Электроснабжение

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова»

Факультет (институт)          Вечерне-заочный 

Кафедра      Электроснабжение промышленных предприятий

наименование кафедры

Курсовой проект защищен с оценкой 

Руководитель

проекта (работы)  В.И. Сташко

(подпись) (и. о. фамилия)

« » 2016 г.

дата

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

тема проекта (работы)

КОТЕЛЬНОГО ЗАВОДА

Пояснительная записка к курсовому проекту (работе)

по дисциплине   Электроснабжение промышленных предприятий

наименование дисциплины

КП 140400.13.000ПЗ

обозначение документа

Студент группы      9Э-11 А.В. Стародубцев

и.о. фамилия

Руководитель

проекта (работы)    доцент, к.т.н. В .И. Сташко

должность, учёное звание и.о. фамилия

БАРНАУЛ 2016

 

Содержание

Введение 3

1. Задание и исходные данные по заводу 4
2. Краткая характеристика завода 5

 

1. Характеристика технологического процесса 5
2. Краткая характеристика выпускаемой продукции 5
3. Характеристика производства по надежности электроснабжения 6
4. Характеристика завода по условиям окружающей среды 6

3 Определение расчётных нагрузок завода методом руководящих указаний 7

3.1     Расчёт  осветительной нагрузки по цехам завода 7

4 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов 12

1. Основные положения выбора трансформаторов 12
2. Определение числа и мощности цеховых трансформаторов 13

5 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП 14

1. Методика выбора трансформаторов ГПП 14
2. Расчёт трансформаторов ГПП...:. 15

 

6. Картограмма нагрузок 16
7. Выбор напряжения внутреннего электроснабжения 17
8. Определение места ГПП 18

 

1. Определение условного центра электрических нагрузок 18
2. Выбор места ГПП 19

9 Выбор схемы внутризаводского электроснабжения 20

Список литературы 21

 

Введение

В настоящее время при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий перед инженерами ставятся следующие задачи:

1) выбор и применение рационального числа трансформаций. 
Применение на промышленных предприятиях рациональных напряжений

ведёт к сокращению числа трансформаций до двух-трёх. В этом случае экономия электроэнергии составляет не менее 10-15% всего её расхода (потребления) промышленным предприятием;

2) выбор и применение рациональных напряжений. 
Нерациональные решения в этом направлении приводят к тому, что в

эксплуатации находятся системы электроснабжения, в которых потери электроэнергии доходят до 35-40%;

3) правильный выбор места размещения цеховых и главных распредели 
тельных (понизительных) подстанций.

Расположение питающих подстанций в соответствующих центрах электрических нагрузок обеспечивает минимальные годовые приведённые затраты;

4) дальнейшее совершенствование методики определения электрических 
нагрузок.

Правильное определение ожидаемых нагрузок способствует решению общей задачи оптимизации построения систем внутризаводского электроснабжения;

5. рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, а также 
   схем электроснабжения и их параметров, что ведёт к сокращению потерь элек 
   троэнергии, повышению надёжности и способствует осуществлению общей за 
   дачи оптимизации построения систем электроснабжения;
6. принципиально новая постановка решения таких задач, как, например, 
   симметрирование электрических нагрузок (выравнивание по фазам) путём из 
   менения схемы соединения обмоток питающих трансформаторов - вместо 
   звезда-звезда с нулём использовать схему звезда-зигзаг с нулём.

Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения кроме указанных выше положений включает также рациональные решения по выбору сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др.

 

1       Задание  и исходные данные по заводу

По исходным данным электрических нагрузок завода по цехам, генеральному плану завода и направлению свези завода с энергосистемой разработать схему внутризаводского электроснабжения.

Таблица 1 - Электрические нагрузки котельного завода

о к >, С^ SC 3 1 О   G Я	Наименование цехов и нагрузок	Количество эл. приёмников (ЭП)	Установленная мощность, кВт
				одного ЭП, Рн	суммарная, Рн
1	Склад ГСМ	15	1-10	70
2	Склад вспомогательный	5	1-4	10
3	Склад тарного хранения	7	1-5	30
4	Автотранспортный цех	25	5-17	250
5	Склад цемента	30	3-10	250
6	Ремонтно-механический цех	53	0,15-30	398
7	Инженерно- лабораторный корпус	40	3-10	250
8	Заводоуправление	30	1-7	100
9	Корпус административно-бытовой	30	1-10	160
10	Комбинат общественного питания	30	1-10	160
11	Овощехранилище	15	1-7	70
12	Склад арматуры	10	3-7	60
13	Кислородная станция	10	3-70	200
14	Градирня	6	3-7	38
15	Станция газификации	15	3-20	200
16	Корпус тарный	30	2,5-20	160
17	Корпус 3-Западный	300	1,5-30	3000
18	Склад тарного хранения 2	40	3-10	250
19	Корпус 4-КПЦ	200	1-10	600
20	Литейный цех	160	1-160	2500
21	Склад мазута	20	3-7	70
22	Испытательная станция	25	1-70	300
23	Склад готовой продукции	30	3-7	100
24	Корпус 2-Восточный	250	3-70	1200
25	Корпус 1 -Главный	300	3-160	5000
26	Заготовительный цех	50	3-30	800

 

2       Краткая характеристика завода

2.1 Характеристика технологического процесса

Производство завода подразделяется на следующие категории:

основное производство (котельный цех, кузнечно-прессовый цех, инженерно-лабораторный корпус, литейный цех и др.);

- вспомогательное производство (ремонтно-механический цех, испытательная станция и др.);

обслуживающее производство (автотранспортный цех, кислородная станция, станция газификации, градирня и др.);

общезаводские помещения (корпус административно-бытовой, заводоуправление и др.).

Все цеха являются приемниками переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Рабочим напряжением 0,4 кВ.

2.2 Краткая характеристика выпускаемой продукции

Выпускаемые заводом котлы предназначены для выработки насыщенного или перегретого пара, горячей воды, используются в системах отопления, вентиляции, горячего водоснабжения на крупных и малых промышленных предприятиях, в жилищно-коммунальном секторе (в частных домах), в сельском хозяйстве, идеально подходят для нефтяников и газовиков.

В номенклатуре завода имеется весь спектр оборудования, необходимого для производства котельных: котлы паровые и водогрейные; водоподготови-тельное и теплофикационное оборудование; устройства подачи и подготовки топлива; иные специализированные устройства.

 

Котельное оборудование производства котельного завода позволяет решить задачу по реконструкции и строительству мини-ТЭЦ, применение которых имеет следующие преимущества:

• экономичность - одновременно вырабатывается два вида энергии - 
  тепловая и электрическая;
• надёжность — собственное производство электроэнергии повышает 
  надёжность работы котельной;
• снижение потерь энергии — электроэнергия и тепловая энергия пере 
  даются на короткие расстояния, при этом снижаются затраты на обустройство 
  трансформаторных и насосных станций.

2.3 Характеристика производства по надежности 
электроснабжения

Литейный и кузнечно-прессовый цеха относятся к электроприемникам первой категории, так как перерыв их электроснабжения может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса. Остальные цеха основного производства можно отнести к электроприемникам второй категории, так перерыв их электроснабжения приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих и механизмов.

Цеха вспомогательного производства отнесем к третьей категории, так как перерывы в электроснабжении этой категории не ведет к массовым потерям продукции, а также исключена возможность гибели людей.

Цеха обслуживающего производства нужно обязательно относить к первой категории, так как перерыв в электроснабжение их может привести к аварии или гибели людей.

Цеха общезаводского назначения можно отнести к электроприемникам третей категории.

2.4 Характеристика завода по условиям окружающей среды

Все цеха основного производства относятся к пожароопасным и взрывоопасным помещениям, так как котельное производство связано с применением как электрической, так и газовой сварки.

Литейный цех является помещением с жаркой средой, так как под воздействием различных тепловых излучений температура превышает постоянно или периодически (более 1 суток) +35°С.

В отношении опасности поражения людей электрическим током все цеха основного производства можно отнести к помещениям с особой опасностью, так как присутствуют следующие условия:

• токопроводящая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, 
  проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.;
• токопроводящие полы (металлические, железобетонные, кирпичные).
 

Цеха обслуживающего производства можно отнести к помещениям с повышенной опасностью, а цеха общезаводского назначения - без повышенной опасности.

3 Определение расчётных  нагрузок завода методом руководящих указаний

3.1    Расчёт  осветительной нагрузки по цехам  завода

Расчёт ведется упрощенным методом по удельным показателям осветительной нагрузки на единицу площади цеха. Расчётная осветительная нагрузка определяется по формуле:

* о.р.   *^с*о.у. >

где Р0.у. - установленная осветительная нагрузка, Вт;

JQ - коэффициент спроса.

В свою очередь установленная осветительная нагрузка равна:

где руд - удельная осветительная нагрузка на единицу площади цеха, вт/nt ;

Рц - площадь цеха, м2.

Удельная осветительная нагрузка выбирается в зависимости от норм освещенности цехов, и зависит от характера-производства, условий среды, конструктивных особенностей помещения и т.д. Для различных цехов и других производственных помещений удельная осветительная нагрузка и нормированная освещенность следующие:

• для цехов основного производства Е„=300 лк, руд=13,8 Вт/м2;
• для цехов вспомогательного производства £„=150 лк, руД=9,75 Вт/м2;
• для цехов со значительной зрительной нагрузкой £„=400 лк, руд=19,5 Вт/м2;

- для компрессорных, насосных, котельных помещений Е„=200 лк, руд=9,8 
Вт/м2;

• для складских помещении Ен=85 лк, Руд=3,3 Вт/м2;

• для заводоуправления, столовых Е„=200 лк, руд=10 Вт/м2. 
  Коэффициент спроса осветительной нагрузки для различных помещении:

 

• для производственных зданий, состоящих из отдельных больших пролетов 
  Кс=0,95;
• для производственных помещений, состоящих из нескольких отдельных по 
  мещений Кс=0,85;
• для столовых, административных зданий Кс=0,9;
• для компрессорных, насосных Кс=0,6;

Для освещения наружной территории завода значения удельной осветительной нагрузки и коэффициента спроса принимаются следующие: руд=3 Вт/м2; Кс=1 . Расчетная осветительная нагрузка территории завода определяется по формуле:

где F3 - площадь завода, м2,

1РЦ - суммарная площадь всех цехов, м2.

 

Результаты расчётов осветительной нагрузки приведены в таблицах 10.5 и 10.6.

Таблица 3.1- Расчёт осветительной нагрузки

о и  <3 е с	Наименование цехов и нагрузок	Ев, лк	Рц, м2	Руд», В/м2	Кс	Ро.у.) кВт	*о.р., кВт
1	Склад ГСМ	85	450	3,3	0,95	1,485	1,4
2	Склад вспомогательный	85	100	3,3	0,95	0,33	0,3
3	Склад тарного хранения 1	85	250	3,3	0,95	0,825	0,8
4	Автотранспортный цех	150	L  1750	9,75	0,95	17,063	16,2
5	Склад цемента	85	375	3,3	0,95	1,238	1,2
6	Ремонтно-механический цех	200	864	9,8	0,85	7,75	8,1
7	Инженерно-лабораторный корпус	300	825	13,8	0,85	11,385	9,7
8	Заводоуправление	200	400	10,0	0,9	4	3,6
9	Корпус административно-бытовой	200	1050	10,0	0,9	10,5	9,4
10	Комбинат общественного питания	200	350	10,0	0,9	3,5	3,2
11	Овощехранилище	85	500	3,3	0,9	1,65	1,5
12	Склад арматуры	85	300	3,3	0,95	0,99	0,9
13	Кислородная станция	200	450	9,8	0,6	4,41	2,7
14	Градирня	200	50	9,8	0,6	0,49	0,3
15	Станция газификации	200	79	9,8	0,6	0,774	0,5
16	Корпус тарный	150	575	9,75	0,95	5,606	5,3
17	Корпус 3 -Западный	300	11300	13,8	0,95	155,94	148,1
IS	Склад тарного хранения 2	85	750	3,3	0,95	2,475	2,3
19	Корпус 4-КПЦ	300	1875	13,8	0,95	25,875	24,6
20	Литейный цех	300	4000	13,8	0,95	55,2	52,4
21	Склад мазута	85	450	3,3	0,95	1,485	1,4
22	Испытательная станция	300	314	13,8	0,95	4,333	4,1
23	Склад готовой продукции	85	750	3,3	0,95	2,475	2,3
24	Корпус 2-Восточный	300	12275	13,8	0,95	169,395	160,9
25	Корпус 1 -Главный	300	19775	13,8	0,95	272,895	259,2
26	Заготовительный цех	150	5700	9,75	0,95	55,575	52,8