ВКР: Электроснабжение комплекса цехов листопрокатного производства металлургического комбината

АННОТАЦИЯ
В ходе работы была спроектирована система электроснабжения листопрокатного завода. Также были спроектированы статичесике аккумуляторные источники бесперебойного питая с двойным преобразованием энергии на объекты, имеющие особую важность на производстве: листопрокатные цехи и станы. Автономный режим работы спроектированных ИБП на примере цеха № 14 был симулирован в программе Matlab Simulink. В результате симуляции были получены осциллограммы тока и напряжения на нагрузке, а также гистограмма гармонических составляющих, характеризующая спроектированный ИБП с точки зрения качества электроэнергии.



СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛИСТОПРОКАТНОГО ЗАВОДА
1.1 Определение расчетных нагрузок предприятия
1.1.1 Исходные данные
1.1.2 Расчет низковольтной нагрузки
1.1.3 Расчёт высоковольтной нагрузки
1.1.4 Расчёт осветительной нагрузки
1.1.5 Расчёт электрической нагрузки предприятия
1.1.6 Компенсация реактивной мощности
1.1.7 Построение картограммы и определение центра электрических нагрузок
1.2 Выбор трансформаторов сети электроснабжения
1.2.1 Определение числа и мощности трансформаторов ГПП
1.2.2 Определение числа и мощности трансформаторов цеховых ТП
1.2.3 Выбор сечения воздушных линий высокого напряжения
1.2.4 Выбор сечения кабельных линий распределительной сети 10 кВ и 6 кВ
1.2.5 Выбор сечений кабельных линий сети напряжением 0,4 кВ
1.3 Расчет токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов
1.3.1 Расчет токов короткого замыкания
1.3.2 Проверка выбранных сечений жил кабелей 10 и 6 кВ по термической стойкости к действию токов КЗ
1.3.3 Выбор электрических аппаратов
1.4 Сравнение питающих напряжений ГПП
1.4.1 Электроснабжение листопрокатного завода на напряжении 35 кВ
1.4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения с разным напряжением
2. ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ
2.1 Разновидности ИБП
2.2 Статический ИБП
2.2.1 Резервный (off-line) ИБП
2.2.2 Линейно-интерактивный ИБП
2.2.3 ИБП с двойным преобразованием энергии
2.3 Динамические ИБП
2.4 Сравнение статических и динамических ИБП
3. РАСЧЁТ ИБП
3.1 Расчёт аккумуляторных батарей
3.2 Расчёт инвертора
3.3 Расчёт коэффициента трансформации
3.4 Расчёт выпрямителя
3.5 Расчёт байпасного ключа
3.6 Расчёт LCL – фильтра
3.7 Принципиальная электрическая схема ИБП
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИБП В MATLAB SIMULINK
4.1 Описание модели
4.2 Основные блоки
4.2.1 ШИМ-контроллер
4.2.2 Аккумулятор
4.2.3 IGBT-транзистор трёхфазного инвертора
4.2.4 LCL-фильтр
4.2.5 Нагрузка
4.3 Моделирование
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………………………...71

ВВЕДЕНИЕ

В нашей стране принято подразделять потребителей электроэнергии на категории электроснабжения: первая категория подразумевает питание от двух взаимно- резервирующих независимых источников, при этом прерывание электроснабжения от одного из них не должно превышать время срабатывания автоматики, восстанавливающей питание; вторая категория также подразумевает питание от двух независимых резервирующих друг друга источников, но в отличие от первой категории прерывание электроснабжения допускается на время его восстановления действиями дежурного персонала; к третьей категории относятся потребители, питающиеся от одного источника, при этом прерывание электроснабжение не должно превышать сутки.
Ко всему прочему из первой категории выделяют отдельную, которая называется особой. Данная категория подразумевает наличие третьего независимого источника электропитания, для того чтобы совсем исключить прерывание электроснабжения. В промышленности такие жёсткие требования к непрерывности электроснабжения могут быть выдвинуты к особо сложным технологическим процессам, которые должны быть непрерывны и после незапланированной остановки которых потом затруднительно вернуться в нормальный режим работы. В текущей работе такими сложными технологическими процессами обладают листопрокатные цехи и станы.
Одним из технических решений по переходу на третий независимый источник питания может быть использование источника бесперебойного питания (ИБП).
Источник бесперебойного питания – это электроустановка, осуществляющая автоматический перевод на резервный источник питания, имеющая в своём составе от двух и более вводов от источника питания, являющегося основным, и некоторое количество выводов для подключения потребителей. Таже источник бесперебойного питания способен стабилизировать напряжение и фильтровать гармоники, что положительно сказывается на качестве электрической энергии.
Стоит учитывать, что ИБП в отличии, например, от АВР включается не тогда, когда питание от сети совсем пропадает, а тогда, когда входное напряжение не укладывается в рамки допустимого.