Электроснабжение горно-шахтного завода

Содержание

Введение

I. Электротехнический раздел

1.1. Краткая характеристика электромеханического завода и приемников электрической энергии

1.2. Классификация по степени бесперебойности электроснабжения и характеристики среды цехов

1.3. Определение расчетной или потребляемой мощности промышленного предприятия по всем составляющим

1.4. Выбор напряжения питающих и распределительных сетей

1.5. Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП

1.6. Картограмма нагрузок и определение центра электрических нагрузок

1.7. Выбор количества и место положения цеховых подстанций, их тип, количество и мощность трансформаторов ТП

II. Составление вариантов схем электроснабжения (3 варианта)

2.1. Выбор сечения питающих и распределительных сетей

2.2. Технико-экономический расчет и выбор схемы электроснабжения

Список используемой литературы

Введение

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие механизмы.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительством электростанций. Необходимость в производстве электроэнергии на фабрично-заводских электростанциях обуславливается следующими причинами:

а) потребностью в теплоте для технологических целей, отопления и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии;

б) необходимостью резервного питания для ответственных потребителей;

в) необходимостью использования вторичных ресурсов;

г) большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистемы.

Все машины и механизмы предприятий приводятся в работу в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы принимают электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов. При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством, а именно стабильностью частоты и напряжения.

К современному производству предъявляют высокие требования в подготовке инженеров-специалистов в области промышленного электроснабжения; в то же время растет спрос на инженеров, располагающими знаниями и в области автоматики и вычислительной техники.

I.Электротехнический раздел

1.1. Краткая характеристика промышленного

предприятия и приемников электрической энергии

Сегодня основной деятельностью горношахтного завода является разработка и изготовление оборудования для горной промышленности.

На горношахтном заводе основными приемниками являются сталелитейный, деревообрабатывающий, чугунолитейный, кузнечный и ремонтно-механический цеха. В ремонтно-механическом цехе основными приемниками электроэнергии являются металлорежущие станки. Металлорежущие станки предназначены для механической обработки изделий из металла с помощью режущих инструментов. В зависимости от технологического процесса, определяющего способ обработки, формы образуемой поверхности, характера движения, вида инструмента и заготовки металлорежущие станки подразделяют на группы, основными из которых являются станки токарные, строгальные, фрезерные, сверлильнорасточные, шлифовальные.

По характеру организации производственного процесса различают станки: универсальные, на которых выполняют различные операции, например точения, нарезания резьбы и другие при обработке изделий многих наименований: широкого назначения, на которых выполняют определенные операции, например сверления, строгания и другие.

Тяжелые станки работают, как правило, в продолжительном режиме с переменной нагрузкой, а легкие и средние станки в повторно-кратковременном режиме.

В группу токарных станков входят простые и универсальные винторезные и револьверные, специальные, а также лобовые и карусельные. На токарных станках обрабатывают наружные, внутренние и торцевые поверхности, а также производят подрезку, отрезку, прорезку, сверление отверстий и нарезание резьбы. На лобовых станках обтачивают торцевые поверхности.

В группу строгальных (деревообрабатывающих) станков входят поперечно- строгальные, продольно-строгальные и долбежные станки. Характерная особенность строгальных станков - возвратно-поступательное перемещение резца или детали с режимом строгания при прямом ходе и осуществление прерывистой поперечной подачи после каждого одинарного или двойного хода резца или детали.

Напряжения распределительных линий

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

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 большой мощности напряжение 35кВ не рационально использовать в качестве основного. Оно может быть применено для питания потребителей электроэнергии, имеющих номинальное напряжение 35 кВ, и для питания удалённых приёмников электроэнергии.

Преимущество напряжения 20 кВ по сравнению с напряжением 35 кВ заключается в более простом устройстве сети и более дешевых коммутационных аппаратах.

По сравнению с напряжением 10 кВ при напряжении 20 кВ снижаются потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения и токи КЗ в сетях. Однако напряжение 20 кВ, как и напряжение 35 кВ и 10 кВ, не целесообразно применять в качестве основного.

Напряжение 10 и 6 кВ широко используется на промышленных предприятиях средней мощности – для питающих и распределительных сетей, на крупных предприятиях – на второй и последующих ступенях.

Напряжение 10 кВ является наиболее экономичным по сравнению с напряжение 6 кВ. напряжение 6 кВ допускается только в тех случаях, если на предприятии преобладает нагрузка с напряжением 6 кВ или когда значительная часть нагрузки питается от заводской ТЭЦ, где стоят генераторы напряжением 6 кВ.

Выбор напряжения

а) Если процент высоковольтной нагрузки напряжением 6 кВ до 30%, то напряжение распределительных линий 10 кВ, принимаем понизительные трансформаторы 10/6.

б) Если процент высоковольтной нагрузки больше 30% то напряжение распределения должно соответствовать напряжению высоковольтной нагрузки.

Напряжение распределительных линий для проектируемого варианта принимаем 10 кВ т.к. на данном объекте процент высоковольтной нагрузки 6 кВ до 30%.

Определение условного центра электрических нагрузок

В настоящее время существует ряд математических методов, позволяющих аналитическим путём определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) как отдельных цехов, так и всего промышленного предприятия. Среди них можно выделить три основных метода.

Первый метод, использующий некоторые положения из курса теоретической механики, позволяет определить ЦЭН цеха (предприятия) с большей или меньшей точностью (приближённо) в зависимости от конкретных требований. Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределёнными по площади цеха, то центр нагрузок цеха можно принять совпадающим с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане. Если учитывать действительное распределение нагрузок в цехе, то центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры цеха в плане, и нахождение центра нагрузок сведётся к определению центра тяжести масс.

Наличие многоэтажных зданий цехов обусловливает учёт в расчётах третий координаты (Zi).

II. Составления схем внутреннего электроснабжения

(в трёх вариантах)

Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационнозащитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономическое показатели и на надежность системы электроснабжения. С целью создания рациональной схемы распределения электроэнергии требуется всесторонний учёт многих факторов, например, таких как конструктивное исполнение сетевых узлов схемы, способ канализации электроэнергии, токи КЗ при разных вариантах и т.д.

При проектировании схемы важное значение приобретает правильное решение вопросов питания силовых и осветительных нагрузок в ночное время, в выходные и праздничные дни. Для взаимного резервирования рекомендуется использовать шинные и кабельные перемычки между ближайшими подстанциями, а также между концами сетей низшего напряжения, питаемых от разных трансформаторов.

В общем случае схемы внутризаводского распределения электроэнергии имеют ступенчатое построение. Считается не целесообразным применение схем с числом ступеней более двухтрёх, так как в этом случае усложняется коммутация и защита цепи. На небольших по мощности предприятиях рекомендуется применять одноступенчатые схемы.

Схема распределения электроэнергии должна быть связана с технологической схемой объекта. Питания приёмников электроэнергии разных параллельных технологических потоков должна осуществятся от разных источников: подстанций, РП, разных секций шин одной подстанции. Это необходимо для того, чтобы при аварии не останавливались оба технологических потока. В тоже время взаимосвязанные технологические агрегаты должны присоединяться к одному источнику питания, чтобы при исчезновении питания все приёмники электроэнергии были одновременно обесточены.

При построении общей схемы внутризаводского электроснабжения необходимо принимать варианты, обеспечивающие рациональное использование ячеек распределительных устройств, минимальную длину распределительной сети, максимум экономии коммутационнозащитной аппаратуры.

Выбор схем распределительной сети предприятия

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняют по магистральной, радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надёжности потребителей электроэнергии, их территориальным размещении, особенностями режимов работы.

Радиальными схемами являются такие, в которых электроэнергия от источника питания передаётся непосредственно к приёмному пункту. Чаще всего радиальную схему применяют с числом ступеней не более двух.

Одноступенчатые радиальные схемы применяют на небольших по мощностям предприятиях для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, печи, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения, начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1 кВ цеховых подстанций.

Питание крупных подстанций и подстанций или РП с преобладанием потребителей I категории осуществляется не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций источника питания.

Отдельно расположенные одно трансформаторные подстанции мощностью 400630 кВА получают питание по одиночным радиальным линиям без резервирования, если отсутствуют потребители первой и второй категорий и по условиям прокладки линии возможен её быстрый ремонт. Если обособленные подстанции имеют потребителей II категории, то их питание должно осуществляться двух кабельной линией с разъединителями на каждом кабеле.

Магистральные схемы распределения электроэнергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы не целесообразны. Основное преимущество магистральной схемы заключается в сокращении звеньев коммутации. Их целесообразно применять при расположении подстанций на территории предприятия, близко к линейному, что способствует прямому прохождению магистрали от источника питания к потребителю и тем самым сокращают длину магистрали.

Недостатки магистральной схемы является более низкая надёжность т.к. исключается возможность резервирования на низшем напряжении одно трансформаторных подстанций при питании их по одной магистрали. Рекомендуется питать от одной магистрали не более двух-трёх трансформаторов мощностью 25001000 кВА и не более четырёх-пяти мощностью 630250кВА.

Существует много разновидностей и модификаций магистральных схем, которые с учетом степени надёжности делятся на одиночные и двойные сквозные.

На практике редко применяют только радиальные или магистральные, так как при таких схемах не соответствуют наилучшим технико-экономическим показателям. Поэтому чаще всего используют смешанные схемы. Сочетание преимущественно радиальных и магистральных схем позволяет добиться создание систем электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями.

Формат А-1(исправленный)-1.dwg