Повышение надежности и качества электроснабжения предприятия - Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. АУДИТ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1. Описание технологического процесса предприятия

1.2. Сведения об электрификации на момент обследования объекта

1.3. Разработка технических предложений и рекомендаций по повышению качества и надежности электроснабжения предприятия

2. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПОДСТАНЦИИ

2.1. Расчет нагрузок

2.2. Выбор трансформаторных подстанций для цехов предприятия

2.3. Выбор оптимального напряжения воздушной линии электропередач и

мощности трансформаторов ГПП

2.4. Расчет токов короткого замыкания

2.5. Выбор типа подстанции и оборудования

3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЗА

3.1. Эффективность РЗА

3.2. Расчет уставок РЗА

3.2.1. Расчет защиты синхронного двигателя

3.2.2. Защиты силовых трансформаторов

3.2.3. Выбор устройства БАВР

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение (выдержка)

Мясная промышленность, являющаяся одной из ведущих отраслей пищевой индустрии, занимается комплексной переработкой скота. В дополнение к переработке животных, мясокомбинаты производят разнообразные продукты, такие как колбасы, полуфабрикаты, мясные консервы и другие изделия. Также в этой отрасли изготавливаются сухие корма для животных, ценные медицинские препараты (например, инсулин, гепарин, линокаин и др.), клеи, желатин и пуховые изделия.

Основным сырьем для производства мясных полуфабрикатов служат различные виды мяса и субпродукты. Натуральные полуфабрикаты в основном производятся из охлажденного мяса. Для приготовления отдельных полуфабрикатов могут использоваться мука, яйца, хлеб и специи. В зависимости от метода переработки и кулинарного назначения, полуфабрикаты делятся на натуральные, панированные и рубленые. К полуфабрикатам также относятся фарш, пельмени и наборы мяса птицы.

Мясная промышленность является значительным потребителем водных ресурсов, которые используются для различных целей. Вода применяется в качестве теплоносителя для нагрева и охлаждения продукции и оборудования, для транспортировки сырья и отходов, а также для мойки, дезинфекции и приготовления растворов, необходимых в процессе производства.

Количество воды, которую потребляют и сбрасывают предприятия мясной отрасли, зависит от разных факторов, включая тип перерабатываемого сырья, производственные мощности, технологические процессы, ассортимент выпускаемой продукции, уровень технического оснащения, систему водоснабжения, климатические особенности и другие местные факторы.

Типичным признаком сточных вод молокоперерабатывающих предприятий является их значительное загрязнение органическими веществами. Эта проблема наиболее актуальна в тех случаях, когда в сточные воды попадают сыворотки от сыра и творога, а отходы полностью не перерабатываются. Если предприятие также производит масла и жировые продукты, к привычным загрязняющим веществам добавляются жиры и масла. Все это в совокупности образует сложный «букет» загрязняющих соединений, которые невозможно удалить с помощью одного метода или единичного оборудования.

В связи с этим очистные сооружения являются важным объектом для мясокомбината.

Объектом данного исследования является насосная станция очистных сооружений ОАО «Сочинский мясокомбинат».

Предметом исследования является электрохозяйство насосной станции очистных сооружений ОАО «Сочинский мясокомбинат».

Кратковременные перебои в электроснабжении представляют наибольшую опасность для предприятий с комплексными технологическими процессами, которые активно применяют автоматизацию для выполнения своих задач.

В таких условиях ответственность за обеспечение надежности электроснабжения все чаще ложится на потребителей электроэнергии.

Качество электроэнергии существенно влияет на технологические процессы в любом производстве. Изменения в энергоснабжении, которые могут нарушить производственный процесс или повредить оборудование, зачастую обусловлены низким качеством электроэнергии.

Актуальность данной темы объясняется значительными технико-экономическими потерями, возникающими на очистных сооружениях в результате провалов напряжения .

Ситуация осложняется низкой устойчивостью нагрузки, так как у потребителя имеются крупные синхронные.

К причинам некачественного электроснабжения, помимо изношенности сетей, относятся экстремальные погодные условия, постоянно увеличивающаяся нагрузка на электроэнергетическую инфраструктуру и наличие в питающей сети мощного промышленного оборудования, которое характеризуется высоким импульсным потреблением энергии или значительным пусковым моментом.

Рассматривая вопрос улучшения эффективности использования электроэнергии, можно выделить три ключевых аспекта: обеспечение высококачественного производства электроэнергии, стабильное её перенаправление и распределение через надежные сети.

Без надежной и качественной работы распределительных электрических сетей невозможно обеспечить стабильное функционирование электроэнергетического комплекса.

Цель данной работы - создание проекта модернизации электроснабжения насосной станции очистных сооружений ОАО «Сочинский мясокомбинат».

Основные задачи:

1. разработать схему электроснабжения насосной станции очистных сооружений;

2. подобрать эффективные источники света насосной станции очистных сооружений;

3. выполнить расчеты электрических нагрузок насосной станции очистных сооружений;

4. спроектировать распределительную сеть и выбрать линии электроснабжения, а также устройства защиты и коммутации;

5. определить наилучшие параметры трансформаторов для электроснабжения, что обеспечит необходимую надежность новой системы насосной станции очистных сооружений АО «Сочинский мясокомбинат».

В процессе выполнения работы были использованы стандартные решения и серийное электрооборудование. Для расчетов применялась современная вычислительная техника, что позволило повысить точность и эффективность.

Основная часть (выдержка)

1 Аудит надежности электроснабжения предприятия

1.1 Описание технологического процесса предприятия

ОАО «Сочинский мясокомбинат» представляет собой предприятие мясоперерабатывающей отрасли, расположенное в микрорайоне Донская Центрального района города Сочи. Адрес ОАО «Сочинский мясокомбинат»: г. Сочи, ул. Донская, 5.

Технология производства той или иной продукции на мясокомбинате напрямую зависит от вида и типа этого продукта.

Технологическая схема производства основных видов продукции мясокомбината очень разнообразна, поэтому ниже рассматривается основная из них (рис.1).

С увеличением объемов производства также возрастает количество сточных вод, образующихся на мясокомбинате.

В настоящее время предприятие сталкивается с проблемами, связанными с очисткой этих сточных вод.

Штрафы и ответственность за нанесение вреда водным ресурсам представляют собой значительные финансовые затраты для компаний, которые сбрасывают сточные воды без предварительной очистки или с недостаточной степенью очистки.

Технологическая схема очистных сооружений представлена на рис. 2.

1.2. Сведения об электрификации на момент обследования объекта

Предприятие относится к потребителям I категории (крупное предприятие с емкостью холодильных камер 5000 т и выше, выработкой мяса в смену 300 т и выше, выработки колбасных изделий 100 т и выше).

Насосные установки очистных сооружений классифицируются по надежности электроснабжения как потребители I категории. Рекомендуется обеспечивать питание электроприемников первой и второй категорий от двух источников.Основные типы двигателей насосных комплексов – асинхронные и синхронные, работающие от трех фаз. Агрегаты трехфазного тока работают от номиналов напряжения в 220, 380 вольт, а также 6 киловольт.

Используем насосы WILO EMU напряжением 6 кВ мощностью 1 кВт в насосной станции очистных сооружений (см. рис. 4).

Заключение (выдержка)

В выпускной квалификационной работе разработаны мероприятия и выполнены необходимые расчеты для повышения надежности и качества электроснабжения предприятия ОАО «Сочинский мясокомбинат» на примере насосной станции очистных сооружений.

В ходе работы над выпускной квалификационной работой применен показатель оценки устойчивости, учитывающий напряжение устойчивости, время сохранения устойчивости при провалах напряжения, время ввода резерва и распределение количества провалов напряжения в координатах глубины и длительности.

Примененные методики позволяют количественно оценивать эффективность мероприятий по обеспечению устойчивости нагрузки нефтепромыслов.

Работа соответствует действующим стандартам, справочникам, инструкциям, руководящим принципам, правилам технической эксплуатации, правилам безопасности. Разработанные проектные решения соответствуют прогрессивным тенденциям в практике проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий.

Проведен анализ возможных состояний схемы электроснабжения и аварийных ситуаций. Рассчитаны токи коротких замыканий. Рассмотрены переходные режимы мощных синхронных двигателей при коротких замыканиях и перерывах электропитания на секциях сборных шин главной подстанции и технологических подстанций. Определены условия, при которых возникают режимы, предельные по динамической устойчивости электродвигателей.

Расчеты режимов при трехфазных КЗ на кабельных фидерах вблизи сборных шин технологических подстанций показали, что максимальное время отключения КЗ по пределу динамической устойчивости электродвигателей типа СТД-1000 не должно превышать 0,28 с.

Расчеты режимов при внутренних перерывах питания секций шин технологических подстанций с синхронными двигателями показали, что длительности перерывов питания с сохранением динамической устойчивости двигателей не должны превышать 0,30÷0,35 с, иначе возникают асинхронные режимы.

Обследование режима при внезапном отключении синхронного двигателя от сети позволило оценить электромеханические параметры торможения двигателя, а также работу системы возбуждения и АРВ.

Обследование нормальных режимов синхронных двигателей, имеющих АРВ, показывает, что они весьма чувствительны к отклонениям напряжения в энергосистеме, так как АРВ может вызвать значительные изменения напряжения возбуждения и тока статора. Снижение напряжения в системе может вызвать недопустимую перегрузку двигателя по току возбуждения и току статора. Повышение напряжения в системе может привести к глубокому недовозбуждению двигателя, к статической неустойчивости.

Для защиты синхронного двигателя применил терминал Sepam M41 (фирмы Schneider Electric), для трансформатора 35/6 кВ - терминал «Сириус-Т».

Для повышения надежности электроснабжения предприятия и обеспечения устойчивости двигательной нагрузки при проектировании системы электроснабжения предприятия предусматриваем применение устройств БАВР. Использование селективного БАВР при КЗ и ускорения действия МТЗ способствовали динамической устойчивости электродвигателей, непрерывности технологического процесса, уменьшению материального ущерба, а также снижению вероятности возникновения взрыва, загазованности, выброса токсичных продуктов.

Внедрение автоматизации и телемеханизации в хозяйство проектируемого предприятия обеспечило его бесперебойным электроснабжением, сократив количество технологического и электрооборудования за счет более гибкого управления, энергосбережения.

Литература

Нормативные правовые акты

1. ГОСТ 32144–2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.

2. Федеральный закон "Об электроэнергетике" от 26.03.2003 N 35-ФЗ

3. Указания по расчету электрических нагрузок РТМ 36.18.32.4-92(технический циркуляр ВНИПИ Тяжпромэлектропроект № 359-92 от 30 июля 1992 г.)

4. Приказ Минэнерго России от 13.01.2003 N 6 "Об утверждении Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" (Зарегистрировано в Минюсте России 22.01.2003 N 4145)

5. ПРАВИЛА ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК от 24.07.2013 N 328н.

6. Правила устройства электроустановок. 7-ое изд., переработанное и дополненное.  М.: Энергоатомиздат, 2006.  692 с.

7. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования.

8. ГОСТ 32144–2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.

9. Информационный материал от 23.10.2013 № 138. Положение ОАО «Россети» о единой технической политике в электросетевом комплексе.

10. ГОСТ 9280-92 (МЭК 61000-4-92). Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Общие положения. М.: Изд-во стандартов. 1992.

11. СНиП 23-05-2010. Естественное и искусственное освещение. М., 2010;

Учебники, монографии, диссертации, статьи

12. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое руководство для курсового проектирования.—М.:ФОРУМ:ИНФРА—М, 2010.—214 стр.

13. Дьяков В.Н. Типовые расчеты по электрооборудованию. / В.Н. Дьяков.- Высшая школа, 1990.

14. Конюхова Е.А.: Электроснабжение. учебник для студ. учреждений высш. проф. образования . — М. : Издательский дом МЭИ, 2014. —3-е изд., перераб. и доп. —428 с

15. Опылева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2011. –480с.

16. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования. Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений/ И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев, В.А. Старшинов и др. – М.: Издательский центр «Академия». 2011 – 416с.

17. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб. пособие / Том. политехн. ун-т. – Томск, 2005.

18. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. - 10-е и.• стер. -М.: Издательский центр «Академия», 2013.

19. Чекалин, И.А. Охрана труда в электротехнической промышленности,2011.

20. Электроснабжение нефтегазовых комплексов и производств. Практикум: учебное пособие / В.И. Сопов, Н.И. Щуров. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. – 168 с.

21. Безопасность жизнедеятельности: учеб. / под ред. Л.А. Михайлова – Спб.: Питер, 2010

22. Булычев А.В., Наволочный А.А. Релейная защита в распределительных электрических сетях : Пособие для практических расчетов.-М.:ЭНАС,2011.

23. Каталог оборудования «Радиус-Автоматика», устройства РЗА 6-35 кВ с поддержкой стандарта МЭК 61850 Устройства РЗА 6-35 кВ с поддержкой стандарта МЭК 61850 (rza.ru).

24. ЗАО «РАДИУС Автоматика» Рекомендации по выбору уставок устройства защиты двухобмоточного трансформатора «Сириус-2Л» , 2017.

25. Руководящие материалы по расчету токов КЗ и выбору электрооборудования.- СПб.: Изд-во ДЕАН, 2014

26. СО 153-34. 122-2013. Инструкция по устройству заземления и молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. – СПб.: ЦОТПБСП, 2013.

27. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д.Л. Файбисовича. – 2 - е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во НЦ ЭНАЦ, 2006

28. ГОСТ 32144–2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.

29. Артюхов, И. И. Качество электроэнергии в системе электроснабжения газотурбинной компрессорной станции в условиях оснащения установок охлаждения газа частотно-регулируемым электроприводом вентиляторов / И. И. Артюхов, И. И. Бочкарева, А. А. Тримбач // Вестник Саратовского государственного технического университета. – 2011. – № 4 (60). – Вып. 2. – С. 165 – 170.

30. Артюхов, И. И. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях до 1000 В: учеб. пособие / И. И. Артюхов, А. В. Коротков, С. Ф. Степанов. – Саратов: СГТУ, 2007. – 64 с.

31. Артюхов, И.И . Основы выпрямительной техники: учеб. пособие / И. И. Артюхов, М. А. Фурсаев. – Саратов: СГТУ, 2005. – 112 с.

32. Артюхов, И. И. Электромагнитная совместимость и качество электроэнергии в системах электроснабжения / И. И. Артюхов, И. И. Бочкарева, А. Г. Сошинов: учеб. пособие. – Саратов: Издательский Дом «Райт-Экспо», 2013. – 96 с.

33. Анчарова, Т.В. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений: Учебник / Т.В. Анчарова, М.А. Рашевская, Е.Д. Стебунова. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2012. - 416 c.

34. Анчарова, Т.В. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений / Т.В. Анчарова, Е.Д. Стебунова, М.А. Рашевская. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2016. - 416 c.

35. Задкова Е.А, Арцишевский. Я. Л.,Кузнецов Ю. П. Монография «Техперевооружение релейной защиты и автоматики систем электроснабжения предприятий непрерывного производства» Приложение к журналу «Энергетик»,№ 7,Москва, 2011

36. Киреева, Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий / Э.А. Киреева. - М.: КноРус, 2013. - 368 c.

37. Коробов, Г.В. Электроснабжение. Курсовое проектирование / Г.В. Коробов. - СПб.: Лань, 2011. - 192 c.

38. Коробов, Г.В. Электроснабжение. Курсовое проектирование / Г.В. Коробов. - СПб.: Лань, 2014. - 192 c.

39. Кудрин, Б.И. Электроснабжение: Учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования / Б.И. Кудрин. - М.: ИЦ Академия, 2012. - 352 c.

40. Кудрин, Б.И. Электроснабжение потребителей и режимы: Учебное пособие / Б.И. Кудрин, Б.В. Жилин, Ю.В. Матюнина. - М.: МЭИ, 2013. - 412 c.

41. Лещинская, Т.Б. Электроснабжение сельского хозяйства / Т.Б. Лещинская, И.В. Наумов. - М.: КолосС, 2008. - 655 c.