25
анализа; слив металла в сталеразливочные ковши для доставки в отделение
непрерывной разливки стали. Время варки стали при конвертерном произ-
водстве 40-45 минут.
В отделение разливки стали металл поступает в сталеразливочных
ковшах. Из ковшей металл разливается в слитки (слябы) и отправляются на
дефектацию.
В отделении дефектации слитков слябы охлаждаются. Каждый сляб
подвергается дефектации, и по возможности дефекты устраняются. Прошед-
шие контроль слитки сортовых сталей различных марок направляются для
дальнейшего производства металлоизделий (прокат, литье, ковка и др.) или
отправляют на склад.
Шлак, являющийся побочным продуктом данного производства, пода-
ётся в шлаковую яму, охлаждается и направляется в цех комплексной
переработки сталеплавильных шлаков. Здесь шлаки перерабатываются во
фракционный щебень, и шлаковую пемзу. В дальнейшем такая готовая про-
дукция идет в реализацию.
Основные электроприемники кислородно-конвертерного производства:
привода компрессоров, газовоздуходувок, дымососов, подъемно-
транспортные механизмы, система шлакоудаления, система воздухоочистки
и вентиляции.
Категория приёмников по электроснабжению – 1.
Условия среды – технологическая пыль.
Категория размещения оборудования – 3.
Степени защиты электрооборудования – IP43-IP54.
Цеха горячей и холодной прокатки. Сырьем для листопрокатного
производства являются слитки (слябы) из сталеплавильного производства.
Слябы подвергаются дополнительной обработке: травлению серной кислотой
с последующей промывкой, нормализацией при определенной температуре и
просушкой. Подготовленные слябы направляются в листопрокатные станы,
26
производящие продукцию из различных марок стали и в широком ассорти-
менте (ленточная, листовая и профильная стали).
Категория приемников по электроснабжению – 1.
Категория размещения электрооборудования – 3.
Степени защиты электрооборудования – IP44.
Вспомогательные цеха и службы завода предназначены для
обеспечения бесперебойной работы технологических установок произ-
водства.
В группе вспомогательных цехов основными являются: насосная
станция, котельная, центрально-заводская лаборатория (ЦЗЛ), ремонт-
но-механический цех, электроцех, транспортный цех и другие.
Вспомогательные службы: административно-техническая служба,
столовая, медпункт, складское хозяйство.
Ремонтно-механический цех является ремонтной базой любого про-
мышленного предприятия и необходим для текущего ремонта
технологического оборудования. Структура РМЦ зависит от мощности и
специфики производства предприятия. Основные отделения цеха: заготови-
тельное, кузнечнопрессовое, сварочное, механическое, термическое и ряд
других.
Основными электроприемниками цеха являются электродвигатели
приводов станков и механизмов, термические печи, электросварочное обору-
дование, подъёмно-погрузочные механизмы, системы вентиляции.
Мощность электроприёмников может достигать сотен киловатт. Напряжение
питания переменное 220/380 В. Режим работы продолжительный или по-
вторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению – 3.
Категория размещения электрооборудования – 4.
Степени защиты электрооборудования – IP20-IP40.
27
Насосная станция предназначена для водоснабжения цехов пред-
приятия. На промышленных предприятиях, как правило, применяется
оборотная система водоснабжения.
Основные электроприёмники цеха – насосы различной мощности.
Мощность блока до 400 кВт. Напряжение питания 0,4 кВ и 6(10) кВ.
Категория электроприемников по электроснабжению – 2 .
Категория размещения электрооборудования – 3.
Степень защиты электрооборудования – IP04.
Компрессорная предназначена для производства сжатого воздуха.
Компрессорные размещаются вблизи технологических цехов.
Основные электроприёмники – электродвигатели компрессоров. Мощ-
ность двигателей до 6 МВт. Напряжение питания 0,4 кВ и 6(10) кВ.
Категория приемников по электроснабжению – 1.
Категория размещения электрооборудования – 4.
Вид защиты электрооборудования – IP00.
2.3. Расчёт электрических нагрузок и выбор электрооборудования
предприятия
Для выбора схем электрической сети, трансформаторов ГПП и цеховых
трансформаторов, а также для выбора основного оборудования проведем
расчет электрических нагрузок.
Расчётные электрические нагрузки СЭС определяются для всех узлов
питания потребителей электроэнергии (рисунок 2.1). При этом отдельно рас-
сматриваются сети напряжением до и выше 1 кВ.
Расчетные нагрузки определяются по номинальной мощности и коэф-
фициенту спроса с учетом осветительной нагрузки, коэффициента
одновременности максимумов и потерь в элементах системы электроснабже-
ния.
28
Рисунок 2.1 – Узлы расчета электрических нагрузок
При расчете нагрузок цехов укрупненно, т.е. не учитывая характери-
стики индивидуальных электроприёмников, расчет нагрузок производится
начиная со второго уровня - шины 0,4 кВ (рисунок 2.1, точка 2).
Для определения расчетных нагрузок воспользуемся методом коэффи-
циента спроса. В этом случае для группы однородных по режиму работы
электроприемников расчетная нагрузка определяется по формулам:
р.с c ном
PKР;
(2.1)
р.с р н
Q Р tg
, (2.2)
где K
с
– коэффициент спроса;
Р
ном
– суммарная мощность электроприёмников, подключённых к данному
узлу нагрузки, кВт;
tgφ
н
– соответствует значению cosφ приёмников узла нагрузки.
Кроме того, в цехах и на территории завода необходимо учесть нагруз-
ку искусственного освещения. Номинальная мощность осветительной
29
нагрузки определяется по удельной плотности p
уд
и площади цеха (или тер-
ритории предприятия):
н.о уд
P p F
, (2.3)
где р
уд
– удельная плотность осветительной нагрузки, Вт/м
2
;
F– площадь территории цеха м
2
.
Расчетные мощности осветительной нагрузки определяются по форму-
лам:
о c.о п.п н.о
P K K Р;
(2.4)
о о о
Q tg Р
, (2.5)
где K
с.о
– коэффициент спроса осветительной нагрузки;
K
п.п
– коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре при примене-
нии разрядных источников света, рекомендуется принимаемся равным 1,2;
tgφ
о
– соответствует значению cosφ осветительной нагрузки.
Таким образом, суммарные расчетные значения нагрузок цеха (рисунок
2.1, точка 2) определяются по следующим выражениям:
р.ц. р.c. р.о.
P Р Р ;
(2.6)
р.ц. р.с. р.о.
Q Q Q
. (2.7)
Полная расчетная нагрузка цеха без учета нагрузки 10 кВ (её учет про-
изводится отдельно) определяется по следующему выражению:
22
р.ц. р.ц. р.ц.
S P Q
. (2.8)
Расчетный ток узла нагрузки:
р.ц.
р
ном
S
I
3U
. (2.9)
Расчётные значения нагрузок на стороне высшего напряжения транс-
форматоров цеховых подстанций (рисунок 2.1, точка 3) определяем по
расчётным нагрузкам на шинах низшего напряжения данной подстанции (ри-
сунок 2.1, точка 2) с учётом потерь в питающих трансформаторах [5].
30
Предварительные активные и реактивные потери в цеховом трансфор-
маторе определяем по выражениям:
тр
P 0,02 S
; (2.10)
тр
Q 0,1 S
. (2.11)
Таким образом, расчётные нагрузки на стороне высшего напряжения
цеховых ТП определяются по следующим выражениям:
р.ц.в р.ц т
P P P ;
(2.12)
р.ц.в р.ц т
Q Q Q ;
(2.13)
22
р.ц.в р.ц.в р.ц.в
S P Q .
(2.14)
Расчетный ток:
р.ц.в
р.ц.в
ном
S
I.
3U
(2.15)
Расчетные нагрузки высоковольтных электроприёмников цеха:
- расчетные активная и реактивная мощности:
р.в.с c ном
PKР
; (2.16)
р.в.с р.в.с н
Q Р tg
, (2.17)
где K
с
– коэффициент спроса высоковольтной нагрузки;
tgφ
н
– коэффициент реактивной мощности, о.е.
- расчетные полная мощность:
22
р.в.с р.в.с р.в.с
S P Q
; (2.18)
- расчетный ток:
р.в.с
р.в.с
ном
S
I
3U
. (2.19)
Суммарные рас четные мощности цехов определяются с учётом коэф-
фициента одноременности максимумов силовой нагрузки:
р. р.в.ц р.с.в о.м
P Р Р K ;
(2.20)
31
р. р.в.ц р.с.в о.м
Q Q Q K ,
(2.21)
где K
о.м.
- коэффициент одновремённости максимумов нагрузки, о.е.. В рас-
сматриваемом узле потребления, принимаем равным 0,9.
Расчётное значение полной мощности:
22
р. р. р.
S P Q .
(2.22)
Расчетный ток:
р.
р.
ном
S
I.
3U
(2.23)
Рассмотрим расчет нагрузок цехов по описанным выше формулам на
примере цеха холодной прокатки (№3 по генплану).
Исходные данные для подразделения №3:
- нагрузка 0,4 кВ:
Р
н
= 12640 кВт; K
с
= 0,6; cos
н
= 0,8;
F = 18240 м
2
(160×114 м); р
уд
= 12 Вт/м
2
; cos
о
= 0,9; K
с.о
= 0,95.
- нагрузка 10 кВ:
Р
н
= 13520 кВт; K
с
= 0,9; cos
н
= 0,8.
Определяем расчетные силовые нагрузки по (2.1) и (2.2):
Р
р.с
= 0,6·12640 = 7584 кВт;
Q
р.с
= 7584∙0,75 = 5688 кВар.
Определяем расчетную мощность искусственного освещения по (2.3),
(2.4) и (2.5):
3
н.о
P 12 160 114 10 218,9 кВт;
р.о
Р 0,95 1,2 218,9 249,5 кВт
;
р.о
Q 249,5 0,48 119,8 кВар
.
Определяем расчётные значения нагрузок цеха по (2.6) и (2.7):
р.ц
Р 7584 249,5 7833,5 кВт;
р.ц
Q 5688 119,8 5807,8 кВар
.
Определяем полную расчетную мощность подразделения по (2.8):
32
22
р.ц
S 7833,5 5807,5 9751,6 кВА
.
Определяем расчетный ток узла нагрузки по (2.9):
3
р.ц
9751,6 10
I 14816 А
3 380
.
Нагрузку остальных подразделений и цехов рассчитываем аналогично,
данные заносим в таблицу 2.2.
Произведем расчет нагрузок на стороне высшего напряжения подстан-
ций. Определим предварительные активные и реактивные потери в цеховом
трансформаторе по выражениям (2.10) и (2.11):
т
P 0,02 9751,6 195 кВт;
т
Q 0,1 9751,6 975,2 кВар
.
Определим расчетные нагрузки с учетом потерь в трансформаторах по
(2.12), (2.13), (2.14):
р.ц.в
P 7833,5 195 8028,5 кВт;
р.ц.в
Q 5807,8 975,2 6783 кВар;
22
р.ц.в
S 8028,5 6783 10510,3 кВА.
Расчетный ток по (2.15):
р.ц.в
10510,3
I 606,8 А
3 10
.
Для остальных цехов расчеты производим аналогично, результаты за-
носим в таблицу 2.3.
Определим расчетную высоковольтную нагрузку цеха по (2.16)-(2.19):
-расчетные мощности:
Р
р.с.в
= 0,9·13520 = 12168 кВт;
Q
р.с.в
= 12168∙1,33 = 16183,4 кВар;
22
р.с.в
S 12168 16183,4 20247,6 кВА.
- расчетный ток:
33
р.с.в.
20247,6
I 1169 А
3 10
.
Для остальных цехов с высоковольтной нагрузкой расчеты производим
аналогично, результаты расчета сводим в таблицу 2.4.
34
Таблица 2.1
Расчет электрических нагрузок (0,4 кВ) цехов предприятия
№ и наименование цеха
Р
н
,
кВт
cosφ,
о.е.
tgφ,
о.е.
К
с
,
о.е.
Р
р.с
,
кВт
Q
р.с
,
кВар
F,
м
2
p
уд
,
Вт/м
2
K
с.о
,
о.е.
Р
р.о.
,
кВт
Q
р.о.
,
кВар
Р
р.ц.
,
кВт
Q
р.ц.
,
кВар
S
р.ц.
,
кВА
I
р
,
А
1. Склад слябов
119
0,75
0,88
0,40
47,6
41,9
900
10
0,60
6,5
3,1
54,1
45,0
70,4
107,0
2. Материальный склад
97
0,75
0,88
0,40
38,8
34,1
900
10
0,60
6,5
3,1
45,3
37,2
58,6
89,0
3. Цех холодной прокатки
12640
0,80
0,75
0,60
7584,0
5688,0
18240
12
0,95
249,5
119,8
7833,5
5807,8
9751,6
14816,0
4. Цех горячей прокатки
14680
0,80
0,75
0,60
8808,0
6606,0
16000
12
0,95
218,9
105,1
9026,9
6711,1
11248,3
17090,0
5. Компрессорная
1080
0,75
0,88
0,80
864,0
760,3
6650
14
0,95
106,1
50,9
970,1
811,2
1264,6
1921,4
6. Насосная
1220
0,75
0,88
0,80
976,0
858,9
9240
14
0,95
147,5
70,8
1123,5
929,7
1458,3
2215,7
7. Кислородно-конвертерный
цех
885
0,80
0,75
0,60
531,0
398,3
7280
12
0,95
99,6
47,8
630,6
446,1
772,4
1173,5
8. Доменный цех
990
0,30
3,18
0,95
940,5
2990,8
7920
12
0,95
108,3
52,0
1048,8
3042,8
3218,5
4890,0
9. Насосная оборотного
водоснабжения
1195
0,75
0,88
0,80
956,0
841,3
3300
14
0,95
52,7
25,3
1008,7
866,6
1329,8
2020,4
10. Очистные сооружения
685
0,75
0,88
0,80
548,0
482,2
4620
14
0,95
73,7
35,4
621,7
517,6
809,0
1229,1
11. Бытовые помещения
410
0,90
0,48
0,50
205,0
98,4
1350
20
0,80
25,9
12,4
230,9
110,8
256,1
389,1
12. Ремонтно-механический
цех
725
0,75
0,88
0,60
435,0
382,8
1650
14
0,95
26,3
12,6
461,3
395,4
607,6
923,2
13. Гараж электрокар
220
0,75
0,88
0,50
110,0
96,8
1120
14
0,80
15,1
7,2
125,1
104,0
162,7
247,2
14. ЦЗЛ
195
0,75
0,88
0,50
97,5
85,8
924
20
0,80
17,7
8,5
115,2
94,3
148,9
226,2
15. Столовая
288
0,90
0,48
0,50
144,0
69,1
1480
20
0,80
28,4
13,6
172,4
82,7
191,2
290,5
16. Электроцех
530
0,70
1,02
0,70
371,0
378,4
1350
16
0,80
20,7
9,9
391,7
388,3
551,5
837,9
17. Административный корпус
360
0,90
0,48
0,50
180,0
86,4
1892
20
0,80
36,3
17,4
216,3
103,8
239,9
364,5
18. Медпункт
80
0,90
0,48
0,50
40,0
19,2
460
20
0,80
8,8
4,2
48,8
23,4
54,1
82,2
19. Отдел технического
контроля
354
0,90
0,48
0,50
177,0
85,0
1056
20
0,80
20,3
9,7
197,3
94,7
218,9
332,6
20. Склад готовой продукции
240
0,75
0,88
0,40
96,0
84,5
7000
10
0,60
50,4
24,2
146,4
108,7
182,3
277,0
Итого по НН ТП:
93332
24468,6
20721,2
32063,7