СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Исходные данные к проекту
2. Технология производства и характеристика электроприёмников
3. Определение расчётных электрических нагрузок предприятия
3.1 Расчёт силовой нагрузки цехов
3.2 Расчёт осветительной нагрузки
3.3 Расчёт суммарной электрической нагрузки предприятия
4. Выбор числа мощности и расположения цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств
4.1 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
4.2 Конструктивное выполнение трансформаторных подстанций
4.3 Картограмма нагрузок
4.4 Балансовый расчет компенсирующих устройств
5. Выбор схемы питания подстанций и расчет питающих линий
5.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения предприятия
5.2 Выбор сечения кабельной линии, питающей промышленное предприятие
5.3 Выбор схемы внутризаводского электроснабжения предприятия
5.4 Выбор сечения кабельных линий на напряжение выше 1 кВ
5.5 Технико-экономические расчёты в электроснабжении
6. Расчет токов короткого замыкания выше 1 кв и проверка на термическую и динамическую устойчивость
7. Расчет заземляющих устройств
8. Измерение и учет электроэнергии
Заключение
Список использованных источников
Введение
Электроэнергия применяется буквально во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов, а в последнее время и для различных электротехнических установок, в первую очередь для электротермических и электросварочных установок, электролиза, электрозвуковой и электроискровой обработки материалов, электроокраски и др.
Большую часть электроприёмников составляют электроприводы общепромышленных механизмов, применяемые во всех отраслях народного хозяйства: подъемно-транспортные машины, поточно-транспортные системы, компрессоры, насосы, вентиляторы.
Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и необходимого качества от электросистем промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1кВ и выше, трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.
Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению; надёжность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов и др. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно накатить в технико-экономическом аспекте, осуществлять выбор посуды, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, систему компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений.
Исходными данными для проектирования электрических сетей предприятия являются: генеральный план предприятия, установленная мощность цехов, нагрузка поселков городского типа, характеристики источников питания.
Объект исследования: система электроснабжения АО «Черногорский РМЗ».
Предмет исследования: вопросы оптимизации и повышения эффективности работы электрической сети для предприятия АО «Черногорский РМЗ».
Целью данной работы является проектирование электрической сети для предприятия АО «Черногорский РМЗ».
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: описать технологию производства и режимы электроприёмников;
- рассчитать электрические нагрузки завода;
- выбрать число мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций и компенсирующих устройств;
- выбрать схему питания подстанций и рассчитать питающие линии;
- рассчитать токи короткого замыкания и проверить на устойчивость токам короткого замыкания основного электрооборудования;
- заземление цеховой ТП;
- измерение и учет электроэнергии;
- рассчитать основные технико-экономические показатели.
В процессе работы были использованы эмпирические и комплексно комбинированные методы исследования, а именно: изучение документации и информационных материалов; анализ и синтез; аналитико-расчётный
Исходные данные к проекту
АО «Черногорский РМЗ» имеет собственные производственные цеха, гаражные боксы, используются профессиональные металлорежущие станки, оборудование и инструменты, стенды для испытания оборудования и электрических машин после проведения ремонта.
Оборудование цехов успешно обновляется, закупается новое, укрупняются производственные площади.
В состав завода входят:
Литейно-механический цех – выполняет все виды ремонтов и монтаж горнодобывающего, горно-обогатительного, горнотранспортного и прочего оборудования, изготавливает и восстанавливает запасные части и узлы к нему.
Выпускает стальное, чугунное и цветное литье. Изготавливает быстроизнашиваемые сменные изделия для защиты ковшей и отвалов. В лаборатории при выплавке металла используется оптический эмиссионный спектрометр ДФС-500 по спектральному анализу металла, который позволяет определить химический состав шихты, химический состав расплава, марку стали готового литья.
Выполняет ремонты технологического и компрессорного оборудования.
Выпускает буровые штанги для открытых горных работ.
Вся продукция проходит инспекционный и технический контроль качества.
Цех по изготовлению КТП – комплектных трансформаторных подстанций мощностью до 2500 кВа.
Электроремонтный цех – выполняет все виды ремонтов электрических машин постоянного тока мощностью до 2500 кВт и переменного мощностью до 500 кВт.
Цех по ремонту ДВС – ведет ремонт двигателей Cummins, Libherr, «ЯМЗ». Цех оборудован по самым современным требованиям: станки, стенды, оборудование для проведения диагностики.
Для сервисного обслуживания используется передвижная автомастерская, оборудованная станками и инструментом, позволяющими вести ремонтные работы прямо в разрезе.
Таблица 1 — Электрические нагрузки цехов
| Наименование цехов | Установленная мощность, кВт |
| Литейно-механический цех | 1500 |
| Цех по изготовлению КТП | 2800 |
| Электроремонтный цех | 1550 |
| Цех по ремонту ДВС | 600 |
| Участок по ремонту КГШ | 2400 |
| Участок по изготовлению РВД | 1260 |
| Цех по ремонту технологического автотранспорта | 300 |
| Участок по ремонту вагонов | 1250 |
| Участок по ремонту гидравлического оборудования | 100 |
| Склад готовой продукции | 50 |
| Бытовая нагрузка | 2500 |
| Осветительная нагрузка | 2800 |
| № пп | Показатели | Варианты |
| 1 | Линии связи ГПП с ТЭЦ | кабель |
| 2 | Длина линий связи (км) | 3 |
| 3 | Мощность генератора ТЭЦ (МВт) | 4х12 |
| 4 | Напряжение РП (кВ) | 6.3 |
Рисунок 1 - Генеральный план завода 1 — участок по ремонту КГШ – ремонтирует крупногабаритные шины карьерной техники; 2- участок по изготовлению РВД – изготавливает рукава высокого давления;3-цех по ремонту технологического автотранспорта – производит монтаж ТО и ТР карьерных автосамосвалов; 4- участок по ремонту вагонов – ремонтирует вагоны в режиме ТР1 и ТР2; 5- участок по ремонту гидравлического оборудования – ведет ремонт гидравлических экскаваторов;6 — склад готовой продукции; 7 — электроремонтный цех; 8 — участок по ремонту гидравлического оборудования; 9 — литейно-механический цех; 10 — Цех по ремонту ДВС
Технология производства и характеристика электроприёмников
АО «Черногорский РМЗ» характеризуется не высокой степенью заполненности суточного графика электрической нагрузки. Также в необходимо учесть, бытовую и осветительную нагрузки города Черногорск при разработке схемы электроснабжения предприятия. Приёмники электроэнергии промышленных предприятий в отношении требований к бесперебойности электроснабжения подразделяются на следующие три категории:
— приемники I категории- 100% надёжность, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для людей или значительный ущерб, связанный с повреждением оборудования, массовым бараком продукции или длительным расстройством сложного технологического процесса;
приемники II категории- 100%надёжность, перерыв в электроснабжении которых допускается на время ручного включения резервного питания;
приемники III категории, к которым относятся все нагрузки, не подходящие под определение I и II категорий (приемники вспомогательных цехов и механизмов, цехов несерийного производства и т.п.)
Определение категорий электрических нагрузок производится по приемникам, а не по цехам в целом. При ограниченном числе потребителей I и II категорий вопросы обеспечения бесперебойного их водоснабжения рассматриваются особо, не допуская необоснованного отнесения всех потребителей к высшим категориям. Категория производственной среды оценивается в основном по степени пожарной опасности:
Категория А. Производства, связанные с применением веществ, воспламенение или взрыв которых может последовать в результате воздействия воды или кислорода воздуха, жидкостей с температурой вспышки паров 28˚С и ниже, горючих газов,нижний предел взрываемости которых менее 10% к объему воздуха при применении этих газов и жидкостей в количествах, которые могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси.
Категория Б. Производства, связанные с применением жидкостей с температурой вспышки паров 28-120˚С, горючих газов, нижний предел взрывоопастности которых более 10% к объему воздуха, при применении этих газов и жидкостей в количествах, которые могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси. Производства, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль в таком количестве, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси.
Категория В. Производства, связанные с обработкой или применением твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с температурой вспышки паров 120˚С.
Категория Г. Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, сопровождающейся выделением лучистого тепла, систематическим выделением искр и пламени, а также производства, связанные с сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива.
Категория Д. Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и метериалов в холодном состоянии.
Таблица 2 — Категории цехов по требуемой бесперебойности электроснабжения
| № цеха | Наименование цеха | Категория производственной среды | Категория по бесперебойности питания |
| 1 | Литейно-механический цех | Г | III |
| 2 | Цех по изготовлению КТП | Г | I |
| 3 | Электроремонтный цех | Г | III |
| 4 | Цех по ремонту ДВС | Г | III |
| 5 | Участок по ремонту КГШ | Г | III |
| 6 | Участок по изготовлению РВД | В | II |
| 7 | Цех по ремонту технологического автотранспорта | Г | III |
| 8 | Участок по ремонту вагонов | Г | III |
| 9 | Участок по ремонту гидравлического оборудования | Г | III |
| 10 | Склад готовой продукции | Д | III |
Определение расчётных электрических нагрузок предприятия
3.1 Расчёт силовой нагрузки цехов
Расчётная нагрузка (активная и реактивная) приёмников каждого цеха и бытовая нагрузка посёлка определяются из выражений:
3.2 Расчёт осветительной нагрузки
Расчёт осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производится по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.
По этому методу расчётная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формулам:
