Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Электроснабжение деревообрабатывающего завода

1.1 Исходные данные

2. Расчет электрических нагрузок по заводу

2.1 Расчет осветительной нагрузки

2.2 Расчет электрических нагрузок по заводу

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

2.4 Уточненный расчет электрических нагрузок по заводу

3. Выбор схемы внешнего электроснабжения

3.1 I Вариант схемы внешнего электроснабжения завода (110 кВ)

3. II вариант схемы внешнего электроснабжения завода (37 кв)

4 Выбор оборудования напряжением 10 кВ

4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах РП

4.2 Выбор аппаратуры на напряжение 10 кВ (РП)

5. Технико-экономическое сравнение вариантов схем внутреннего электроснабжения комбината

5.1 Виды схем внутреннего электроснабжения предприятий

5.2 Расчет технико-экономического сравнения схем внутреннего электроснабжения деревообрабатывающего завода

6. Средства измерительной техники для измерения показателей качества электрической энергии

6.1 Автоматический регулятор напряжения (АРН-ЭО)

6.2 Нерегулируемые установки компенсации реактивной мощности

КРМ 10(6)

7. Безопасность жизнедеятельности

7.1 Анализ условий труда

7.2 Расчет зануления электрооборудования электроремонтного цеха

8. Экономическая часть

8.1 Цели разработки проекта

8.2 Основная информация о проекте

8.3 Определение капитальных вложений в строительство подстанции

8.4 Определение капитальных вложений в строительство прилегающих сетей

8.5 Определение себестоимости передачи электроэнергии и прибыли

8.6 Определение NPV (чистой текущей стоимости)

Заключение

Список литературы



Введение

Развитие строительства электрических станций повлекло за собой необходимость проектирования систем электроснабжения.

Для расчета и проектирования цеховых сетей, выбора количества и мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций созданы специальные методы, разработана методика определения электрических нагрузок и т.д. Но, несмотря на это, в области ЭПП существуют проблемы, которые необходимо решать:

· рациональное построение систем ЭПП;

· компенсации реактивной мощности в системах ЭПП;

· применение переменного тока, оперативного, для РЗА;

· корректное нахождение ожидаемых электрических нагрузок;

· вопросы конструирования универсальных удобных в использования цеховых электрических сетей;

· комплектное исполнение цеховых и общезаводских систем питания и конструкции подстанций.

Тема дипломного проекта «Электроснабжение деревообрабатывающего завода».

Цель проекта: выбор приемлемой в экономическом и технологическом плане схемы электроснабжения деревообрабатывающего завода.

В зависимости от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса зависит надёжность системы электроснабжения, неверная оценка особенностей технологического процесса может привести к снижению надежности системы электроснабжения и к ненужным тратам на лишнее резервирование. Проект содержит: расчет электрических нагрузок, выбор мощности трансформаторов и нахождение их местоположения, выбор и расчет питающих и распределительных подстанций, выбору электрооборудования, аппаратов защиты и вопросы электробезопасности, решения по электрическому освещению. Решения учитывают категорию надежности электроприемников и соответствуют требованиям ПУЭ и СНиП.



1. Электроснабжение деревообрабатывающего завода

Деревообрабатывающие предприятия делятся на следующие виды, которые зависят от вида сырья и выпускаемой продукции.

1) Лесопильные производства - это такие производства, сырьем для которых служат круглый лес, а продукцией являются доски, брусья, или бруски.

Для производства пиломатериалов могут использоваться лесопильные рамы. Двухэтажные, полутораэтажные или одноэтажные; ленточнопильные, бревнопильные станки; круглопильные; бревнопильные станки.

2) Деревообрабатывающие предприятия - это такие, для которых сырьем служат пиломатериалы ДСТП, ДВП, шпон строганный, фанера. А в качестве продукции выпускают оконные, дверные блоки, строительные детали (половые доски, плинтуса, стропила, лаи).

3) Мебельное предприятие - это такие которые в качестве сырья используют пиломатериалы черновые мебельные, заготовки, ДСТП, ДВП, МДФ, лакированная ДСТП, клеевые материалы, отделочные материалы (эмали, лаки, грунтовки, красители и т.д.)

Любое деревообрабатывающее предприятие в своем составе имеет следующие структурные подразделения:

А) склады сырья;

Б) производственные цеха и участки;

В) расчетный конструкторско-технологический отдел;

Г) бухгалтерско-экономический.

Структура технологического процесса.

Производственный процесс - это совокупность всех процессов, которые применяются для превращения сырья в готовую продукцию.

Производственный процесс состоит из технологического процесса, процесса снабжения и сбыта продукций, процессов конструкторско-технологической подготовки, ремонтно-энергетической подготовки, социальной службы и т.д.

Технологический процесс - это часть производственного процесса, при котором происходит изменение размеров, формы/ или свойств сырья и материалов (раскрой, сушка, строгание, фрезерование, склеивание и облицовка, отделка, сборка)

Операция - это часть технологического процесса, которая выполняется на одном и том же станке, одним и тем же инструментом.

Операций бывают: проходные и позиционные

Проходная операция - эта такая, при которой деталь или заготовка движется с одинаковой скоростью мимо режущего инструмента без остановки.

Позиционная операция - эта такая, при которой заготовка или деталь крепится неподвижно в определенном положении относительно режущего инструмента. А инструмент во время операций подвигается на заготовку.

Деталью называют мельчайшую часть изделия, форма и размеры которой заданы деталировочными чертежами.

Рабочее место - это часть производственной площади, оборудованная станком, столом инструментами для выполнения одной или нескольких операции.

Склады сырья в лесопильном производстве необходимы для того что бы обеспечить бесперебойную работу по распиловки бревен.

1.1 Исходные данные

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 31,5 МВА, напряжением 110/37/10,5 кВ. Трансформаторы работают раздельно. Реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы - 0,2. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 6 км. Завод работает в две смены. Исходные данные представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Электрические нагрузки по заводу

Наименование	Кол-во ЭП	Установленная мощность, кВт
		Одного ЭП, Рн	Суммарная, Рн
1	2	3	4
1. Лесопильный цех	100	1-100	2500
2. Сушильный цех	50	10-80	950
3. Механический цех	39	4-40	400
4. Заготовительный (раскройный)	44	1-85	1000
5. Столярный цех №1	40	3-40	1200
6. Столярный цех №2	50	1-50	1400
7. Мебельный цех	30	1-28	550
8. Материальный склад	8	1-10	60
9. Компрессорные:
а) 0,4 кВ	8	10-20	100
б) СД 6 кВ	4	800	3200
10. Биржа сырья	30	10-40	700
11. Сборочный цех	60	1-20	1720
12. Цех прессованных плит	10	1-10	60
13. Заводоуправление	20	0,5-14	100
14. Электроремонтный цех	66	10-80	1800
15. Насосная	8	40-100	560
16. Гараж	20	5-28	280
17. Столовая	30	1-40	320



2. Расчет электрических нагрузок по заводу

2.1 Расчет осветительной нагрузки

Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия предлагается производить по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса [8].

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

Р_{р 0} = К_{с 0}•Р_у0, кВт; (2.1)

Q_{р 0} = tgц•Р_p0, кВАр, (2.2)

где К_с0 - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого принимаются по таблицам;

tgц - коэффициент реактивной мощности, определяется по известному cosц осветительной установки;

Р_у0 - установленная мощность приемников освещения по цеху, отделу и т.п. определяется по удельной осветительной нагрузке 1 м² поверхности пола и известной производственной площади, кВт.

Установленная мощность приемников освещения определяется по формуле:

Р_у0 = с₀•F, кВт, (2.3)

где с₀ - удельная расчетная мощность, кВт/м²;

F - Площадь пола производственного помещения, м².

Величина с₀ зависит от рода помещений и выбирается по справочнику.

Расчет осветительной нагрузки предприятия приводится в таблице 2.1 в следующей последовательности:

- по генеральному плану предприятия замеряется и вычисляется с учетом масштаба генплана длина и ширина каждого производственного помещения и территории предприятия в метрах; р

- вычисляется площадь освещаемой поверхности для каждого производственного помещения, площадь наружного освещения территории вычисляется как разность площади всей территории предприятия и суммы площадей, занятых производственными помещениями;

- для каждого цеха и территории предприятия выбирается удельная плотность осветительной нагрузки на 1 м² и вычисляется установленная мощность приемников освещения по формуле (2.3);

- по таблице определяется в зависимости от объекта освещения коэффициент спроса осветительной нагрузки и вычисляется расчетная осветительная нагрузка по формуле (2.1).

2.2 Расчет электрических нагрузок по заводу

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам завода производим методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом [8]. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 2.2.

2.3 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.

Составим схему замещения показанную на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема замещения реактивной мощности на шинах 0,4 кВ

Данные для расчета:

Р_p0,4 = 13173,41 кВт;

Q_p0,4 = 10789,69 кВАр;

S_p0,4 = 17093,04 кВА.

Завод относится ко II категории потребителей, завод работает в две смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов К_зтр = 0,8. Принимаем трансформатор мощностью S_нт = 1000 кВА.

Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле [8]:

,

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

К_з - коэффициент загрузки трансформатора;

S_нт - принятая номинальная мощность трансформатора;

N - добавка до ближайшего целого числа.

Таблица 2.1

Расчет осветительной нагрузки

Наименование производственного помещения	Размеры помещения	Площадь помещения, м2	Удельная осветительная нагрузка ро, кВт/м2	Коэффициент спроса Кc	Установленная мощность освещения Руо кВт	Расчетная осветительная нагрузка	cosf	tgf
						Рро, кВт	Qро, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Лесопильный цех	190Ч30	5700	0,015	0,8	85,5	68,4	34,2	0,9	0,5
2. Сушильный цех	160Ч30	4800	0,015	0,8	72,0	57,6	28,8	0,9	0,5
3. Механический цех	105Ч22,5	2362,5	0,015	0,8	35,4	28,35	14,2	0,9	0,5
4. Заготовительный (раскройный)	70Ч30	2100	0,015	0,8	31,5	25,2	12,6	0,9	0,5
5. Столярный цех № 1	75Ч22,5	1687,5	0,015	0,8	25,3	20,25	10,1	0,9	0,5
6. Столярный цех № 2	45Ч22,5	1012,5	0,015	0,8	15,19	12,15	6,1	0,9	0,5
7. Мебельный цех	225Ч40	9000	0,015	0,8	135,00	108	54	0,9	0,5
8. Материальный склад	65Ч55	3575	0,01	0,6	35,8	21,45	0	1	0
9. Компрессорная	80Ч25	2000	0,012	0,7	24,0	16,8	0	1	0
10. Биржа сырья	220Ч65	14300	0,015	0,8	214,5	171,6	85,8	0,9	0,5
11. Сборочный цех	235Ч57,5	13512,5	0,015	0,8	202,7	162,2	81,1	0,9	0,5
12. Цех прессованных плит	200Ч22,5	4500	0,015	0,8	67,50	54	27	0,9	0,5
13. Заводоуправление	(100Ч55)-(35Ч25)	4750	0,02	0,9	95,0	85,5	42,8	0,9	0,5
14. Электроремонтный цех	80Ч80	6400	0,015	0,8	96,0	76,8	38,4	0,9	0,5
15. Насосная	(65Ч32,5)-(30Ч10)	1812,5	0,012	0,7	21,75	15,2	0	1	10
16. Гараж	(80Ч32,5)-(45Ч10)-(15Ч10)	2000	0,01	0,6	20,00	12	0	1	0
17. Столовая	(90Ч47,5)-(42,5Ч10)-(25Ч25)	3225	0,02	0,9	64,50	58,05	0	1	0
Территория	246487,5	0,002	1	492,98	492,98	246,49	0,9	0,5



Таблица 2.2

Расчет нагрузок по цехам завода тяжелого машиностроения, U=0,4кВ

Наименование цехов и групп ЭП	Кол-во ЭП n	Номинальная мощность	m	Ки	cosf	tgf	Средняя нагрузка	nэ	Км	Расчетная мощность	Ip, A
		Рmin/Pmax кВт	?Рн кВт					Рсм кВт	Qсм кВАр			Рр кВт	Qр, кВАр	Sр, кВА
1. Лесопильный цех
силовая	120	5-50	2000	>3	0,7	0,8	0,75	1400	1050	80	1,06	1484	1053
осветительная								68,4	34,2			68,4	34,2
Итого								1468,4	1084,2			1552,4	1087,2	1895,2	2879,5
2. Сушильный цех
силовая	225	1-55	3600	>3	0,3	0,65	1,17	1080	1262,6	131	1,08	1166,4	1262,7
осветительная								144,3	72,15			144,3	72,2
Итого								1224,3	1334,8			1310,7	1334,8	1870,7	2842,3
3. Механический цех
силовая	130	2-45	2000	>3	0,3	0,65	1,17	600	701,5	89	1,1	660	701,5
осветительная								57,6	28,8			57,6	28,8
Итого								657,6	730,3			717,6	730,3	1023,9	1555,6
4. Заготовительный (раскройный)
силовая	44	1-85	1000	>3	0,3	0,65	1,17	300	350,74	24	1,28	384	350,74
осветительная								28,4	14,2			28,4	14,18
Итого								328,4	364,9			412,4	364,9	550,6	836,6
5. Столярный цех №1
силовая		1-55	900	>3	0,3	0,7	1,02	270	275,46	33	1,24	334,8	275,46
осветительная								20,3	10,1			20,25	10,13
Итого								290,3	285,5			355,05	285,59	455,66	692,3
6. Столярный цех №2
силовая	60	1-25	70	>3	0,2	0,6	1,33	54	72	22	1,4	75,6	72
осветительная								12,15	6,08			12,15	6,08
Итого								66,15	78,08			87,75	78,08	117,46	178,4
7. Мебельный цех
силовая	56	1-70	1600	>3	0,3	0,65	1,17	480	561,18	46	1,16	556,8	561,18
осветительная								108	54			108	54
Итого								588	615,18			664,8	615,18	905,76	1376,2
8. Материальный склад
силовая	8	1-20	70	>3	0,3	0,8	0,75	21	15,75	7	1,8	37,8	17,325
осветительная								21,45	0			21,45	0
Итого								42,45	15,75			59,25	17,325	61,73	93,8
9. Компрессорная
силовая	10	8-25	200	>3	0,6	0,7	1,02	120	122,42	10	1,26	141,6	122,42
осветительная								16,8	8,4			16,8	8,4
Итого								136,8	130,82			158,4	130,82	205,44	312,1
10. Биржа сырья
силовая	60	1-60	3000	>3	0,5	0,7	1,02	1500	1530,3	60	1,11	1620	1530,3
осветительная								171,6	85,8			171,6	85,8
Итого								1671,6	1616,1			1791,6	1616,1	2412,81	3665,9
11. Сборочный цех
силовая	100	2-50	2200	>3	0,3	0,65	1,17	660	771,63	88	1,1	726	771,63
осветительная								162,15	81,08			162,15	81,08
Итого								822,1	852,71			888,15	852,71	1231,23	1870,7
12. Цех прессованных плит
силовая	52	3-50	1600	>3	0,6	0,8	0,75	960		52	1,1	1046,4	720
осветительная								54				54	27
Итого								1014				1100,4	747	1330,00	2020,7
13. Заводоуправление
силовая	32	1-20	300	>3	0,4	0,7	1,02	120		30	1,19	142,8	122,42
осветительная								85,5				85,5	0
Итого								205,5				228,3	122,42	259,05	393,6
14 Электроремонтный цех
силовая	66	10-80	1800	>3	0,4	0,75	0,88	720		45	1,14	820,8	634,98
осветительная								76,8				76,8	38,4
Итого								796,8				897,6	673,38	1122,11	1704,9
15. Насосная
силовая	10	50-100	800	<3	0,6	0,7	1,02	480		10	1,26	604,8	538,67
осветительная								15,23				15,23	0
Итого								495,2				620,03	538,67	821,34	1247,9
16. Гараж
силовая	25	1-120	1700	>3	0,2	0,7	1,02	340		25	1,34	455,6	346,87
осветительная								12				12	0
Итого								352				467,6	346,87	582,21	884,6
17. Столовая
осветительная								58,05				58,05	0
Итого								58,05				58,05	0
Освещение территории												492,98	246,49	551,17	837,4
Итого на шинах 0,4 кВ												13173	10789,7	17093	25970,1

56

Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле:

N_т..э = N _min + m, (2.4)

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 = 17; N = 0,53.

Тогда из справочника по кривым определяем m, для нашего случая m =1, значит:

N_т..э = 17+1=18 трансформаторов

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

, (2.5)

Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину Qнбк 1, кВАр:

Q_{нбк 1}+Q₁ = Q_{р 0,4},(2.6)

Q_{нбк 1} = Q_{р 0,4} - Q₁ = 10789,69 - 5815,61 = 4974,08 кВАр.



Дополнительная мощность Qнбк2 в большинстве случаев меньше 0, то расчет ведется по первой составляющей Qнбк 1.

Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор, кВАр:

(2.7)

Выбираем батарею конденсатора НБК: УКБН-0,38-300-150У30.

На основании расчетов, полученных в данном пункте, составляется таблица 2.3, в которой показано распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП.

Распределим Qнбк по ТП пропорционально их мощностям.

Исходные данные:

Q_{р 0,4} = 10789,69 кВАр;

Q_нбк = 4974,08 кВАр.

Данные для ТП1, ТП2, ТП3:

Q_{р ТП1,2,3} =2807,4 кВ...