Электроснабжение металлургического завода с расчетом индукционной тигельной печи

поясн.pdf

соответствующего качества служат системы электроснабжения промышленных
предприятий состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и
трансформаторных преобразовательных и распределительных подстанций.
Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности
чем и обусловлены определенные требования к их электроснабжению –
надежность питания качество электроэнергии резервирование и защита
отдельных элементов и др. При проектировании сооружении и эксплуатации
систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать
технико-экономические аспекты при осуществлении выбора напряжений
определении электрических нагрузок выборе типажа числа и мощности
трансформаторных подстанций видов их защиты систем компенсации
расположения и количества трансформаторных подстанций систем управления
- должны предусматриваться возможности усовершенствования
технологического процесса роста мощностей.
Расчет электрических нагрузок.
1. Общие сведения и особенности техпроцесса..
базируется на следующих положениях:
а) большинство механизмов работают с переменной нагрузкой и
электрические двигатели этих механизмов выбранные по наиболее тяжелым
режимам значительную часть времени оказываются незагруженными.
б) не все электрические приемники включены одновременно и постоянно.
Время их работы и остановки зависит от технологического режима
в) в отдельные моменты времени нагрузка может превышать среднюю
величину мощности за счет изменения технологического процесса. Возникает
необходимость определения максимально возможного значения потребляемой
мощности в течение какого-то периода времени. Эту мощность называют
г) при включении крупных осветительных приемников так же при
запуске асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором происходит
увеличение потребления мощности над средним и минимальным значениями.
При расчете электрических установок не всегда есть график нагрузок и
поэтому прибегают к расчетным коэффициентам. С их помощью можно
определить основные параметры графика нагрузки.
Расчет электрических нагрузок необходим при выборе количества и
мощности трансформаторов на подстанциях. Для вычисления расчетных
нагрузок в узлах электрической сети до 1000 В необходимо определить
а) суммарные номинальные активные и реактивные мощности силовых
электроприемников по отдельным группам.
б) групповые коэффициенты использования и суммарные средние
силовые нагрузки (активные и реактивные) за наиболее загруженную смену.
в) эффективное число электроприемников коэффициент максимума
максимальную активную мощность реактивную и полную мощности по
г) расчетную мощность осветительных нагрузок.
д) максимальные значения активной реактивной полной мощности по
приемников расчетной величиной является средняя мощность наиболее
Средняя активная или реактивная мощность за наиболее загруженную
смену определяется по расходу электрической энергии. Согласно ПУЭ за
расчетную активную мощность принята мощность максимума который
является расчетной величиной для выбора всех элементов электроснабжения по
нагреву проводников. Расчетная активная мощность соответствует такой
изменяюшейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому действию.
В данном дипломном проекте расчет электрических нагрузок будем
производить методом упорядоченных диаграмм. Сначала выполним выбор и
расстановку оборудования в цехе. Далее производим разбивку оборудования по
распределительным шкафам и определяем количество приемников в каждом
распределительном шкафу.
2. Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм.
Основной параметр для расчета нагрузок при проектировании новых
установок - коэффициент использования величина которого зависит от режима
эксплуатации всей установки. Коэффициентом использования за наиболее
загруженную смену одного электроприемника КИ или группы электрических
приемников называется отношение средней активной мощности одного
электрического приемника (или группы) к номинальной:
где PСМ - средняя мощность подгруппы за наиболее нагруженную смену в
предприятий рекомендует определение нагрузок для расчета цеховых цепей и
выбора трансформатора методом коэффициента использования и максимума.
Расчетные нагрузки (получасовые максимумы активной нагрузки) на всех
ступенях распределительных и питающих сетей включая трансформаторы и
преобразователи определяются по формуле:
РР К Р РСМ К И К Р РУСТ
где PСМ - средняя мощность электроприемников за наиболее загруженную
РУСТ - суммарная номинальная активная мощность рабочих приемников
К И - групповой коэффициент использования активной мощности;
К Р - определяется по таблице в зависимости от величины группового
Эффективным числом группы электроприемников называют количество
однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности
которые обуславливают ту же величину расчетного максимума нагрузки что и
В группе из пяти и более электроприемников эффективное число
допускается считать равным фактическому значению m при величине
где Pmax и Pmin - номинальные активные мощности наибольшего и
наименьшего электроприемников в группе.
В группе с m >3 и К И 02 n ЭФ рекомендуется определять по формуле:
- суммарная номинальная мощность всех электроприемников
Pmax - наибольший по мощности электроприемник данной группы кВт.
Максимальные расчетные мощности определяются следующим образом:
Активная мощность рассчитывается по следующей формуле:
где PПР - средняя мощность электроприемников за наиболее загруженную
Реактивная мощность рассчитывается по следующей формуле:
Полная мощность рассчитывается по следующей формуле:
Расчетный ток определяем по следующей формуле:
Расчет выполненный по цеху приведен в таблице 1 по заводу - в таблице
Максимальные расчетные
Наименование узлов питания
и электрических приемников
Таблица 1. Сводная ведомость нагрузки цеха 643
Трансформатор сварочный
Трансформатор освещения
Итого по блоку цехов
Итого по блоку c освещ ением
Рассчетный коэффициент
Ремонтно-механический цех
Клинкерное отделение
Цех пневмотранспорта
Цех приготовительный
Администр.-бытовой корпус
Таблица 2. Сводная ведомость нагрузки завода
3. Расчет освещения по заводу.
Расчет освещения выполняем методом удельной мощности. Определим
расчетную мощность для каждого цеха по следующей формуле:
РР РУД S К С 20 1440 115 33120 Вт 33120 кВт
где РУД 12 20 Вт м - удельная мощность;
S - площадь цеха берется из таблицы;
К С - коэффициент выбирается в зависимости от типа светильника;
для люминесцентных ламп ЛСП ЖСП К С =115;
для натриевых ламп ЖСК К С =125;
для ламп накаливания НСП К С =125.
Выбираем типы светильников для каждого цеха.
Определим высоту каждого цеха.
Высота цеха для чистых помещений – 10 метров.
Высота цеха для грязных помещений – 14 метров и выше.
Определяем минимальную освещенность в каждом цехе по
стандартным значениям освещенности:
E min 210305075100150300 лк
Определяем площадь каждого цеха.
Рассчитываем расчетную мощность по вышеуказанной формуле.
После того как определили расчетную мощность считаем итоговую
расчетную мощность по всем цехам по следующей формуле:
РР РУД К С 257 095 24415 кВт
где РУД - итоговая удельная мощность; К С 095 .
Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Осветительная нагрузка по блоку цехов
Ремонтно механический цех
Приготовительный цех
Административно-бытовой корпус
Расчет компенсации реактивной мощности.
1. Расчет компенсации со стороны низкого напряжения 04 кВ.
Расчет компенсации начинаем с выбора силовых трансформаторов
который производится в соответствии со следующими данными:
Распределительное напряжение Uн = 6 кВ;
Первичное и вторичное напряжение U1U2 = 604;
Предполагаемая мощность трансформатора Sт = 1000 кВА;
Коэффициент загрузки трансформатора 07 08 .
Определим количество трансформаторов N по следующей формуле:
максимальную расчетную мощность:
Определим количество трансформаторов по заводу через среднюю
нагрузку за самую загруженную смену:
Разбивку нагрузки по цеховым трансформаторным подстанциям
производим с учетом категории электроприемников и планировки цехов
выполненных в графической части лист 1.
Рассмотрим два варианта разбивки нагрузки по трансформаторам
приведенные в таблице 4.
Таблица 4. Трансформаторы цеховых ТП.
трансформаторов трансформаторов
Расчетные коэффициенты загрузки трансформаторов определяются по
где S Р – полная максимальная расчетная мощность цеха; N
количество трансформаторов в цехе; S T – мощность трансформатора.
Рассчитаем капитальные затраты по двум вариантам и сравним их.
Таблица 5. Капитальные затраты по вариантам.
оборудования Количество стоимость Количество стоимость
ТП с трансформаторами
Ячейка КРУ до 6 кВ с
Длина кабельных линий по генеральному плану графическая часть лист
Для дальнейших расчетов выбираем экономически целесообразный
второй вариант (с наименьшими капитальными затратами).
Мощность передаваемая через трансформаторы со стороны ГПП на
распределительном напряжении:
Q НН ( Р N S НТ ) 2 РСМ
Требуемая мощность компенсации для блока цехов:
QКУ РСМ (tg 2 - tg 1 ) 1001168 (075 - 02) 560654 кВАр ;
QКУ РР (tg 2 - tg 1 ) 854655 (075 - 02) 478607 кВАр
где tg1 - требуемый тангенс при сos 098 tg 1 02
tg2 - расчетный тангенс из таблицы
Компенсация реактивной мощности со стороны низкого напряжения не
2. Расчет компенсации со стороны высокого напряжения 6 кВ.
Определим требуемую расчетную мощность компенсации для блока:
QрКУ РР (tg 2 - tg1 ) 7507 43 (081- 0 29) 331828 кВАр
QK QрКУ Qд 3318 28 1890 1428 28 кВАр
Производим выбор компенсирующих устройств:
Для первой секции QКУ = 1 450 и 1 300 кВАр типа УК-6-450 и УК-6300.
Для второй секции QКУ = 1 450 и 1 300 кВАр типа УК-6-450 и УК-6300.
В расчетном режиме tgφ = 095 что соответствует заданному от
Наименование узлов питания и
электрических приемников
Итого по ТП - 5; ТП - 6
Реакт. мощн.комп.уст.
Итого по всем ТП с комп. уст.
Выбор силовых трансформаторов и расчет потерь.
1 Выбор силовых трансформаторов ТП
Определяем расчетную мощность трансформатора по формуле:
S ТР 07 S Р 07 57983 40588 МВА
где S Р – полная расчетная мощность берем из таблицы 6.
Определяем расчетный коэффициент загрузки трансформаторов по
где S Р - расчетная мощность трансформатора из таблицы 6;
n - количество трансформаторов;
S ТР - мощность трансформатора.
Определим расчетные коэффициенты загрузки трансформаторов через
сменную мощность по формуле:
7632 352112 61779 кВА
где Р ПР – средняя активная нагрузка за самую нагруженную смену;
Q ПР – средняя реактивная нагрузка за самую нагруженную смену.
Для остальных ТП расчет анологичный. По литературному источнику
[5] выписываем исходные данные трансформаторов и заносим в таблицу 7.
Данные для расчета электрических потерь в таблице 8.
Таблица 7. Исходные данные трансформаторов.
Таблица 8. Исходные данные для расчета электрических потерь в
III Цех ремонтно-механич.
VII Цех пневмотранспорта
Х Цех приготовительный
XII Администр. комплекс
IV Клинкерное отделение
2. Расчет потерь в трансформаторах.
Определим реактивные потери в трансформаторе в режиме холостого
хода по следующей формуле:
Определим реактивные потери в трансформаторе в режиме короткого
замыкания по следующей формуле:
Определим активные промежуточные потери с учетом нагрузки по
Р КЗ ) 2 ( 245 086 2 122) 22946 кВт .
Определим реактивные промежуточные потери с учетом нагрузки по
QКЗ ) 2 (14 086 2 55) 10935 квар .
Определим активные расчетные потери с учетом нагрузки по
Р КЗ ) 2 ( 245 0812 122) 2091 кВт
Определим реактивные расчетные потери с учетом нагрузки по
QКЗ ) 2 (14 0812 55) 10017 квар .
Все полученные значения сводим в таблицу 9.
Таблица 9. Потери в трансформаторах.
Выбор трансформаторов ГПП.
Намечаем два варианта электроснабжения для этого произведем выбор
Определим расчетную мощность трансформатора по формуле:
S ТР 07 S Р 07 798845 559191 МВА
По полученному значению мощности по литературному источнику [7]
выбираем два трансформатора данные заносим в таблицу 10.
Таблица 10. Расчетные данные трансформаторов.
Наименование показателей
Мощность трансформатора SТР
Потери в режиме хх (кВт)
Потери в режиме кз (кВт)
Ток холостого хода IХХ (%)
Напряжение короткого замыкания UКЗ (%)
Масса оборудования (т)
Стоимость оборудования (тыс. р)
Стоимость монтажных работ (тыс. р)
Стоимость строительной части (тыс. р)
Полная стоимость (тыс. р)
Определим расчетные коэффициенты загрузки трансформаторов:
Для первого варианта:
Для второго варианта:
S ПР 7507432 289210 2 798845 кВА
Общее время максимальных потерь для узлов:
Расчет потерь электрической энергии в трансформаторах производим
по следующей формуле:
где n – количество трансформаторов.
Стоимость потерянной электрической энергии:
С ПЭ1 395 26521498 104759917 тыс.
С ПЭ 2 395 30058327 118730391 тыс.
Стоимость отчислений на амортизацию ремонт и обслуживание:
где Раро О О =15% - отчисления на эксплуатационные мероприятия.
Приведенные затраты:
где Е Н =0125 – нормативный коэффициент срока эксплуатации.
К - полная стоимость трансформатора из таблицы 10.
З IВАР 0125 2100 104759917 315 104817667 тыс.
З IIВАР 0125 1620 118730391 243 118774941 тыс.
Расчет токов короткого замыкания.
Рис. 1. Схема электроснабжения завода.
Рис. 2. Схема замещения завода.
1 Расчет токов короткого замыкания ГПП.
электроснабжения (рисунок 1) по которой составим схему замещения
(рисунок 2) и по этой схеме будем производить дальнейший расчет в
относительных единицах.
Для определения сопротивлений схемы замещения необходимы
Sб = 1000 МВА - базисная мощность;
Sкз = 3800 МВА - мощность короткого замыкания;
L = 40 км - длина воздушной линии.
Расчет производим для двух точек короткого замыкания К1 и К2.
Определим сопротивление системы по следующей формуле:
Определим сопротивление линии по следующей формуле:
где l - длина линии в км.
Определим сопротивление трансформаторов по следующей формуле:
Определим результирующие сопротивления для точек короткого
Х Р1 Х С Х Л 026 121 147
Х Р 2 Х Р1 Х Т 147 119 1337
замещения определим токи.
Определим базисный ток ступеней короткого замыкания по следующей
Определим начальное значение периодической составляющей тока
короткого замыкания по следующей формуле:
Определим значение мгновенного амплитудного значения ударного
тока по следующей формуле:
iУ 1 2 14 3415 676 кА
iУ 2 2 14 685 1356 кА
Определим значение действующего амплитудного значения ударного
2. Расчет токов короткого замыкания со стороны высокого
Расчет токов короткого замыкания выполним для трансформаторной
подстанции ТП-6 со стороны высокого напряжения для точки К-3.
Определим сопротивления кабельной линии по следующей формуле:
где L - длина кабельной линии в км (кабель выбирается по генплану
графическая часть лист 1).
Определим результирующие сопротивления для точки короткого
Х Р 3 Х Р 4 Х Р 2 Х КЛ 13.37 098 14.35
iУ 3 iУ 4 2 14 638 1263 кА
3. Расчет токов короткого замыкания со стороны низкого напряжения
подстанции ТП-6 со стороны низкого напряжения для точки К-4. Расчет
выполняем в именованных единицах.
Определим сопротивление трансформаторов в именованных
Х Р 4 Х 3* Х Т* 2296 13536 15832 мОм
R Р 4 R3* RТ* R К* 0162 3403 15 18565 мОм
Х Р2 4 RР2 4 15832 2 18565 2 2439 мОм
I У I 1 2 ( К У 1) 2 947 1 2 (14 1) 2 1088 кА
Выбор месторасположения ГПП.
Для выбора месторасположения ГПП выполняется картограмма
электрических нагрузок. По генеральному плану блока цехов выполненному
в графической части на листе 1 для всех цехов определяем координаты
нагрузки X и Y. Принимаем за оси координат границы территории блока.
Таблица 12. Координаты нагрузки X Y.
Административно бытовой корпус
Определяем радиусы окружности нагрузки для активной и реактивной
мощности по следующим формулам:
где Pi - активная мощность расчетная
Qi - реактивная мощность расчетная
Таблица 13. Радиусы окружности нагрузки активной и реактивной
По найденным координатам х и у определяем центр электрических
нагрузок ГПП по следующим формулам:
После определения центра электрических нагрузок с учетом розы
ветров выбираем окончательное место расположения ГПП. Так как
координаты ГПП получились в зоне где находятся загрязненные цеха с
агрессивной средой то ГПП переносим в чистое место.
Уточненные координаты ГПП принимаем:
xцэн 483 мм y цэн 83 мм .
Выбор силового электрооборудования.
1 Выбор кабеля от ГПП к ТП.
Выбор кабеля будем производить по генеральному плану (графическая
По длительно допустимому току.
По экономической плотности тока.
По термической устойчивости.
Проверка по потере напряжения.
Выполним расчет выбора высоковольтного кабеля от ГПП к первой
трансформаторной подстанции ТП-1.
1.1 Выбор кабеля по длительно допустимому току.
Определяем максимальный ток послеаварийного режима:
Максимальный расчетный ток нормального режима:
Условия выбора кабеля по допустимому току:
K t K П К ПВ 084 085 1
где K t - температурный коэффициент учитывает условия окружающей
среды по отношению к расчетной;
K П - поправочный кабель на количество кабелей прокладываемых в
одной траншее одновременно;
продолжительном нагрузочном режиме работы который характерен для
всего высоковольтного оборудования.
Выбираем кабель марки
ААБЛУ 6 (3 35) I ДОП 105 А
1.2. Выбор кабеля по экономической плотности тока.
где j ЭК =14 – экономическая плотность тока зависящая от числа часов
1.3. Выбор кабеля по термической устойчивости.
Действительное время отключения кабельной линии:
t д t в t р. з . 0115 12 1315
где t в =0115 с – собственное время отключения выключателя;
t р.з . =12 с – время релейной защиты.
Определяется тепловой импульс тока КЗ:
(t д Tа ) 685 2 (1315 001) 6217 кА 2 с
где Та – время затухания апериодической составляющей тока.
Минимальное сечение:
ААБЛУ 6 (3 95) I ДОП 200 А
1.4 Проверка кабеля по потере напряжения.
Определяем сопротивление кабеля:
где L – длина кабельной линии км.
Потеря напряжения на кабеле составит:
РР RК QР Х К 109986 0052 11866 0013
Если потеря напряжения в процентах не более 5% то кабель проходит
по потере напряжения:
выполняется аналогично и все полученные расчетные значения заносим в
Таблица 14. Выбор силового кабеля на 6 кВ
Кпв К* Iдоп1А Iдоп2А
2. Выбор высоковольтного выключателя.
Таблица 15. Исходные данные высоковольтного выключателя.
Выбираем ячейку КРУ-2 с выключателем ВВТЭ-6630У2.
Аналогично выполняем выбор высоковольтного выключателя и ячеек к
производили по литературному источнику [7].
Ток термической стойкости
кАдопустимое время его
Полное время отключения с
Нормированное содержание
апериодической составляющей
Номинальный ток отключения
Номинальное напряжение кВ
Таблица 16. Технические данные выключателя.
Таблица 17. Выбор высоковольтных выключателей и ячеек к ТП.
3. Расчет шин напряжением 6 кВ и 04 кВ.
3.1. Расчет шин 6 кВ к ГПП.
Условие выбора шин по длительно допустимому току:
сечения А 40 5 I ДОП 540 А
Определим усилие под воздействием токов короткого замыкания:
Определим динамическое усилие шин:
Определим момент сопротивления на шинах:
Определим механическое напряжение в материале шин:
(70 25) 23088 2622 0 С
Определим начальный тепловой импульс:
t ПРП f ( ; t д ) f (1 ; 121) 1
t ПР t ПРП t ПРА 1 005 105
Определим тепловой импульс короткого замыкания:
Определим номинальную температуру нагрева шин:
ном f ( AК ) f (032 10 4 ) 38 0 С
номинальной температурой нагрева шин:
По условию видно что номинальная температура не превышает
предельно допустимую температуру. Значит шины проходят.
3.2. Расчет шин 04 кВ.
Принимаем шины медные прямоугольного сечения
Cu (50 6) I ДОП 955 А
t ПРП f ( ; t д ) f (1 ; 103) 036
ном f ( AК ) f (02 10 4 ) 35 0 С
Выбор защитной коммутационной аппаратуры на 04 кВ.
1 Выбор автомата ввода.
Определяем полную расчетную мощность:
S Р PР2 Q Р2 147154 2 1241212 19251 кВА
Определим ток послеаварийного режима:
Определим пусковой ток:
I ПУСК I НДВ К 9993 75 74947 А
Пиковый ток автомата ввода:
I ПИК I ПУСК ( I Р ( А) К И I НДВ ) 74947 (292473 036 9993) 363823 А
Условие выбора автомата:
I СРТР 12 I Р ( А ) 12 292473 350968 А
I ЭР 125 I ПИК 125 363823 4547 78 А
номинальным током I Н 4000 А и током электромагнитного расцепителя
2. Выбор секционного выключателя.
Определим ток нормального режима:
Пусковой ток для данного потребителя:
Пиковый ток секционногоавтомата:
I ПИК I ПУСК ( I Р ( А) К И I НДВ ) 74947 (146236 036 9993) 217585 А
I СРТР 12 I Р ( А ) 12 146236 17548 А
I ЭР 125 I ПИК 125 217585 271982 А
Выбираем автомат серии Macterpact NW 08-25 с номинальным током
I Н 2500 А током электромагнитного раасцепителя I ЭР 5000 А и током
теплового расцепителя I ТР 2500 А
3. Выбор проводниковой продукции и защитной аппаратуры.
Выбор проводниковой продукции и защитной аппаратуры выполним
для одного электроприемника для других электроприемников расчеты
выполняются аналогично этому. Все полученные результаты сводим в
Определим номинальный ток двигателя:
I ПУСК I НДВ К 7903 75 5927 А
где К – пусковая кратность двигателя.
I ЭР 125 I ПИК 125 643 804 А
Пиковый ток автомата:
I ПИК I ПУСК I Р К И I НДВ 5927 7903 036 7903 643 А
Выбираем автомат серии ВА53-37 с номинальным током I Н 63 А
током электромагнитного расцепителя
расцепителя I ТР 63 А . Выбор автоматического выключателя производим по
литературному источнику [2].
Магнитный пускатель марки ПМЛ 4500-02 с тепловым реле типа РТЛ
Провод будем прокладывать в трубах а его выбор будем выполнять по
двум условиям длительно допустимого тока:
где К З 033 - коэффициент загрузки;
К ПОПР 1 - поправочный коэффициент.
4. Выбор кабеля от ТП6-04 кВ к распределительному шкафу ШР1.
распределительного шкафа ШР-1 для других распределительных шкафов
расчеты выполняются аналогично этому. Все полученные результаты сводим
Выбор автоматического выключателя.
нормального режима который берем из таблицы для ШР-1.
Определим ток нормального рабочего режима:
I ПИК I ПУСК ( I Р К И I НДВ ) 74947 (1546 06 9993) 844112 А
I ЭР 125 I ПИК 125 844112 105514 А
номинальным током I Н 160 А током электромагнитного расцепителя
автоматического выключателя производим по литературному источнику [2].
Выбор кабеля к ШР-1.
Выбор проводниковой продукции производили по литературному
источнику [8]. Тип силовой сборки ПР-85.
Таблица 19. Выбор электрооборудования
Таблица 20. Выбор к силовой сборке
АВВГ(3х70)(1х50) Iдоп=165А
АВВГ(3х50)(1х25) Iдоп=130А
АВВГ(3х150)(1х50) Iдоп=400А
АВВГ(3х25)(1х16) Iдоп=80 А
АВВГ(3х10)(1х5) Iдоп=60 А
Специальная глава. Электрический расчет плавильной установки с
индукционной тигельной печью.
В состав плавильной установки помимо собственно тигельной печи с
механизмом наклона входят источник питания (преобразователь частоты
или трансформатор) со своим вспомогательным оборудованием и
аппаратурой компенсирующая конденсаторная батарея (коэффициент
мощности печи до компенсации составляет 01 - 02) токоподвод
аппаратура автоматики защиты и сигнализации измерительная и
коммутационная аппаратура. Для печей с гидравлическим приводом
маслонапорная установка и вакуумные насосы и приборы.
Компоновка оборудования плавильных установок с индукционными
тигельными печами должна отвечать требованиям удобства ведения
металлургического процесса уменьшения потерь электроэнергии и
безопасности обслуживания и эксплуатации.
транспортировки шихтовых материалов жидкого металла и шлаков. Печь
располагается на такой отметке чтобы под ее сливной носок мог быть
свободно подведен разливочный ковш.
оборудования являются потери в токоподводе. Для их уменьшения
располагаться как можно ближе к печи.
Для обеспечения безопасности эксплуатации электротехническое
оборудование плавильной установки размещается в изолированном
блокировками безопасности на случай ошибочных действий персонала или
технических неисправностей (прекращение подачи охлаждающей воды
разрушение футеровки тигля и т. п.). В качестве примера на рис. 3
показана планировка установки индукционной тигельной печи средней
емкости (1 т). Электромашинный преобразователь 1 и конденсаторная
батарея 4 установлены в помещении подстанции 5 рядом с рабочей
площадкой 8 на которой смонтированы две печи 9 входящие в комплект
установки. Конденсаторная батарея 4 панель с контакторами 3 и щиты с
аппаратурой 6 доступ к которым разрешен лишь при снятом напряжении
отделены сетчатым ограждением 12 с дверью 2 оборудованной
электрической блокировкой. Лицевые стороны щитов 6 с измерительными
приборами и рукоятками органов управления выходят на площадку
обслуживания печи 8. Пульт управления наклоном 10 расположен рядом с
печью в месте удобном для наблюдения за сливом металла. Маслонапорная установка 11 гидравлического механизма наклона установлена в
изолированном помещении рядом с печью под рабочей площадкой.
Рис. 3. Расположение оборудования тигельной печи средней емкости
Токоподвод соединяющий вводы печи с конденсаторной батареей
выполняется в виде пакетов плоских алюминиевых шин чередующейся
полярности с естественным воздушным охлаждением или трубчатых шин
с водяным охлаждением. Системы водяного охлаждения индуктора и
других элементов установки оборудуются струйными реле и реле
давления отключающими питание печи при снижении расхода или
прекращении подачи воды. Сливные воронки 7 систем водяного
охлаждения смонтированы на рабочей площадке 8 для удобства
визуального контроля.
1. Электрический расчет индукционной тигельной печи.
В данной главе приводятся последовательность инженерного
электрического расчета по [2 3 6 7] индукционной тигельной печи.
Для проведения электрического расчета в качестве исходных данных
- наименование расплавляемого металла или марку сплава и его
- конфигурацию и характерные размеры кусков шихты;
- исходную температуру загружаемой шихты для ферромагнитных
материалов - температуру точки Кюри температуру плавления и
температуру разливки;
- удельные электросопротивления шихты для вышеуказанных
- теплосодержание или энтальпию теплоемкость и скрытую теплоту
плавления металла или сплава для вышеуказанных температур;
- производительность печи;
- длительность процесса плавки;
- длительность вспомогательных операций;
- параметры питающей сети.
1.1. Расчет мощности индукционной тигельной печи.
Полезная мощность ИТП определяется по выражению [3 7]
где q - теплосодержание расплавляемого металла или сплава при
температуре разливки Джкг;
G - емкость печи т; t - время плавки ч.
Если известна энтальпия ср металла или сплава при температуре
разливки то полезная мощность ИТП определяется по выражению [2 6]
Суммарные тепловые потери ΔРт составляют 5 - 35 % полезной
мощности печи причем меньшая цифра относится к печам большей
емкости. Термический КПД индукционной тигельной печи обычно
составляет 75 - 95 % и определяется по выражению
определяется по выражению
Мощность источника питания должна быть несколько больше (на 5 +
%) активной мощности. Это связано с тем что источник питания должен
покрывать потери в токоподводе и в конденсаторах.
Мощность источника питания определяется по выражению
После определения ориентировочной мощности печной установки и
выбора частоты тока производится подбор источника питания.
1.2. Расчет частоты источника питания индукционной тигельной
Расчет частоты индукционных тигельных печей производится исходя
из выражения для определения глубины проникновения тока в загрузку
где ρ - удельное сопротивление загрузки
r - относительная магнитная проницаемость загрузки
= 4 · 10-7 Гнм - магнитная проницаемость вакуума f - частота
Частота ИТП в общем виде равна
Выражение для fmin зависит от значения некоторого характерного
где dш - средний диаметр кусков шихты м;
Δш - глубина проникновения тока в шихту м.
При нагреве стали изменяются ее удельное сопротивление и
магнитная проницаемость.
Магнитная проницаемость слабо зависит от температуры примерно
до 650° - 700° С после чего быстро уменьшается и достигает значения
примерно равного проницаемости вакуума. В приближенных расчетах
обычно считается что она падает скачком до 1 в точке магнитных
превращений (точке Кюри) примерно соответствующей температуре 750 770° С.
В среднем можно принять что в интервале температур 800-900°С
удельное сопротивление равно 10-6 Ом-м. В результате падения магнитной
проницаемости и роста удельного сопротивления в процессе нагрева
глубина проникновения тока возрастает в 8 -10 раз.
Для определения глубины проникновения тока в сталь нагретую
выше точки магнитных превращений можно записать формулу
Индекс «к» указывает что значения соответствующих величин
относятся к температуре превышающей точку магнитных превращений.
Глубину проникновения тока в этом случае будем называть горячей
глубиной проникновения тока.
индукционной тигельной печи.
Емкость тигля связана с производительностью печи временем
плавки и временем загрузки разгрузки и вспомогательных операций
следующими выражениями:
где G - емкость тигля т;
Мсут - суточная производительность тсут.;
Мсм - сменная производительность тсм;
tвсп -- время разливки загрузки и вспомогательных операций;
n - число смен работы печи в сутки обычно n = 3
G0 - относительное значение остаточной емкости
где Gном - номинальная емкость тигля т.
1.4. Расчет параметров системы индуктор – загрузка.
Глубина проникновения тока в материал загрузки определяется по
Глубина проникновения тока в материал индуктора определяется по
Активное сопротивление загрузки определяется по выражению
Внутреннее реактивное сопротивление загрузки определяется по
В табл. 21 приведены приближенные формулы для расчета
коэффициентов А и В по [7].
При расчете в "горячем режиме" активное и внутреннее реактивное
сопротивления загрузки будут определяться по выражению
Таблица 21. Приближенные формулы для расчета коэффициентов А
Активное и внутреннее реактивное сопротивления условного
одновиткового индуктирующего провода определяются по выражению
где DI =D + ΔI - расчетный диаметр индуктора м;
kз.и = 075 - 09 - коэффициент заполнения индуктора равный
отношению высоты индуктирующего витка без изоляции к шагу навивки.
Значение зависит от конструкции индуктора и вида изоляции.
Реактивное сопротивление рассеяния условного одновиткового
индуктора рассчитывается по выражению
где Sh - расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора
Реактивное сопротивление обратного замыкания определяется по
где X10 - реактивное сопротивление отрезка а1 пустого индуктора
Приведенные активные и реактивные сопротивления загрузки
определяются по выражениям
где Rш Хш - активное и реактивное сопротивления подводящих шин.
Коэффициент мощности индуктора определяется по выражению
1.5. Расчет числа витков индуктора.
Определив электрические параметры системы индуктор -загрузка
можно более точно рассчитать электрический КПД индуктора по
где ΔРи - электрические потери в индукторе.
Напряжение на условном одновитковом индукторе определяется по
Число витков индуктора определяется по выражению
где Uu - напряжение источника питания подводимое к индуктору.
Ток индуктора рассчитывается по выражению
Ориентировочная высота индуктирующего витка определяется по
Используя справочные данные выбирается медный профиль для
водоохлаждаемой трубки d должна соответствовать частоте тока
а плотность тока в индукторе не должна превышать 20 Амм2.
магнитного поля на внутренней поверхности
индуктора (настил тока в индукторе) определяется по выражению
Для тигельных печей напряженность магнитного поля в зазоре
обычно составляет Н = 104 - 105 Ам.
1.6. Расчет конденсаторной батареи.
недоиспользования банок по напряжению) определяется по выражению
где Рп - мощность подводимая к индуктору Вт; kб - общий
коэффициент запаса (11 -- 13); Uб.н. - номинальное напряжение
конденсаторных банок В; Uu - напряжение на индукторе В.
Емкость конденсаторной батареи определяется по выражению
Используя справочный материал по значению мощности и емкости
конденсаторной батареи выбираются конденсаторы.
Число банок конденсаторной батареи определяется по выражению
где С10 - номинальная емкость одной банки из справочника.
Электрические потери в конденсаторной батарее определяются по
где tg - тангенс угла электрических потерь.
1.7. Энергетический баланс установки.
Электрические потери в индукторе определяются по выражению
Потери в токоподводе определяются по выражению
Ориентировочно можно принять равным порядка 5 % от мощности
Мощность потребляемая от источника питания
Электрические потери в источнике питания определяются по
Активная мощность потребляемая от сети
Общий КПД плавильной установки определяется по выражению
Удельный расход электроэнергии определяется по выражению
где Ср - энтальпия кВт-чт;
qk - теплосодержание Джкг.
Длительность плавки определяется по выражению
Производительность установки по расплавлению и перегреву
Фактически производительность с учетом вспомогательного времени
2. Расчет индукционной тигельной печи.
а) материал – углеродистая сталь
средний размер кусков шихты d ш 004 м ;
удельное электрическое сопротивление шихты ш 100 10 8 Ом м
удельное сопротивление расплава 2 137 10 8 Ом м
плотность расплава 2 72 10 3 кг м 3 ;
конечная температура металла t к 1600 О С ;
б) емкость печи G 160 кг остаточная емкость тигля G 0 0 ;
длительность процесса плавки и перегрева металла до конечной
температуры пл 066 ч
длительность вспомогательных операций всп 014 ч .
2.1.Определение геометрических соотношений и выбор частоты
Находим полезный объем тигля:
V G 2 160 7200 0022 м 3
По рис. 70 [9] определяем:
Рассчитываем внутренний диаметр тигля:
D2 3 4V h 2 3 4 0022 14 028 м
Определяем высоту расплава в тигле:
h2 D2 h 2 028 14 039 м
Находим высоту внутренней плоскости тигля:
hТ 12 14 h2 028 14 039 м
Определяем толщину футеровки:
bФ 0084 G 0084 160 10 3 0051 м
С учетом тепловой и электрической изоляции находим внутренний
D1 D2 2bФ bиз 028 006 2 040 м
Приняв h1 11 определим высоту индуктора:
h1 h2 h1 039 11 043 м
Находим минимальную частоту источника питания:
Принимаем в качестве рабочей частоты f 2400 Гц .
2. Тепловой расчет печи.
2.1. Тепловые потери через подину.
Толщина слоя набивки подины 1 008 м ;
асбестового слоя 2 0005 м ;
слоя бетона подины 3 008 м ;
асбестоцементной плиты 4 004 м .
Температурами на границах слоев задаемся:
t 3 900 о С t 4 600 о С t 5 200 о С .
Средняя по толщине температура соответствующего слоя О С :
t1 ср (1600 1000) 2 1300 ; t 2
(900 600) 2 750 ; t 4
Средняя расчетная поверхность на границах соответствующих слоев
27 ; S 3 ср 0177 ; S 4
соответствующие температурам t1 ср t 4 ср Вт ( м О С ) :
ср 188 ; 2 ср 037 ; 3 ср 105 ; 4
Определяем тепловые сопротивления слоев О С Вт :
RТ 1 068 ; RТ 2 011 ; RТ 3 043 ; RТ 4 047 .
Тепловое сопротивление слоя воздуха на внешней поверхности
подины при К 157 Вт ( м 2 К ) :
Определяем тепловые потери через подину:
Проверяем температуры на границах слоев по уравнению:
t 2 1600 820 0.68 1040 t 3 1040 820 0.11 950 ;
t 4 950 820 0.43 598 ; t 5 598 820 0.47 212 .
которыми мы задавались ранее не превышает 6% дальнейших уточнений
2.2. Тепловые потери через боковые стенки тигля.
Принимаем толщину асбестового слоя а 0005 м (внутренний
диаметр асбестового слоя d 3 039 м ).
Принимаем температуру на границе набивки и асбестового слоя
t 2 600О С а температуру снаружи асбестового слоя t 3 55 С .
Средние значения температур слоев О С :
t ср 1 1600 600 2 1100 ; t ср 2 600 55 2 327 .
ср 1 195 ; ср 2 021 .
Тепловые потери через боковую стенку:
Проверка температур:
2.3. Тепловые потери излучением с зеркала ванны.
Степень черноты расплава принимаем равной 045 .
Коэффициент диафрагмирования принимаем 066 .
Тепловые потери излучением:
2.4. Суммарные тепловые потери.
2 10 3 195 10 3 082 10 3 19 кВт .
2.5. Полезная мощность идущая на расплавление и перегрев.
Энтальпия при конечной температуре металла q К 0 37 кВт ч кг
Определяем полезную мощность:
Находим тепловой к.п.д. печи:
3. Электрический расчет индуктора в горячем режиме.
Находим глубину проникновения тока в материал индуктора:
503 1 f 503 2 10 8 2400 145 10 3 м
Находим активное и реактивное сопротивления индуктора:
503 137 10 8 2400 120 10 3 м
Определяем относительный радиус расплава:
Определяем активное и реактивное сопротивление загрузки:
6 0257 10 3 Ом виток 2
Находим реактивное сопротивление воздушного зазора:
00 10 7 31 10 3 Ом виток 2
значение коэффициента
Определяем реактивное сопротивление пустого индуктора:
00 10 7 07 387 10 3 Ом виток 2
Находим реактивное сопротивление обратного замыкания:
Определяем коэффициент приведения параметров загрузки к току
Находим приведенные активное и реактивное сопротивления
r2 С ПР r2 0585 0257 10 3 015 10 3 Ом виток 2
x2 0585 0257 10 3 31 10 3
Определяем эквивалентные активное и реактивное сопротивления
системы индуктор - расплав:
rЭ r1 r2 0047 10 3 015 10 3 0197 10 3 Ом виток 2
x Э x1B x 2 0047 10 3 259 10 3 2637 10 3 Ом виток 2
z Э rЭ х Э (0197 2 2637 2 )10 6 2640 10 3 Ом виток 2
Находим электрический к.п.д. индуктора с загрузкой:
Э r2 rЭ 015 10 3 0197 10 3 076
Определяем коэффициент мощности индуктора:
cosφ = rЭ zЭ = 0197·10-3 264·10-3 = 0075
Активная мощность источника питания
Здесь коэффициент ВСП учитывающий электрические потери в
короткой сети в конденсаторной батарее и в других элементах установки
принят равным ВСП 09 .
Выбираем тиристорный преобразователь частоты типа ТПЧ-160-24
Выходное напряжение источника питания принимаем равным
Определяем число витков индуктора при этом напряжении:
Находим ориентировочную высоту индуктирующего витка:
По сортаменту выбираем трубку d 26 мм при числе витков 14 .
Тогда окончательно имеем коэффициент заполнения:
Номинальное напряжение печи:
rИ rЭ 2 0197 10 3 14 2 0038
х И х Э 2 2637 10 3 14 2 0515
z И z Э 2 264 10 3 14 2 0516
Находим силу тока в индукторе:
I 1 U z И 870 0516 1680 А
Определяем настил тока в индукторе:
Находим активную мощность подведенную к индуктору:
Р И UICos 870 1680 0075 1095 кВт
4. Расчет водоохлаждения индуктора.
Определяем электрические потери в индукторе:
РЭ. И . РИ (1 Э ) 05 X 1095(1 076) 263 кВт
Находим суммарные потери отводимые охлаждением индуктора:
РОХЛ РЭ .И . РТ . Б . 263 162 425 кВт
Приняв t BX 20 O C и t ВЫХ 50 O C определим потребный расход
Диаметр канала охлаждения при толщине стенки трубки 3 мм
D B 26 10 3 6 10 3 20 10 3 м а площадь его сечения
S B (20 10 3 ) 2 4 314 10 6 м 2 .
Определяем скорость воды в канале охлаждения:
В 034 10 3 314 10 6 108 м с
Кинематическая вязкость воды В 075 10 6 м 2 с
Число Рейнольдса Re 108 20 10 3 075 10 6 288 10 4
Следовательно движение воды турбулентное т.к. Re 10 4 .
Определяем коэффициент трения:
16 ( Rе ) 0 25 0316 ( 288 10 4 ) 0 25 0024
Коэффициент сопротивления повороту струи при
Коэффициент увеличения сопротивления примем Ш 25 .
Определим потери напора по длине трубки индуктора кПа:
Теплопроводность воды (при t В.СР 35 О С ) В 046 Вт ( м К ) ;
температуропроводность а В 15 10 и число Прандтля Pr 46 .
N u 0023( 288 10 4 ) 088 46 0 4 155
Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки индуктора к воде:
Р В В (Т СТ Т СР ) П В l В В 357(60 35) 20 10 3 0426 14 075 786 кВт
Поскольку соблюдается условие РОХЛ Р В расчет охлаждения можно
5. Расчет конденсаторной батареи.
напряжением 1000 В и емкостью 199 мкФ.
Реактивная мощность конденсаторной батареи необходимая для
компенсации cosφ установки до cosφ (напомним что при питании от ТПЧ
Р К . Б . 1095(tg tg К ) 16 10 Вар
С учетом недоиспользования банок по напряжению:
Определяем емкость конденсаторной батареи:
С К .Б . РК . Б . 2fU И
Находим число банок: N б 185 199 92 .
Принимаем N б 10 . Определяем потери в конденсаторной батарее:
РЭ .Б . Р К . Б . tg 21 10 3 08 10 2 168 кВт
6. Энергетический баланс установки.
Определим электрические потери в индукторе:
РЭ. И . I 1 r1 (1680) 2 0047 10 3 14 2 258 кВт
Потери в токопроводе можно ориентировочно принять:
РТОК 005 Р 005 160 8 кВт
Определяем мощность забираемую от преобразователя:
Pf РЭ Р2 258 168 80 896 190 160 кВт
Находим электрические потери в источнике питания:
Определяем активную мощность потребляемую установкой от сети:
РС Pf Р И . П . 160 135 1735 кВт
Находим общий к.п.д. плавильной установки:
У Р ПОЛ РС 896 1735 052
Определяем удельный расход электроэнергии:
q q K У 037 10 3 052 710 кВт ч т
Находим длительность плавки:
ПЛ GСЛ q PC 160 710 10 3 1735 10 3 066 ч
Определяем производительность установки по расплавлению и
перегреву: g GСЛ ПЛ 160 10 3 066 0243 т ч .
g GСЛ ПЛ 160 10 3 ( 066 014) 0200 т ч
Экономическая часть.
В экономической части дипломного проекта проведено сравнение
вариантов 2-х трансформаторной подстанции. В одном случае с
трансформаторами типа TRIHAL фирмы Schneider Elektric.
Рис. 4. Схема электроснабжения.
1. Выбор элементов схемы электроснабжения.
Выбор кабеля до ТП см. таблицу 14.
По условию минимального сечения выбираю кабель от ГПП до ТП:
Выбираем трансформаторы типа ТМН с номинальной мощностью
трансформатора 63 МВА. Выбор трансформаторов ГПП смотри п.4.
Выбор трансформаторов ТП.
Намечаем 2 варианта ТП.
вариант – с двумя сухими трансформаторами типа TRIHAL
вариант – с двумя масляными трансформаторами типа ТМЗ
Экономическое сравнение двух вариантов в Таблице 22.
Таблица 22. Экономическое сравнение двух вариантов.
Стоимость оборудования
Транспортные расходы
Строительные расходы
Эксплуатационные расходы
Устройство газовой защиты
2. Определение суммы капитальных вложений.
2.1. Определение общей суммы капиталовложений.
приведенным в приложениях к методическим указаниям.
Капитальные вложения на внедрение мероприятий связанных с
капитальным строительством и монтажом нового оборудования КН
включают все затраты производственного назначения:
КН = К0 + КСМ + КТР + Кпр
где К0 - стоимость основного и вспомогательного оборудования
(определяется по стоимости покупки или себестоимости изготовления);
КСМ - стоимость строительных и монтажных работ р.;
КТР - транспортные расходы р;
Кпр - прочие затраты связанные с вводом в эксплуатацию р.
Стоимость строительных и монтажных работ входит в укрупненные
расценки для определения капиталовложений.
Общая длина кабельной линии составляет 062456 км.
Стоимость сооружения кабельной линии напряжением 10кВ с учетом
строительно-монтажных работ при грунте III категории составляет:
С (276 197) 062456 200 59083 тыс.р.
Расчет капиталовложений сводим в таблицу 23.
Таблица 23. Расчет капитальных вложений по вариантам.
приведениятыс. приведения
Капитальные вложения
3. Составление сметы эксплуатационных расходов.
Ежегодные эксплуатационные расходы определяются затратами на
амортизацию сети текущий ремонт и содержание обслуживающего
персонала и на потерю электроэнергии и мощности в сети.
3.1. Определение амортизационных отчислений.
Отчисления на амортизацию устанавливаются таким образом чтобы к
восстановлены расходы затраченные на установку.
Ежегодные амортизационные отчисления АМ на полное восстановление
(реновацию) определяются по норме устанавленной в зависимости от срока
службы основного средства:
АМ = Сперв · Нпв 100
где Сперв - первоначальная стоимость основного средства (то есть
стоимость каждого элемента сети) р.;
Нпв - норма амортизационных отчислений на полное восстановление %
от первоначальной стоимости.
Расчет амортизационных отчислений приведен в таблице 24.
Таблица 24. Расчет амортизационных отчислений.
амортизационные отчисления
3.2. Определение затрат на эксплуатационное обслуживание.
Затраты на эксплуатационное обслуживание включают в себя расходы
по заработной плате эксплуатационного персонала сетевых участков и
служб затраты на текущий ремонт сети затраты на вспомогательные
материалы расходы по оплате услуг выполняемыми вспомогательными
службами а также общесетевые и прочие расходы.
Затраты на текущий ремонт.
Затраты на текущий ремонт элементов электроснабжения предприятия
определяются по укрупненным нормативным отчислениям от их стоимости.
Расчет приведен в таблице 25.
Таблица 25. Расчет затрат на текущий ремонт.
Затраты на вспомогательные материалы.
материальных ресурсов необходимых для обслуживания подстанции и сетей
трансформаторное масло смазочные материалы масло для выключателей и
Для упрощения расчетов эти годовые затраты принимаем в размере 2%
от стоимости элементов электроснабжения.
Расчеты на вспомогательные материалы сведены в таблицу 26.
Таблица 26. Затраты на вспомогательные материалы.
3.3. Расчет потерь электроэнергии.
Стоимость потерь электроэнергии в сети рассчитывается по формуле:
где ΔW – годовые потери электроэнергии в сети кВтч
С0 - стоимость 1 кВтч электроэнергии принимаем равной 309 ркВтч
для промышленных потребителей.
складываются из потерь активной энергии в трансформаторах ( W АТ )и в
линиях ( Wа. КЛ и Wа. ВЛ ) определяются суммой:
W W АТ Wа .КЛ Wа . ВЛ
Потери активной энергии в трансформаторах определяются:
– потери трансформатора при холостом ходе кВт
Т ВКЛ – количество часов работы трансформатора за год;
S P – максимальная мощность нагрузки трансформатора кВА;
S НТ – номинальная мощность трансформатора кВА (определяется по
справочнику в зависимости от выбранного трансформатора);
РКЗ – потери трансформатора в режиме короткого замыкания кВт
max – время использования максимальных потерь час.
Время максимальных потерь энергии рассчитывается следующим
где ТМ – время использования максимума нагрузки час.
Потери активной энергии в линиях определяются:
где Кл – количество линий;
Rл – сопротивление в линии Ом;
U – номинальное напряжение в линии кВ.
Сопротивление в линии определяется следующим образом:
где Lл – длина линии км;
R0 – удельное сопротивление в линии в расчете на 1 км протяженности
линии Омкм ( определяется по справочнику).
Потери активной энергии в трансформаторах ГПП:
Потери активной энергии в кабельных линиях:
Сопротивление линии определим:
Rл Lл Rо 062456 044 02748 Ом км
Потери активной энергии в трансформаторах ТП:
Суммарные потери активной электроэнергии:
ΔW = 26521498+48088987+49035626 = 12364611 кВтчас.
Стоимость потерь электроэнергии:
Спот = ΔW С0 = 4451259 тыс.р.
4. Составление сметы расходов.
эксплуатационных расходов таблица 28.
Таблица 28. Смета эксплуатационных расходов.
Амортизационные отчисления
Затраты на обслуживание
в т.ч. затраты на текущий ремонт
Затраты на вспомогательные материалы
затраты на оплату труда
в т.ч. фонд оплаты труда
расходы по оплате сторонних услуг
Потери электроэнергии
4. Выбор рационального варианта электроснабжения предприятия.
вариантов производится
экономической эффективности капитальных вложений критерием которой
являются минимальные приведенные годовые затраты. Для каждого
сравниваемого варианта определяются приведенные к одному году затраты
вложений ЕН = 012. Из двух рассматриваемых вариантов наиболее
экономичным считается тот вариант для которого приведенные затраты
оказались наименьшими.
технико-экономических
электроэнергетических объектов промышленных предприятий сравнивают
варианты с одинаковой степенью надежности и сроком строительства
объекта не более 1 года. В этом случае приведенные затраты определяем по
Сприв = ЕН ·К + Сэкспл
где К – общая сумма капитальных вложений на реконструкцию
(или строительство) электрических сетей или их элементов тыс. р
Сэкспл - годовые эксплуатационные расходы тыс. руб.
Сприв = 012 · 45270 + 31623 = 3705596 т.р.
Сприв 012 42630 3307861 3819421 тыс.
Сприв = 012 · 42630 + 3307861 = 3819421 т.р.
Предпочтение отдаем I варианту так как приведенные затраты
Все расчетные показатели технико-экономического сравнения двух
вариантов схем электроснабжения а также качественные технические
показатели сводим в таблицу 29.
Таблица 29. Сравнительная характеристика двух вариантов схем.
Капитальные вложения тыс. р
Эксплуатационные расходы (без учета
Стоимость потерь тыс. р
Приведенные затраты тыс. р
Гражданская оборона. Повышение устойчивости работы объекта в
условиях возможных чрезвычайных ситуаций.
противостоять разрушительному воздействию поражающих факторов ЧС
способность к восстановлению в случае повреждения. Чрезвычайная
ситуация может быть вызвана влиянием внешних факторов таких как
стихийное бедствие (пожар наводнение ураган и т.д.) аварии на других
предприятиях вооруженный конфликт террористический акт или же авария
К факторам влияющим на устойчивость объекта относятся: район
расположения объекта планировка и застройка территории объекта системы
электроснабжения технологические связи объекта система управления
подготовленность объекта к восстановлению.
Анализируя район расположения объекта можно выявить отсутствие на
данной территории других объектов которые могут служить источником
возникновения вторичных факторов поражения. Опасным фактором является
расположенный поблизости лесной массив - источник пожаров.
электропроводки несоблюдение пожарной безопасности персоналом. Для
электроустановок расположенных внутри помещения а также соблюдение
персоналом подстанций правил пожарной безопасности. Рядом с объектом
находится пожарная станция.
Необходимо отметить что большое влияние на устойчивую работу
всего комплекса оказывают качество и соответствующие
Возможно восстановление объекта после поражения отдельных его
узлов. При этом необходимо иметь запас соответствующих элементов а
также необходимо наличие проектной документации для проведения работ.
В целом объект достаточно хорошо защищен от чрезвычайных
ситуаций и при возникновении последних способен функционировать (хотя и
с меньшей производительностью) в большинстве случаев даже при наличии
предъявляются специальные противопожарные требования выполнение
которых обеспечивает предотвращение распространения пожара за пределы
очага и возможность быстрой эвакуации людей в случае пожара.
регламентированными пределами огнестойкости применение огнезащитных
материалов (красок обмазок) оборудование установок автоматического
водяного пожаротушения и автоматической пожарной безопасности и др.
Согласно СНиП II-90-81 «Производственные здания промышленных
(взрывопожароопасные)
конструкций I и II степеней огнестойкости.
Пожаро и взрывоопасные цехи и участки производства категорий А Б
и В (окраска пропитка изоляции и т.п.) при размещении их в общих
противопожарными стенами. Общие преграды разделяющие здания по
вертикали или горизонтали на отдельные отсеки сооружаются в виде стен из
несгораемых материалов (кирпич бетон) с пределом огнестойкости не менее
специальными дверьми из несгораемых или трудно сгораемых материалов.
Двери могут быть навесные или раздвижные с пределом огнестойкости не
В качестве противопожарных преград помимо противопожарных стен
применяют также перегородки перекрытия двери и ворота люки и окна.
Эти преграды также сооружаются из материалов с определенным пределом
огнестойкости согласно требованиям СНиП.
производственными коммуникациями зазоры между коммуникациями и
преградами заделывают наглухо строительным раствором или мастикой из
несгораемых материалов на всю толщину преграды.
Большое значение имеет вопрос эвакуации людей из помещений при
пожаре. При вынужденной эвакуации людей не каждая дверь лестница
проем могут обеспечить быструю и безопасную эвакуацию людей. Согласно
СНиП эвакуационными выходами считаются дверные проемы которые ведут
из помещений первого этажа непосредственно наружу. В качестве
эвакуационных могут служить выходы ведущие в соседнее помещение того
же этажа обеспеченное вышеуказанными выходами.
Количество эвакуационных выходов определяется расчетом но оно
должно быть не менее двух.
Наиболее частыми причинами возникновения пожаров и взрывов
являются электрические дуги и искры недопустимый перегрев проводников
токами коротких замыканий и вследствие перегрузок неудовлетворительное
состояние контактов в местах соединения проводов или присоединения к
выводам электрооборудования. Возможны загорания изоляции проводов и
обмоток электрических машин и трансформаторов вследствие повреждения
изоляции и перегрузки их токами.
Чтобы избежать недопустимого нагрева проводников искрения и
образования электрических дуг в машинах и аппаратах электрооборудование
выбирать в строгом соответствии с требованиями ПУЭ.
Сооружение распределительных устройств напряжением выше 1000 В
в пожароопасных зонах
допускается при условии применения щитов и шкафов в закрытом
исполнении например комплектных распределительных устройств (КРУ).
Все производственные помещения должны иметь первичные средства
пожаротушения для локализации огня и тушения пожара до прибытия
вызванной на пожар ведомственной или городской пожарной команды.
Проектируемые цеха относится к пожароопасным помещениям.
В цехе установлены противопожарные щиты и пожарные насосы. В
связи с тем что в цехе много электроустановок цех оборудуется
углекислотными огнетушителями так как
электрический ток. Все деревянные двери в цехе а так - же ворота обиты
железом (для увеличения огнеупорности). Двери навесные или раздвижные с
пределом огнестойкости не менее 12 ч.
Ширина проходов в цехе между станками равна около двух с
половиной метров. В коридорах и на лестницах повешены планы и плакаты
на которых показаны пути эвакуации при пожаре.
преградами заделываем наглухо строительным раствором или мастикой из
Легко возгораемые материалы такие как техническое масло хранятся в
металлических емкостях и отгорожены металлическими щитами.
Все производственные помещения снабжаем первичными средствами
Библиографический список.
Липкин Б. Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и
установок». Высшая школа . 1981 г.
Справочник по электроснабжению промышленных предприятий.
Под общей редакцией А. А. Федорова и Г. В. Сербинского. Книга вторая.
Дорошев К. И. Комплектные распределительные устройства
напряжением 6 – 10 кВ. Энергоиздательство. 1982 г.
Энергоатомоиздат.1986 г.
Под общей редакцией А. А. Федорова и Г. В. Сербинского. Книга первая.
Коновалов Л. Л. Рожкова Л. Д. Электроснабжение промышленных
предприятий и установок. Энергоатомоиздат 1989 г.
Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под
общей редакцией А. А. Федорова. Том первый. Электроснабжение.
Энергоатомоиздат 1986 г.
общей редакцией А. А. Федорова. Том второй. Электрооборудование.
Энергоатомоиздат 1987 г.
Грейсух М.В. Лазарев С.С. Расчеты по электроснабжению
промышленных предприятий. М.: Энергия 1977 г.
Справочник по проектированию электроснабжения. Под редакцией
В.И. Круповича Ю.Г. Барыбина М.Л. Самовера. - М.: Энергия 1980 г.
Волков О.И. Экономика предприятия. М.; ИНФРА – М.: 2000 г.

Чертежи к диплому.dwg

0440.ДП.00.00.005.Э7.
Схема управления контактором КМ1
Замкнут при нормальных режимах печи
В схему питания кодовых замков
Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ
Схема управления ТПЧ
0440.ДП.00.00.008.Э7.
Батарея конденсаторов
Водоохлаждаемый токовод
Реле промежуточное РП21-004 УХЛ4
Сельсин приемник БС-1404
Трансформатор напряжения 1000100 В
Реле промежуточное Uк=-10 В
Трансформатор тока 10005 А
Светодиодная коммутаторная лампа СКЛ-11-Л-3-220
00 Гц.шкала 0-1000 кВт от ТТ 10005 А и ТН 1000100 В
-10000 Гц. шкала 0-1000 А от ТТ 10005 А
-10000 Гц. шкала 0-1000 В от ТН 1000100 В
Сельсин датчик БД-1404
Универсальный переключатель ПКУЗ-12-С3056-У3
Светодиодная коммутаторная лампа СКЛ-11-К-3-220
Светодиодная коммутаторная лампа СКЛ-11-К-2-24
Светодиодная коммутаторная лампа СКЛ-11-Л-2-24
Реле промежуточное РП21-003 УХЛ4
Пост кнопочный ПКЕ612-2У3
Установлено по месту
Установлено в ШУ печи
Выключатель конечный ВП15К21Б22154У2
Трансформатор напряжения ВОС-8УХЛ4 1000100 В
К внутреннему заземляющему устройству
0440.ДП.00.00.006.Э7.
К наружному заземляющему устройству
Активная и реактивная мощность
Трансформаторные подстанции
Автомобильная дорога
0440.ДП.00.00.001.ГП.
Кабель низковольтный
Кабель высоковольтный
Условное обозначение
Экспликация условных обозначений
Цех приготовительный
Клинкерное отделение
Цех пневмотранспорта
Административно-бытовой
Ремонтно-механический
Экспликация корпусов
0440.ДП.00.00.002.Э7.
Асбестоцементная труба
Аварийная сеть освещения
Светильник с лампой НСП
Лампа люминесцентная
Рабочая сеть освещения
Аварийный щит освещения
Рабочий щит освещения
Светильник с лампой ЛБ
0440.ДП.00.00.003.Э7.
Питатель. Транспортер.
0440.ДП.00.00.004.Э7.
0440.ДП.00.00.007.Э7
магистрали заземления
Стальные трубы для ввода кабелей
Существующая теплотрасса
Ячейки КРУ подсоеденить к закладным элементам в двух местах
Для магистрали заземления использовать полосовую сталь 25х4.
оборудования нормально не находящиеся под напряжением
К магистрали заземления присоеденить все металлические части