Электроснабжениt промышленных предприятий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

В системах электроснабжения промышленных предприятий и установок, энерго - и ресурсосбережения достигается главным образом уменьшением потерь электроэнергии при ее передаче и преобразовании, а также применение менее материалоемких и более надежных конструкций всех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.

Главной задачей проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учетом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономического обоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемого качества с наименьшим затратами. Реализация данной задачи связана с рассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования. При технико - экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели, а именно приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построения системы, разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящего электрооборудования. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от "холодного" резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (КРУ, КСО и др.) различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надежность, удобство и безопасность ее обслуживания.

Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надежности, безопасности и удобству эксплуатации, обеспечению надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т.п. Должны также предусматриваться кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.  Многообразие условий, которые необходимо учитывать при проектировании электроснабжения предприятий разных отраслей промышленности, не позволяет в ряде случаев дать однозначные рекомендации по некоторым вопросам. Они должны решаться путем тщательного анализа специфических требований, предъявляемых к электроснабжению данного вида производства или данной отрасли промышленности.

Приёмники 1 категории - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава электроприёмников 1 категории выделяется особая группа электроприёмников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Приёмники 2 категории - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Приёмники 3 категории - все остальные электроприёмники, не подходящие под определения 1 и 2 категорий.

В предлагаемом вниманию дипломном проекте сделана попытка обобщить имеющиеся знания и изложить теоретические и практические вопросы инженерными методами, которые основаны на достижениях различных отраслей знаний, для реализации которых требуются минимальные затраты времени у проектировщика при их усвоении и использовании.

 

 

1 Характеристика объекта электроснабжения

 

 

Главной задачей этого раздела является максимально полный подбор исходного материала для дальнейшего проектирования. Рассмотрим особенности деревообрабатывающего производства.

Исходным и основным сырьем для деревообрабатывающих производств является древесина различных пород, получаемая в лесу первоначально в виде круглых лесных сортиментов — хлыстов, бревен и кряжей. В дальнейшем бревна и кряжи идут в раскрой и обработку на полуфабрикаты: пиленые и строганые материалы, древесные клееные слоистые материалы, в частности, фанеру и древесные плиты — стружечные и волокнистые. На основе этих полуфабрикатов создаются различные изделия — готовые фабрикаты: строительные детали, мебель, деревянные части вагонов, судов, автомобилей и др.

Пиленые и строганые материалы получаются в различных лесопильно-строгальных производствах; древесные слоистые материалы — в производствах слоистой клееной древесины; древесные плиты — в производствах по использованию вторичного сырья и неделовой древесины; изделия деревообработки — в столярно-механических производствах.

В лесопильном производстве изготовляются различные пиленые материалы, в основном — брусья и доски. Шпалопиление дает продукцию в виде шпал для железнодорожных путей. Строгаными материалами являются пиленые материалы, обработанные, как правило, с четырех сторон строганием. Деревянные сборные дома заводского изготовления представляют собой продукцию производства стандартных домов. Продукцией паркетного производства являются паркетные дощечки и щиты, идущие на покрытие полов. Стружечное производство выпускает древесную стружку в виде тонких узких длинных лент древесины, идущую в качестве упаковочных и набивочных материалов. В бондарном производстве изготовляются деревянные бочки. Наконец, заготовки для столярно-механических производств представляют собой бруски определенного качества; по размерам они соответствуют различным деталям с припусками на обработку.

Для разработки мероприятий по пожарной безопасности необходимо знать классификацию производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности применительно к деревообрабатывающей отрасли промышленности. Согласно СНиП Н-90-81 производства в зависимости от характеристики обращающихся в них веществ подразделяются на категории А, Б, В, Г, Д и Е.

Категория А: газы с нижним пределом взрываемости 10% и менее к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров до 28° С включительно при условии, что горючие газы в жидкости могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения; вещества, способные взорваться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

 

К категории А относят:

— отделения лакирования и сушки;

— лабораторию с отделочными материалами;

— отделения крашения, склад хранения лакокрасочных материалов;

Категория Б: горючие газы, нижний предел взрываемоста которых более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров выше 28°С (до 61 °С включительно); жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых 65 г/м3 и менее к объему воздуха при условии, что указанные газы, жидкости и пыли могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения.

К категории Б относят:

— отделение крашения и грунтования; отделение снятия ворса после грунтования при размещении в отдельном помещении;

— склады серы, водорастворимых фенолфор-мальдегидных смол, кислорода; отделение шлифования лакокрасочных покрытий; склад древесной муки.

Категория В: жидкости с температурой вспышки паров выше 61°С; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых более 65 г/м3 к объему воздуха; вещества, способные только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердые сгораемые вещества и материалы.

К категории В относят:

— лесопильные цеха; бункера для щепы, опилок и кусковых отходов лесопиления и деревообработки;

— сушильно-деревообрабатывающий цех; сушильное отделение, раскроечно-строгальное отделение;

Определим необходимые климатические параметры, характеризующие заданный район. Рассматриваемое в проекте предприятие находится во II климатической зоне. Наиболее высокая температура воздуха плюс 45º С, наиболее низкая температура минус 40º С. Годовое количество осадков 460 мм. Средняя толщина снегового покрова 35 см, глубина промерзания 1,5 – 2 м.

Площадь территории составляет 8,7 га, количество цехов на предприятии 15. Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора, мощностью по 10000 кВА, и напряжением вторичными напряжениями 35, 20, 10, 6 кВ.

Расстояние от энергосистемы до завода 8 км. Стоимость электроэнергии 1,3 коп/кВт∙ч.

Наименование, номер цехов по плану и их установленная мощность представлены в таблице 1.

 

 

 

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок завода

 

№ по плану	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт	Категория электроприемников
1	Лесопильный цех	1600	2
2	Сушильный цех	500	2
3	Ремонтно-механический цех	278,08	3
4	Биржа сырья	700	3
5	Столярный цех	900	3
6	Цех №1	620	2
7	Мебельный цех	450	3
8	Насосная	480	2
9	Сборочный цех	420	3
10	Склад готовой продукции	60	3
11	Материальный склад	50	3
12	Компрессорная (6 кВ –синхронные двигатели)	1440	2
13	Заводоуправление и лаборатории	80	3
14	Столовая	210	3
15	Гараж	40	3

 

 

2 Выбор питающего  напряжения сети

 

 

Выбор напряжений участков электрической сети объекта определяется путем технико-экономического сравнения вариантов. При выборе окончательного проектного решения, принимаемого на основе сравнения вариантов, необходимо отдавать предпочтение варианту с более высоким напряжением.

При выборе номинального напряжения внешнего участка сети примем во внимание существующие напряжения возможных источников питания энергосистемы, расстояние от этих источников до предприятия и нагрузка предприятия в целом.

Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы, находящейся на небольшом удалении (8 км), на ней имеется возможность подключения к шинам 35 кВ. Рассматриваемый завод имеет среднюю мощность, поэтому для его электроснабжения целесообразно применить напряжение 35 кВ.

В питающих и распределительных сетях небольших и средних предприятий применяются номинальные напряжения 6 и 10 кВ. Применяем напряжение 10 кВ как более экономичное. Напряжение 6 кВ применяется при преобладании на объекте электроприемников с напряжением 6 кВ. В нашем случае электроснабжение электроприемников с напряжением 6 кВ будет осуществляться по питающим линиям напряжением 10 кВ с последующей трансформацией на напряжение 6 кВ непосредственно для данных электроприемников.

Напряжение 660 В как внутрицеховое целесообразно на тех предприятиях, на которых по условиям расположения цехового технологического оборудования или окружающей среды нельзя или затруднительно приблизить цеховые трансформаторные подстанции к питаемым ими электроприемникам. Напряжение 660 В целесообразно также на предприятиях с большой удельной плотностью электрических нагрузок, концентрацией мощностей и большим числом двигателей мощностью 200... 600 кВт. Необходимо учитывать, что при применении напряжения 660 В возникает необходимость и в сетях напряжением 380 В для питания небольших электродвигателей и светотехнических установок. Все вышеперечисленные аргументы делают использование напряжения 660 В нецелесообразным, поэтому для питания технологического оборудования применим напряжение 380/220 В.

 

 

 

3 Определение  электрических нагрузок

 

3.1 Расчет однофазных электрических  нагрузок

 

 

Рассчитаем однофазные нагрузки для заготовительного отделения. Данные для расчетов взяты из курсового проекта по электроснабжению промышленных предприятий. Определим нагрузки СЩ 4. На фазное напряжение включены:

44. Трансформатор сварочный: Ки=0,3, cosj=0,62; tgj=1,27; n=1. Номинальная   мощность: Рн=42 кВт.