Введение. Экономический рост в России в настоящее время носит экстенсивный характер

Экономический рост в России в настоящее время носит экстенсивный характер. Практически не производится современной высококачественной и конкурентоспособной продукции массового производства. Россия так и не сумела пробиться на широкий мировой рынок, занять собственные надежные ниши по поставке готовой, а не сырьевой промышленности.

Современная химическая и нефтехимическая промышленность является ведущей отраслью промышленности. Она является бюджетообразующей в РФ. Она дает около 30% доходов в бюджет, около 40% валютных поступлений, в ней задействовано около 12% трудового населения, около 20% основных производственных фондов. Химическая промышленность активнее чем другие внедряет новые технологии и товары.

Химическая промышленность – самая энергоемкая отрасль, с самыми разнообразными процессами, связанными или с выделением, или с затратой, или с взаимным превращением энергии. Электроэнергия необходима не только на проведение химических реакций, но и на осуществление вспомогательных операций (транспортировка, подготовка сырья и т.п.), на приведение в работу технологического оборудования. На обеспечение комфортных производственно-бытовых условий сотрудников.

Основными потребителями химических предприятий являются электроприводы различных машин и механизмов, электрическое освещение, электрические нагревательные устройства, в том числе электрические печи. Работа всех приемников электроэнергии зависит от качества самой энергии.

Решение основной проблемы современных систем промышленного электрообеспечения невозможно без комплексного решения проблемы надежной системы электроснабжения и определения допустимых перегрузок элементов систем электроснабжения, автоматизации, проектирования систем промышленного электроснабжения. Большое значение имеет расчет электрических нагрузок, которые определяют выбор всех элементов проектируемой системы электроснабжения.

Рациональное проектирование сетевых подстанций всех типов по категориям электроприемников, в частности рациональное и экономное построение главных электрических схем, выбор параметров оборудования, а так же оптимальная расстановка – представляет собой сложную и ответственную задачу. Необходимо определить тип, число и мощность силовых трансформаторов, выключателей и другой коммутационной аппаратуры, рациональную их расстановку, а так же решить ряд задач управления эксплуатационного оборудования.

Целью бакалаврской работы является повышение надежности электроснабжения производства синтетического бутадиенстирольного ООО «Тольяттикаучук», в связи с их моральной и физической изношенностью.

Основными задачами реконструкции являются:

- анализ электрической части производства синтетического бутадиенстирольного каучука и разработка мероприятий по реконструкции,

- расчет электрических нагрузок производства синтетического бутадиенстирольного каучука;

- выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов подстанций с учетом компенсации реактивной мощности;

- расчет токов короткого замыкания;

- расчет центра электрических нагрузок;

- расчет освещения производства синтетического бутадиенстирольного каучука;

- выбор электрических аппаратов и проводников.

.

1. Характеристика производства синтетического бутадиенстирольного каучука ООО «Тольяттикаучук»

1.1. Описание производства синтетического бутадиенстирольного каучука ООО «Тольяттикаучук»

ООО «Тольяттикаучук» (далее по тексту предприятие) одно из крупнейших нефтехимических предприятий СИБУРа и России. Предприятие размещено на 280 гектарах территории города Тольятти. Основная деятельность предприятия — производство синтетических каучуков различных марок. Также предприятие производит углеводородные фракции, продукты органического и неорганического синтеза, мономеры, полимеры, присадки для автомобильных бензинов.

Предприятие питается десятью вводами с шин генераторного напряжения: СК-1, СК-3, СК-7, СК-18, СК-19, СК-21, СК-22, СК-27, СК-28, СК-49 и по ЛЭП-110 кВ «Каучук-1» и «Каучук-2», «Каучук-3», «Каучук-4», отпайкой ЛЭП-110 кВ «ЭТЗ», «Ставропольская».

Производство разделено на четыре завода, производящих различные марки синтетических каучуков и побочной продукции. Так первый завод именуется производством бутадиена и бутадиен-стирольных каучуков; второй завод – производства изопрена; третий завод – производство изопренового каучука; четвертый завод – производство бутилкаучука.

Электроснабжение производств осуществляется напряжением 6/0, 4 кВ через подстанции, запитанные с расположенных на территории предприятия четырех РУ-110/6 кВ именуемых ГПП-1, ГПП-2, ГПП-3, ГПП-4 и находящимися в собственности предприятия.

К рассмотрению взято часть первого завода, а именно производство бутадиенстирольных каучуков (Е-1, Е-2-12). Данное производство введено в эксплуатацию в 1961 году, питается напряжением 6/0, 4 кВ с подстанций №5, 7, 13 и 26.

Подстанция №5 питается напряжением 6 кВ с вводов ГПП-1, ГПП-3 и вводом СК-22 с ТоТЭЦ. Подстанция №7 питается напряжением 6 кВ с вводов ГПП-1. Подстанция №26 питается напряжением 6 кВ с вводов ГПП-1. Подстанция №13 питается напряжением 6 кВ с подстанции №5.

Производство бутадиенстирольных каучуков ранее состояло из четырех линий выделения, но в соответствие с техническим перевооружением линии выделения и сушки каучука третья и четвертая линии были демонтированы и объединены в одну менее энергоемкую и производительную лини. Выделения и сушки каучука №3. В связи с чем необходимо произвести перерасчет нагрузок по данному производству.

Производство бутадиенстирольного каучука представлено на рисунке 1 в виде структурной схемы.

Рисунок 1 – Структурная схема производства синтетического бутадиенстирольного каучука

В связи с физическим и моральным устареванием электрооборудования и проводников электроэнергии возникает риск увеличения числа аварий. Необходима замена на подстанциях существующих трансформаторов, как отслуживших нормативный срок эксплуатации (25 лет). При реконструкции производится замена устаревших и сложных в обслуживании масляных выключателей на современные и мало обслуживаемые вакуумные, что приведет к увеличению надежности подстанций и снижению расходов на её обслуживание. Так же реконструкции подлежат цеховые распределительные устройства.

1.2. Анализ электрооборудования и характеристика потребителей производства синтетического бутадиенстирольного каучука ООО «Тольяттикаучук»

Основными потребителями являются электроприводы различных машин и механизмов, электрическое освещение, электрические нагревательные устройства и т.п.

Производство питается напряжением 6/0, 4 кВ с подстанций №5, 7, 13 и 26. Подстанция №5 питается напряжением 6 кВ с вводов ГПП-1, ГПП-3 и вводом СК-22 с ТоТЭЦ. Подстанция №7 питается напряжением 6 кВ с вводов ГПП-1. Подстанция №26 питается напряжением 6 кВ с вводов ГПП-1. Подстанция №13 питается напряжением 6 кВ с подстанции №5.

На рисунке 2 представлены однолинейные схемы подстанций №5, 7 и 26.

В таблице 1 представлен перечень электрооборудования подстанций №5, 7 и 26.

Таблица 1 - Перечень электрооборудования подстанций №5, 7 и 26

Из таблицы 1 видно, что электрооборудование подстанций имеет физический и моральный износ, что в любой момент может привести к снижению надежности электроснабжения потребителей.

Рисунок 2 – Однолинейные схемы подстанций №5, 7 и 26

Поэтому предлагается заменить:

- существующие силовые трансформаторы и трансформаторы собственных нужд с масляным охлаждением заменить на трансформаторы с естественным воздушным охлаждением, что позволит избавиться от масляного хозяйства на подстанциях;

- распределительное устройство.

Далее произведем расчет нагрузок производства синтетического батадиенстирольного каучука.

2. Расчет нагрузок производства синтетического бутадиенстирольного каучука ООО «Тольяттикаучук»

Электрическая нагрузка является определяющей при решении задач проектирования и управления электрическими объектами.

По характеру формирования электрическая нагрузка как мощность, передаваемая по элементу электрической сети, является случайным процессом, случайность которого определяется электрифицированной жизнедеятельностью человека в различных её сферах. Это обстоятельство приводит к сложности физико-математического представления электрической нагрузки при решении указанных выше задач проектирования и управления. Несмотря на это, в настоящее время сформированы методики, позволяющие представить электрическую нагрузку в той или иной форме при решении определенных задач. [11, стр. 101]

Для расчета нагрузок применяют упрощенные или более точные методы расчета. Методы расчета электрических нагрузок делятся на: аналитические(метод упорядоченных диаграмм, статистический метод, метод эффективной нагрузки) и эмпирические ( метод коэффициента спроса, метод удельных нагрузок, метод удельной плотности).

В данной бакалаврской работе использован метод коэффициента спроса. Рассмотрим более подробно данную методику расчета.

Определение расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса для группы однородных по режиму работы приемников определяют из выражений:

(1)

где соответствует характерному для данной группы приемников , определенному по справочным материалам.

В соответствии с руководящим техническим материалом – РТМ 36.18.32.4-92 «Указания по расчету электрических нагрузок» коэффициент использования для каждого электроприемника различен. В таблице 3 представлены коэффициенты использования для части электроприемников.

Таблица 3 – Коэффициенты использования электрических нагрузок