Определение электрических нагрузок предприятия. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности. Разработка схемы электроснабжения предприятия и расчет распределительной сети напряжением выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.
Аннотация к работе
Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов [2]. Специалисты в области электроснабжения должны иметь глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования и эксплуатации электроустановок промышленных предприятий, так как именно при проектировании формируется структура электроснабжения, и закладываются основные свойства, определяющие ее технические, эксплуатационные и экономические показатели. В проекте рассмотрены вопросы определения электрических нагрузок элементов СЭС, выбора числа и мощности цеховых трансформаторов, расчета компенсации реактивной мощности, определения условного центра электрических нагрузок. Отдельное внимание при проектировании уделено определению технико-экономических показателей сравниваемых вариантов СЭС, расчету системы релейной защиты и автоматики, электрическим измерениям, вопросам учета и экономии электроэнергии, охране труда на предприятии. В качестве спецвопроса в дипломном проекте рассматривается возможность снижения расхода электроэнергии на нерегулируемый электропривод производственных механизмов за счет замены малонагруженных асинхронных электродвигателей, поскольку эффективное функционирование электрического хозяйства любого предприятия невозможно без решения задач экономии электроэнергии.В дипломном проекте разработана система электроснабжения станкостроительного завода. При разработке СЭС применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования и современной вычислительной техники. Исходные данные для проектирования включали генплан предприятия, карту технологического процесса, перечень электрооборудования цехов и схему питания предприятия. На основании карты технологического процесса и перечня электрооборудования цехов в дипломном проекте дана характеристика потребителей электроэнергии предприятия и определены расчетные электрические нагрузки цехов.
Введение
Энергетика, как отрасль народного хозяйства, занимает ведущие позиции в экономики любого государства. Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленными предприятиями.
Для обеспечения питания промышленных электроприемников создаются системы электроснабжения промышленных предприятий. Согласно [1], системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией.
Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов [2].
По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Появляется необходимость широкого внедрения систем автоматизации.
Специалисты в области электроснабжения должны иметь глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования и эксплуатации электроустановок промышленных предприятий, так как именно при проектировании формируется структура электроснабжения, и закладываются основные свойства, определяющие ее технические, эксплуатационные и экономические показатели.
Целью данного дипломного проекта является разработка экономичной, надежной, удобной в эксплуатации и безопасной системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков. В проекте рассмотрены вопросы определения электрических нагрузок элементов СЭС, выбора числа и мощности цеховых трансформаторов, расчета компенсации реактивной мощности, определения условного центра электрических нагрузок.
На основании полученных данных разработана схема электроснабжения предприятия на напряжение выше 1 КВ и схема сетей до 1 КВ, связующих трансформаторные подстанции. Далее выполнен расчет токов короткого замыкания, выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 КВ.
Отдельное внимание при проектировании уделено определению технико-экономических показателей сравниваемых вариантов СЭС, расчету системы релейной защиты и автоматики, электрическим измерениям, вопросам учета и экономии электроэнергии, охране труда на предприятии.
В качестве спецвопроса в дипломном проекте рассматривается возможность снижения расхода электроэнергии на нерегулируемый электропривод производственных механизмов за счет замены малонагруженных асинхронных электродвигателей, поскольку эффективное функционирование электрического хозяйства любого предприятия невозможно без решения задач экономии электроэнергии.
1. Краткое описание технологического процесса
Завод по производству металлообрабатывающих станков специализируется на выпуске высокопроизводительного металлорежущего оборудования по индивидуальным заказам для предприятий машиностроительной отрасли. В состав завода входят основные производственные цеха, вспомогательные цеха и склады. Генплан предприятия с сетью напряжением выше 1 КВ и картограммой нагрузок представлен на листе 1 графической части.
Исходные материалы на склады завода поступают автомобильным транспортом. Схема основных технологических потоков завода приведена на рисунке 1.
Рисунок 1.1 - Схема основных технологических потоков завода по производству металлообрабатывающих станков
В металлообрабатывающем цехе производится обработка деталей и узлов оборудования, изготавливаемого на заводе. Рассматриваемый цех имеет размеры 60 ?80 м.
Необходимые материалы, металл и отливки поступают в металлообрабатывающий цех со склада металла. Изготовленные и обработанные в отделениях механического цеха детали, части и узлы передаются в инструментальный и сварочный цех завода.
В сборочном цехе осуществляются сборка, испытания, отделочные операции. Детали и узлы к месту сборки подаются рельсовыми передаточными тележками, кран-балками и электрокарами.
Сварочный цех предназначен для изготовления деталей и узлов изделий, имеющих неразъемные соединения, выполненные преимущественно сваркой. Размеры рассматриваемого цеха 70 ? 90 м. Основным исходным материалом для производства металлоконструкция служит прокат металлов. Могут выполняться комбинированные конструкции из поковок, отливок, проката. После сварки изделия могут проходить комплекс дополнительной обработки: механическую и термическую обработки, гидравлические испытания и окраску. Передача металлоконструкций на соответствующие участки производится кранами. Готовые изделия поступают в сборочный цех.
Инструментальный цех относятся к группе вспомогательных цехов завода. В производственные функции инструментального хозяйства входит проектирование и изготовление инструмента, получение готового стандартизированного инструмента от других предприятий, хранение и выдача, контроль ремонт и восстановление инструмента. Инструментальный цех находится в ведении инструментального отдела завода.
В состав блока вспомогательных цехов входят ремонтно-механический и электроремонтный цех. Ремонтное хозяйство предназначено для выполнения совокупности работ по техническому обслуживанию, текущему, среднему и капитальному ремонту заводского оборудования для обеспечения наиболее эффективного его использования. Ремонт встроенного станочного электрооборудования осуществляется совместно с ремонтом станков.
Вывод
В дипломном проекте разработана система электроснабжения станкостроительного завода. При разработке СЭС применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования и современной вычислительной техники.
Исходные данные для проектирования включали генплан предприятия, карту технологического процесса, перечень электрооборудования цехов и схему питания предприятия.
На основании карты технологического процесса и перечня электрооборудования цехов в дипломном проекте дана характеристика потребителей электроэнергии предприятия и определены расчетные электрические нагрузки цехов. По полученным значениям электрических нагрузок произведен выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций и расчет компенсации реактивной мощности. К установке на цеховых ТП приняты современные трансформаторы типа ТМГ12 разработки Минского электротехнического завода имени В. И. Козлова.
В соответствии с заданием на проектирование на территории завода предусмотрена установка РП 10 КВ, который питается от подстанции 110/10 КВ энергосистемы. Для выбора места установки РП построена картограмма и определен условный центр электрических нагрузок предприятия. Далее в дипломном проекте были разработаны два варианта схемы электроснабжения. На основании технико-экономических расчетов для дальнейшей разработки принят первый вариант, требующий меньших капитальных вложений и годовых эксплуатационных расходов. Для принятого варианта схемы электроснабжения выполнен расчет токов короткого замыкания и произведен выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов РП и ТП.
В дипломном проекте также освещены вопросы электрических измерений, учета и экономии электроэнергии, релейной защиты, охраны труда.
Данный проект может быть использован для проектирования систем электроснабжения заводов станкостроительного и машиностроительного профиля. Приведенные в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.
2. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.
3. Кудрин Б. И., Прокопчик В. В. Электроснабжение промышленных предприятий. - Мн.: Выш. шк., 1988. - 357 с.
4. Радкевич В. Н. Проектирование систем электроснабжения: Учеб. пособие. - Мн.: НПООО «ПИОН», 2001. - 292 с.
5. Козловская В. Б. Электрическое освещение: справочник / В. Б. Козловская, В. Н. Радкевич, В. Н. Сацукевич. - 2-е изд. - Мн.: Техноперспектива, 2008. - 271 с.
6. Королев О. П., Радкевич В. Н., Сацукевич В. Н. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГПА, 1998. - 140 с.
7. Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок. - М.: ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект». - №5. - 1996. - 108 с.
8. Радкевич В. Н. Расчет компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий: Учебно-метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БНТУ, 2004. - 40 с.
9. Технико-экономическая оценка трансформаторных подстанций напряжением 6-10/0,4 КВ с различными типами высоковольтных распределительных устройств / В. В. Сталович, В. Н. Радкевич // Энергетика - Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. - 2011.
10. Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий. Минск, 2003.
11. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
12. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий: СН 174-75. - М.: Стройиздат, 1976 - 56 с.
13. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.
14. Федосеев А. М., Федосеев М. А. Релейная защита электро-энергетических систем: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992.
15. Экономия энергии в промышленности: учеб. пособие / Г. Я. Вагин, А. Б. Лоскутов; Нижегород. гос. техн. ун-т., НИЦЭ. - Н. Новгород, 1998. - 220 с.
16. Нагорнов В. Н., Чердынцева Л. Р., Добриневская А. М. Методическое пособие по выполнению экономической части дипломных проектов для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение». - Мн.: БНТУ, 2009. - 24 с.
17. Романюк В. Н. Основы эффективного энергоиспользования на производственных предприятиях дорожной отрасли / В. Н. Романюк, В. Н. Радкевич, Я. Н. Ковалев; Под ред. Я. Н. Ковалева. - Мн.: УП «Технопринт», 2001. - 292 с.
18. Браславский И. Я. Обоснование энергосберегающих технологий по результатам обследования электроприводов промышленных предприятий / И. Я. Браславский, В. В. Куцин, Е. Г. Казаков // Тр. III межотраслевой научно-технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии». - Новоуральск, 2002.