Система электроснабжения завода по производству древесных гранул в Выборском районе Ленинградской области

Система электроснабжения завода по производству древесных гранул в Выборском районе Ленинградской области

Содержание

 

Введение

1 Краткая характеристика  объекта

2 Расчет электрических  нагрузок

2.1 Определение  расчетных электрических нагрузок

2.2 Определение центра электрических нагрузок завода

3 Выбор трансформатора

4 Выбор сечения питающих  линий

5 Схема распределения  электроэнергии 0,4кВ

6 Расчет токов КЗ

7 Выбор коммутационной  аппаратуры

7.1 Выбор выключателей  и разъединителей

7.2 Выбор шин

7.3 Выбор автоматических выключателей

7.4 Выбор измерительных  трансформаторов тока

8 Компенсация реактивной  мощности

9 Молнезащита и заземление

10 Экономическая часть

11 БЖД

11.1 Требования к производственным  помещениям

11.2 Требования к вентиляции

11.3 Средства индивидуальной защиты работающих

Заключение

Список использованных источников

 

 

Введение

Целью данного дипломного проекта является электроснабжение завода по производству древесных гранул в Выборском районе Ленинградской области. Содержание дипломного проекта включает в себя следующие вопросы: описание технологического процесса, расчет электрических нагрузок, выбор системы питания и распределения, определение центра электрических нагрузок, расчет токов короткого замыкания и проверка оборудования, разработка схемы электроснабжения, расчет релейной защиты, заземляющего устройства и молниезащиты.

Система электроснабжения удовлетворяет требованиям надежности и экономичности. Рассмотрены вопросы охраны труда при эксплуатации электроустановок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Краткая характеристика объекта

Отходы, образующиеся от лесной промышленности, могут быть разделены на две категории: - Лесосечные отходы, образующиеся от лесозаготовок, например от рубок главного пользования. - Промышленные отходы, образующиеся при деревообработке, производстве фанеры, древесностружечных плит, целлюлозы и т.д. Другим источником древесной биомассы является древесина, прошедшая цикл использования – вторичная древесина. В целом, менее 66 % объема удаляется из леса для дальнейшей переработки, оставшееся количество либо оставляют на лесосеке, либо сжигают, либо используют в качестве древесного топлива, например, колотые дрова или топливная щепа. После переработки только 28% от дерева становится пиломатериалами и другой продукцией, остальное количество - отходы.

Торф подвозится автотранспортом (либо погрузчиком) и ссыпается на механизированный склад “подвижный пол” (1). Стокеры подвижного пола имеют гидравлический привод и под его действием совершают возвратно-поступательные движения. Лопатки (“крылья”) стокеров имеют клиновидную форму, поэтому при движении стокеров торф с регулируемой скоростью подачи направляется к цепному (скребковому) транспортеру (2), далее торф подается на дисковый сепаратор (38). На нем от торфа отделяется камни, коренья и т.п. примеси, которые попадают в отдельный контейнер (39). Мелкая фракция сразу попадает в смеситель (3). Опционально часть торфа дополнительным транспортером (не показан) может направляться в бункер топлива (5) теплогенератора, откуда шнеком (6) подается в камеру сгорания теплогенератора (4). Со склада (1) сырье дозировано подается цепным транспортером (2) в смеситель (3), сюда же подаются продукты горения из теплогенератора (4) и засасывается холодный атмосферный воздух. Первоначально смешиваются продукты горения и холодный воздух, пропорция смешивания регулируется автоматически, что обеспечивает поддержание заданной температуры теплоносителя. Затем теплоноситель смешивается с влажным сырьем и засасывается в барабанную сушилку (7). В барабане сырье захватывается лопастями и поднимается к верху, затем падает сквозь поток теплоносителя, постепенно продвигаясь к выходу. Высушенный торф засасывается в большой циклон (9) за счет разряжения, создаваемого дымососом (10). В циклоне торф осаждается за счет центробежной силы и двигается вниз, а отработанный теплоноситель выбрасывается в дымовую трубу (11). Из циклона торф шлюзовым затвором (12) дозировано подается в распределитель потока (13), затем попадает в одну из двух молотковых дробилок (14), либо в обе одновременно. Опционально, часть сухого торфа может быть направлена в бункер топлива (5) теплогенератора. В дробилках происходит окончательное измельчение сырья. С этого момента его принято называть мукой. Из дробилок мука пневмотранспортом попадает в циклоны, в первом (15) происходит первичное отделение муки от воздуха, а во втором (16) – окончательное. Из обоих циклонов мука подается шлюзовыми затворами (12) в шнековый транспортер (17), далее поступает в наклонный шнековый транспортер (18), а из него попадает в бункер гранулятора (19). Внутри бункера находится устройство, препятствующее слеживанию муки. Из бункера мука подается шнековым питателем с регулируемой скоростью подачи (20) в смеситель (21), сюда же от парогенератора (37) подается пар либо вода. В смесителе происходит кондиционирование продукта, т.е. доведение влажности муки до уровня, необходимого для процесса гранулирования. Из смесителя увлажненная мука через отделитель ферромагнитных примесей выводится в пресс - гранулятор (22). В камере прессования мука затягивается между вращающейся матрицей и прессующими вальцами и продавливается в радиальные отверстия матрицы, где под действием большого давления происходит формирование гранул. Выдавленные из отверстий гранулы наталкиваются на неподвижный нож и обламываются. Обломанные гранулы падают вниз и через рукав кожуха выводятся из пресса. Гранулы, выходящие из пресса, имеют высокую температуру и непрочны, поэтому они транспортируются норией (23) в охладительную колонку (24). Здесь через слой гранул вентилятором циклона (25) всасывается воздух, который охлаждает гранулы и одновременно отсасывает часть несгранулированной муки в циклон. В процессе охлаждения влажность гранул уменьшается за счет испарения влаги, и в гранулах происходят физико-химические изменения. В результате они приобретают необходимую твердость, влажность и температуру. Из охладительной колонки, по мере ее наполнения, гранулы поступают на сортировку (26), где происходит отделение кондиционных гранул от крошки. Гранулы выводятся через выгрузную горловину и подаются на норию готовой продукции (27), а крошка отсасывается в циклон (25) и далее направляется вместе с мукой на повторное прессование. Норией готовой продукции гранулы подаются в бункер готовой продукции (28). Под этим бункером расположены электронные весы (29), а на стойках бункера имеются крючки для вывешивания мешка (Биг-Бэга). Заполненные мешки погрузчиком или гидравлической тележкой транспортируются на склад готовой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчет электрических  нагрузок

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Расчет ведется по установленной мощности и коэффициенту спроса.

Для определения расчетных нагрузок по данному методу необходимо знать установленную мощность РНОМ группы электроприёмников и коэффициенты мощности cos φ и спроса КС данной группы, определяемые по справочным материалам.

На заданном предприятии оборудование питается от двух классов напряжения. Силовая нагрузка обоих классов определяется аналогично, а на напряжении 0,4 кВ необходимо также рассчитать осветительную нагрузку.

Расчетная силовая нагрузка определяется по формуле:

, (1)

. (2)

Расчетная осветительная нагрузка равна:

, (3)

где КС.О – коэффициент спроса для осветительной нагрузки;

РН.О – установленная мощность осветительной нагрузки, кВт.

, (4)

где РУД.О – удельная осветительная нагрузка, отнесенная к площади пола цеха, кВт/м2;

F – площадь пола цеха, м2.

Таким образом, полная нагрузка цеха равна:

. (5)

Расчеты проводятся по каждому из цехов предприятия, указанных в задании, результаты расчетов приведены в таблице 2.

Для уличного освещения территории устанавливаем осветительные установки с лампами ДРЛ типа РСУ08–250–001.

Расчёт нагрузок остальных цехов проводим аналогично примеру для ремонтного цеха. Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Суммарная установленная мощность силового оборудования по цехам приводится в исходных данных. Коэффициенты cos , Кс, Ксо выбираются по справочным таблицам в зависимости от технологического процесса, режима работы цехов, плотности осветительной нагрузки. Освещение цехов и территории завода рассчитываются по площади. Площадь определяется по генплану предприятия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Расчет электрических нагрузок предприятия

Наименование цеха		Осветительная нагрузка
		F, мм	Руд.о, кВт	Рном.о, кВт	Кс.о, о.е.	Рр.о кВт	сosφ.о, о.е.	Qр.о, кВар	Рр+Рр.о, кВт
1	Административно-бытовой корпус	4275	0,02	85,5	0,85	72,6	0,85	45,04	107,68
2	Блок цехов по производству ЖБИ	2207	0,016	353,2	0,95	335	0,85	207,95	1735
3	Склад готовой продукции	2200	0,01	220,00	0,6	132	0,85	81,81	282,00
4	Цех по производству опор ЛЭП	4875	0,016	78,00	0,95	74,1	0,85	45,92	497,60
5	Склад цемента	225	0,01	2,25	0,6	1,35	0,85	0,84	273,35
6	Отделение добавок	300	0,01	3,00	0,6	1,80	0,85	1,12	43,80
7	Насосная станция	350	0,015	5,25	0,9	4,73	0,85	2,93	102,23
8	Склад ГСМ	345	0,01	3,45	0,6	2,07	0,85	1,28	39,57
9	Теплая стоянка на 20 автомобилей	2250	0,012	27,00	0,6	16,2	0,85	10,04	106,20
10	Теплая стоянка на 50 автомобилей	3000	0,012	36,00	0,6	21,6	0,85	13,39	179,10
11	Теплая стоянка на 50 автомобилей	3850	0,012	46,20	0,6	27,2	0,85	17,18	215,22
12	Профилакторий	2050	0,014	28,70	0,8	22,6	0,85	14,23	184,21
13	Административно-бытовой корпус	1350	0,02	27,00	0,83	22,1	0,85	13,89	50,41
14	Ремонтно-механический цех	1750	0,013	22,75	0,95	21,1	0,85	13,39	422,77
15	Компрессорная	550	0,013	7,15	0,8	5,72	0,85	3,54	1125,2
16	Склад цемента	414	0,01	4,14	0,6	2,48	0,85	1,54	386,48
17	Цех полимер-бетона	1250	0,016	20,00	0,95	19,0	0,85	11,78	404,00
18	Материальный склад	400	0,01	4,00	0,6	2,40	0,85	1,49	104,40
19	Склад керамзита	700	0,01	7,00	0,6	4,20	0,85	2,60	244,20
	Освещение территории	3965	0,00016	63,45	1	63,4	0,85	39,32	63,45
	Итого по 0,4 кВ.			980,59		790			6504,4

 

 

 

 

 

 

2.1 Определение расчетных электрических нагрузок

Из таблицы (2), полная расчетная мощность нагрузки:

 кВА.

Так как цеховые трансформаторы и трансформаторы ГПП еще не найдены, то потери активной и реактивной мощности в них определим приближенно:

, (6)

, (7)

тогда для цеховых трансформаторов:

 кВт,

 кВар.

Мощность, которая выделяется энергосистемой предприятия:

 кВар. (8)

Мощность компенсирующих устройств:

 кВар. (9)

Расчетная реактивная нагрузка завода, отнесенная к шинам 6–10 кВ ГПП с учетом коэффициента разновременности максимума силовой нагрузки, будет равна:

 кВар, (10)

где - коэффициент разновременности максимумов.

Нескомпенсированная мощность на шинах 6–10 кВ ГПП будет равна:

 кВар. (11)

Потери активной мощности в батареях статических конденсаторов:

 

 кВт, (12)

 

где – удельные потери в БСК, кВт/кВар.

Активная суммарная мощность завода, отнесенная к шинам 6–10 кВ ГПП с учетом разновременности максимумов силовой нагрузки:

кВт. (13)

Общая активная мощность на шинах 6–10 кВ с учетом потерь в компенсирующих устройствах:

 кВт. (14)

Полная мощность на шинах 6–10 кВ ГПП:

 кВА. (15)

Потери мощности в трансформаторах ГПП определяем приближенно:

 кВт, (16)

 кВар. (17)

Полная расчетная мощность завода на стороне высшего напряжения ГПП:

 кВА. (18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Выбор трансформатора

Наиболее часто ГПП промышленных предприятий выполняются двухтрансформаторными. Одно или трех трансформаторные подстанции используются гораздо реже и требуют более серьезного технико-экономического обоснования.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы с учетом режима энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В послеаварийном режиме, при отключении одного трансформатора, для надежного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена.

Если на ГПП устанавливаются два трансформатора, то номинальная мощность каждого из них определяется по условию:

 кВА, (25)

где КЗ – коэффициент загрузки трансформатора.

Согласно (каталожным данным на 2014г.), выбираем два одинаковых трансформатора ТМГ 10000/110 или ТМГ10000/35.

Проверяем коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:

 

 о.е., (26)

 о.е. (27)

Получилось, что трансформаторы недогружены, но установка менее мощных трансформаторов невозможна из-за их перегрузки на 15% в нормальном режиме, что недопустимо.

Мощность трансформаторов подобрана с учетом возможного введения новых мощностей в ближайшем будущем.

 

Таблица 4 – Каталожные данные трансформатора

Тип		UВ, кВ	UН, кВ	PХХ, кВт	РКЗ, кВт	Uк, %		Iхх, %
ТМГ-10000/110		115	10	32	105	10,5		1,05
ТМГ-10000/35	37,5		10	18	75	16,5	2,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Выбор сечения  питающих линий

Передачу электроэнергии от источника питания до приемного пункта промышленного предприятия осуществляют воздушными или кабельными линиями. Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относят выбор сечений по нагреву расчетным током, условиям механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определение сечений линий, приведенные затраты на сооружение которой будут минимальными.

Выбор сечений по нагреву осуществляется по расчетному току. По справочным данным определяют ближайшее большее стандартное значение. Выбор сечения кабеля по механической прочности не производится, так как минимальное стандартное сечение удовлетворяет этому условию.