Электроснабжение завода стальной арматуры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра ЭХП

 

 

Пояснительная записка к  курсовому проекту на тему:

«Электроснабжение завода стальной арматуры»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Лаптев И.К.

                                                                          Группа: ЭХП-1-08

                                                                                Проверил: Роженцова Н.В.

 

 

 

Казань 2012

Содержание. Введение………………..……………………………………………………. 1. Электроснабжение завода…...…………………………………………… 1.1Исходные данные на проектирование……………………...…………... 1.2 Определение категорий  потребителей и характеристики  окружающей среды помещений в  каждом цехе…………………………... 1.3 Расчёт электрических нагрузок по цехам и предприятию в целом...... 1.3.1Определение расчётной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса……………………………………………………….. 1.3.2 Определение расчётной нагрузки в целом с учётом компенсирующих устройств и потерь мощности в трансформаторах…... 1.3.3 Определение потерь мощности в трансформаторах ЦТП………….. 1.3.4 Определение расчётной нагрузки по всему заводу…………………. 1.3.5 Определение потребной мощности компенсирующих устройствах. 1.4. Выбор напряжений питающей  линии и распределительной сети.................................................................................................................... 1.4.1. Выбор напряжения питающих линий……………………………….. 1.5. Определение типа приемной  подстанции (ГПП или ГРП)…………... 2. Картограмма нагрузок и определение центра электрических нагрузок (ЦЭН)………………………………………………………………………… 2.1 Картограмма нагрузок………………………………………………....... 2.2 Определение условного центра электрических нагрузок…………….. 2.3 Определение типа, количество и мощности цеховых трансформаторных      подстанций с учетом компенсирующих устройств…………………………………………………………………….. 2.4 Выбор высоковольтных двигателей……………………………………. 2.5 Составление схем электроснабжения………………………….............. 2.5.1 Выбор схем распределительной сети предприятия………………… 2.5.2 Распределение нагрузки по пунктам питания (ТП-6/0,4кВ; ТП-10/0,4кВ; РП-0,4 кВ)………………………………………………………… 2.6 Выбор сечения питающей линии и распределительных сетей……… 2.6.1 Расчет потерь ЦТП…………………………………………………… 2.6.2Выбор сечения проводов питающей линии………………………….. 2.7 Выбор сечения кабельных линий напряжением выше и до 1 кВ……. 3. Технико-экономическое сравнение вариантов схем электроснабжения и выбор окончательной схемы……………………………………………... 3.1 Технико-экономический расчет кабельных линий................................. 3.2 Технико-экономический расчет трансформаторных подстанций…… 3.3 Технико-экономический расчет высоковольтных выключателей…… 3.4 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор схемы электроснабжения…………………………………………………………… 4. Расчет токов короткого замыкания............................................................ 4.1 Расчет тока кроткого замыкания в точке К1…………………………... 4.2 Расчет тока кроткого замыкания в точке К2…………………………... 4.3 Расчет тока кроткого замыкания в точке К3…………………………... 4.4 Выбор высоковольтной  защитной аппаратуры……………………...... Заключение…………………………………………………………………... Список используемой литературы…...……………………………………..

4 6 6   6 8   8   10 10 11 11   11 12 13   15 15 18     20 27 27 28   29 30 30 34 35   41 41 46 50   52 54 56 59 61 64 76 77

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Профилирующей продукцией завода стальной арматуры является - трубопроводная арматура из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей диаметром условного прохода 50…500 мм и рабочим давлением 16…160 кгс/см в квадрате – это клиновые задвижки типа ЗКЛ2, предохранительные клапаны пружинные типа СППК, затворы обратные (клапаны обратные поворотные) типа КОП, переключающие устройства, блоки предохранительных клапанов с переключающими устройствами.

Технологический процесс изготовления арматуры состоит из нескольких взаимосвязанных  операций, включающих в себя получение  отливок, поковок из различных марок  сталей с последующей механической обработкой, сборкой, испытаниями, покраской  и упаковкой с контролем качества на каждом технологическом переходе. На производстве функционируют конструкторско-технологические службы, которые занимаются разработкой и постановкой на производство новых видов изделий.  

Сложно себе представить железобетонные конструкции без применения арматуры для их строительства, укрепления. Так  для изготовления арматуры руководствуются  определенными международными стандартами. Для того чтобы выполнить ту или  иную работу требуются разные виды арматуры, а значит, можно выделить определенную классификацию. Так помимо диаметра можно выделить такие классификации: не сварочная и сварочная (обозначается дополнительной «с»), нестойкая к коррозийному растрескиванию под напряжением и стойкая (обозначается дополнительной «К»), поперечная и продольная, арматура по назначению. Согласно стандартам при производстве изготавливают гладкий и периодический профиль арматуры в зависимости от нужд и технологии. Гладкий прокат обычно имеет диаметр от 5,5 до 40 мм, в то время как периодический профиль арматуры – от 6 до 40 мм. Арматура с поперечным профилем может содержать продольные выступы, но они не являются стандартами, в то время, как поперечные рифления серповидной формы обязательны.

Цель завода стальной арматуры в области качества - максимально полное удовлетворение постоянно растущих требований и ожиданий потребителей к качеству и надежности выпускаемой трубопроводной арматуры, производство продукции с минимальными затратами и получение устойчивой прибыли для улучшения экономического благополучия предприятия и каждого работника.

Главными задачами завода в области качества является выпуск продукции учитывающий быстрое реагирование на изменение рынка, вкусов и требований потребителя, своевременно и экономично проходить весь жизненный путь продукции от новой идеи до изготовления, и сбыта потребителю, причём делать всё это быстрее, дешевле и лучше, чем конкуренты. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ  ЗАВОДА.

1.1 Исходные данные на проектирование.

1.Генеральный план завода

2.Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью 40500 ква каждый, с первичным напряжением 110 кв и вторичным-35,20,10 и 6 кв.

3.Мощность системы 800 Мва; реактивное сопротивление системы на стороне 110 кв, отнесенное к мощности системы, 0,6.

4.Стомость электроэнергии 2,50 коп/квт∙ч.

5.Расстояние от подстанции энергосистемы до комплекса цехов доменного производства комбината 3,8 км.

1.2 Определение категорий потребителей и характеристики окружающей среды помещений в каждом цехе.

           В соответствии с Правилами устройства электроустановок производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на следующие классы: помещения с нормальной средой, жаркой, влажной, сырой, пыльной, химически активной, с пожароопасными и взрывоопасными зонами. Помещения со взрыво- и пожароопасными зонами имеют особую классификацию, обусловленную различными условиями образования взрыво- и пожароопасных веществ и смесей. При проектировании системы электроснабжения необходимо правильно установить характер среды, которая оказывает решающее влияние на степень защиты применяемого оборудования.

Приёмники электроэнергии промышленных предприятий по требуемой степени  бесперебойности электроснабжения подразделяются на три категории:

1-я категория – приёмники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни и здоровья людей или значительный народнохозяйственный ущерб, вызванный повреждением оборудования, длительным расстройством сложного технологического процесса или массовым браком продукции.

2-я категория – приемники,  нарушение электроснабжения которых  связано только с массовым  недоотпуском продукции, простоем людей, механизмов и промышленного транспорта.

3-я категория – все  остальные приемники, не подходящие  под определение 1-й и 2-й  категории.

Таблица 1.1-  Ведомость электрических нагрузок завода и категории потребителей.

№	Наименование цеха	Установленная мощность	Категория потребителя	Окружающая среда
1	Сталелитейный цех Сталелитейный цех ( 6 кв, печи – 5х2800 ква)	4460   14000	I-80% II-15% III-5%	Жаркая
2	Обрубочный цех	2800	I-10%II-80% III-10%	Нормальная
3	Механосборочный цех	5480	I-10%II-80% III-10%	Нормальная
4	Блок вспомогательных  цехов	1890	I-10%II-80% III-10%	Нормальная
5	Компрессорная Компрессорная ( 6 кв-синхронные двигатели – 4х2500 квт)	480     10000	I-75% II-15% III-10%	Нормальная
6	Скрапоразделочный цех	360	II-30% III-70%	Нормальная
7	Главный магазин	30	II-10% III-90%	Нормальная
8	Насосная	230	II-75% III-25%	Влажная
9	Мазутохранилище	20	III-100%	Нормальная
10	Столовая	170	II-10% III-90%	Нормальная
11	Проходная	10	III-100%	Нормальная
12	Инженерный корпус	60	II-10% III-90%	Нормальная
13	Ремонтно-механический цех	320	II-20% III-80%	Нормальная

1.3 Расчёт электрических  нагрузок по цехам и предприятию  в целом.

1.3.1 Определение  расчётной нагрузки по установленной  мощности и коэффициенту спроса.

Методика определения  расчётной нагрузки первого цеха.

Определяют расчётную  активную и реактивную мощности цеха:

                               (1.1)

                               (1.2)

 

где Кс- коэффициент спроса данной характерной группы приемников, принимаемый по справочным материалам [1] (справочник сербиновского стр275); tgφ соответствует характерному для данной группы приемников cosφ, определяемому по справочным материалам.

Определяют номинальную  мощность освещения и расчётную  нагрузку цеха:

                 (1.3)

            (1.4)

Pуд- плотность осветительной нагрузки при лампах накаливания; F- площадь цеха. Коэффициент спроса осветительных нагрузок[1]

Определяют полную расчётную  мощность цеха:

                           (1.5)

                                                                                            (1.6)

            (1.7)

 

 

 

№	Наименование цеха	Силовая нагрузка						Осветительная нагрузка							Расчётная нагрузка
		Pн кВт		Кс	cosφ	Pp кВт	Qp кВар	F	Pуд	Pн.о кВт		Kсо	Pp.o кВт		Pp∑ кВт	Qp∑ кВар		Sp∑ кВА
			Нагрузка до 1кВ
1	Сталелитейный цех	4460		0,7	1	3122	0	34994	0,019		664,8	0,85	565,16		3687,16	0		3687,16
2	Обрубочный цех	2800		0,2	0,5	561	970,5	10800	0,015		162	0,85	137,7		698,7	970,5		1195,85
3	Механосборочный цех	5480		0,65	0,8	3562	2671	22000	0,017		374	0,85	317,9		3879,9	2671		4710,4
4	Блок вспомогательных цехов	1890		0,4	0,8	756	567	5500	0,018		99	0,85	84,15		840,15	567		1013,57
5	Компрессорная	480		0,75	0,8	312	234	1100	0,015		16,5	0,85	14,025		326,025	234		401,3
6	Скропоразделочный цех	360		0,65	0,5	234	404,8	2315	0,019		44	0,85	37,4		271,4	404,8		487,36
7	Главный магазин	30		0,9	0,9	27	7,2	3300	0,002		6,6	0,95	6,27		33,27	7,2		34,04
8	Насосная	230		0,8	0,8	184	138	300	0,015		4,5	0,85	3,82		187,8	138		233,06
9	Мазутохранилище	20		0,9	0,9	18	8,64	1100	0,002		2,2	0,95	2,09		20,09	8,64		21,86
10	Столовая	170		0,9	0,5	153	264,7	1300	0,018		23,4	0,85	19,9		172,9	264,7		316,2
11	Проходная	10		0,9	0,9	9	4,32	700	0,016		1,4	0,95	1,33		10,33	4,32		11,2
12	Инженерный корпус	60		0,9	0,85	54	32,9	2800	0,002		5,6	0,95	5,32		59,32	32,9		67,83
13	Ремонтно-Механический цех	320		0,5	0,9	160	76,8	2500	0,016		40	0,85	34		194	76,8		208,65
Итого по нагрузке до 1кВ		16310				9140	8637	88709			1444		1229		10381,05	5380		12388,42
		Нагрузка свыше 1 кВ
1	Сталелитейный цех (6 кв, печи – 5×2800 ква)	14000		0,7	1	9800	0	-	-		-	-	-		9800	0		9800
5	Компрессорная (6 кв – синхронные двигатели -4×2500квт)	10000		0,75	0,8	7500	5625	-	-		-	-	-		7500	5625		9375
Итого по нагрузке свыше1кВ		24000				17300	0	-	-		-	-	-		17300	5625		19175
Нагрузка освещения  территории								127166	0,002		254,33	1	254,33		-	-		-
Итого по заводу		40310				26440	8637	215875			3987,3			3390,8	27681,05		14496	31563,42

Таблица 1.2Расчёт электрических  нагрузок по цехам и заводу с учётом всех составляющих нагрузок. 

1.3.2 Определение расчётной нагрузки в целом с учётом компенсирующих устройств и потерь мощности в трансформаторах.

Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки завода по результатам  расчетов:

- силовые приемники до 1кВ:

 

 

- силовые приемники выше 1 кВ:

 

 

- освещение территории:

 

1.3.3 Определение  потерь мощности в трансформаторах  ЦТП.

                (1.8)

                (1.9)

где       

 

                                       (1.10)

 

 

 

 

1.3.4 Определение  расчётной нагрузки по всему  заводу.

 

                                             (1.11)

 

                                              (1.12)

1.3.5Определение  потребной мощности в компенсирующих  устройствах.

 

                  (1.13)

ТМА- число часов использования максимальной нагрузки, которое для данного завода равно 4355 ч. ТГ- годовое число часов завода для двух смен равно 8000 ч. Компенсирующие устройства не нужны.

    (1.14)

1.4. Выбор напряжений  питающей линии и распределительной  сети.

Выбор напряжения распределительной  сети тесно связан с решением вопросов электроснабжения предприятия. Окончательное  решение принимают в результате технико-экономического сравнения  вариантов, учитывающих различное  сочетание напряжений отдельных  звеньев системы.

С применением глубокого  ввода напряжение первых ступеней распределения электроэнергии возросло до 220 кВ. Широкому распространению напряжения 110 кВ для не больших и средних по мощности предприятий способствует выпуск силовых трансформаторов с минимальной мощностью 2500 кВА. Более высокое номинальное напряжение и отсутствие промежуточных трансформации значительно сокращает потери электроэнергии в системе электроснабжения.

Напряжение 35 кВ применяют  для питания предприятий средней  мощности и для распределения  электроэнергии на первой ступени электроснабжения таких предприятий при помощи глубоких вводов. На предприятиях большей  мощности напряжение 35 кВ  не рационально  использовать в качестве основного.

Напряжение 10 и 6 кВ широко используют на промышленных предприятиях: на средних  по мощности предприятиях – для питающих и распределительных сетей; на крупных предприятиях – на второй и последующих ступенях распределения электроэнергии.