Система электроснабжения участка механосборочного цеха №2 ПО «Гомсельмаш»

В энергетической программе Республики Беларусь сформулированы важнейшие задачи развития промышленности путём всемерной интенсификации и повышения эффективности производства на базе ускорения научно-технического прогресса.

В области электроснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадежного оборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при её передаче, распределении и потреблении.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичночсти и надёжности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на безе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров.

Важнейшим этапом в развити творческой деятельности будущих специалистов является дипломное проектирование, в ходе которого развиваются навыки самостоятельного решения инженерных задач и практического применения теоритических знаний.

Дипломное проектирование является заключительным этапом обучения студентов в вузе и направлено на систематизацию и расширение теоретических знаний студентов, на закрепление навыков использования современной вычислительной техники и выполнение расчётно-графических работ.

Выпускникам учебных заведений, работающим в преоктных организациях и на промышленных предприятиях, приходится решать множество разнообразных электроэнергетических задач. К основным задачам электроснабжения относятся следующие: выбор рациональных схем и конструктивного исполнения электрических сетей; определение электрических нагрузок; расчёт потерь мощности и электроэнергии; компенсация реактивной мощности; выбор числа и мощности трансформаторов; выбор защитных аппаратов и сечений проводников; учёт потребляемой мощности и электроэнергии; рациональное использование электроэнергии.

В данном дипломном проекте рассматривается следующее:

1) Анализ существующей системы электроснабжения и выявление необходимости реконструкции или совершенствования системы электроснабжения некоторых производств.

2) Анализ электропотребления, учёта потребляемой электроэнергии, мероприятий по её экономии.

3) Совершенствование системы электроснабжения участка механосборочного цеха № 2 ПО «Гомсельмаш».

4) Реконструкция системы освещения того же цеха.

5) Выбор оптимальной тарифной системы для оплаты за потреблённые электрическую мощность и энергию.

6) Рассмотрены вопосы охраны труда.

7) Рассчитаны капитальные затраты по реконструкции системы электроснабжения цеха, произведена оценка по предлагаемым мероприятиям по экономии электрической энергии.

При проектировании следует применять системный подход, при котором электрические сети промышленного предприятия рассматриваются ка часть электроэнергетической системы. Рациональное построение системы электроснабжения должно основываться на последних достижениях научно-технического прогресса в области энергетики.

Ошибки, допущенные при проектировании и конструировании, трудно, а иногда и невозможно исправить в прцессе эксплуатации без существенных капитальных вложений. Они могут привести к нерациональному расходу сырья, материалов и энергоресурсов, значительному народнохозяйственному ущербу, авариям, катастрофам и другим негативным последствиям.

1. Характеристика технологического процесса предприятия

1.1 Технологический процесс предприятия

электроснабжение механосборочный цех тарифный

На любом предприятии существует технологический процесс, по средствам которого сырье и материалы преобразуются в готовую продукцию, выпускаемую данным предприятием.

Технологический процесс промышленного предприятия состоит из трех следующих стадий: заготовка, обработка, сборка.

В процессе заготовки сырья и материалов используются цеха основного производства. При этом получают заготовки, которые в дальнейшем по техно-логическому процессу подлежат различным видам обработок для придания им соот-ветствующих форм.

Обработка заготовок полученных на первой стадии технологического процесса происходит путем термического или механического воздействия на них соответствующих цехов завода, что обусловлено протеканием технологического процесса.

Сборка является последним этапом в технологическом процессе предприятия. При сборке изготовленные детали, полученные путем реализации других этапов технологического процесса, собираются в сборочные узлы и механизмы по средствам соединения которых, получаем готовую продукцию, выпускаемую данным заводом.

Кратко рассмотрим технологический процесс ПО «Гомсельмаш» и выпускаемую им продукцццию.

ПО «Гомсельмаш» — машиностроительное предприятие по производству сельскохозяйственной техники. По отраслевой принадлежности относится к числу предприятий Министерства промышленности Республики Беларусь и основано на государственной форме собственности. Объединение обладает правами юридического лица и осуществляет свою деятельность в соответствии с уставом объединения.

Предметом деятельности предприятия является производство и сбыт кормоуборочных комбайнов, прицепных специализированных емкостей и других сельскохозяйственных машин, запасных частей, товаров народного потребления; выполнение конструкторских и проектно-технологических работ в соответствии с контрольными цифрами, государственными заказами, а также принятыми обязательствами по договорам; выполнение строительных работ; осуществление внешне экономической, торгово-закупочной деятельности, оказание платных услуг.

Завод построен в 40-х годах ХХ века для производства сельхозтехники. В 60-х годах стал ведущим предприятием по производству комбайнов.

До 1995 года — единое предприятие. В 1995 году из него выделились как самостоятельные предприятия в составе ПО «Гомсельмаш»: завод самоходных комбайнов (ГЗСК), завод специального инструмента и технологической оснастки (СИиТО), головное конструкторское бюро (ГСКБ) с экспериментальным цехом.

Предоставление производственно-хозяйственной самостоятельности обособленным подразделениям привело к стимулированию снижения затрат, уменьшению энергоемкости выпускаемой продукции, потребовать новых гибких подходов и механизмов хозяйствования — в коммерческих, инновационных и производственных отношениях.

Первой продукцией завода были прицепные комбайны, и ёмкости для транспортировки зелёной массы, а с 1978 года было начато производство самоходных комбайнов.

Последние годы номенклатура выпускаемой продукции расширялась. В1990 году предприятие приступило к выпуску зерноуборочных комплексов КЗР-10 (комплекс зерноуборочный роторный).

В настоящее время головной завод выпускает следующую сельскохозяйственную технику:

комбайн самоходный кормоуборочный КСК-100А (модификации КСК-100А-2, КСК-100А-Б, КСК-100А-Б2);

универсальное энергосредство повышенной проходимости УЭС-250 «Полесье» и УЭС-2−250 «Полесье»;

комбайн кормоуборочный прицепной КДП-3000 «Полесье», в том числе измельчитель прицепной, жатку для трав, барабанную жатку для грубостебельных культур, подборщик;

прицеп-емкость специальную ПСЕ-Ф-12,5Б;

сеялку точного высева 12-ти рядную СТВ-12 «Полесье»;

жатку волковую широкозахватную КПР-6 (косилка-плющилка ротационная);

свеклоуборочный комплекс «Полесье», в том числе комбайн свеклоуборочный навесной шестирядный КСН-6, подборщик-погрузчик корнеплодов ППК-6;

минитрактор АМЖК-8;

комплекс зерноуборочный роторный КЗР-10;

комбайн кормоуборочный прицепной КПК-3000.

Головное предприятие ПО «Гомсельмаш» также производит запасные части ко всем выпускаемым изделиям, узлы и детали по кооперации для заводов объединения; запчасти к пассажирским вагонам и широкий ассортимент товаров народного потребления (бытовые кормоизмельчители, распашники, мебельную фурнитуру, посуду из нержавеющей стали, изделия из пластмассы и др.).

Головной завод производит также: литьё чугунное, поковки и штамповки; тепло-энергию от собственной котельной, как для головного завода, так и для ГЗСК, СИиТО, ГСКБ; сжатый воздух для заводов объединения, углекислоту для нужд сварочного производства; подъём воды из собственных скважин для снабжения заводов объединения.

Головное предприятие ПО «Гомсельмаш» производит: сварочные конструкции, любые виды механической обработки, гальванические покрытия, окраску любых изделий, установку и ремонт электрооборудования, нестандартизированное оборудование, ремонты всей выпускаемой в объединении продукции, а также оказывать транспортные услуги.

Сегодня производство на заводах, входящих в состав ПО «Гомсельмаш», представляет собой сложный сбалансированный механизм. Это сборочные конвейеры самоходных машин, зерноуборочных комплексов, навесных и прицепных машин, жаток; ряд цехов основного производства, в которых сосредоточено заготовительное, механосборочное, сварочное, термическое, окрасочное и другие производства, а также вспомогательные цеха и службы.

Весь производственный механизм работает в едином ритме, обеспечивая бесперебойный выпуск большой номенклатуры сложных сельскохозяйственных машин.

В состав головного предприятия входят следующие цеха основного производства:

Цех главного конвейера (ЦГК).

Прессовый цех (ПЦ).

Механический цех (МЦ).

Механосборочное обособленное подразделение (МСОП).

Механосборочный цех № 2 (МСЦ-2).

Цех режущих барабанов (ЦРБ).

Корпус сварки и окраски (КСО).

Кузнечный цех (КЦ).

Обособленное литейное производство (ОПЛ).

Обособленное подразделение товаров народного потребления (ОПТНП).

В состав головного предприятия входят следующие вспомогательные цеха и участки:

Ремонтно-механическое обособленное подразделение (РМОП).

Сантехнический цех (СТЦ).

Теплосиловой цех (ТСЦ).

Цех сетей и подстанций (ЦСП).

Электроремонтный цех (ЭРЦ).

Транспортный цех (ТЦ).

Электротранспортный цех (ЭТр.Ц).

Обособленное подразделение нестандартизированного промышленного оборудования (ОПНПО).

Обособленное подразделение благоустройства «Лотос» (ОПБ «Лотос»).

Цех комплектации материалами (ЦКМ).

Обособленное подразделение по переработке материалов и вторичного сырья (ОППМВ).

Цех запчастей (ЦЗапч.).

Железнодорожный цех (ЖДЦ) и железнодорожное депо (ЖДепо).

Цех эксплуатации инструментов (ЦЭИ).

Ремонтно-строительное обособленное подразделение (РСОП).

Кроме того, на головном заводе имеются складские помещения, хранилище, мазутохранилища, центральная заводская лаборатория и другие объекты. В состав головного завода входят административные и инженерные службы, заводоуправление. На балансе завода находятся комбинат общественного питания, теплицы, бассейн, детские сады и другие хозяйственно-бытовые структурные подразделения.

Производственное объединение «Гомсельмаш» является основным поставщиком кормоуборочных машин и прицепных емкостей, рынком сбыта которых являются страны СНГ. Основными потребителями объединения являются сельхозпредприятия России, Украины, Беларуси. Являясь важным звеном Агропромышленного комплекса Республики Беларусь, производственное объединение ставит основную задачу технической оснащённости сельского хозяйства, повышение производительности труда и решения продовольственной программы путём увеличения объёмов выпускаемой продукции, выпуска новой, более современной техники, увеличение реализации производимых в объединении машин, запасных частей, товаров народного потребления, снижение затрат на выпускаемую технику для стабилизации отпускных цен.

1.2 Требования технологического процесса к надёжности системы электроснабжения

Надежность электроснабжения — способность системы электроснабжения обеспечить предприятие электроэнергией хорошего качества, без срывов плана производства и не допускать аварийных перерывов в электроснабжении.

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории.

Электроприемники I категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов пожаров и повреждение дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники II категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники III категории — все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категорий.

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников II категории при нарушении питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одни сутки.

В настоящее время происходит внедрение новых технологий обработок, нового оборудования, усовершенствования выпускаемой продукции, улучшения качества выпускаемой продукции. В следствии выше изложенного система электроснабжения должна быть:

надежной;

гибкой;

допускать возможность роста производственных мощностей;

допускать изменения технологического процесса.

Основными потребителями электроэнергии на заводе являются: сантехнический цех (СТЦ), теплосиловой цех (ТСЦ), кузнечный цех (КЦ), обособленное литейное производство (ОПЛ), обособленное подразделение по производству товаров народного потребления (ОПТНП), корпус сварки и окраски (КСО). Значительная доля в общезаводском электропотреблении приходится на административные и инженерные службы завода.

Основное потребление электроэнергии приходится на электродвигательную нагрузку: электродвигатели турбокомпрессоров и поршневых компрессоров (компрессорные станции) — на производство сжатого воздуха; электродвигатели насосов для подъёма воды, оборотного водоснабжения; электродвигатели сетевых циркуляционных насосов (котельная); электродвигатели технологического оборудования производства углекислоты (углекислотная станция). На этих потребителей приходится приблизительно половина всей электроэнергии, потребляемой на производственные нужды. В кузнечном цеху электроэнергия расходуется на технологический процесс производства горячих штамповок и поковок (привод технологического оборудования и средств механизации, нагрев заготовок в индукционных нагревателях перед штамповкой). В литейном цеху электроэнергия расходуется на привод технологических механизмов и средств механизации, электрические печи.

Значительное потребление электроэнергии приходится на вспомогательные нужды: электроосвещение производственных помещений, наружное освещение; вентиляцию; цеховой электротранспорт; ремонтные нужды цехов.

В связи с реструктуризацией производства, внедрением нового оборудования, в том числе и технологического, системы электроснабжения некоторых цехов и участков требуют частичной реконструкции. Одним из таких цехов является механосборочный цех № 2 (МСЦ-2), проектирование системы электроснабжение его участка будет рассматриваться в данном дипломном проекте.

В данном цеху изготавливаются детали для ПСЕ, ПКК, АМЖК, а также есть участок механической обработки и сборки муфт обгона. По степени надёжности электроснабжения все потребители относятся к третьей и второй категории.

1.3 Характеристика производственных помещений по категориям пожаро- и взрывоопасности

Пожароопасными являются такие среды в помещениях или на открытом воздухе, где применяются или хранятся горючие вещества; взрывоопасными — среды, в которых по условиям технологического процесса могут образовываться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом, кислородом или другими окислителями, а также взрывоопасные концентрации различных веществ в виде пыли или волокон, находящихся во взвешенном состоянии.

Помещения делятся на пять категорий А, Б, В, Г, Д, характеристики которых приведены ниже.

А — взрывопожароопасная среда: горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости, вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

Б — взрывопожароопасная среда: горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости, горючие жидкости.

В-горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества и материалы, не относящиеся к категориям, А и Б.

Г — негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр или пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

Д — негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Все категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности можно встретить на ПО «Гомсельмаш».

Проектируемый механосборочный цех № 2 относится к категории Д, так как в его помещениях нет горючих и взрывоопасных веществ и материалов.

Согласно производственные помещения в зависимости от окружающей среды делятся на следующие классы:

помещения с нормальной средой;

помещения с жаркой средой;

помещения с влажной средой;

помещения с сырой средой;

помещения с особо сырой средой;

помещения с пыльной средой;

помещения с химически активной средой;

помещения с пожароопасными зонами;

помещения с взрывоопасными зонами.

Категории электроснабжения и условия окружающей среды цехов приведены в табл. 1.1 и табл. 1.2.

Таблица 1.1 Характеристика цехов основного производства по надежности электроснабжения и условиям окружающей среды.

Таблица 1.2 Характеристика вспомогательных цехов и участков по надежности электроснабжения и условиям окружающей среды

1.4 Изменения в технологическом процессе предприятия

В настоящее время ПО «Гомсельмаш» решает сложные организационно-технические задачи серийного производства зерноуборочных комплексов, освоения производства самоходных зерноуборочных комбайнов и других новых видов техники.

С 1998 года объединение находится на новом этапе технического перевооружения производства. Идёт переформирование мощностей под выпуск новой продукции. Активно внедряются новые технологии, позволяющие улучшить качество и повысить надёжность выпускаемых машин. Внедрение установок лазерной резки металла BYSTRONIC, а также листогибочных прессов HAMMERLE с числовым программным управлением позволило отказаться от изготовления дорогостоящих штампов, обеспечить изготовление деталей высокой точности, сократить сроки и затраты на подготовку производства новых машин.

Учитывая высокие требования по точностным показателям, предъявляемые к деталям и узлам новых машин, в соответствии с планом технического перевооружения внедряется финишное оборудование (шлифовальные и алмазно-расточные станки), а также современные средства измерений и контроля. Закупается оборудование повышенной точности, позволяющее изготавливать инструмент и оснастку с особо сложными формообразующими частями.

В конструкции новых машин применяется большая номенклатура деталей, к которым предъявляются высокие требования по прочности, твёрдости, износостойкости при одновременно высокой точности геометрических размеров. Для решения этой проблемы внедряются установки ионного азотирования, что позволяет достичь требуемого качества продукции, снизить расход электроэнергии и трудоёмкость изготовления.

В конечном счете, всё: модернизация выпускаемой техники и освоение новых моделей сельхозмашин, создание гибких производственных комплексов, использование малоотходных и экологически чистых технологий, сертификация продукции и реально работающая система управления качеством, направлено на решение главной задачи — выпуск сельхозмашин высокого технического уровня.

2. Существующая система электроснабжения и её анализ

2.1 Внешнее электроснабжение предприятия

Внешнее электроснабжение ПО «Гомсельмаш» осуществляется на напряжении 110 кВ по двум воздушным линиям ВЛ-110 кВ от подстанции «Гомсельмаш 330» и «Гомель 330». На территории головного завода находится подстанция ГПП-1, на которой происходит трансформация напряжения со 110 кВ до 6 кВ и распределение электроэнергии на этом напряжении к заводским потребителям. На ГПП-1 в ОРУ-110 кВ установлены два трансформатора марки ТРДН-40 000/110/6/6, каждый мощностью 40 000 кВ· А. Оба трансформатора постоянно находятся в работе, так как на заводе есть потребители 1 категории надёжности.

Граница раздела с энергосистемой находится на болтовых соединениях шлейфов с ВЛ-110 кВ «Гомель-330 — ГПП-1» и «Гомсельмаш-330 — ГПП-1» с контактами линейных разъединителей подстанции ГПП-1.

2.2 Внутризаводское электроснабжение предприятия

Внутризаводское электроснабжение выполнено на напряжении 6 кВ. ЗРУ-6 кВ (РП-11) на ГПП-1 выполнено на основе комплектного распределительного устройства КРУ2−10Э-2750А. КРУ собрано из высоковольтных шкафов различных типов:

ячейки №№ 13, 14, 25, 26, 35, 36 (ячейки вводов от трансформаторов Т1, Т2 и ячейки секционных выключателей) — КВЭ-6−22−2750 А;

ячейки №№ 12, 15, 24, 27, 34, 37 (ячейки разъединителей ввода и секционных разъединителей) — КРД-6401−2750 А;

ячейки №№ 17, 32 (ячейки трансформаторов собственных нужд (ТСН)) — КТМ-6 — 600 А;

ячейки №№ 10, 11, 39, 40 (ячейки трансформаторов напряжения) — КНТМИ-6−600 А;

ячейки №№ 0, 2, 4, 49, 50 (ячейки отходящих линий) — КВЭ-6−13−630 А;

ячейки №№ 1, 3, 48 (ячейки отходящих линий) — КВЭ-6−15−1000 А;

ячейки №№ 5−9, 16, 18−23, 28−31, 33, 38, 41−47 (ячейки отходящих линий) — КВЭ-6−13−600 А.

Ячейки с выключателями оборудованы выключателями типа ВМПЭ-10. Ячейки трансформаторов напряжения оборудованы НТМИ-6. Трансформаторы собственных нужд, установленные в ячейках ТСН, мощностью по 63 кВ· А каждый.

Внутризаводская схема электроснабжения выполнена по магистрально-радиальной схеме. Схема электроснабжения включает распределительные пункты РП-6 кВ, которые запитываются по кабельным линиям либо от РП-11 (ЗРУ-6 кВ ГПП-1), либо по магистральной схеме от другого распределительного пункта (РП). Некоторые распределительные пункты закольцованы. От РП запитываются трансформаторные подстанции (ТП) и комплектные трансформаторные подстанции (КТП) по магистральной или радиальной схеме. Участок однолинейной схемы электроснабжения приведен на листе графической части — лист 2.

Синхронные двигатели компрессоров запитываются непосредственно от шин 6 кВ РП-11.

По территории завода в основном используется прокладка кабельных линий в земле в траншеях и на эстокадах.

На цеховых трансформаторных подстанциях ТП и КТП установлены силовые трансформаторы мощностью 560, 630, 750, 1000, 1600 кВ· А. Большая часть установленных трансформаторов марки ТМЗ. Некоторые ТП и КТП имеют резервные связи на стороне 0,4 кВ.

Цеховые электрические сети имеют разнообразное исполнение: электроснабжение цеховых потребителей выполнено как с применением шинопроводов, так и силовых распределительных пунктов и шкафов.

Всего на заводе 103 цеховых трансформатора общей мощностью 98 930 кВ· А; высоковольтных электродвигателей: асинхронных 6 кВ — 31 (мощностью — 13 460 кВт), синхронных — 10 (мощностью — 10 180 кВт).

Установленные мощности цехов и количество трансформаторов в них отображены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Установленные мощности цехов

2.3 Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности на заводе осуществляется с помощью высоковольтных и низковольтных батарей статических конденсаторов.

Высоковольтные батареи статических конденсаторов установлены в следующих распределительных пунктах: РП-1 — 628 квар, РП-4 — 695 квар, РП-5 — 893 квар, РП-6 — 769 квар, РП-16 — 753,5 квар, РП-19 — 450 квар. Установленная мощность высоковольтных батарей статических конденсаторов составляет 4188,5 квар.

Низковольтные батареи статических конденсаторов установлены в цеховых трансформаторных подстанциях и комплектных трансформаторных подстанциях, а также непосредственно в цехах. Всего установлена 51 низковольтная батарея статических конденсаторов, установленная мощность которых составляет 10 483,1 квар.

Ниже приведём краткую характеристику низковольтных батарей статических конденсаторов.

Низковольтные батареи статических конденсаторов комбината ФЕБ Штаркштром-Анлагенбау Лейпциг-Галле (Германия).

Конденсаторные установки с помощью кабеля подключаются к компенсируемой распределительной установке. Их допускается эксплуатировать при температуре окружающей среды в диапазоне от -10 до 30 градусов. В данной конденсаторной установке при помощи соответствующей внешней схемы реализуется последовательность включений 1:2:4:4. Ползунковый переключатель на регуляторе ставится в положение 1:2. При такой схеме на регуляторе показывается включенная емкостная реактивная мощность. При этом показание 1−5 соответствует реактивной мощности 10 квар. Все остальные индикаторные лампочки соответствуют мощности по 20 квар каждая.

Конденсаторная установка не требует особого ухода.

Данные конденсаторные установки принципиально оснащаются схемой автоматического регулирования. Встроенный полуэлектронный регулятор реактивной мощности в автоматическом режиме работы сравнивает измеряемые величины реактивного тока и при отклонениях выдаёт команду на включение или выключение соответствующей конденсаторной мощности. Степень компенсации распределительной установки показывается с помощью индикаторного прибора на регуляторе, который показывает как индуктивные, так и емкостные отклонения от требуемой величины заданной компенсации. Напряжение управления низковольтной конденсаторной установкой равняется 220 В переменного тока. Для контроля напряжения управления и измеряемого напряжения в регулятор реактивной мощности встроены сигнальные лампочки.

Также на заводе широко используются конденсаторные установки отечественных производителей, в частности установки конденсаторные типа УКМ.

В настоящее время управление батареями статических конденсаторов на предприятии осуществляется дистанционно с диспетчерского пульта цеха сетей и подстанций.

2.4 Анализ схемы электроснабжения

И выше сказанного можно подвести итоги анализа схемы электроснабжения:

Источник питания — главная понизительная подстанция № 1, которая в свою очередь питается по двум воздушным линиям 110 кВ от подстанций «Гомель 330» и «Гомсельмаш 330». На ГПП-1 установлены два трансформатора мощностью по 40 МВА каждый.

Схема внутризаводского электроснабжения выполнена на напряжении 6 кВ кабельными линиями и представляет собой магистрально-радиальную схему: распределительные пункты запитываются либо от РП-11 (ЗРУ-6 кВ ГПП-1), либо по магистральной схеме от другого распределительного пункта. Распределительные пункты в свою очередь питают цеховые трансформаторные подстанции.

Основные потребители электроэнергии — электрические двигатели.

Мощность трансформаторов на цеховых трансформаторных подстанциях 560, 630, 750, 1000, 1600 кВА, основная марка — ТМЗ.

Компенсация реактивной мощности осуществляется как на стороне 6 кВ, так и на напряжении 0,4 кВ с помощью батарей статических конденсаторов.

Таким образом, существующая схема внешнего и внутризаводского электроснабжения практически удовлетворяет требованиям надёжности и электробезопасности электроснабжения, так как в ней учтены все условия технологического процесса и категории потребителей. Но в частных случаях внутризаводская система электроснабжения требует некоторой реконструкции в связи с заменой технологического оборудования, что и будет рассматриваться для механосборочного цеха № 2 в дальнейшем.

3. Существующая система электропотребления предприятия и её анализ

3.1 Динамика электропотребления

В данном разделе дипломного проекта рассмотрим динамику электропотребления предприятия за последние пять лет, приведённую на рис. 3.1.

Таблица 3.1 Динамика электропотребления предприятия

Проанализируем приведенную динамику электропотребления, а именно определим следующие показатели динамики: абсолютный прирост, коэффициент роста, темп прироста.

Анализ будем производить относительно 1998 года, а также каждый год относительно предыдущего года, с постоянной и переменной базой соответственно.

Показатели с постоянной базой (1998 год) характеризуют окончательный результат всех изменений по годам относительно 1998 года, а показатели с переменной базой — интенсивность изменения от периода к периоду, т. е. год относительно года.

Абсолютный прирост W_i определяется, как разность значений потреблённой электроэнергии по годам и показывает, на сколько потребление в данном году превышало потребление в базовом периоде или годом раньше.

W_i=W_i — W₁₉₉₈ — с постоянной базой (1998 год); (3.1)

W_i=W_i — W_i-1 — с переменной базой; (3.2)

где W_i — значения потреблённой электроэнергии в i-ом году, тыс. кВтчас;

W₁₉₉₈ — значения потреблённой электроэнергии в 1998 году, тыс. кВтчас;

W_i-1 — значения потреблённой электроэнергии в (i-1) — ом году, тыс.кВтчас.

Для определения относительной скорости изменения электропотребления за год служат относительные показатели.

Коэффициент роста:

K_i=W_i/W₁₉₉₈; (3.3)

K_i=W_i/W_i-1. (3.4)

Если коэффициент роста выражают в процентах, то его называют темпом роста Т_р.

Темп прироста (Т_п) показывает насколько процентов потребление в данном году больше или меньше потребления в базисном или предыдущем году и определяется по формулам (3.5 — 3.6).

T_п=(W_i-W₁₉₉₈)/W₁₉₉₈100; (3.5)

T_п=(W_i-W_i-1)/W_i-1100. (3.6)

Произведём анализ динамики электропотребления при помощи выше указанных показателей. Расчет отобразим в виде табл. 3.2.

Таблица 3.2 Показатели динамики электропотребления

Таким образом, из табл. 3.2 видно, что потребление электроэнергии не было стабильным. При сравнении с 1998 годом сначала был некоторый спад, затем резкий подъём и снова спад электропотребления, что и показывает абсолютный прирост. Судя по коэффициенту роста и темпу прироста можно сказать, что потребление электрической энергии в 1999 и 2000 годах упало на 4 и 1% соответственно по сравнению с 1998 годом.

При анализе электропотребления каждого года относительно предыдущего можно выявить такую же тенденцию подъёмов и спадов. Из абсолютного прироста видно, что в 1999 году был некоторый спад, затем каждый год до 2001 электропотребление несколько возросло, и 2002 году, потребление электроэнергии снижается относительно 2001 года на 7%, что и показывает коэффициент роста и темп прироста.

Таким образом, при анализе потребления электрической энергии ПО «Гомсельмаш» можно сказать, что оно более-менее стабильно и близко к среднегодовому электропотреблению W_ср.г.=31 458 тыс. кВтч.

3.2 Суточные графики нагрузки, их показатели, структура суточного потребления — ПИК, ПОЛУПИК, НОЧЬ

В данном подпункте произведём анализ среднесуточного графика нагрузки ПО «Гомсельмаш», приведённого в табл. 3.3 и на рис. 3.2.

Таблица 3.3 Среднесуточный график нагрузки

На рис. 3.2 серым цветом обозначена зона НОЧЬ, белым — зона ПОЛУПИК, штриховкой — зона ПИК.

Далее произведём расчёт показателей для приведенного графика по ниже приведенным формулам.

Средняя нагрузка — такая неизменная в течение любого рассматриваемого промежутка времени нагрузка, которая вызывает такой же расход электроэнергии, как и изменяющаяся за это время нагрузка.

(3.7)

где P_i — мощность i-го получасового промежутка времени, кВт.

Среднеквадратическая нагрузка — такая неизменная в течение любого рассматриваемого промежутка времени нагрузка, которая вызывает такие же потери мощности и энергии, как и изменяющаяся за рассматриваемый промежуток времени нагрузка.

(3.8)

Коэффициент максимума.

(3.9)

где Р_м — максимальная нагрузка, равная Р_м=8190 кВт, — наибольшее из значений в течение рассматриваемого периода времени (см. табл. 3.3 и рис. 3.2).

Коэффициент заполнения графика нагрузки (характеризует неравномерность графика нагрузки).

(3.10)

Коэффициент формы (характеризует неравномерность графика нагрузки).

(3.11)

Структура потребления по зонам суток ПИК, ПОЛУПИК, НОЧЬ, а также рассчитанные показатели графика нагрузки приведены в табл. 3.4

Как видно из структуры потребления по зонам суток максимальное потребление приходиться на зону ПОЛУПИК — 65% потребляемой электрической энергии за сутки, длительность которой — 14 часов. На долю пикового потребления приходится — 26%, длительность которого- 3 ч (с 8:00 до 11:00), наименьшее потребление естественно приходится на зону НОЧЬ — 9% (с 23:00 до 6:00).

Таблица 3.4 Показатели графика нагрузки

3.3 Плановые и фактические показатели электропотребления

Приведём данные электропотребления головного завода за 2002 год, на основании которых определим насколько и когда было превышение плановых показателей непосредственно самим предприятием и его отдельными подразделениями.

Плановые и фактические показатели электропотребления отражены в табл. 3.5.

Таким образом, анализируя приведенные в табл. 3.5 данные, можно сказать следующее: в пяти из двенадцати месяцев 2002 года наблюдалось превышение лимитов потребления электрической энергии на уровне головного завода ПО «Гомсельмаш». Превышение лимитов электроэнергии в основном приходится на осенне-зимний период, когда потребление несколько возрастает в связи со снижением температуры окружающего воздуха, т. е. когда возникает потребность в дополнительном обогреве помещений.

Максимальное превышение лимитов наблюдалось в октябре, и составило 88,519 тыс.кВтч.

Таким образом, разработка лимитов по электропотреблению на предприятии ведётся, что стимулирует выявление неэкономичных производств и заменой их более экономичными.

3.4 Электробаланс предприятия по цехам

Таблица 3.5 Электробаланс предприятия

Электробаланс, приведенный в табл. 3.6, отражает структуру электропотребления по подразделениям предприятия, которая в свою очередь даёт возможность оценить какой цех либо подраделение больше потребляет электрическую энергию и где эффективно будет внедрение энергосберегающих технологий и производств.

Анализируя приведенный выше электробаланс можно сделать некоторые выводы:

Наибольшее потребление приходится на долю теплосилового, сантехнического и литейного цехов — порядка 15%.

Наименьшее потребление электрической энергии, как видно из баланса, приходится на вспомогательные цеха: электроремонтный цех, цех сетей и подстанций, транспортный цех, цех комплектации материалами и др. Их потребление составляет порядка 1−2% на фоне общего электропотребления.

Электробаланс показал, что в отдельных цехах необходима замена старого неэкономичного оборудования более новым экономичным, что приведет к некоторой экономии потребляемой электрической энергии.

3.5 Система учёта электроэнергии

Учёт расхода энергетических ресурсов на промышленном предприятии может осуществляться следующими способами: приборным, расчётным, опытно-расчётным.

Основным способом учёта расхода топливно-энергетических ресурсов является учёт количества и параметров энергии и энергоносителей при помощи соответствующих измерительных приборов.

Расчётный способ учёта энергоресурсов применяется в случаях, когда учёт энергии посредством измерительных приборов технически невозможен.

Опытно-расчётный способ учёта совмещает в себе элементы приборного и расчётного способов и основан на сочетании разовых замеров расходов энергии или энергоносителей при помощи переносных измерительных приборов с последующим расчётным определением этих показателей для условий, отличающихся от имевших место при производстве замеров.

Подробнее рассмотрим учёт расхода электроэнергии.

Учёт расхода электроэнергии осуществляется с помощью системы учёта на базе телемеханики ТМ-301. Все электрические счётчики активной и реактивной энергии имеют датчики и связаны с помощью линий связи в автоматическую систему учёта электроэнергии. Данные передаются на персональный компьютер, установленный в цеху сетей и подстанций.

Кратко изложим возможности данного вида системы учёта.

Система телемеханики ТМ-301 предназначена для комплексной диспетчеризации и автоматизации и обладает следующими возможностями:

Автоматическую передачу информации — режим телесигнализации.

Воспроизведение информации телесигнализации на мнемощите со световой и звуковой сигнализацией.

Передачу информации по запросу с пункта управления со всех контролируемых пунктов одновременно или с любого выбранного контролируемого пункта.

Регистрацию на бланке пишущей машинки — времени приёма, группы телесигнализации, номера пункта и т. д.

Передачу на контролируемый пункт с пункта управления команду телеуправления «Включить», «Отключить».

Циклический опрос (каждые 30 мин) датчиков телеизмерения текущих значений параметров тока со всех контролируемых пунктов. Опрос продолжается приблизительно 10 мин.

Индикацию параметров тока, мощности, напряжения, частоты.

Регистрацию принятой информации телеизмерений интегральных значений электрической энергии в абсолютных единицах с указанием времени приёма и номера контролируемого пункта.

Недостатки автоматической системы учёта — в случае повреждения линии связи информация датчиков теряется, и информация об электропотреблении становится неточной и неполной.

На данный момент система учёта электроэнергии ТМ-301 морально и физически устарела и требует замены.

В настоящее время на предприятии приобретена автоматическая система учёта «эркон» для коммерческого учёта потребления электроэнергии. В планах её установка и перевод внутрипроизводственного учёта электроэнергии на эту систему.

Коммерческие электрические счётчики активной и реактивной энергии установлены в ячейках вводных выключателей в ЗРУ-6 кВ (РП-11) ГПП-1. Поскольку граница раздела с энергосистемой находится на стороне высокого напряжения, а коммерческий учёт ведётся по стороне низкого напряжения, то, согласно договору на пользование электроэнергией, к показаниям счётчиков добавляется величина потерь электроэнергии в трансформаторах ГПП-1, определяемая расчётным путём.

3.6 Расчёты за электропотребление

ПО «Гомсельмаш» относится к промышленным потребителям с присоединённой мощностью 750 кВА и выше. За электрическую энергию и мощность предприятие рассчитывается по двухставочному тарифу.

Двухставочный тариф состоит из основной и дополнительной ставки. За основную ставку принимается годовая плата в рублях за 1 кВт заявленной предприятием мощности, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы.

Под заявленной мощностью понимается наибольшая получасовая мощность, потребляемая предприятием в часы максимума энергосистемы. Эта мощность оговаривается и фиксируется поквартально в договоре на отпуск электроэнергии между потребителем и энергосистемой, и за эту мощность энергосистема взимает ежемесячно оплату.

Таким образом, потребитель вне зависимости от собственного максимума электрической нагрузки оплачивает планируемую нагрузку только в часы максимума энергосистемы, которые также указаны в договоре на отпуск электроэнергии. Тариф предусматривает оплату только тех электрических нагрузок потребителей, которые участвуют в совмещённом максимуме энергосистемы, и способствует выравниванию суточных графиков нагрузки энергосистемы.

Энергоснабжающая организация периодически контролирует соблюдение потребителем заявленной мощности.

На сегодняшний день предприятие имеет в договоре на отпуск электроэнергии заявленную мощность 26 МВт, которая каждый месяц уточняется. Основная тарифная ставка а=7512,2 руб./кВт, дополнительная — b=69,8 руб./кВтч. Каждый месяц данные тарифные ставки пересчитываются с учётом валютного коэффициента на день оплаты.

Приведём расчёт оплаты по двухставочному тарифу за потреблённые электрическую энергию и мощность за март для ПО «Гомсельмаш».

Валютный коэффициент.

К_в=0,17+(0,83К_$/К_баз)=0,17+0,832 148,7/1912=1,1 027 495

Заявленная мощность — Р_з=20 МВт.

Потреблённая электрическая энергия — W_мес=4 344 264 кВтч.

Налог на добавленную стоимость — 20%.

С=(аР_з+bW_мес)1,2К_в=(7512,219 489+69,84 344 264)1,21,1 027 495=595001584,1 руб.

3.7 Анализ системы электропотребления

Из всего выше сказанного можно подвести итоги:

Потребление электрической энергии на ПО «Гомсельмаш» за последние пять лет практически существенно не изменялось и колоблется в районе среднегодового электропотребления W_ср.г.=31 458 тыс. кВтч.

Из анализа среднесуточного графика нагрузки видно, что максимальное потребление приходится на время суток с 7:00 до 16:00.

Плановые лимиты электрической энергии за 2002 год были практически выполнены, за исключением нескольких месяцев.

Из энергобаланса видно, что наиболее энергоёмкими являются следующие цеха: теплосиловой, сантехнический и литейный. Все вспомогательные цеха имеют небольшую долю в общем энергобалансе, порядка нескольких поцентов, а некоторые и долей процента.

Система учёта электроэнергии на ПО «Гомсельмаш» устарела и требует замены.

Оплата за потреблённые электрическую энергию и мощность происходит по двухставочному тарифу со следующими основной и дополнительной тарифными ставками: а=7512,2 руб./кВт, b=69,8 руб./кВтч.

4. Электроснабжение мехоносборочного цеха №2

4.1 Характеристика электроприемников цеха по требованию надежности электроснабжения и среды в производственных помещениях

Как было сказано в п. 1.2 электроприёмники по степени надёжности делятся на три категории; потребители электрической энергии механосборочного цеха № 2 относятся ко второй категории надёжности, что влечёт за собой установку как минимум двух независимых взаимно резервирующих источников питания. По степени защиты электрооборудование выше указанного цеха относится к IP21.

Перечень электроприёмников проектируемого участка механосборочного цеха № 2 приведён в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Перечень электроприёмников участка цеха

4.2 Выбор схемы питания электроприемников цеха

Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ, наиболее распространённым является напряжение 380 В. На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приёмников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения.