|
ВВЕДЕНИЕ
Особенностью промышленного предприятия как потребителя электроэнергии является то, что для осуществления технологического процесса используется большое число разнообразных электроприемников различных мощностей и номинальных напряжений, однофазного и трехфазного переменного тока различной частоты, а также электроприемников постоянного тока. В настоящее время системы электроснабжения промышленных предприятий переходят на новое оборудование отечественного и импортного производства. Современное электрооборудование имеет меньшее энергопотребление и вместе с тем, в некоторых случаях, увеличиваются требования к системе его электроснабжения. Любая система электроснабжения включает в себя включает сети напряжения до 1 кВ и выше 1 кВ, связанные между собой трансформаторными подстанциями. Электроснабжение предприятий принято делить на внешнее и внутреннее. В систему внутреннего электроснабжения входит комплекс электротехнических сооружений от точки присоединения к энергосистеме до пункта приема электроэнергии предприятия: главной понизительной подстанции или центрального распределительного пункта. Система внутреннего электроснабжения — это комплекс сетей и подстанций, расположенных на территории предприятия. Внутреннее электроснабжение содержит сети с достаточно сложными схемами и развитой конфигурацией. Системы электроснабжения, обеспечивающие электрической энергией промышленные объекты, оказывают существенное влияние на работу электроприводов, осветительных, преобразовательных и электротехнологических установок и, в конечном счете, на производственный процесс в целом.
|
|
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы, необходимо использовать различные методы расчетов электрических нагрузок, и в соответствии с методическими указаниями, выбираться качественное электрооборудование. Наиболее важным вопросами в проекте электроснабжения следует относить информацию следующего характера: место расположения точки присоединения (место ГПП, РП) к подводящему электрооборудованию или к подводящей линии электропередачи; основные характеристики вводного электрооборудования, установленного в точке присоединения (параметры номинального тока, напряжения и т. д.); основные характеристики внутризаводских силовых кабелей; электротехнические характеристики защитных устройств, через которые будет осуществляться подключение электричества к какому-либо объекту (электроустановке); расчетная потребляемая мощность, а также максимально запланированная (потенциальная) мощность системы электроснабжения промышленного предприятия. Надежное и экономичное электроснабжение электроприемников электрической энергией требуемого качества — необходимое условие нормального функционирования любого промышленного предприятия. В связи с этим специалисты в области электроснабжения должны иметь глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования электроустановок промышленных объектов. Знать основы проектирования весьма важно, так как именно в проекте формируется структура системы электроснабжения и закладываются основные свойства, определяющие ее технические, эксплуатационные и экономические показатели.
|
|
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ГПП – главная понизительная подстанция ЦТП – цеховая трансформаторная подстанция ПРА – пускорегулирующая аппаратура ЛЛ — люминесцентная лампа LED – светодиодный светильник ЦЭН – центр электрических нагрузок ТМГ – Т – трансформатор, М – масляный, Г – герметичный ТП – трансформаторная подстанция ПЭЭ – потребители электрической энергии БСК – батарея статических конденсаторов АПвП – А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена, П – оболочка из шитого полиэтилена СП – силовой пункт МТЗ – максимальная токовая защита АВР – автоматический ввод резерва АПВ – автоматическое повторное включение КРУ – комплектное распределительное устройство ТСН – трансформатор собственных нужд ТСЗ – Т – трехфазный, С – сухой, З – в защищенном исполнении ТТ – трансформатор тока ТН – трансформатор напряжения ОПН – ограничитель перенапряжений РУ – распределительное устройство РПН – регулирование под напряжением ПБВ – переключение без возбуждения
|
|
1 ПРЕДПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ
1.1 Характеристика предприятия
Объектом электроснабжения является Челябинский машиностроительный завод. Завод располагается по адресу Челябинская область, г. Челябинск, ул. Промышленная, д. 6 Производство основано для обеспечения нужд и потребностей предприятий горно-добывающей отрасли в запасных и быстро-изнашиваемых частях к горношахтной технике основного назначения, таким как Электровозы шахтные, Машины погрузочные, Шахтные вагонетки. Такая техника является стратегически важным оборудованием, которое выполняет одну из основных функций в добывающей отрасли – откатка руды. И эксплуатация их происходит в тяжелых условиях, агрессивная среда, высокий уровень загрязнения по пыли и газу увеличивает износ оборудования в разы. В связи с чем, потребность в высококачественных, надежных запасных частях и комплектующих высокая. Проектируемый завод имеет полный цикл производства выпускаемой продукции, цеха оснащенные современным импортным и отечественным оборудованием, что позволяет осуществлять дополнительные виды деятельности на предприятии. Технологический процесс данного завода, следующий: основное производство –электровозы шахтные, машины погрузочные, шахт- ные вагонетки. Производство двигателей , литье деталей из металла (корпусов и вспомогательных деталей), отливка заготовок из метала, штамповка и последующая сборка готовых изделий, изготовление и ремонт различных приспособлений (как правило, это режущие, измерительные, вспомогательные, станочные, сборочные и другие приборы и агрегаты). вспомогательное производство — хранение и транспортировка готовой продукции, работа с заказчиком и торговля продукцией. |
|
Электроприемники предприятий относятся в основном ко II и III категориям в отношении надежности электроснабжения. Основные электроприемники предприятия — это низковольтные асинхронные электродвигатели приводов различного технического оборудования, литейные машины и установки. Высоковольтные электроприемники 6 (10) кВ на заводе отсутствуют. По безопасности и экологичности данный завод не производит практически никаких специфических выбросов. Внутри производственных помещений нет опасных для здоровья человека паров и газов. Средняя температура воздуха летом + 20 ºС, зимой — 15 ºС. Основное оборудование завода выбрано для умеренного климата. Район по гололеду — 2. Район по скоростному напору ветра — 1.
1.2 Перечень цехов и производственных площадей завода
1) Генеральный план машиностроительного завода. 2) Мощность системы питания 750 МВ·А. 3) Питание предприятия может осуществляется от ближайщей подстанции (ПС) энергосистемы на напряжение 110/35/10 кВ. 4) Расстояние от источника питания до завода 2,0 км. 5) Сведения об электрических нагрузках машиностроительного завода приведены в таблице 1.1. Значение tgφ на шинах НН (ВН) должно быть не более 0,38.
|
|
Таблица 1.1 – Ведомость электрических нагрузок машиностроительного завода
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1.3 Классификация потребителей электроэнергии по категории надежности электроснабжения
Качество электрической энергии обеспечивается совместными действиями субъектов электроэнергетики, обеспечивающих снабжение электрической энергией потребителей, в том числе гарантирующих поставщиков, энергосбытовых организаций, энергоснабжающих организаций, сетевых организаций, системного оператора и иных субъектов оперативно- диспетчерского управления, а также производителей (поставщиков) электрической энергии во исполнение своих обязательств по договорам на оптовом и розничных рынках электрической энергии. Указанные субъекты отвечают перед потребителями за неисполнение или ненадлежащее исполнение обязательств по соответствующим договорам, в том числе за надежность снабжения их электрической энергией и ее качество в соответствии с техническими регламентами и иными обязательными требованиями. В договорах оказания услуг по передаче электрической энергии и энергоснабжения определяется категория надежности снабжения потребителя электрической энергией (далее — категория надежности), обусловливающая содержание обязательств по обеспечению надежности снабжения электрической энергией соответствующего потребителя. Первой категорией надежности предусматривается необходимость обеспечения беспрерывного режима работы энергопринимающих устройств, перерыв снабжения электрической энергией которых может повлечь угрозу жизни и здоровью людей, угрозу безопасности государства, значительный материальный ущерб. Условиями второй категории надежности предусматривается необходимость обеспечения надежного функционирования энергопринимающих устройств, перерыв снабжения электрической энергией которых приводит к недопустимым нарушениям технологических процессов производства. |
|
Энергоснабжение потребителей, не отнесенных к первой или второй категориям надежности, осуществляется по третьей категории надежности. Для первой и второй категорий надежности допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения определяются сторонами в зависимости от конкретных параметров схемы электроснабжения, наличия резервных источников питания и особенностей технологического процесса потребителя, но не могут быть более соответствующих величин, предусмотренных для третьей категории надежности. Для третьей категории надежности допустимое число часов отключения в год составляет 72 часа, но не более 24 часов подряд, включая срок восстановления энергоснабжения, за исключением случаев, когда для производства ремонта объектов электросетевого хозяйства необходимы более длительные сроки, согласованные с федеральным органом исполнительной власти по государственному энергетическому надзору. Резервный источник снабжения электрической энергией в случае, если условием договора о первой или второй категории надежности предусмотрено его наличие, устанавливается потребителем и поддерживается в состоянии готовности к использованию при возникновении отключений или введении ограничения потребления электрической энергии. В случае невыполнения потребителем указанного требования резервный источник снабжения электрической энергией устанавливается и обслуживается сетевой организацией за счет соответствующего потребителя, а в случае возникновения отключений подачи электрической энергии вследствие повреждения оборудования, в том числе в результате стихийных бедствий, а также вследствие необходимости отключения подачи электрической энергии с целью устранения угрозы жизни и здоровью людей (далее — внерегламентные отключения) до установки такого резервного источника сетевая организация не несет ответственности за нарушение условия о категории надежности по договору.
|
|
При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий в первую очередь следует определить характеристику окружающей среды, оказывающую существенное влияние на конструктивное выполнение и расположение электрооборудования. В таблицу 1.2 сведена ведомость электрических нагрузок завода и категории потребителей. Таблица 1.2 — Ведомость электрических нагрузок завода и категории потребителей
Согласно таблице 1.2 проектируемый машиностроитель- ный завод относится к потребителям второй категории по надежности электроснабжения.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1.4 Общая характеристика ремонтно-механического цеха
Цех предназначен для производства запасных деталей и подсобного производства для собственных нужд предприятия. В цехе имеется станочное отделение, в котором установлено следующее оборудование: краны мостовые, зубофрезерные, токарные, сверлильные, шлифовальные, расточные станки, сварочные агрегаты. Также предусматриваются помещения под РУ-0,4кВ, вентиляционную, помещения для бытовых нужд, выделена площадь под инвентарную комнату. Количество рабочих смен – 2. Потребители цеха имеют категорию надежности по ПУЭ – 3. По условиям микроклимата помещение цеха относится к разряду нормальных, следовательно, осветительные установки должны иметь степень защиты IP20. Напряжение питающей сети проектируемого цеха 380/220 В переменного тока частотой 50 Гц. Нейтраль питающего трансформатора глухозаземленная. Система заземления цеха принята по схеме ТN-С-S. Установленная мощность электрооборудования — 193 кВт. Перечень электрооборудования представлен в таблице 1.3. По категории надежности часть приёмников цеха литья пластмассовых изделий относится потребителями II категории — 80%, все остальные — потребители ко III категории по надежности электроснабжения. Подробное расположение технологического оборудования ремонтно-механического цеха представлено на чертеже 3 в графической части ВКР и рисунке 1.2. Выполнение электрических сетей цеха предусмотрено кабелями марки ВВГнг(А)LS по стенам на кабельных конструкциях — стойках, полках, лотках или скрыто в бетонном полу в штробах.
|
|
В РУ-0,4 кВ и на территории цеха установлен контур заземления. Для распределения электроэнергии проектом предусмотрена установка силовых распределительных шкафов ПР с автоматическими выключателями на отходящих кабельных линиях. Во всех помещениях цеха принято рабочее освещение на напряжение 220 В. Сети освещения цеха — трехпроводные (фаза, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник) с силовым кабелем с медными жилами с изоляцией и оболочкой из ПВХ композиций пониженной пожароопасности низким дымо- и газовыделением ВВГнг-LS. Размеры цеха А х Б х В = 28 х 54 х 6 м.
Таблицы 1.3 — Перечень электрооборудования ремонтно-механического цеха
Цех состоит из следующих отделений: Коридор; РУ-0,4 кВ; Инвентарная; Бытовка; Мастерская; Санузел. |