Электроснабжение завода по изготовлению минераловатных изделий - диплом

Содержание

Введение

1 Электрическая часть проэкта

1.1 Технология производства

1.2 Обоснование схемы электроснабжения

1.3 Расчет электрических нагрузок цеха

1.4 Выбор коммутационной аппаратуры

1.5 Расчет электрических нагрузок завода

1.6 Компенсация реактивная мощноти

1.7 Расчет потерь мощности в цеховых трансформаторах

1.8 Картограмма электрических нагрузок

1.9 Технико – экономическое сравнение вариантов электроснабжения

1.10 Расчет токов короткого замыкания

1.11 Выбор силовых кабелей 10 кВ

1.12 Расчет линий 35 кВ

1.13 Выбор оборудования

1.14 Релейная защита и автоматика

2 Экономическая часть проекта

2.1 Организация производства

2.2 Организация энергетической службы

2.3 Расчет капитальных вложений

2.4 Определение стоимости электроэнергии

2.5 Организация оплаты труда

2.6 Определение потребности в вспомогательных и запасных частях

2.7 Организация ремонта и определение численности ремонтного персонала

3 Безопасность и экологичность проекта

3.1 Обеспечение безопасности при эксплуатации электрооборудования

3.2 Молниезащита подстанции

3.3 Расчет заземлителя в однородной земле

3.4 Устройство защитного отключения

3.5 Пожарная безопасность

4 Специальная часть

4.1 Автоматическая частотная разгрузка

4.2 Основные требования к АЧР

4.3 Частотное АПВ

Заключение

Список литературы

Введение

Системой электроснабжения называют комплекс устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают электроэнергией промышленные потребители.

Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов, электрическое освещение, электрические печи и нагревательные устройства.

Работа промышленных электроприводов и других потребителей должна находиться в строгом соответствии как с отдельными электроприемниками, так и с комплексами электроприводов, обеспечивающим работу сложных механизмов

Работа приемников электроэнергии зависит от ее качества. Качество электроэнергии и, в частности, например, отклонение напряжения, вызывает изменение скорости движения электроприводов, что уменьшает или увеличивает производительность механизмов. Это обстоятельство может привести к браку, или даже к полной остановке технологического процесса.

Влияние системы электроснабжения на производственный процесс очень велико. Достаточно сказать, что производственный процесс во многом определяется показателями системы промышленного электроснабжения и электроприводов, которые обеспечивают нормальный режим работы всего предприятия.

Развития промышленных предприятий, рост производства и потребления электрической энергии ставят перед наукой и практикой все более сложные задачи, связанные с техническим и экономическим обоснованиями при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения (СЭС) промышленных предприятий. Важнейшими требованиями к проектируемым и существующим СЭС промышленных предприятий является надежность и экономичность.

Трудно представить без электроэнергии жизнь современного общества, экономическое, техническое и культурное развитие которого во многом обусловлено ее широким применением.

Разнообразное использование электроэнергии во всех областях народного хозяйства и быта объясняется рядом существенных преимуществ ее по сравнению с другими видами энергии:

- возможностью экономической передачи на значительные расстояния;

- простотой преобразования в другие виды энергии (механическую с помощью электродвигателей, тепловую с помощью электронагревательных приборов, световую с помощью электроламп);

- простотой распределения между любым числом потребителей любой мощности;

- возможностью получения электроэнергии из других видов энергии (тепловой, гидравлической, атомной, энергии ветра и солнца).

Предприятия имеют две системы электроснабжения: внешнюю и внутреннюю. К системе внешнего электроснабжения относятся воздушные и кабельные ЛЭП от выводов районной подстанции (РПС) до вводов на шины главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия. Электроэнергия на ГПП подводится на напряжение: 6,10,35,110 и 220 кВ.

Внешнее электроснабжение проектируется с учетом развития предприятия. Выбор величины напряжения, подводимого на шины ГПП, производится на основе технико-экономического сравнения вариантов, причем предпочтение отдается более высокому напряжению. Для системы внешнего электроснабжения прокладывают не менее двух питающих ЛЭП. При выходе из строя одной из них, другая должна обеспечить нормальную работу предприятия.

К системе внутреннего электроснабжения предприятия относятся ГПП.

Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают электроэнергией промышленные потребители. Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов, электрическое освещение, электрические нагревательные устройства, в том числе электрические печи.

Влияние системы электроснабжения на производственный процесс очень велико. Производственный процесс во многом определяется показателями системы промышленного электроснабжения и электроприводов, которые обеспечивают нормальный режим работы всего промышленного предприятия.

К электроснабжению в связи с этим предъявляются следующие требования:

- высокое качество электроэнергии у потребителей (стабильность напряжения и частоты); надежность электроснабжения;

- экономичность и безопасность всех элементов электроснабжения.

Выбор схем электроснабжения необходимо производить с учетом категорий приемников электроэнергии.

В силу изложенного в интересах нормальной работы промышленного предприятия необходимо достаточно полное знание комплекса вопросов электроснабжения.

В данной работе поставлена задача разработать систему электроснабжения, которая отвечала бы современным требованиям по эксплуатации и не отличалась излишней дороговизной исполнения.

1 электрическая часть

1.1 технология производства

Строительство в Казахстане стремительно наращивает темпы, для нормального развития строительной индустрии следует использовать собственные стройматериалы. Для этого надо вложить деньги на строительство новых заводов соответствующих мировым стандартам. Завод же по производству минераловатных изделий - важен для стройиндустрии Республики Казахстан. Новый завод будет выпускать современные теплоизоляционные материалы из базальтового волокна.

Изгатовление минераловатных телоизоляционных материалов производится из минеральной ваты с применением синтетического связующего.

Завод имеет в своем составе следующие производства:

- цех по ремонту электрооборудования;

Ремонтно-механический цех предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя.

Цех имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.

- цех минераловатных изделий (основной);

Цех минераловатных изделий предназначен для изгатовления теплоизоляционных готовых продукций.

- транспортный цех;

Транспортный цех является вспомогательным цехом завода по изгатовлению минераловатных изделий. Он содержит машинный зал, служебные помещения, ремонтный участок и вспомогательные помещения.

- насосная станция;

Насосная станция (НС) предназначена для мелиорации. Она содержит машинный зал, ремонтный участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

- склад готовой продукции;

Склад готовой продукций является вспомогательным зданием для завода по изгатовлению минераловатных теплоизоляционных изделий. Предназначен для хранения готовой продукций.

- административно-бытовой корпус;

Административно-бытовой корпус содержит служебные помещения, бытовые помещения, вспомогательные помещения.

- гараж;

Предназначен для парковки машин.

- материальный склад,

Материальный склад является вспомогательным зданием для завода по изгатовлению минераловатных теплоизоляционных изделий. Предназначен для хранения материалов.

- механическии цех

Механический цех является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия.

Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования.

Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.

Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы.

- шлифовальный цех

Шлифовальный цех предназначен для высококачественной обработки поверхностей изделий механическим и химическим способом.

В шлифовальном цехе размещены: станочное отделение, вспомогательные и бытовые помещения. Станочное отделение относится к пыльному помещению, так как при механической шлифовке постоянно и в больших количествах выделяется пыль, которая удаляется системой вентиляции.

Потребителями будущей продукции станут металлургические заводы, теплоэлектростанции, предприятия нефтегазового сектора и энергетики. Также продукция завода широко применяется в области гражданского и производственного строительства: утепление фасадов, кровли, фундаментов и подвалов зданий, теплоизоляция трубопроводов. В связи с тем, что минераловатные изделия обладают высокой степенью огнестойкости и относятся к группе негорючих материалов, это дает возможность использовать данную продукцию для огнезащиты несущих конструкций зданий.

Использование технологии плавки базальтовых пород в коксогазовой вагранке, получение волокна с помощью многовалковой центрифуги, системы подготовки и подачи связующего, автоматическая линия по производству теплоизоляционных плит заданных размеров и плотности, устройства упаковки готовой продукции - все эти системы в комплексе соответствуют мировому уровню.

1.2 обоснование схемы электроснабжения

По технологии производства электроприемники основного производственного цикла относятся ко второй категории по надежности электроснабжения. Вспомогательное оборудование цехов относятся к разным категориям, включая первую и третью.

Внешнее электроснабжение выполняется двумя линиями воздушных электропередач от системы, на напряжении 35кВ. Для преобразования этого напряжения до напряжения питания высоковольтного оборудования предусматривается ГПП, с двумя трансформаторами ТДН4000/35, выбранными на основании технико-экономического сравнения вариантов. На напряжении 35 кВ выполнено ОРУ, на котором открыто установлены, силовые трансформаторы и основные электрические аппараты 35 кВ. На ОРУ35 кВ установлены: вакуумные выключатели Российского производства типа ВВК35Б с трансформаторами тока ТФЗМ35У1; разъединители РНДЗ35/1000У1; ограничители перенапряжения ОПН35. Схема электрических соединений состоит из двух выключателей, двух разъединителей, используемых при отключениях линий.

Для питания электроприемников 10 кВ на низком напряжении трансформаторов ГПП сооружается ЗРУ10 кВ, на территории ГПП.

На ЗРУ10 кВ применяется одиночная секционированная система шин. ЗРУ укомплектовано ячейками КСО210 с вакуумными выключателями типа ВВЭ1020630У3 с ЭМ приводом. От ЗРУ10 питаются двухтрансформаторные подстанции с трансформаторами ТСЗс63010/0,4 с кабелями марки ААШвУ(3х50).

По режиму нейтрали сети 35кВ и 10кВ с изолированной нейтралью, 0,4кВ с с глухозаземленной нейтралью.

3.1 Обеспечение безопасности при эксплуатации электрооборудования

Заземление. Корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, аппаратов и другие металлические нетоковедущие части могут оказаться под напряжением при замыкании их токоведущих частей на корпус. Если корпус не имеет контакта с землей, прикосновение к нему также опасно, как и прикосновение к фазе. Если же корпус заземлен, то он окажется под меньшим напряжением , неопасным для человека. Допустимые параметры напряжения прикосновения и тока, проходящего через тело человека – 36 В и 6А соответственно. Данная подстанция заземлена по контуру, заземлители расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Поля расстекания заземлителей накладываются, и любая точка поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого разность потенциалов между точками снижена и коэффициент прикосновения 1 намного меньше единицы.

Устройство защитного отключения. Применение УЗО целесообразно и оправдано по социальным и экономическим причинам в электроустановках всех возможных видов и самого различного назначения. Затраты на установку УЗО не соизмеримо меньше возможного ущерба – гибели и травм людей от поражения электрическим током, возгорания, пожаров и их последствий, произошедших из-за неисправностей электропроводки и электрооборудования.

4.1 Автоматическая частотная разгрузка

Предотвращение опасных снижений частоты. Назначение АЧР

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) является основным средством предотвращения опасного развития аварий, вызванных возникновением значительного дефицита активной мощности. Такие аварии при отсутствии ПА, ограничивающей снижение частоты, могут вызвать “лавину” частоты и напряжения с остановкой электростанций и полным нарушением электроснабжения потребителей.

Автоматическая частотная разгрузка была предложена в конце 30х годов, а широкое внедрение ее началось в послевоенные годы. Использование АЧР сыграло большую роль в повышении надежности энергосистем и вошло в состав мероприятий, применение которых стало обязательным для всех энергосистем страны.

На первых этапах внедрения АЧР в изолированно работавших энергосистемах и территориальных энергообъединениях обычно устанавливалось небольшое количество очередей АЧР с уставками, как правило, в пределах 47,545 Гц; в ряде случаев объем разгрузки был недостаточен для предотвращения развития аварий при особо значительных (редких, по реально возможных) нарушениях баланса мощности; в особенности недооценивался необходимый объем разгрузки и занижались уставки срабатывания устройств АЧР в избыточных по мощности энергосистемах (частях энергообъединений). Даже в том случае, когда действие устройств АЧР при возникновении аварийного дефицита мощности предотвращало опасное снижение частоты, часто наблюдалось “зависание” частоты на уровне низших уставок АЧР. Это приводило к задержке ликвидации аварий и создавало угрозу полного нарушения работы при авариях каскадного характера.

Устранение этих недостатков, дальнейшее развитие и усовершенствование АЧР приобрели особое значение в связи с вводом в эксплуатацию дальних электропередач 500 кВ и формированием ЕЭС. Возможность потери значительной мощности, передававшейся по дальним электропередачам в присоединенные (приемные, местные, промежуточные) энергосистемы обусловила необходимость увеличения объема и ускорения аварийной разгрузки. С развитием территориальных энергообъединений и организацией их параллельной работы, укрупнением единичной мощности агрегатов и электростанций, усложнением системообразующих сетей и увеличением обменных потоков мощности возросло количество несбалансированных по мощности энергосистем (частей энергообъединения), в том числе резко дефицитных, нагрузка которых покрывается в значительной мере за счет приема мощности от смежных энергосистем. По мере объединения энергосистем, увеличения суммарной мощности параллельно работающих электростанций и территории, охватываемой общими электрическими сетями, вероятность распределения аварии с глубоким снижением частоты на все энергообъединение уменьшается. Основные требования к АЧР в этих условиях обусловлены необходимостью предотвращения или ограничения развития аварий с нарушением параллель-ной работы и возникновением значительных дефицитов мощности в отделившихся частях энергообъединения с недостаточной генерирующей мощностью. Особенно значительную опасность представляют аварии с каскадным развитием и дальнейшей потерей генерирующей мощности. В эксплуатации имели место случаи, когда даже в отделившейся с большим избытком мощности части энергообъединения каскадное развитие аварии приводило к опасному снижению частоты.

Характерным для мощных энергообъединений является многообразие возможных аварийных ситуаций, сопровождающихся дефицитами активной мощности; создание таких энергообъединений обусловило новые, более сложные требования к методам и средствам АЧР.