Электроснабжение комбината стройиндустрии

Минобрнауки России

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ивановский  Государственный Энергетический Университет

 имени В.И.  Ленина

 

 

 

 

 

Кафедра электрических  систем

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

на тему:

«Электроснабжение комбината стройиндустрии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                     Выполнил: студент гр. 6-71к

                                                                                                                       Беляков А. В.

 

 

                                                                                                         Руководитель: преподаватель

                                                                                                                              Тютикова Е. В.

 

 

 

 

Иваново 2012

 

 
содержание

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Современные промышленные предприятия  характеризуются непрерывным ростом электропотребления за счет увеличения производственных мощностей и энерговооруженности.

Потребляемые мощности некоторых  промышленных предприятий составляют сотни мегаватт, удельная плотность нагрузок отдельных производств достигают значений 0,65-1,0 кВА/м2, а некоторых производственных процессов 3-4 кВА/м2. В этих условиях первостепенное значение имеет система электроснабжения предприятия, задачей которой является надёжное обеспечение непрерывности и устойчивости технологических процессов производства.

Решение отмеченных задач возможно лишь при применении современных  схем и конструкций сетей, обеспечивающих унификацию сетей, сокращения сроков монтажа, снижения стоимости строительства, возможности дальнейшего развития и модернизации сети и т.п.

Необходимо отметить, что решение  ряда задач промышленной электроэнергетики может быть получено несколькими техническими способами.

Многовариантность задач для систем электроснабжения промышленных предприятий обусловливает проведение технико-экономических расчетов, целью которых является экономическое обоснование выбранного технического решения.

Важность этого положения обосновывается тем, что более одной трети  всех суммарных капиталовложений в стране расходуется на добычу, переработку, транспортировку и хранение энергетических ресурсов, генерирование, передачу, распределение и потребление всех видов энергии в народном хозяйстве нашей

страны.

В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы электроснабжения комбината стройиндустрии, касающиеся определения расчетных нагрузок цехов завода с учетом их внутреннего освещения и наружного освещения территории комбината, построения картограммы нагрузок, вычисления центра электрических нагрузок и определения места расположения ГПП.

Рассмотрены также вопросы выбора числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций и мощности комплектных  конденсаторных установок, устанавливаемых  на стороне низшего напряжения ЦТП.

Произведен выбор кабельных линий, питающих цеховые подстанции и силовые пункты, осуществлена их проверка по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах, а также по термической стойкости к токам короткого замыкания в кабельной линии, определено минимально допустимое сечение кабельных линий.

Методом дисконтированных затрат произведено  технико-экономическое сравнение  двух вариантов внутрицеховой распределительной  сети комбината.

Далее произведен расчет установившихся режимов работы системы электроснабжения предприятия (режим максимальных нагрузок и режим минимальных нагрузок) с помощью программного комплекса «Энергия».

В заключении проекта были вычислены  полные капиталовложения в проект, его технико-экономические показатели и себестоимость электроэнергии.

 

1. Общая характеристика предприятия

 

Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения  питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся  электродвигатели различных приводов, электрические печи, осветительные установки и т.д. [1]

В данном курсовом проекте рассмотрены  вопросы электроснабжения комбината  стройиндустрии.

Комбинат, в основном, занимается производством  железобетонных изделий.

На заводах железобетонных изделий применяются: конвейеры по производству панелей перекрытий; бетономешалки различной емкостью; бетоноукладчики, формировочные машины с вибраторами. Последние работают на повышенной частоте 200Гц при напряжении 220В; остальные приводы переменного тока работают на промышленной частоте 50 Гц.

Электротехнологическими установками  для заводов железобетонных изделий  являются электросварка – дуговая  и контактная – и электронагрев  для предварительного нагрева арматуры.

Напряжение силовых приемников в промышленности строительных материалов 380В; для мощных приводов (в данном курсовом проекте – компрессоров) – 10кВ. Большинство механизмов работает в продолжительном режиме, иногда с периодическими циклами.

Предприятие работает в две смены.

Расстояние от питающей подстанции до предприятия 6 км.

Время использования максимума  активной нагрузки составляет 4100 часов, реактивной – 4200 часов.

Расчет оплаты за электроэнергию ведется  по одноставочному тарифу b=2,1 руб/кВт×ч.

Среда территории предприятия нормальная, плотность застройки средняя, что позволяет использовать открытую прокладку кабельных линий и сооружение эстакад.

 

2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

К потребителям II категории по надежности электроснабжения в данном проекте можно отнести компрессорные установки. К потребителям III категории относятся все остальные ПЭЭ. На ГПП должно устанавливаться два трансформатора, питание осуществляется по двухцепной ЛЭП (по условию надежности электроснабжения).

Питание предприятие осуществляется от энергосистемы мощностью 700 . Возможно осуществить питание с шин 110 кВ.

В режиме максимальных нагрузок на шинах  питающей подстанции поддерживается напряжение 1,05Uн, в режиме минимальных нагрузок – 1,0Uн.

Генплан предприятия представлен  на рисунке 2.1.

Рис. 2.1.Генплан предприятия

 

По степени надежности и бесперебойности электроснабжения большая часть технологических установок предприятия относится ко 2-й и 3-й  категориям.

Электрические нагрузки цехов предприятия  представлены в таблице 2.1.

Принимается значение на шинах НН не более 0,37.

Продолжительность жизненного цикла  Т_Г=5 года, норма дисконта Е_t=12%.

 

Таблица 2.1

Данные цехов предприятия

 

№ цеха на генплане	Название цеха	Установленная мощность, кВт	Окружающая среда	ПЭЭ
1	Склад заполнителей	108	Пожароопас.	III
2	Склад цемента	192	Нормальная	III
3	Бетонно-растворный завод	150	Пожароопас.	II
4	Дробильно-сортировочная установка	78	Нормальная	II
5	Открытый полигон железобетонных изделий	108	Нормальная	III
6	Мастерская по ремонту оборудования Цех горячего эмалирования	174   1920	Нормальная   Нормальная	III   III
7	Котельная	348	Нормальная	II
8	Арматурный цех	918	Нормальная	II
9	Завод крупнопанельного домостроения	852	Нормальная	II
10	Завод железобетонных изделий	348	Нормальная	II
11	Компрессорная	96	Нормальная	II, III
11 (10 кВ)	Компрессорная	720	Нормальная	II
12	Баз минеральных изделий	816	Нормальная	II
13	База механизации	456	Нормальная	II
14	Цех металлоконструкций	540	Нормальная	II
15	Столовая	210	Нормальная	II
16	Ремонтно-механический цех	290	Нормальная	III

 

 

3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ВНУТРИЗАВОДСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1. Определение расчётных нагрузок

1. Определение силовых и осветительных нагрузок цехов предприятия

Определение расчетных силовых нагрузок цехов предприятия производится по установленной мощности методом коэффициентов спроса Kс по методике, приведённой в [3], так как нет сведений о электрооборудовании, расположенном в данных цехах.

Силовые расчетные нагрузки определяем из выражений:

;                               (3.1)

;                                (3.2) 
;                              (3.3)

где Рн – установленная мощность всех электроприемников цеха, кВт;

   Кс – средний коэффициент спроса, определяемый по [14].

 

 

Пример расчета силовой  нагрузки цеха. Склад заполнителей.

Силовая нагрузка на 0,38кВ:

Руст=108 кВт;

Для склада по [14]:   Кс=0,6,  tgφ=0,48.

Значит

Ррсил= 108*0,6= 64,8 кВт;

 

Qрсил=64,8*0,48=31,4 квар;

 

Sрсил=

кВА

Аналогичным образом определяются расчетные силовые нагрузки для остальных цехов, а результаты заносим в табл. 3.1 .

 

Таблица 3.1

Силовые нагрузки цехов

 

№ по пла-ну	Наименование цеха	Уст. мощн. Pуст кВт	Kc	tgφ	Ррсил, кВт	Qрсил, квар	Sрсил, кВА
1	Склад заполнителей	108	0,6	0,48	64,8	31,4	72,0
2	Склад цемента	192	0,6	0,48	115,2	55,8	128,0
3	Бетонно-растворный узел	150	0,6	1,17	90	105,2	138,5
4	Дробильно-сортировочная  установка	78	0,85	0,62	66,3	41,1	78,0
5	Открытый полигон железобетонных изделий	108	0,6	0,48	64,8	31,4	72,0
6	Мастерская по ремонту  оборудования и металлопалубки	174	0,6	1,73	104,4	180,8	208,8
	Цех горячего эмалирования	1920	0,7	1,73	1344	2327,9	2688,0
7	Котельная	1920	0,8	0,88	1536	1354,6	2048,0
8	Арматурный цех	348	0,6	0,88	208,8	184,1	278,4
9	Завод крупнопанельного домостроения	918	0,6	1,17	550,8	644,0	847,4
10	Завод жалезобетонных изделий	852	0,75	1,73	639	1106,8	1278,0
11	Компрессорная	348	0,75	0,94	261	244,4	357,5
12	База минеральных изделий	96	0,5	0,75	48	36,0	60,0
13	База механизации	816	0,5	1,02	408	416,2	582,9
14	Цех металлоконструкций	456	0,5	1,02	228	232,6	325,7
15	Столовая	540	0,85	1,98	459	910,9	1020,0
16	Ремонтно-механический цех	210	0,45	0,75	94,5	70,9	118,1
	ИТОГО	9234	0,68	1,27	6282,6	7974,1	10151,7

 

Осветительная нагрузка цеха определяется по методу коэффициента спроса и удельным нормам  мощности на единицу производственной площади по [8]. Расчет ведётся по выражениям:

 

Рросв=Ксо*Кпра*ωуд.расч.*F                (3.4)

 

Qросв= Рросв* tgφ                         (3.5)

 

Sросв=

                      (3.6)

где F – площадь цеха по генеральному плану, м²

      ωу .расч.- удельная расчётная мощность, Вт/ м².

 

Так как неизвестны характеристики помещения, а также характеристики светильников , то расчёт ωу .расч производится по упрощенной формуле

      ωуд.расч=                      (3.7)

где ωуд.табл- удельная табличная мощность, Вт/ м² определяется по [8]

    Ен – нормированная освещённость, по [7], лк;

    Кпра – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре:

     для ЛН: Кпра=1, cosφ=1, tgφосв=0

     для ЛЛ: Кпра=1.2, cosφ=0.95, tgφосв=0.32

     для ДРЛ: Кпра=1.1, cosφ=0.6, tgφосв=1.33

    Ксо – коэффициент спроса осветительных установок , определяется по  [8], в зависимости от назначения помещения, его размеров.

 

Согласно рекомендациям [8] коэффициент спроса осветительных  установок следует принимать:

0. – для мелких зданий производственного характера;

0.95 – для производственных  зданий, состоящих из отдельных  крупных пролётов

0.9 – для библиотек,  административных зданий;

0.85 -  для производственных  зданий, состоящих из многих отдельных  помещений;

0.8 – для лечебных, конторско-бытовых и лабораторных  зданий;

0.6 – для складских  зданий, состоящих из многих отдельных  помещений и для электрических подстанций.

 

Пример расчета  нагрузки освещения. Склад заполнителей.

Принимаеся к установке ДРЛ:

    Кпра=1,1,  tgφосв=1,33.

   Ксо=0,6; F=2198 м².

  ωуд.табл=4,2 Вт/ м², Ен=150 лк;

 Значит:

   ωуд.расч=4,2*150/100=6,3 Вт/ м².

 

   Рросв=0,6*1,1*6,3*2198=9,1 кВт

 

   Qросв=9,1*1,33=12,2 квар.

 

   Sросв=15,2 кВА

Аналогично рассчитывается осветительная нагрузка для остальных  цехов. Полученные значения сведем в табл. 3.2.

 

Таблица3.2

Осветительные нагрузки цехов

№ по пла-ну	Наименование цеха	ИС	ωуд,т	Kcо	Ен,лк	tgφ	F, м²	ωуд,р	Рро, кВт	Qро, квар	Sросв, кВА
1	Склад заполнителей	ДРЛ	4,2	0,6	150	1,33	2198	6,3	9,1	12,2	15,2
2	Склад цемента	ДРЛ	4,2	0,6	150	1,33	784	6,3	3,3	4,3	5,4
3	Бетонно-растворный узел	ДРЛ	3,9	0,95	150	1,33	3285	5,9	20,1	26,7	33,4
4	Дробильно-сортировочная  установка	ДРЛ	4,2	0,95	150	1,33	784	6,3	5,2	6,9	8,6
5	Открытый полигон железобетонных изделий	ДРЛ	4,2	0,6	150	1,33	2800	6,3	11,6	15,5	19,4
6	Мастерская по ремонту  оборудования и металлопалубки	ДРЛ	5,7	0,95	400	1,33	476	22,8	11,3	15,1	18,9
7	Котельная	ЛН	12,2	0,95	150	0	1000	18,3	17,4	0,0	17,4
8	Арматурный цех	ДРЛ	4,2	0,95	300	1,33	1848	12,6	24,3	32,4	40,5
9	Завод крупнопанельного домостроения	ДРЛ	3,9	0,95	150	1,33	4937	5,9	30,2	40,1	50,2
10	Завод жалезобетонных изделий	ДРЛ	3,9	0,95	150	1,33	3612	5,9	22,1	29,4	36,7
11	Компрессорная	ЛЛ	3,3	0,95	150	0,33	219	5,0	1,2	0,4	1,3
12	База минеральных изделий	ДРЛ	4,2	0,6	150	1,33	7560	6,3	31,4	41,8	52,3
13	База механизации	ДРЛ	4,2	0,6	150	1,33	2394	6,3	10,0	13,2	16,6
14	Цех металлоконструкций	ДРЛ	3,9	0,95	300	1,33	5329	11,7	65,2	86,7	108,4
15	Столовая	ЛЛ	3,3	0,9	300	0,33	392	9,9	4,2	1,4	4,4
16	Ремонтно-механический цех	ДРЛ	3,9	0,95	300	1,33	1260	11,7	15,4	20,5	25,6
	Освещение территории	ДРЛ	4,2	1	5	1,33	141434	0,2	32,7	43,5	54,4
	ВСЕГО								314,7	389,9	501,1