РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ВВЕДЕНИЕ

Электроснабжение промышленных предприятий и установок играет важную роль в современном мире.

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электродуговой сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти, газа) или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.

Для обеспечения подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1 кВ и выше, и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

В настоящее время большинство потребителей получает электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.

Необходимость в производстве электрической энергии на фабрично-заводских электростанциях обуславливается рядом причин:

потребность тепловой энергии для технологических целей и отопления и эффективностью попутного производства при этом электрической энергии;

необходимостью резервного питания для ответственных потребителей (резервный источник питания);

большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистем.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включается сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализаций и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения. В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжений, сечений проводов и жил кабелей и т.п.

Главной проблемой в ближайшем будущем станет создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствует следующее:

. Выбор и применение рационального числа трансформации. В настоящее время имеют место системы электроснабжения с недопустимо большим количеством трансформаций.

Такое большое количество напряжений влечет за собой неоправданно большое число трансформаций (5-6).

Одновременное введение на промышленных предприятиях рациональных напряжений всегда будет способствовать сокращению числа трансформаций до 2-3. В этом случае экономия электрической энергии составит не менее 10-15% всего ее потребления промышленным предприятием.

Причинами появления нерациональных систем электроснабжения промышленности являются их постоянный рост и реконструкции при локальном решении задач электроснабжения всякий раз, когда наступает необходимость реконструкции этих систем. Здесь следует отметить, что применение напряжения 20 кВ могло бы способствовать резкому сокращению числа трансформаций.

. Выбор и применение рациональных напряжений. Применение рациональных напряжений в системах электроснабжения промышленных предприятий дает также значительную экономию в потерях электрической энергии.

Причинами применения нерациональных напряжений являются постоянный рост электропотребления и всякий раз частное решение задачи электроснабжения, а также требования энергосистем производит питание на напряжении, имеющемся в эксплуатируемой системе. Нерациональные решения в этом направлении проводят к тому, что в эксплуатации находятся системы электроснабжения, в которых потери электрической энергии доходят до 35 - 40%.

. Правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных и понизительных подстанций. Расположение питающих подстанций в соответствующих центрах электрических нагрузок обеспечивает минимальные годовые приведенные затраты. Всякое смещение питающей подстанции из центра электрических нагрузок ведет к повышению этих затрат и повышенному расходу электрической энергии.

. Дальнейшее совершенствование методики определения электрических нагрузок. Правильное определение ожидаемых нагрузок способствует решению общей задачи оптимизации построения систем внутризаводского электроснабжения.

. Рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации, построения систем электроснабжения.

. Принципиально новая постановка для решения таких задач, как, например: симметрирование электрических нагрузок. В настоящее время этот вопрос решается так: устанавливается трансформатор для питания нагрузки, несимметричной по фазам, а затем к нему (между трансформатором и нагрузкой) устанавливается симметрирующее устройство, что практически означает почти удвоение мощности питающих устройств и соответственно ведет к резкому увеличению непроизводительных потерь топлива и электроэнергии.

Решение задачи следует вести не по линии наращивания мощности питающих устройств. В таком случае выравнивание нагрузки по фазам можно сделать, например, при помощи изменения схемы соединения обмоток питающих трансформаторов - вместо «звезда - звезда» с нулем применяется схема «звезда-зигзаг» с нулем, что удорожает стоимость питающего трансформатора всего на 5%, а не на 80%, как в первом случае - трансформатор-симметрирующее устройство.

Следует иметь ввиду, что при обеспечении напряжения, близкого к номинальному, который обычно производится за счет регулирования напряжения различными дополнительными устройствами, в том числе и РПН, особенно в условиях глубокого регулирования, появляются дополнительные потери электроэнергии и топлива. Вместо этого следует применять повышения напряжения, что технически гораздо эффективнее и экономически выгоднее.

Здесь показаны только принципиальные примеры решения подобных задач, однако смысл их один - везде, где можно, следует отказываться от применения дополнительных устройств, решая эти задачи другими, нетрадиционными способами.

РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Исходные данные на проектирование

Таблица 1 - Ведомость электрических нагрузок шлифовального цеха химического комбината

В шлифовальном цехе размещены: станочное отделение, вспомогательные и бытовые помещения. Станочное отделение относится к пыльному помещению, склад химикатов - к взрывоопасному помещению, вспомогательные и бытовые помещения - к нормальным помещениям. Площадь шлифовального цеха 5376 м2

Размеры цеха (длина*ширина) равны 96х56м.