Проектирование систем электроснабжения завода

Целью данного дипломного проекта является разработка системы электроснабжения ОАО «Завод железобетонных изделий». Дипломный проект включает в себя расчёт электрических нагрузок предприятия, выбор цеховых ТП и трансформаторов ГПП, решение вопросов компенсации реактивной мощности в цехах и в целом по заводу, выбор электрооборудования ГПП, расчет релейной защиты трансформаторов, молниезащиты подстанции и защитного заземления, выполнение технико-экономического сравнения двух вариантов СЭС, и разработку мероприятий по экологичности, безопасности и защите окружающей среды. При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия предусмотрены гибкость системы и оптимизация параметров путём выбора номинальных напряжений, условий присоединения к энергосистеме, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, выбора более современных типов электрооборудования и аппаратуры, схем распределительных и цеховых электрических сетей, средств компенсации реактивной мощности, устройств регулирования напряжения и системы обслуживания. Большое внимание в проекте уделено вопросам, необходимой надежности электроснабжения, обеспечения качества электроэнергии завода, быстродействия и селективности устройств релейной защиты и оперативной автоматики, принятию технических решений по размещению и компоновке подстанций в соответствии с требованиями ПУЭ, ПТБ, ТБ. 1. Краткое описание завода 1.1 Структура завода ОАО «Завод железобетонных изделий», для которого проектируется система электроснабжения, относится к предприятиям строительной отрасли промышленности. Изготовление сборных железобетонных изделий включает следующие основные технологические переделы: приготовление бетонной смеси; изготовление арматурных элементов; установку арматурных элементов в форму; формование (бетонирование) изделий; твердение бетона; распалубку изделий и подготовку форм к следующему циклу; укрупнительную сборку и отделку поверхностей с целью повышения степени заводской готовности изделий. Организация производства строится на принципах поточности производственного процесса и возможно большей специализации отдельных потоков или технологических линий по виду выпускаемой продукции. Наиболее энергоемкими потребителями электроэнергии на заводе являются дуговые печи, суммарная установленная мощность которых составляет 16000 кВА. Режим работы дуговых сталеплавильных печей относится к резкопеременному из-за частых колебаний нагрузки в период плавления шихты следствии так называемых эксплуатационных коротких замыканий в момент обвала шихты, замыкающей электроды накоротко. Ток эксплуатационного короткого замыкания превышает Iн в 2,5-3,5 раза. Совместная работа ДСП и других приемников электроэнергии от общей подстанции допустима, поскольку питание завода осуществляется от мощной энергосистемы и суммарная мощность работающих печей не превышает 40% мощности понизительной подстанции. В отношении бесперебойности электроснабжения эти печи относятся к потребителям второй категории, т.к. не критичны к кратковременным перерывам подачи электроэнергии. Годовое число часов использования максимума нагрузки на проектируемом заводе Тм=4950 час. Предприятие работает в три смены. В минимальном режиме нагрузка составляет 25% от нагрузки в нормальном режиме. Электроснабжение завода железобетонных изделий осуществляется от заводской ГПП, которая получает питание от энергосистемы по двум воздушным ЛЭП. Распределение электроэнергии по заводским потребителям осуществляется по кабельным линиям высоковольтными КРУ 10 кВ и трансформаторными цеховыми подстанциями с низковольтными КРУ 0,4 кВ. Данный завод находится в зоне умеренного климата, окружающая среда нормальная. На рисунке 1.1 изображен генплан завода. Рисунок 1.1 – Генплан завода В таблице 1.1 приведен состав цехов завода . Таблица 1.1 – Состав цехов завода Номер цеха по плану Наименование цеха Площадь цеха, м 2 1 Арматурный цех 13000 2 Деревообрабатывающий цех 6500 3 Цех по производству панелей перекрытия 8000 4 Цех производства цемента 8000 5 Цех производства бетона 10000 6 Силикатный цех 10000 7 Цех производства свай и колонн 10000 8 Литейная 6500 9 Ремонтный цех 5000 10 Административно-бытовой корпус; лаборатория 7000 11 Котельная 7000 12 Компрессорная 4000 13 Склад производственных материалов 6000 14 Гараж 8000 15 Склад готовой продукции 8000

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЗАВОДА
1.1 Структура завода
1.2 Состав и характеристика потребителей
2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 0,4 КВ
3. ВЫБОР ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
3.1 Выбор числа и мощности цеховых ТП
3.2 Компенсация реактивной мощности на стороне 0,4
3.3 Уточнение числа и мощности цеховых ТП после КРМ
4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА СТОРОНЕ 10 КВ
4.1 Расчет электрических нагрузок потребителей 10 кВ
4.2 Расчет потерь в цеховых трансформаторах
4.3 Определение расчетных нагрузок в целом по заводу
4.4 Решение вопросов компенсации реактивной мощности на стороне 10 кВ
5. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП
5.1 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП
5.2 Построение картограммы нагрузок завода и определение места расположения ГПП, РП и цеховых ТП
6. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА
6.2 Технико-экономическое сравнение вариантов схем
7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ДЛЯ ВЫБОРА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
8. ВЫБОР АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ
8.1 Выбор сечения ВЛ 110 кВ
8.2 Выбор схемы и оборудования ОРУ 110 кВ
8.3 Выбор электрооборудования 10 кВ
8.3.1 Выбор трансформатора собственных нужд 10 кВ ГПП
8.3.2 Выбор схемы и оборудования ЗРУ 10 кВ
9. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
9.1 Расчет уровней напряжения на шинах 0,4 кВ цеховых ТП
9.2 Расчет колебания напряжения
9.3 Расчет коэффициента несинусоидальности кривой напряжения
10. КАНАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПО ЗАВОДУ
11. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Выбор защиты трансформаторов ГПП
11.2 Выбор защиты отходящих линий 10 кВ
11.3 Выбор защиты двигателей напряжением выше 1000 В
11.4 Расчет релейной защиты трансформаторов ГПП
12. ИЗМЕРЕНИЕ И УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
13. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И МОЛНИЕЗАЩИТА ГПП
13.1 Расчёт защитного заземления ГПП
13.2 Расчёт молниезащиты ГПП
14. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
14.1 Определение капитальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудования
14.2 Определение амортизационных отчислений
14.3 Расчет структуры ремонтного цикла
14.4 Расчет годовой трудоемкости текущих и капитальных ремонтов
14.5 Определение общего годового фонда заработной платы ремонтного и обслуживающего персонала
14.6 Определение стоимости потерь электроэнергии
14.7 Технико-экономические показатели для оборудования и сетей 10 кВ
15. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬПРОЕКТА
15.1 Анализ опасных и вредных факторов
15.2 Микроклимат в производственном помещении
15.3 Производственное освещение
15.4 Мероприятия по борьбе с вредными воздействиями вибрации и шума
15.5 Расчёт шума, создаваемого силовым трансформатором
15.6 Защита персонала от электромагнитных излучений промышленной частоты
15.7 Меры защиты от поражения электрическим током
15.8 Пожарная безопасность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

В данном дипломном проекте было спроектировано электроснабжение ОАО «Завод железобетонных изделий». На основании исходных данных были определены расчетные нагрузки 0,4 кВ цехов методом коэффициента спроса. По расчётным нагрузкам был произведён выбор цеховых ТП, выбраны трансформаторы типа ТМЗ мощностью 630, 1000 , 1600 и 2500 кВА. Была рассчитана нагрузка 10 кВ и решены вопросы компенсации реактивной мощности. По расчётным данным на ГПП выбраны 2 трансформатора типа ТРДН мощностью 25 МВА. Исходя из технико-экономических сравнений двух вариантов схем электроснабжения была принята смешанная схема питания предприятия, выполненная кабелями марки ААШв, проложенными в траншеях. Построена картограмма нагрузок и определено место расположения ГПП. Для выбора электрооборудования ГПП и были определены токи короткого замыкания. В результате были выбраны: ВЛ АС-150/24, питающие ГПП; выключатели ВМТ-110Б-20/1000, трансформаторы тока TG 145-150, разъединители РГН-110/1000, ограничители перенапряжения типа ОПН-110, заземлитель нейтрали типа ЗОН-110М-II, который в отключенном состоянии шунтируется ограничителями перенапряжения типа ОПН-110 для ОРУ. ЗРУ укомплектовано из ячеек типа К-104М с вакуумными выключателями типа ВВ/ TEL -10; РП и цеховые ТП питаются кабелями марки ААШв сечением 95, 120 и 185 мм 2 . Произведен выбор релейной защиты всех элементов схемы электроснабжения, расчёт релейной защиты трансформаторов ГПП. Выполнен расчёт уровней напряжения для выбора уставок РПН и ПБВ трансформаторов, для ДСП рассчитаны такие показатели качества электроэнергии как колебания напряжения и коэффициент несинусоидальности, для снижения колебаний напряжения принято раздельное питание ДСП и чувствительных электроприемников. Рассчитано заземление и молниезащита ГПП, а также рассмотрены вопросы экологичности и безопасности проекта. В организационо-экономической части проекта были расчитаны приведённые затраты на электрооборудование, годовая трудоёмкость текущих и капитальных ремонтов, общегодовой фонд заработной платы обслуживающего и ремонтного персонала.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Правила устройства электроустановок. Главгосэнергонадзор РФ. М.: ЗАО «Энергосервис», 2002. 607 с.
2.Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергия. 1973. 584 с.
3.Вагин Г.Я. Специальные вопросы электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. Горький. ГПИ. 1986. 76 с.
4.Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат. 1984. 472 с.
5.Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат. 1995. 416 с.
6.Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат. 1990. 576 с.
7.Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат. 1991. 464 с.
8.Шидловский А.К., Вагин Г.Я., Куренный Э.Г. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат. 1992. 224 с.
9.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989.-608 с.
10.Головкин Н.Н., Карпова Э.Л., Федоров О.В. Технико-экономические расчеты в дипломном проектировании. Учебное пособие. Н.Новгород, НГТУ, 1991.-104 с.
11.ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введен с 01.01.99. ИПК издательство стандартов, 1998.
12.Защита электроустановок от прямых ударов молнии: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. – 11с.
13.Защитное заземление электроустановок: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров и др. Н.Новгород, 2001. – 19с.
14.Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов / НГТУ; Сост.: Т.М.Щеголькова, Е.И.Татаров. Н.Новгород, 2002. – 33с.
15.Методические указания к выполнению графической части курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 1002 и 1004. Н.Новгород, НГТУ. 2002.
16.Стандарт предприятия. Проекты (работы) дипломные и курсовые. Общие требования к оформлению пояснительных записок и чертежей. – СТП I-У-НГТУ-88.
17.Г.Я.Вагин, Н.Н.Головкин, О.В.Маслеева Пособие по дипломному проектированию для студентов специальности 1004 "Электроснабжение". Н.Новгород, НГТУ, 2004.-137 с.