Реконструкция цеха по производству алюминевого профиля ЗАО " НПО Сибпрофиль"

1. Расчет электрических нагрузок
1.1. Краткая характеристика объекта
1.2. Расчет электрических нагрузок цеха конвекторов
2. Расчет сети 6 кВ
2.1. Выбор схемы внешнего электроснабжения
2.2. Выбор и проверка цеховых трансформаторов
2.2.1. Выбор трансформатора для ТП 3422
2.2.2. Выбор трансформатора для КТП.
2.3. Выбор высоковольтного кабеля
2.3.1 Выбор высоковольтного кабеля ТП 3422
2.4. Расчет токов КЗ в сети 6 кВ
3. Расчет сети 0,4 кВ
3.1. Выбор схемы электроснабжения
3.2. Расчёт и выбор элементов сети
3.3. Расчет токов короткого замыкания в установках 0,4 кВ
4. Релейная защита
4.1. Назначение релейной защиты
4.2. Расчет и выбор релейной защиты питающих линий и трансформаторов ТП
5. Охрана труда
5.1. Расчет зануления в цехе конвекторов
5.2. Обеспечение электробезопасности при эксплуатации электроустановок
5.3. Требования к производственным помещениям и рабочим местам
6. Организационно - экономический раздел
6.1. Категория сложности ремонта
6.2. Расчет численности ремонтно-эксплуатационного персонала
6.3. Расчет годового фонда заработной платы производственных рабочих, ИТР и служащих
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Реконструкция цеха по производству алюминевого профиля ЗАО " НПО
Сибпрофиль"

 
 
В10
1
5,5
5,5
0,7
0,87
0,57
3,85
2,18
 
 
 
 
 
Итого на РП 6
-
-
64,5
0,54
-
-
34,75
35,45
3
1,28
44,48
45,37
63,54
РП 8
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
В1; В2
1
20
20
0,7
0,85
0,62
14
8,67
 
 
 
 
 
Эл. таль (п.49)
1
3,49
3,49
1
0,5
1,73
3,49
6,04
 
 
 
 
 
Итого на РП 8
-
-
23,5
0,74
-
-
17,49
11,02
1
1,1
19,24
12,12
22,74
РП 9
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ЩО-8
1
0,8
0,8
1
0,5
1,73
0,8
1,38
 
 
 
 
 
Продолжение таблицы 1.2
Узлы питания и группы ЭП.
n,
шт.
Установленная мощность, приведенная к ПВ=1, кВт.
Ки
cos
tg
Средняя нагрузка за максимально загруженную смену
nэ
Км
Максимальная расчетная
нагрузка
Рн
Ргр
Рсм,
кВт
Qсм, квар
Рм,
кВт
Qм,
квар
Sм,
кВА
ЩО-9
1
1,5
1,5
1
0,5
1,73
1,5
2,59
 
 
 
 
 
Итого на РП 9
-
-
2,3
0,55
-
-
2,3
 3.97
1
1,45
3,34
3.97
3,34
РП 10
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ШС 1
1
2,6
2,6
0,7
0,92
0,43
1,82
0,77
 
 
 
 
 
Итого на РП 10
-
-
2,6
0,7
-
-
1,82
1,11
1
1,14
2,07
1,27
2,43
РП 11
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ЩО-4
1
2,2
2,2
1
0,96
0,29
2,2
0,64
 
 
 
 
 
В3; В4
1
28
28
0,7
0,85
0,62
19,6
12,14
 
 
 
 
 
В5; В6
2
2,2
4,4
0,7
0,85
0,62
3,08
1,90
 
 
 
 
 
В29
1
2,2
2,2
0,7
0,85
0,62
1,54
0,95
 
 
 
 
 
Дисков. пила ШУ6 (п.17)
1
15
15
0,4
0,8
0,75
6
4,50
 
 
 
 
 
Итого на РП 11
-
-
51,8
0,63
-
-
32,42
27,56
2
1,28
41,50
35,27
54,46
РП 12
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Печь гомогениз. (ШУ5/2)
1
25
25
0,7
0,95
0,33
17,5
5,75
 
 
 
 
 
Печь сопротив. ШУ4(п.14.1)
1
42
42
0,7
0,95
0,33
29,4
9,66
 
 
 
 
 
Печь сопротив. ШУ3(п.14.2)
1
37
37
0,7
0,95
0,33
25,9
8,51
 
 
 
 
 
Печь нагр. инстр. ШУ12(п.15)
1
12
12
0,4
0,95
0,33
4,8
1,57
 
 
 
 
 
Контейнер ШУ-2 (п.23/2)
1
37,5
37,5
0,7
0,85
0,62
26,25
16,26
 
 
 
 
 
Итого на РП 12
-
-
117
0,67
-
-
77,95
74,05
5
1,04
81,07
77,01
111,82
РП 13
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
В16
1
2,2
2,2
0,7
0,85
0,62
1,54
0,95
 
 
В19
1
5,5
5,5
0,7
0,85
0,62
3,85
2,38
 
 
Продолжение таблицы 1.2
Узлы питания и группы ЭП.
n,
шт.
Установленная мощность, приведенная к ПВ=1, кВт.
Ки
cos
tg
Средняя нагрузка за максимально загруженную смену
nэ
Км
Максимальная расчетная
нагрузка
Рн
Ргр
Рсм,
кВт
Qсм, квар
Рм,
кВт
Qм,
квар
Sм,
кВА
Итого на РП 13
-
-
7,7
0,7
-
-
5,39
3,34
1
1,14
6,14
3,81
7,23
ШР 2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Печь искус. старения (п.18)
1
63
63
0,7
0,95
0,33
44,1
14,49
 
 
 
 
 
В23
2
3
6
0,7
0,85
0,62
4,2
2,60
 
 
 
 
 
В17
1
2,2
2,2
0,7
0,85
0,62
1,54
0,95
 
 
 
 
 
Итого на ШР 2
 
 
71,2
0,7
 
 
49,84
16,95
1
1,14
56,82
19,32
60,01
ЩО-2*+ЩО3*
1
42,1
42,1
1
0,5
1,73
42,1
72,91
 -
 -
42,1
80,21
90,59
ЩО-А*
1
2,2
2,2
1
0,96
0,29
2,2
0,64
 -
 -
2,2
0,7
2,31
ШУ1*
1
184
184
0,7
0,85
0,62
128,8
79,82
 -
-
128,8
87,81
155,9
Итого на ЩНН ТП3422
-
-
586
-
-
-
-
-
-
 -
449,3
317,1
549,8
Таблица 1.3
Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм КТП
Узлы питания и группы ЭП.
n,
шт.
Установленная мощность, приведенная к ПВ=1, кВт.
Ки
cos
tg
Средняя нагрузка за максимально загруженную смену
nэ
Км
Максимальная расчетная
нагрузка
Рн
Ргр
Рсм,
кВт
Qсм, квар
Рм,
кВт
Qм,
квар
Sм,
кВА
КТП 2x1000
ШР 3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Насос (п.27/1)
1
75
75
0,7
0,85
0,62
52,5
32,53
 
 
52,5
35,79
 
В22
1
1,5
1,5
0,7
0,85
0,62
1,05
0,65
 
 
1,05
0,71
 
В12
1
11
11
0,7
0,85
0,62
7,7
4,77
 
 
7,7
5,24
 
В65
11
0,75
8,25
0,7
0,85
0,62
5,77
3,57
 
 
5,77
3,93
 
Итого на ШР 3
 
 
95,75
0,7
 
 
67,02
56,97
1
1,14
76,40
64,94
100,27
ШР 4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Печь стар. (п.18)
2
63
126
0,7
0,95
0,33
88,2
28,98
 
 
 
 
 
Тянущая головка (п.66)
1
11
11
0,7
0,85
0,62
7,7
4,77
 
 
 
 
 
Линия отдел. проля(п.67)
1
66,6
66,6
0,7
0,85
0,62
46,62
28,89
 
 
 
 
 
Итого на ШР 4
 
 
141
0,7
 
 
98,42
88,58
2
1,14
112,20
100,98
150,95
ШР 5
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
В19
1
5,5
5,5
0,7
0,85
0,62
3,85
2,38
 
 
 
 
 
В11
1
5,5
5,5
0,7
0,85
0,62
3,85
2,38
 
 
 
 
 
Печь сопр.ШУ14./1(п.14.3)
1
25
25
0,7
0,95
0,33
17,5
5,75
 
 
 
 
 
Печь сопр.ШУ14./2(п.14.3)
1
25
25
0,7
0,95
0,33
17,5
5,75
 
 
 
 
 
Печь нагр.инст.ШУ32(п.32)
1
1,5
1,5
0,4
0,95
0,33
0,6
0,19
 
 
 
 
 
Маш.прав.раст.ШУ25(п.25)
1
7,5
7,5
0,7
0,85
0,62
5,25
3,25
 
 
 
 
 
Печь нагр.инст.ШУ69(п.69)
1
30
30
0,4
0,95
0,33
12
3,94
 
 
 
 
 
Маш.прав.раст.ШУ28(п.28)
1
46
46
0,7
0,85
0,62
32,2
19,95
 
 
 
 
 
Продолжение таблицы 1.3
Узлы питания и группы ЭП.
n,
шт.
Установленная мощность, приведенная к ПВ=1, кВт.
Ки
cos
tg
Средняя нагрузка за максимально загруженную смену
nэ
Км
Максимальная расчетная
нагрузка
Рн
Ргр
Рсм,
кВт
Qсм, квар
Рм,
кВт
Qм,
квар
Sм,
кВА
Итого на ШР 5
 
 
121
0,62
 
 
75,25
36,12
3
1,2
90,30
43,34
100,16
ШР 6
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
В27
1
2,2
2,2
0,7
0,85
0,62
1,54
0,95
 
 
 
 
 
В28
1
2,2
2,2
0,7
0,85
0,62
1,54
0,95
 
 
 
 
 
Контейнер ШУ24/1(п.24/1)
1
37,5
37,5
0,7
0,85
0,62
26,25
16,26
 
 
 
 
 
Стац. пила ШУ29(п.29)
1
3,7
3,7
0,4
0,8
0,75
1,48
1,11
 
 
 
 
 
Транспортер (п.68)
1
3
3
0,6
0,85
0,62
1,8
1,11
 
 
 
 
 
Пресс т.с.ШУ24(п.24)
1
75
75
0,7
0,85
0,62
52,5
32,53
 
 
 
 
 
Итого на ШР 6
 
 
125,1
0,69
 
 
85,71
60,85
2
1,15
98,57
69,98
120,88
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ШУ 27
1
356
356
0,7
0,85
0,62
249,2
154,44
 
 
249,2
169,9
301,6
ШУ 36
1
270
270
0,7
0,85
0,62
189
117,13
 
 
189
128,8
228,7
ШУ 64
1
150
150
0,7
0,85
0,62
105
65,07
 
 
105
71,58
127,1
ШМ 1
 
 
246
 
 
 
 
 
 
 
188,9
100,4
 
ШМ 2
 
 
236,8
 
 
 
 
 
 
 
188,6
98,67
 
I секция
 
 
656,4
 
 
 
 
 
 
 
482,6
299,1
567,7
II секция
 
 
602,1
 
 
 
 
 
 
 
438,1
270,3
514,8
ИТОГО КТП
 
 
1258,5
 
 
 
 
 
 
 
920,7
569,4
1083
1.3. Компенсация реактивной мощности
К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки НН обычно не превышает 0.8. Сети напряжением 380-660 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять компенсацию реактивной мощности (КРМ) непосредственно в сети НН.
Источниками реактивной мощности в сети НН являются СД напряжением 380-660 В и конденсаторные батареи. Недостающая часть (нескомпенсированная реактивная нагрузка НН) покрывается перетоком реактивной мощности из сети ВН Qmax,т.
Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия, принимаемая для определения мощности компенсирующих устройств (КУ), равна
QM1=KHC,B *QP; (1.17)
где KHC,B – коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки промышленного предприятия.
Значения коэффициента несовпадения KHC,B для всех объединенных энергосистем (ОЭС) принимают в зависимости от отрасли промышленности:
Таблица 1.4
Значения коэффициента несовпадения
Наименование отрасли
KHC,B
Нефтеперерабатывающая, текстильная
0.95
Черная и цветная металлургия, химическая, нефтедобывающая, пищевая, строительных материалов, бумажная
0.9
Угольная, газовая, машиностроительная и м обрабатывающая
0.85
Торфоперерабатывающая, деревообрабатывающая
0.8
Прочие
0.75
Значения наибольших суммарных реактивной QM1 и активной нагрузок сообщают в энергосистему для определения экономически оптимальной реактивной (входной) мощности, которая может быть передана предприятию в режимах наибольшей и наименьшей активной нагрузки энергосистемы, соответственно Qэ1 и Qэ2.
По входной реактивной мощности Qэ1 определяют суммарную мощность КУ предприятия, а по значению Qэ2 – регулируемую часть КУ.
Суммарную мощность КУ Qк1 определяют по балансу реактивной мощности на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы в период наибольшей активной нагрузки энергосистемы
Qк1 = QM1 - Qэ1. (1.18)
При проектировании принимаем, что реактивная нагрузка превосходит допустимую норму, указанную в договоре с энергосистемой или когда компенсация целесообразна по технико-экономическим условиям. Эти обоснования заданы величиной
; (1.19)
где Qэ – экономически обоснованная величина реактивной мощности, которую может получить потребитель из ЭЭС в период max нагрузок;
- максимальная активная мощность нагрузки потребителя
Для потребителей получаемых электроэнергию на напряжении 0.4 кВ [8].
Условно период max нагрузок ЭЭС принимаем с 900 до 1100 часов местного времени.
Общая мощность КУ
; (1.20)
где tgφфакт- фактическое значение коэффициента мощности, вычисленное по графику электрической нагрузки проектируемого объекта.
; (1.21)
где - реактивная мощность нагрузки потребителя полученная по графику для периода max ЭЭС.
; (1.22)
Определяем наибольшую суммарную реактивную нагрузку предприятия, принимаемую для определения мощности компенсирующих устройств ТП3422.
= 0,85*468,3 = 398,1 квар;
;
квар.
По [табл.9.2., 9] выбираем комплектную конденсаторную установку напряжением 0,4 кВ с автоматическим регулированием по току УКМ 58-04-335-67УЗ (Qном = 335 квар) для установки на ТП 3422.
Qэ = 398,1 – 327,3 = 70,8 квар.
Определяем наибольшую суммарную реактивную нагрузку предприятия, принимаемую для определения мощности компенсирующих устройств КТП 2x1000:
= 0,85*569,4 = 484,0 квар;
;
квар.
По [табл.9.2., 9] выбираем комплектные конденсаторные установки напряжением 0,4 кВ с автоматическим регулированием по току УКМ 58-04-180-30 УЗ (Qном =180 квар) на каждую секцию шин КТП 2x1000.
Qэ = 484,0 – 2*180,0 = 124 квар.
2. Расчет сети 6 кВ
2.1. Выбор схемы внешнего электроснабжения
Питание подстанций цеха осуществляется по кабельным линиям 6 кВ по радиальной схеме. Точкой подключения служит распределительное устройство 10 кВ сетевой организации (рисунок 2.1.).
Рисунок 2.1. Схема внешнего электроснабжения
2.2. Выбор и проверка цеховых трансформаторов
В системах электроснабжения промышленных предприятий главные понизительные и цеховые подстанции используют для преобразования и распределения электроэнергии, получаемой обычно от энергосистем. На всех подстанциях для изменения напряжения переменного тока служат силовые трансформаторы различного конструктивного исполнения, выпускаемые в широком диапазоне номинальных мощностей и напряжений.
Выбор трансформаторов заключается в определении их требуемого числа, типа, номинальных напряжений и мощности, а также группы и схемы соединения обмоток.
Цеховые трансформаторные подстанции (ТП) в настоящее время часто выполняются комплектными (КТП), и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто. Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только с учетом следующих факторов:
- категории надежности электроснабжения потребителей;
- компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ;
- перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах;
- шага стандартных мощностей;
- экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графиканагрузки.
Обычно на подстанции выбирают один или два трансформатора. При этом однотрансформаторные подстанции выбирают:
- для питания электроприемников, допускающих питание только от одного нерезервированного источника (электроприемников III категории);
- для питания электроприемников любых категорий через замкнутые сети, подключенные к двум или нескольким подстанциям (или через незамкнутые сети, связанные между собой резервными линиями).
Два трансформатора устанавливают на подстанциях, питающих электроприемники I или II категории и не имеющих на вторичном напряжении связи с другими подстанциями.
Чтобы оба трансформатора могли надежно резервировать друг друга, их
запитывают от независимых источников по не зависящим друг от друга линиям. Ввиду того, что взаимное резервирование трансформаторов должно быть равнозначным, их выбирают одинаковой мощности.
Необходимость в большем числе трансформаторов встречается редко.
Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе электроприемников, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемом по линиям низшего напряжения от соседних ТП, т.е. они допустимы для потребителей III и II категорий, а также при наличии в сети 380-660 В небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.
Двухтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в следующих случаях:
- при преобладании потребителей I категории и наличии потребителей особой группы (последним необходим третий источник);
- для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов
общезаводского назначения (компрессорные и насосные подстанции);
- для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5-0,7кВА/м ).
Для двух обмоточных трансформаторов в паспортных данных приводятся номинальные напряжения обмотки высшего и низшего напряжения соответственно.
По способу регулирования вторичного напряжения трансформаторыделят на: