Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода

Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Электрической техники

Пояснительная записка

К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

140610 «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

Тема«Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода»

г.Омск

Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода

Исходные данные на проектирование.

1.      Генеральный план.

2.      Мощность системы 650 MBА.

3.      Питание предприятия можно осуществить от подстанции энергосистемы на классах напряжения 220, 110, 35 кВ.

4.      Индуктивное сопротивление системы (Хс) принимать 0,3; 0,6; 0,9 о.е. соответственно классами напряжения 220, 110, 35 кВ.

5.      Расстояние от источника питания до завода 5 км.

. Сведения об электрических нагрузках представлены в табл.1

Таблица 1. Ведомость электрических нагрузок завода

Рисунок 1. Генеральный план нефтеперерабатывающего завода

Аннотация

Целью данного дипломного проекта является разработка системы электроснабжение нефтеперерабатывающего завода.

Содержание проекта охватывает основные вопросы электроснабжения промышленного предприятия: характер работы электроприемников, электрические нагрузки, выбор параметров системы электроснабжения и системы распределения промышленного предприятия, определение места расположения питающей подстанции, расчёт токов короткого замыкания, выбор и проверка оборудования, разработка однолинейной схемы электроснабжения предприятия, расчёт релейной защиты силового трансформатора. Условия задания представлены таковыми, что необходим выбор рационального распределения напряжения, схемы питания, в связи с чем необходим технико-экономический расчет.

Кроме основной темы, проект содержит следующие разделы:

1.  Выбор средств компенсации реактивной мощности;

2.      Технико-экономический расчет рационального напряжения питания;

.        Безопасность жизнедеятельности на предприятии.

.        Расчёт режима системы электроснабжения.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.   Описание технологического процесса

2.      Определение расчетных электрических нагрузок

.        Расчет и выбор компенсирующих устройств

.        Выбор системы питания

4.1          Определение центра электрических загрузок

.2  Выбор места расположения ППЭ

.3  Выбор рационального напряжения питания

4.3.1               Технико-экономический расчет

.3.2                 ТЭР питающего напряжения 110 кВ

.3.3                 ТЭР питающего напряжения 220 кВ

4.4          Выбор трансформаторов ППЭ

.5  Выбор схем распределительных устройств высшего напряжения

4.5.1               Выбор сечения питающей ЛЭП

4.6          Выбор схем распределительных устройств низшего напряжения

5.   Выбор системы распределения

5.1          Выбор напряжения распределения

.2  Выбор числа РП 6 кВ, ТП 6/0,4 кВ и мест их расположения

.3  Определение мощности и количества цеховых ТП 6/0,4 кВ

.4  Выбор способа, схемы канализации электрической энергии и сечений кабельных линий 6 кВ

6.   Расчет токов короткого замыкания в системе ЭСПП

.     Выбор и проверка элементов системы электроснабжения нефтеперерабатывабщего завода

7.1          Выбор и проверка высоковольтных выключателей на головном участке ЛЭП 110 кВ

7.2 .... Выбор и проверка разъединителей на головном участке ЛЭП 110 кВ.

7.3          Выбор вводного выключателя

.4 Выбор выключателя отходящей кабельной линии

.5  Выбор межсекционных выключателей на ПГВ

.6  Выбор трансформаторов тока в вводной ячейке 6 кВ

.7  Выбор трансформаторов напряжения для секции шин 6 кВ

.8  Выбор автоматического выключателя на стороне 0,4 кВ

.9  Выбор защитных аппаратов высокого напряжения

.10          Выбор выключателя нагрузки с предохранителем при питании ЦТП магистральной линией.

.11          Проверка кабелей на термическую стойкость.

8.   Релейная защита и автоматика (релейная зашита и МТЗ трансформатора ППЭ)

8.1          Расчет токов короткого замыкания.

.2  Релейная защита элементов ПГВ 110 кВ

.3  Расчет дифференциальной защиты трансформатора

.4  Расчёт МТЗ трансформатора

9.  Специальный вопрос

.    Безопасность жизни-деятельности 0

10.1 Особенности организации труда женщин и подростков

10.2                Виды и принцип действия пожарной сигнализации

Заключение

Список литературы

Введение

Современная рационально выполненная система электроснабжения промышленного предприятия должна быть экономичной, надежной, безопасной, удобной в эксплуатации, а также должна обеспечивать надлежащее качество энергии, предусматривать гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта. При этом должны по возможности приниматься решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с развитием строительства электрических станций и решалась

в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникло типовое решение.

В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций, методика определения электрических нагрузок и т.п. основные современные проблемы в области электроснабжения промышленных предприятий:

1.   Рациональное и правильное построение систем электроснабжения промышленных предприятий.

2.      Вопросы компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий.

.        Применение переменного оперативного тока для устройств релейной защиты и автоматики.

.        Вопросы конструирования универсальных удобных в эксплуатации цеховых электрических сетей.

.        Комплектное исполнение цеховых и общезаводских систем питания и конструкции подстанций.

1. 
Описание технологического процесса

Нефтеперерабатывающие предприятия производят топливо для двигателей и самолетов, дизельное топливо, мазут, сжиженный нефтяной газ, смазочные масла и сырье для химических заводов. Сырая нефть очищается до нафты, которая служит сырьем для производства ацетилена, метанола, аммиака и многих других химикатов.

Современные нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) состоят из отдельных комплексных технологических установок, число которых принимается в соответствии с годовой производительностью НПЗ. Производительность НПЗ достигает до 20 млн т. продукции в год. В зависимости от выбранного ассортимента выпускаемой продукции изменяется технологическая схема НПЗ. Различные технологические схемы НПЗ изменяют и глубину переработки нефти [9].

На НПЗ имеются разнообразные электроприемники технологических установок общезаводского характера, из которых наиболее мощными являются блоки оборотной воды с насосными станциями мощностью несколько тысяч киловатт и товарно-сырьевая база с многочисленными насосами. Особенность НПЗ - множество различных двигателей, асинхронных и синхронных, используемых для приводов мощных насосных станций и компрессорных установок различного назначения.

Особо нужно обратить внимание на электроснабжении постов оперативного управления технологическими установками, категория электроприемников постов - особая группа первой категории.

Теплоэлектростанция часто строится около нефтеперерабатывающего предприятия, так как НПЗ является очень мощным потребителем пара. При отсутствии ТЭЦ требуется устройство заводской котельной.

Схема технологического процесса представлена на рис. 1.1

Рисунок 1.1 Технологический процесс судоремонтного завода.

2. Определение расчетных электрических загрузок

Важным этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Зная электрические нагрузки, можно выбрать нужное число и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбрать и проверить токоведущие элементы по условию допустимого нагрева, рассчитать потери и колебания напряжения и выбрать защиты.

В соответствии с СН 174-75 [1] Определение электрических нагрузок электроприемников с переменным графиком нагрузки на всех ступенях питающих и распределительных сетей следует выполнять, как правило, по методу коэффициента использования и коэффициента максимума в соответствии с действующими указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках. Учитывая исходные данные, в рамках дипломного проекта будет применяться метод коэффициента спроса, так как он наиболее прост и широко распространен.

Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность группы приемников и коэффициенты мощности cosj и спроса  данной группы, взятых из справочника.

Расчетная нагрузка определяется по следующим выражениям:

,(2.1)

.(2.2)

По этим аналитическим выражениям определяют максимум силовой нагрузки цехов. Также необходимо учесть нагрузку искусственного освещения. Эта нагрузка как правило определяется по удельной плотности s Вт/м2 площади цеха (или территории предприятия).

Коэффициенты мощности и коэффициенты спроса для всех цехов приведены в следующей таблице.

Таблица 2.1 Ведомость электрических нагрузок завода

№ на плане            Наименование цеха         ,

кВт

Определение расчетной нагрузки рассмотрим на примере нефтебазы №1.

 (кВт),

 (кВар)

При расчёте осветительной нагрузки цеха (завода) используется метод коэффициента спроса. При этом предполагается, что силовые ЭП и освещение будут подключены к одним и тем же трансформаторам цеховых ТП. В этом случае расчетная мощность осветительной нагрузки будет определяться по формулам

, (2.3)

, (2.4)

где  - удельная плотность осветительной нагрузки на 1 м2 полной площади, Вт/м2,

- площадь цеха (м2),- коэффициент спроса осветительной нагрузки

В качестве источников света используем люминесцентные лампы

Согласно (2.3) и (2.4) имеем

 (кВт),

 (кВар)

Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки:

,(2.5)

,(2.6)

,(2.7)

Определяется по выражениям (2.5), (2.6) и (2.7)

 (кВт),

 (кВАр),

 (кВА).

На данном этапе расчёта цеховые трансформаторы ещё не выбраны, поэтому при определении максимальной нагрузки цеха потери в трансформаторе вычисляются приближённо:

,(2.8)

,(2.9)

В выражениях (2.8) и (2.9) 0,02 и 0,1 - приблизительные коэффициенты, характерные потерям в цеховых трансформаторах , тогда потери мощности согласно этим выражениям.

 (кВт),

 (кВАр).

Расчетный максимум цеха определяется с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторе:

,(2.10)

,(2.11)

(2.12)

Используя выражения (2.10), (2.11) и (2.12) имеем

 (кВт),

 (кВАр),

 (кВА).

Результаты расчета для всех цехов приведены в табл. 2.2

Определим мощность, требуемую на освещение территории завода (для освещения территории завода используются лампы ДРЛ):

(2.13)

,(2.14)

,(2.15)

Расчёт ведётся согласно выражениям (2.13), (2.14) и (2.15)

 (м2),

 (кВт),

 (кВАр).

После нахождения расчетных максимумов всех цехов, определяем суммарные максимумы на 0,4 и 6 кВ, а после этого находим максимальную нагрузку завода в целом. Согласно [3] Кр.м. = 0,9

,(2.16)

,(2.17)

,(2.18)

 (кВт),

( кВАр),

 (кВА).

Для освещения помещений цехов применяются люминесцентные лампы и лампы ДРЛ, для наружного освещения территории завода - ДРЛ.

Площади цехов и лампы, применяемые для освещения цехов, приведены в табл. 2.3

Таблица 2.3 Типы ламп и площади цехов нефтеперерабатывающего завода

№ на плане            Наименование цеха         ,

кВтF,

3. Расчет и выбор компенсирующих устройств

Мощность, которую может потреблять предприятие от энергосистемы, можно определить через нормативное значение коэффициента реактивной мощности tgφэ. Согласно [3] :

,(3.1)

Экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя согласно выражению (3.1):

 (кВАр)

Далее определяется мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить у потребителя:

,(3.2)

Согласно (3.2)

 (кВАр)