надежность была на высоком уровне и не допускала длительного простоя производственного процесса. Это может повлечь за собой большие экономические потери, а также в крайних случаях и безопасность людей и окружающей среды. Все эти требования должны быть выполнены при проектировании любой системы электроснабжения. Благодаря этому, возможно частичное сокращение потребления природных ресурсов. Краткое описание технологического процесса Метизная промышленность – отрасль черной металлургии, выпускающая стандартизиpованные металличические изделия различного назначения (проволоку из низкоуглеродистых, углеродистых и легированных марок стали и сплавов, стальные канаты, металлокорд, сварочные электроды и порошковую проволоку, стальную и комбинированную сетку и т. д.). Все производственные здания и сооружения делятся на 3 категории: Здания и сооружения занятые непосредственно в производственном процессе, здания и сооружения, где осуществляется выпуск основной продукции (шурупный, железнопроволочный цеха, цех биметалла, болто-заклепочный, гвоздильный, электродный и сеточный цеха). Здания и сооружения подсобно производственные. К таким зданиям относятся склады, ремонтно-механический цех, мазутное хозяйство, известково-купоросное хозяйство, административный корпус, заводоуправление. Здания и сооружения вспомогательного производства. К таким цехам относятся мазутное хозяйство, известково-купоросное хозяйство, нейтрализация. Технологический процесс для различных метизов похож по своей структуре и осуществляется по следующим этапам: Подготовка поверхности металла; Обработка металла методом пластической деформации; Термическая обработка; Нанесение покрытий; Прочие операции (промывка крепежных изделий перед термообработкой, нанесением покрытий и консервации). Мазутное хозяйство представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих приемку, хранение и подачу необходимого количества мазута в котельную и подготовку его для сжигания в топках котлов. Состоит из сооружений, включающих приемосливные устройства, мазутохранилища, мазутонасосную станцию, установки для ввода жидких присадок, мазутопроводы в пределах тепловой станции (котельной). Известково-купоросное хозяйство состоит из устройства для разгрузки извести из транспорта, склада для сухого или мокрого хранения извести и купороса для нейтрализации кислот сточных вод в цехе нейтрализации. Классификация электроприемников по обеспечению надежности электроснабжения Котельный, компрессорный и насосный цехи относятся к I категории, так как перерыв электроснабжения приведет к массовому браку, расстройству сложного технологического процесса, а также может повлечь за собой опасность для жизни людей. Шурупные цеха №1 и №2, железопроволочный цех, цех биметалла, болто-заклепочный, проволочный, гвоздильный, электродный, проволочно-сварочный цеха, цех металлической сетки, сеточные цеха №1 и №2, а также цех нейтрализации отнесены ко II категории, при перерыве электроснабжения, которые приведут к недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Остальные отнесены к III категории. Таблица 1 – Категории надежности различных электропотребителей завода
Так же для каждого помещения необходимо определить класс пожаро- и взрывоопасности. Вся информация приведена в таблице 2. Таблица 2 – Характеристика среды производственных помещений
|