Материал: Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

Организация контроля потребления электроэнергии является первым и важнейшим шагом к ее рациональному использованию путем:

) выявления внутри предприятия цехов и участков, перерасходующих электроэнергию;

) детальной проверки счетов, выставляемых электроснабжающей организацией;

) выявления наиболее энергетически эффективных режимов работы оборудования и поддержания этих режимов в течение как можно большего отрезка времени;

) строгой количественной оценки эффективности различных энергосберегающих мероприятий в натуральном и денежном выражении.

Многочисленные исследования показывают, что правильная организация учета позволяет экономить до 10% электроэнергии без внедрения дополнительных энергосберегающих мероприятий [15].

Для измерения и учета потребления электроэнергии на проектируемом предприятии используется устройство сбора и передачи данных (УСПД). Данное устройство предназначено для запроса и приема по цифровым каналам данных с нижнего уровня АСКУЭ (от групп счетчиков), обработки полученных данных и передачи их на верхний уровень АСКУЭ.

Эффективность использования энергии на предприятии также зависит от уровня механизации и автоматизации производственных процессов. Проектом предусмотрена комплексная механизации и автоматизации производства, использование автоматических линии и участков.

12. Технико-экономические расчеты

.1 Организация энергохозяйства предприятия

Во главе энергетического хозяйства предприятия стоит главный энергетик, основными функциями которого являются: непосредственное административное, техническое, экономическое и безопасное руководство энергоцехами; техническое и методическое руководство службами цеховых энергетиков; надзор за надлежащей эксплуатацией электрооборудования и сетей; нормирование энергопотребления. В своей работе он руководствуется законодательством, постановлениями правительства, приказами и указами министерства, приказами главного инженера и директора, правилами техники эксплуатации и пожарной безопасности.

Расчетная активная нагрузка на шинах РП предприятия составляет 16,6 Мвт, следовательно, энергохозяйство предприятия относится к 4-й категории ([16], стр. 15, табл. 8).

На рисунке 12.1 приведена общая схема организационной структуры отдела главного энергетика (ОГЭ).

Рисунок 12.1 - Схема организационной структуры ОГЭ

Штат ОГЭ включает в себя:

- главный энергетик - 1 человек;

бюро планирования, экономики и ППР - 1 человек;

проектно-конструкторское бюро - 1 человек;

теплосантехническое бюро - 1 человек;

вентиляционное бюро - 1 человек.

Итого инженерно-технических работников - 5 человек, количество служащих - 0 человек, общий штат ОГЭ - 5 человек. Штат ИТР лабораторий ОГЭ отсутствует.

В функции бюро планирования, экономики и ППР входят:

- учет энергетического оборудования и сетей, состоящих на балансе предприятия и находящихся в эксплуатации, на складах и в движении; выдача разрешения на перемещение оборудования; разработка и внедрение классификаторов оборудования и сетей;

оформление ввода в эксплуатацию и списание в установленном порядке энергетического оборудования и сетей; разработка и конкретизация отдельных нормативов системы ППР применительно к условиям предприятия;

ведение ремонтной картотеки;

составление годовых, сезонных и ежемесячных планов ППР энергетического оборудования и сетей.

Основной задачей проектно-конструкторского бюро является техническое обеспечение эксплуатации, ремонтных и монтажных работ, ведущихся энергетическим цехом. В этих целях бюро выполняет следующие функции:

- составление и корректировка исполнительных чертежей, схем и кабельных журналов на все эксплуатируемые электросети и установки;

разработка и внедрение единой по предприятию системы нумерации сетей, сетевых устройств, технической документации;

обеспечение эксплуатационных и ремонтных участков принципиальными, развернутыми и монтажными схемами на электрооборудование.

Теплосантехническое бюро выполняет те же функции, что и проектно-конструкторское бюро, но для теплового и сантехнического хозяйства предприятия. Оно помимо проектно-конструкторских функций несет функции инспекторского контроля, а также функции наладки соответствующего оборудования и сетей.

Вентиляционное бюро несет функции, аналогичные функциям тепло-сантехнического бюро, но для вентиляционного хозяйства предприятия.

Диспетчерское управление энергохозяйством является одной из важных форм оперативного вмешательства в выполнение сменно-суточных заданий на отдельном рабочем месте, участке и предприятии в целом.

Схема оперативно-диспетчерского управления энергохозяйством представлена на рисунке 12.2.

Диспетчерское управление в энергохозяйстве заключается в осуществлении непрерывного контроля и координировании работы отдельных элементов схемы электроснабжения, теплоснабжения, неполадок, возникающих в процессе эксплуатации.

В функции диспетчерской службы входят:

- систематический контроль и обеспечение ритмичности выполнения производственной программы;

координация работы производственных цехов и решение текущих вопросов по выпуску продукции;

предупреждение и оперативное устранение аварий.

Дежурный энергетик в оперативном отношении подчинен дежурному диспетчеру завода, административно и технически - главному энергетику, а по линии управления электрическими и тепловыми сетями, связывающими предприятие с энергосистемой, - диспетчеру электрических сетей и диспетчеру тепловых сетей.

Рисунок 12.2 - Схема оперативно-диспетчерского управления энергохозяйством предприятия

В соответствии с производственными инструкциями дежурный энергетик руководит переключениями в заводских сетях, осуществляет контроль запуска крупного электрооборудования, выводит и вводит на ремонт электрооборудование. В аварийных ситуациях руководит операциями по их ликвидации с вызовом персонала и руководства.

.2 Технико-экономические расчеты

Суммарная мощность цеховых трансформаторов

 кВ∙А.

Годовое потребление электрической энергии:

; (12.1)

; (12.2)

, (12.3)

где  - энергия, потребляемая силовой нагрузкой предприятия, кВт·ч;

 - энергия, потребляемая осветительными установками, кВт·ч;

 - годовая величина потерь энергии в общезаводских сетях и трансформаторах (после компенсации), кВт·ч;

 - годовой коэффициент сменности по энергоиспользованию; согласно [4] для станкостроительных заводов можно принять ;

 - средняя нагрузка за наиболее загруженную смену, кВт;

 - годовая продолжительность работы силовых электроприемников, принимаем  ч ([4], стр. 53, табл. 3.3);

 - расчетная нагрузка освещения, кВт;

 - время использования максимума осветительной нагрузки, принимаемое по справочнику в зависимости от географической широты, числа рабочих смен и наличия естественного освещения;  ч.

По рассчитанным ранее значениям силовых и осветительных нагрузок (таблица 3.2 и 3.3) и потерям электроэнергии, используя формулы (12.1), (12.2) и (12.3) определяем:

 кВт·ч;

 кВт·ч;

 кВт·ч.

Следовательно, годовое потребление электроэнергии

 кВт·ч.

Максимальное значение потребляемой активной мощности определяется следующим образом:

, (12.4)

где  - время использования максимума нагрузки предприятия,  ч ([4], табл. П3).

 кВт.

Стоимость основных фондов применим равной величине капитальных вложений (пункт 6 пояснительной записки):

 млн. руб.

Амортизационные отчисления и годовые расходы на текущие ремонты и обслуживание электрооборудования были определены ранее:

 млн. руб.;

 млн. руб.

Суммарная номинальная мощность, устанавливаемых конденсаторных установок ( пункт 4, таблица 4.7 пояснительной записки):

 квар.

Средний тариф на электроэнергию был определен ранее и составляет:

, руб. / кВт∙ч.

Годовая плата за потребляемую предприятием электроэнергию определяется по двухставочному тарифу:

; (12.5)

 млн. руб.

В том числе стоимость потерь электроэнергии

; (12.6)

 млн. руб.

Стоимость полезного кВт·ч электроэнергии:

, (12.7)

где  - полезное потребление электроэнергии предприятием, кВт·ч, определяется по формуле:

; (12.8)

 кВт·ч.

Значит,  руб. / кВт∙ч.

Приведенные затраты принятого варианта схемы электроснабжения, определенные в пункте 6 пояснительной записки,

 млн. руб.

Результаты проведенных технико-экономических расчетов представлены в таблице 12.1 и на листе 7 графической части дипломного проекта.

Таблица 12.1 - Технико-экономические показатели

13. Охрана труда

.1 Расчет защитного заземления ТП №3

В электрических сетях напряжением до 1000 В обязательным техническим средством, обеспечивающим защиту человека от поражения током, является защитное заземление. Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с землей или ее эквивалентом.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и тока, проходящего через тело человека. Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения человека к корпусу электрооборудования или другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением.

Конструктивными элементами защитного заземления являются заземлители и заземляющие проводники.

В качестве естественных заземлителей применяются расположенные под землей водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, а также горючих или взрывоопасных газов; металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землей; обсадные трубы, металлические шпунты гидротехнических сооружений; свинцовые оболочки кабелей, проложенных под землей.

В качестве искусственных заземлителей применяются вертикально забитые стальные трубы длиной 2-3 м и диаметром 25-62 мм; стальные прутки диаметром 10-12 мм, стальные уголки 60´60 мм и близкие к ним; горизонтально уложенные стальные полосы и круглые проводники.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителям и заземляемым конструкциям выполняется только сваркой, а к корпусам аппаратов и машин - сваркой или болтовым соединением.

Установлены следующие значения наибольшего допустимого сопротивления защитного заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000 В: 10 Ом - при мощности источника тока до 100 кВ·А; 4 Ом - при мощности более 100 кВ·А.

Покажем расчет заземляющего устройства методом коэффициента использования для трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ механического цеха. На подстанции установлен один трансформатор мощностью 1000 кВ·А. Примерное значение удельного сопротивления грунта ρ = 110 Ом·м, что соответствует грунту суглинок. Заземляющее устройство выполняем в виде контура из полосы 40х4 мм, проложенной на глубине 0,7 м около цеховой КТП, и стержней длиной 2 м и диаметром 26 мм на расстоянии 4 м друг от друга.

Сопротивление растеканию тока одного стержневого заземлителя

, (13.1)

где ρ - удельное сопротивление грунта, Ом×м;- длина стержня, м;- диаметр стержня, м.

 Ом.

Определяем количество стержней

, (13.2)

где  - коэффициент использования стержневых заземлителей;