ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет ФАИ
Кафедра Электрооборудования Заведующий кафедрой / В.И. Зацепина /
«» 2020 г.
ЗАДАНИЕ К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ
БАКАЛАВРА
Студенту Числову Александру Николаевичу группы ЗИ-ЭО-17-1
(фамилия, и., о. полностью)
1. Тема Расчет системы электроснабжения предприятия высокой мощности.
.2. Исходные данные Генеральный план предприятия. Характеристики производственных участков. Данные по источнику питания ГПП предприятия.
3. Содержание расчетно-пояснительной записки Введение. 1 Характеристика предприятия и потребителей электроэнергии. 2 Расчетно-технологическая часть.
3 Безопасность и экологичность проекта. 4 Технико-экономический расчет.
Список источников.
4. Перечень графического материала (презентация) 1 Схема прокладки кабельных линий.
2 Однолинейная схема электроснабжения. 3 Схема релейной защиты трансформаторов ГПП на терминале Сириус-Т. 4 Схема релейной защиты кабельных линий 10 кВ на терминале Сириус-2-Л. 5 Схема заземления КТПН. 6 Схема молниезащиты ГПП. 7 Компоновка КТПН 10/0,4 кВ. 8 Компоновка ЗРУ 10 кВ ГПП.
(с точным указанием обязательных чертежей)
5. Срок сдачи работы руководителю 05.06.2020
6. Дата выдачи задания 27.03.2020.
7. Руководитель работы/А.Н. Шпиганович /
(подпись)
8. Задание принял к исполнению студент._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________/А.Н. Числов/
(подпись)
Аннотация
С. 103. Ил. 8. Табл. 32. Литература 21 назв. Прил. 1;
В ВКР были проработаны следующие разделы: расчет электрических нагрузок по предприятию; выбор силовых трансформаторов ТП и ГПП, расчет компенсации реактивной мощности; расчет питающей линии до ГПП; расчет схемы внутреннего электроснабжения; расчёт токов к.з.; выбор электрических аппаратов и токоведущих частей ГПП; релейная защита и автоматика; безопасность и экологичность проекта, технико-экономический расчет. В ходе выполнения ВКР были проведены расчеты компенсируемой реактивной мощности, выбраны выключатели, разъединители, силовые и измерительные трансформаторы, трансформаторы собственных нужд ГПП, ОПН. Выбраны средства и рассчитаны уставки релейной защиты. Проведены расчеты заземляющего устройства цеховых ТП и ГПП, молниезащиты ГПП, основных технико-экономических показателей проекта.
ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (ПРЕЗЕНТАЦИЯ)
Схема прокладки кабельных линий....................................................... А4
Однолинейная схема электроснабжения............................................... А4
Схема релейной защиты трансформаторов ГПП на терминале
Сириус-Т................................................................................................... А4
Схема релейной защиты кабельных линий 10 кВ на терминале
Сириус-2-Л............................................................................................... А4
Схема заземления КТПН........................................................................ А4
Схема молниезащиты ГПП.................................................................... А4
Компоновка КТПН 10/0,4 кВ................................................................. А4
Компоновка ЗРУ 10 кВ ГПП.................................................................. А4
____________________________________________________________
Всего в листах формата А1.................................................................... 1
Содержание
Введение............................................................................................................. 6
1 Характеристика предприятия и потребителей электроэнергии................... 8
2 Расчетно-технологическая часть.................................................................... 11
2.1 Расчет нагрузок потребителей................................................................ 11
2.2 Расчёт осветительной нагрузки предприятия........................................ 15
2.3 Картограмма электрических нагрузок................................................... 18
2.4 Расчет компенсации реактивной мощности на ТП 10/0,4 кВ и выбор
трансформаторов ТП............................................................................... 22
2.5 Расчет компенсации реактивной мощности на ГПП и выбор
трансформаторов ГПП............................................................................ 26
2.6 Расчет питающей линии до ГПП............................................................. 33
2.7 Расчет распределительной сети предприятия........................................ 35
2.8 Расчет токов короткого замыкания........................................................ 41
2.9 Выбор электрооборудования ГПП........................................................ 49
2.10 Релейная защита и автоматика.............................................................. 55
3 Безопасность и экологичность проекта......................................................... 78
3.1 Расчет заземляющего устройства цеховых ТП...................................... 78
3.2 Расчет заземляющего устройства ГПП.................................................. 82
3.3 Молниезащита ТП................................................................................... 85
3.4 Расчёт молниезащиты ГПП..................................................................... 85
3.5 Защита окружающей среды.................................................................... 89
4 Технико-экономический расчет..................................................................... 90
Заключение........................................................................................................ 100
Список источников............................................................................................ 101
Приложение А. Схема контура заземления ТП 10/0,4 кВ.............................. 103
Введение
Согласно теме ВКР требуется провести расчет системы электроснабжения предприятия высокой мощности.
Объектом исследования является система электроснабжения завода железобетонных конструкций.
Предметом исследования является выбор схем и электрооборудования.
Актуальность темы ВКР заключается в том, что производственный процесс любого современного промышленного предприятия осуществляется, как правило, оборудованием, расположенным в нескольких производственных цехах, системы электроснабжения которых играют ключевую роль в обеспечении работы производственного электрооборудования.
Задачи:
- Систематизировать и проанализировать характеристики проектируемого объекта и потребителей электроэнергии;
- Провести расчет электрических нагрузок электрических нагрузок по цехам и предприятию в целом;
- Рассчитать реактивную мощность, подлежащую компенсации, выбрать компенсирующие устройства;
- Провести выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП и ГПП;
- Провести расчет питающей линии до ГПП и распределительной сети предприятия, выбрать марки проводов и кабелей системы электроснабжения;
- Провести расчет токов короткого замыкания
- Проверить выбранное электрооборудование по допустимым параметрам;
- Выбрать электрооборудование ГПП;
- Выбрать устройства релейной защиты и автоматики, рассчитать уставки предусмотренных видов защит;
- Рассмотреть вопросы безопасности и экологичности;
- Рассчитать основные технико-экономические показатели проекта.
Область применения разрабатываемой проблемы – проектирование систем электроснабжения новых производственных объектов, разработка проектов реконструкции действующих систем электроснабжения производственных объектов.
Теоретическая и методологическая основа работы заключается в анализе современной литературы и методик расчета систем электроснабжения. Тема работы является достаточно изученной. Использовались работы Андреева В. А., Дубинского Г.Н., Конюховой Е.А., Полуяновича Н. К., Сибикина Ю.Д. и других авторов.
Расчеты и иллюстрации производятся с применением компьютерных программ Word 2007, Excel 2007, AutoCAD 2020.
Цель работы заключается в расчете проекта системы электроснабжения завода железобетонных конструкций с учетом современных требований надежности, электробезопасности и энергоэффективности.
Характеристика предприятия и потребителей электроэнергии
Основная продукция предприятия – различные железобетонные изделия. Электрические нагрузки (производственные участки) и их основные характеристики представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Значения к расчету электрических нагрузок предприятия и их основные характеристики
| N п/п | Наименование участков | Кол-во эл.пр. | Руст, кВт | Руст, кВт | Ки | |
| одного эл.пр., Рном | ∑ Рном | |||||
| Арматурный цех | 4,5…80,0 | 0,8 | 0,4 | |||
| Компрессорная: а) 0,38 кВ | 1,0…30,0 | 0,8 | 0,65 | |||
| б) Синхр. двигатели 10 кВ | 0,8 | 0,65 | ||||
| Цех производства железобетонных плит | 1,0…40,0 | 0,9 | 0,5 | |||
| Материальный склад | 1,0…10,0 | 0,7 | 0,2 | |||
| Цех производства железобетонных блоков №1 | 1,0…45,0 | 0,65 | 0,4 | |||
| Цех производства железобетонных блоков №2 | 1,0…45,0 | 0,65 | 0,4 | |||
| Цех цементных добавок | 4,5…40,0 | 0,8 | 0,6 | |||
| Насосная: а) 0,38 кВ | 10,0…30,0 | 0,8 | 0,6 | |||
| б) Синхр. двигатели 10 кВ | 0,8 | 0,6 | ||||
| Котельная | 4,5…75,0 | 0,75 | 0,55 | |||
| Склад | 0,8…10,0 | 0,7 | 0,2 | |||
| Цех оконных блоков | 1,0…40,0 | 0,75 | 0,4 | |||
| Цементный цех №1 | 1,0…35,0 | 0,7 | 0,4 | |||
| Цементный цех №2 | 1,0…35,0 | 0,7 | 0,4 | |||
| Ремонтно-механический цех | 0,5…45,0 | 0,8 | 0,3 | |||
| Цех мелких ЖБК | 1,0…25,0 | 0,8 | 0,45 | |||
| Заводоуправление, столовая | 1,0…40,0 | 0,8 | 0,3 |
Например, для арматурного цеха:
– количество электроприемников: 100 шт;
–установленная активная мощность (Руст) для одного электроприемника: от 4,5 до 80 кВт; суммарная установленная активная мощность электроприемников: 3500 кВт;
– средний коэффициент использования (Ки) активной мощности электроприемников: 0,4.
– средний коэффициент мощности (cosφ) электроприемников: 0,8.
Генеральный план предприятия (размеры территории: 650х490 м.) представлен на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Генеральный план предприятия
Источник питания ГПП предприятия – ЛЭП-110 кВ, проходящая на расстоянии 12 км [19].
Характеристики производственных участков по категориям надежности электроснабжения и условиям производственной среды представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Характеристики производственных участков по категориям надежности электроснабжения и условиям производственной среды
| № п/п | Наименования цехов | Категория надёжности электроснабжения. | Производственная среда. |
| Арматурный цех | Норм. | ||
| Компрессорная | Влажная | ||
| Цех производства железобетонных плит | Пыльная | ||
| Материальный склад | Пыльная | ||
| Цех производства железобетонных блоков №1 | Пыльная | ||
| Цех производства железобетонных блоков №2 | Пыльная | ||
| Цех цементных добавок | Пыльная | ||
| Насосная | Влажная | ||
| Котельная | Жаркая | ||
| Склад | Пыльная | ||
| Цех оконных блоков | Пыльная | ||
| Цементный цех №1 | Пыльная | ||
| Цементный цех №2 | Пыльная | ||
| Ремонтно-механический цех | Норм. | ||
| Цех мелких ЖБК | Пыльная | ||
| Заводоуправление, столовая | Норм. |
В данном разделе систематизированы характеристики предприятия и потребителей электроэнергии. подготовлены исходные данные для расчета проекта системы электроснабжения предприятия.
Далее проведем расчет нагрузок потребителей предприятия для выбора оборудования схемы электроснабжения.