Андатпа

Бұл дипломдық жұмыста берілген тапсырмаға сәйкес « » тақырыбы бойынша жоба жасалды.

Цехтың және зауыттың электрлік және жарықтандыру жүктемелеріне есептеу жұмыстары жүргізілді. Электрмен жабдықтау сұлбасы жасалды, барлық техникалық жабдықтар тексеріп, оларға таңдау жүргізілді.

Келесі тараулар орындалды: өміртіршілік қауіпсіздігі, экономикалық және арнайы бөлімдер.

Аннотация

В дипломной работе, согласно заданию, разработан проект на тему: «Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината».

Был произведен расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха соответственно. Разработана схема электроснабжения, произведен выбор и проверка всего технического оборудования.

Выполнены разделы: безопасность жизнедеятельности, экономическая и специальные части.

1 Основная часть. Проектирование электроснабжения отделочной фабрики текстильного комбината

1.1 Технологический процесс производства

Основными цехами текстильного комбината являются: корпус сновальный, корпус «медио», корпус «утка», крутильный корпус, прядильные корпуса, красильные корпуса, деревообрабатывающий цех, компрессорная.

Электроцех, ремонтно-механический цех, котельная, склады готовой продукции и вспомогательных материалов, ЦЗЛ относятся к вспомогательным цехам.

Исходным материалом является хлопок, который поставляется с Центрального Казахстана и стран Средней Азии. Хлопок поступает на склад вспомогательных материалов, откуда в свою очередь поставляется в корпус сновальный, где из хлопка вытягивают и скручивают нити. Далее в корпусах «медио» и «утка» скручивают нити разной прочности и толщины для производства ткани. Следующей стадией производства является окраска нитей в красильных корпусах и отправка их в прядильные корпуса. Далее готовые ткани отправляют в компрессорные, где продукция прессуется в рулонах и отвозится на склад готовой продукции.

Так же на территории комбината находятся:

Механический цех, предназначенный для ремонта оборудования всех цехов комбината.

Электроцех с электроремонтным отделением.

Деревообрабатывающий цех, где производят катушки для нитей.

Центральная заводская лаборатория, в которой производят анализы всего технологического процесса производства тканей и нитей.

Заводоуправление, где размещается дирекция, техническая, административно-финансовая, снабженческая и хозяйственная части.

1.2 Исходные данные на проектирование

1. Схема генерального плана завода (лист 1).

2. Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трёхобмоточных трансформатора мощностью по 63 МВА, напряжением 115/37/6,3кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1200 МВА. Трансформаторы работают раздельно.

3. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода.

4. Расстояние до фабрики 6,6 км.

5. Завод работает в три смены.

Таблица 1.1 - Электрические нагрузки отделочной фабрики

1.3 Проектирование электроснабжения механического цеха

Таблица 1.2 - Электрические нагрузки в механическом цехе

1.3.1 Расчет электрических нагрузок механического цеха

По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии.

Для приемников повторно-кратковременного режима (ПКР) работы номинальную мощность определяют по паспортной мощности приведением ее к длительному режиму работы (ПВ=100%) в соответствии с формулой:

где Р_пас , кВ;

- паспортная продолжительность включения в долях единицы;

t_п , t_в – соответственно время паузы и включения, с.

Для крана с ПВ _пас = 25%.:

Расчет выполняем методом упорядоченных диаграмм на примере плоско-шлифовального станка с Р_ном = 13,4 кВт:

1. Номера по цеху с 6-9.

2. Количество станков – 4.

3. Суммарная номинальная мощность станков:

4. Коэффициент использования из таблицы 12.1 (Л-7): К_и = 0,12

5. Коэффициент мощности tgj = 1,16 и cosj = 0,65 (т.12.1. Л-7)

6. Среднесменная максимальная мощность:

Эффективное число электроприемников:

Питание в цехе осуществляется от следующих пунктов:

ШРА-I, ШР1,ШР2

Эффективное число электроприемников для ШРА-I:

где Р _{ном. max} – наибольшая из мощностей i-го электроприемника, кВт.

Находим усредненный расчетный коэффициент использования:

По К _и и n _эф находим в таблице К _р =1,45 (т.7.1, Л-17)

Расчетная активная мощность:

Расчетную реактивную мощность про методу упорядоченных диаграмм принимают равной:

при n _эф £ 10 : Q _р = 1,1Q _ср.м ;

при n _эф > 10 : Q _р = Q _ср.м ;

Так как n _эф > 10 , то Q_р = Q_ср.м = 44 кВар.

1.4 Расчет силовой и осветительных нагрузок фабрики

Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.

По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

Р_po =К_co ×Р_уо , кВт;

Q_po =tg_о ×Р_ро , квар,

где К_co – коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;

tg_о – коэффициент реактивной мощности, определяется по cosj ;

Р_уо – установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м² поверхности пола известной производственной площади:

Р_уо =_о ×F, кВт,

где F - площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану завода, в м² ;

_ удельная расчетная мощность в кВт на 1м² .

Для цеха №1 (по генплану)

Р_р.о = Р_у.о К _с = r_о FК _с = 0,01 × 960 × 0,6 = 5,76 кВт;

Q_р.о = tg_о ×Р_ро =0,5×5,76 = 2,88 кВт.

Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.4 «Расчет осветительной нагрузки».

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам фабрики производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 1.6 «Расчет силовой нагрузки отделочной фабрики текстильного комбината напряжением 0,4 кВ».

1.4.1 Картограмма электрических нагрузок фабрики

Картограмма электрических нагрузок представляет собой графическое измерение электрических нагрузок по цехам. Она отображается на генплане в виде кругов в масштабе отображённых электрических нагрузок. В центре этих окружностей совпадают с центрами электрических нагрузок цехов.

В зависимости от структуры энергопотребления, картограмма может быть нанесена на генплан отдельно для активной и реактивной мощности, и отдельно для низковольтной и высоковольтной нагрузки.

Низковольтная нагрузка должна наглядно показывать долю осветительной нагрузки цеха, в котором изображается в виде сектора круга соответствующего цеха.

Площадь окружности в выбранном масштабе

P_см = π r² × m;

r = √ P_см / π× m;

m = P_см / π r² ,

где m – это масштаб для определения площади круга, который выбирается проектировщиками в зависимости от масштаба генплана и величины нагрузок предприятия.

Для изображения электрических нагрузок каждого цеха на картограмме в виде сектора круга необходимо определить угол сектора

α = P_{Р осв} / P_см ×360

Т а б л и ц а 1.5 - Картограмма электрических нагрузок

1.5 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ

Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.

Данные для расчета:

Р_p0,4 = 6297,2 кВт;

Q_p0,4 = 4945,3 квар;

S_p0,4 = 12179,6 кВА.

Отделочная фабрика текстильного комбината относится ко 2 категории потребителей, завод работает в три смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов К_зтр =0,8.

При плотности нагрузки напряжением 380 В до 0,5 кВА/м² принимаем трансформатор мощностью S_нт =1600 кВА.

Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле:

,

где Р_{р 0,4} – суммарная расчетная активная нагрузка;

к_з – коэффициент загрузки трансформатора;

S_нт – принятая номинальная мощность трансформатора;

DN – добавка до ближайшего целого числа

Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле:

N_т.э = N_min + m,

где m – дополнительное число трансформаторов;

N_т.э - определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З*_п/ст

З*_п/ст = 0,5; к_з = 0,8; N_min = 6; DN = 0,761.

Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =1, значит N_т.э =5+1=6 трансформаторов.

По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность Q₁ , которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:

Рисунок 1.1

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Q_нбк1 :

Q_{нбк 1} +Q₁ =Q_{р 0,4} , отсюда

Q_{нбк 1} = Q_{р 0,4} - Q₁ =4945,3 – 4396,3 = 549 квар

Дополнительная мощность Q_нбк2 НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле

Q_{нбк 2} =Q_{р 0,4} - Q_{нбк 1} - N_{т э} S_нт 4945,3549 – 0,5 66403,7 квар

где 5 расчетный коэффициент;

=К1 К2 , сх. питания ТП).

К1=14; К2=40 - для трансформаторов мощностью Sнт6кВА согласно /таблице 2.1.,2.2., 13/.

Так как Q_нбк2 <0, то принимаю Q_нбк2 =0, отсюда следует, что

Q_нбк =Q_{нбк 1} +Q_{нбк 2} = 549 + 0 = 549 квар.

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор:

Выбираем конденсатор НБК типа УКБН-0,38-100-150У30.

На основании расчетов составляем таблица 1.7 – «Распределение нагрузок цехов по ТП».

1.6 Определение потерь в цеховых трансформаторах

Выбираем трансформатор ТСЗ-1600/6

U_вн =6 кВ, U_нн =0,4 кВ, DР_хх =4,2 кВт, DР_кз =16 кВт, U_кз % =5,5, I_хх %=1,5, соединение обмоток D/Y _о –11 (Л-5, Т.27.6)

Потери мощности в трансформаторах определяем по формулам

(7.1)

, (7.2)

где (7.3)

(7.4)

Подставляем в формулы (7.1-7.4) каталожные данные:

(7.5)

1. ТП, ТП2

2. ТП3

3. Суммарные потери в трансформаторах:

1.7 Расчет нагрузки синхронных двигателей

На отделочной фабрике установлены следующие СД 6 кВ:

Насосы СТД-630-23УХЛ4: Р_н =630 кВт, S_ном =595 кВА, h=95,8%, I_п /I_н =5,66, М_макс /М _н = 2,08

Расчётная мощность СД:

Р _р.сд. =Р_ном ×Кз (кВт)

Р_р.сд .=Р_ном ×Кз=630×0,85=535,5 кВт.

Максимальная реактивная мощность СД (по условию устойчивой работы):

, где

Р_ном – номинальная активная мощность двигателя;

К_п.р.м. – коэффициент перегрузки по реактивной мощности (определяется по справочным данным);

Кпд – коэффициент полезного действия.

Экономически целесообразно использовать:

(7.9)

где a _м – коэффициент допустимой перегрузки СД, зависит от загрузки СД по активной мощности (по номограмме рис. 9.4 (Л-1) для cosj _н =0,9 и К_сд =0,75; a _м =0,53.

Суммарная располагаемая реактивная мощность:

Входная реактивная мощность Q _э по формуле 7.8:

Из формулы (7.7) баланса реактивной мощности находим реактивную мощность ВБК:

Следовательно, требуется установка ВБК.

Полученную реактивную мощность используем для компенсации на шинах ГПП.

Для этого выбираем конденсаторные батареи типа УК-6-1500-2ЛУ3,

где Q_н =1500 квар, n=2, åQ_н =3000 квар.

При расчете нагрузок на шинах 6 кВ ГПП учитываем число присоединений, равное 21, и средневзвешенный коэффициент использования К_и =0,57. При этом коэффициент одновременности К_и =0,9.

Уточненный расчет электрических нагрузок по фабрике приведён в таблице 1.8.

1.9 Технико-экономический расчёт вариантов внешнего электроснабжения

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 63 МВА, напряжением 115/37/6,3 кВ. Мощность к.з. на стороне 115 кВ равна 1200 МВА. Трансформаторы работают раздельно. Расстояние от энергосистемы до завода 6,6 км.

Для технико-экономического сравнения вариантов электроснабжения завода рассмотрим два варианта:

1. I вариант – ЛЭП 115 кВ;

2. II вариант – КЛ 35 кВ.

Рисунок 1.2 - Первый вариант схемы электроснабжения.

Выбираем электрооборудование по первому варианту.

1. Выбираем трансформаторы ГПП:

Учитываем наличие потребителей I и II категории установкой от ГПП двух силовых трансформаторов.

Номинальная мощность трансформатора:

, (8.1)

где n – количество трансформаторов на ГПП, шт;

К_з – коэффициент загрузки трансформатора;

S_р – расчетная мощность цементного завода, МВА;

,

где Q _э – выходная реактивная мощность от энергосистемы, кВт.

По формуле 8.1

Примем два трансформатора мощностью 10000 кВА:

Проверим перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме:

Коэффициент загрузки трансформаторов:

Принимаю два трансформатора ТДН-10000-115/6.

Паспортные данные: S_н = 10 МВА; U_ВН =115 кВ; U_НН =6,6 кВ;

P_хх = 18 кВт; P_кз = 58 кВт; U_кз = 10,5%; I_хх = 0,9%.

Определим потери мощности в трансформаторах ГПП:

Р_{тр гпп} =2×(Р_хх +Р_кз ×К_з ² )=2(18 + 58×0,6² )=77,76 кВт;

Определим потери электрической энергии в трансформаторах ГПП:

W_{т гпп} =2 ×(Р_хх × Т_вкл + ×Р_кз ×К ),

где Т_вкл – число часов включения, для двухсменной работы Т_вкл = 5000 ч;

число часов использования максимума потерь и зависит от числа часов использования максимума нагрузки.

,

где Т_М = 5000 ч – число часов использования максимума.

W_{т гпп} =2×18×5000+3410,9×58×0,6² )=322439,2 кВтч.

2. ЛЭП 110 кВ:

Определим мощность, проходящую по ЛЭП:

Определим сечение:

а) по экономической плотности тока (j_э ):

j_эк =1,1 А/мм2 - плотность тока для воздушных линий;

принимаем стандартное ближайшее сечение F_э =25мм² , I_доп = 80А

б) по условию потерь на «корону»: для ВЛ 110 кВ минимальное сечение 70 мм² , то принимается провод марки АС 70, I_доп =265 А.

в) на нагрев рабочим током: I_{доп .пров.} > I_р , (265 А > 25,5 А)

г) по аварийному режиму: 1,3 ´ I_{доп .пров.} > I_ав. , (1,3 ´ 265 > 51 А)

Окончательно принимаем провод марки АС-70, I доп=265 А

Определим потери электрической энергии в ЛЭП 110 кВ:

W_{лэп 110} =N×3×I ×R×10^-3 ×=2×3×25,5² ×3,03×10^-3 ×341029,5х1000 кВт ч/год,

где R=r₀ ×L=0,46×6,6=3,03 Ом;

r₀ =0,46 Ом/км - удельное активное сопротивление АС-70

Выбор коммутационной аппаратуры на напряжение U=110 кВ.

Перед выбором аппаратов составим схему замещения (рисунок 1.3) и рассчитаем ток короткого замыкания.

S_б =1000 МВА; S_кз =1200 МВА; U_б =115 кВ.

Рисунок 1.3

х_с = S_б /S_кз = 1000/1200 = 0,8 о.е.

где Х_о =0,4 Ом/км (Л 4) стр146