Введение 5
1 Краткая характеристика проектирования 7
2 Расчет электрических нагрузок завода, выбор схемы электроснабжения 9
3 Расчет и выбор компенсирующих устройств 26
3 Выбор источника питания. Выбор силовых трансформаторов ГШ1 29
4 Расчет токов короткого замыкания 31
4.1 Расчет токов короткого замыкания по стороне ВН 31
4.2 Расчет токов короткого замыкания по стороне НН 36
5 Выбор электрооборудования системы электроснабжения предприятия 43
5.1 Выбор электрооборудования по стороне ВН 43
5.2.1 Расчет и выбор линий электроснабжения 51
6 Релейная защита и автоматика 55
6.1 Автоматический ввод резерва (АВР) на шинах 10 кВ 57
Заключение 59
Список используемой литературы и источников
«Система электроснабжения - это совокупность электрических установок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией» [7]. «В состав системы электроснабжения промышленного объекта входят подстанции (питающие, трансформаторные, преобразовательные и распределительные), ЛЭП (кабельные и воздушные), токопроводы (ВН и НН). При проектировании системы электроснабжения предприятия большое внимание уделяется её рациональности, то есть надёжности и бесперебойности электроснабжения потребителей, как в нормальных, так и в аварийных режимах работы» [7]. Также актуальными являются вопросы безопасности и удобства эксплуатации схемы.
Характерной особенностью любого промышленного предприятия является его постоянное развитие, поэтому система электроснабжения должна быть гибкой, то есть соответствовать процессам модернизации производства (введение нового оборудования, использование актуальных технических решений, усовершенствование технологического процесса, рациональная эксплуатация электрооборудования), а не тормозить их [1].
«В процессе проектирования системы электроснабжения промышленного объекта прорабатываются вопросы оптимизации, связанные с определением номинального напряжения сети, расчётом нагрузок потребителей, выбором силовых трансформаторов (их мощности и количества), применением устройств компенсации реактивной мощности; также рассматриваются мероприятия, направленные на получение симметричной нагрузки и подавление высших гармоник в сети» [14].
Актуальность темы выпускной квалификационной работы заключается в рассмотрении принципов рационального электроснабжения промышленного предприятия.
В рамках выпускной квалификационной работы предоставлен объект, для которого требуется произвести полный подбор узлов системы электроснабжения с нуля.
Целью данной выпускной квалификационной работы, является проведение расчетов системы электроснабжения завода технологической оснастки.
Для достижения поставлены цели необходимо решить следующие задачи:
1) Произвести расчёт электрических нагрузок объекта;
2) Выбрать число и мощность питающих трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций и ГПП;
3) Произвести выбор устройств компенсации реактивной мощности;
4) Выбрать аппараты защиты и проводники;
5) Произвести расчёт токов короткого замыкания.
6) Выбрать электрооборудование ГПП;
7) Рассчитать уставки РЗиА.
В данной выпускной квалификационной работе спроектирована система электроснабжения (ЭСН) завода технологической оснастки в Ульяновской области.
По заданным техническим характеристикам ЭП, которые представлены в паспортных параметрах ЭП был произведен расчет электрических нагрузок по заводу, который включает в себя приведение ЭП повторно - кратковременного режима работы (ПКР) к длительному режиму работы (ДР), а также приведение однофазных ЭП к условной трехфазной мощности. Также в данном пункте был рассмотрен вопрос распределения нагрузки завода и составление схемы ЭСН. По первой категории надежности электроснабжения было принято решение о питании ЭП от двух соединенных выключателем систем шин, которые в свою очередь подключены к двум трансформаторам для обеспечения должного уровня надежности, чтобы в случае отказа одного из трансформаторов вся нагрузка могла перейти на исправный трансформатор и перебоя в ЭСН не произойдет. Нагрузка завода распределяется равномерно по секциям и подключается к шинопроводам (ШМА1 и ШМА2), а также к распределительным пунктам (РП1 и РП2). К РП1 и РП2 подключаются трехфазные ПКР и однофазные ПКР ЭП, соответственно. На каждое распределительное устройство рассчитывается свой максимальный ток. Все рассчитанные данные указаны в сводной ведомости нагрузок таблице 3 раздела 1 данного отчета. По рассчитанным данным мощностей выбрали к установке трансформаторы, которые устанавливаются в комплектной трансформаторной подстанции (КТП).
Рассмотрен вопрос компенсации реактивной мощности. В работе проверена загрузка существующих трансформаторов на ГПП, к которым подключено предприятие, по результатам проверки было установлено, что подключение предприятия технологической оснастки не приведет к замене существующих силовых трансформаторов ТДН-16000/110/10 кВ.
По рассчитанным токам был произведен выбор и проверка необходимых выключателей, а также выбор сечения проводников, которые соединяют ЭП с трансформаторами. Все выбранные выключатели и марки проводов согласованы по величине допустимых токов.
На основании расчетов токов короткого замыкания было выбрано электрооборудование ГПП по стороне 10 кВ.
Таким образом, поставленные цель и задачи в ВКР выполнены в полном объеме.
1. Вахнина, В.В. Проектирование систем электроснабжения [Электронный ресурс] : электрон. учеб.-метод. пособие / В.В. Вахнина [и др.] ; ТГУ ; Ин-т энергетики и электротехники ; каф. «Электроснабжение и электротехника». - Тольятти : Изд-во ТГУ, 2016. - 78 с. - Режим доступа: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/2976
2. Герасимов В.Г. Электротехнический справочник. В 4-х т. Т. 4 - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 963 с.
3. ГОСТ 7.82-2001. Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов. Общие требования и правила составления. - Введ. 30.06.2002. - Минск: Межгос. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации; ИПК изд-во стандартов, 2001.
4. Клочкова Н.Н. Электроснабжение ремонтно-механического завода: Учебно-методическое пособие, Самарский государственный технический университет.
5. Кноринг Г.М., Фадин И.М., Сидоров В.Н. Справочная книга для проектирования электрического освещения - С-Петербург, 1992.
6. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов - М.: Мастерство, 2001.
7. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок - М.: Высшая школа, 1990.
8. Постников Н.П. Электроснабжение промышленных предприятий - Ленинград: Стройиздат, 1989.
9. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7. - Новосибирск, Сиб.унив.изд-во, 2010. - 464 с., ил.
10. Сибикин Ю.Д. и др. Электроснабжение промышленных предприятий и установок - М.: Высшая школа, 2001.
11. Справочник по проектированы. электроснабжения/Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. - М.: Энергосамиздат, 1990.-576 с. - (Электроустановки промышленных предприятий/Под общ. ред. Ю.Н.Тищенко и др.)
12. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д. Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : ЭНАС, 2012. - 376 с. : ил
13. Сумарокова Л.П. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие./Л.П. Сумарокова; Томский политехнический университет - Томск: Из-во Томского политехнического университета, 2012.-288с. Режим доступа:
https://portal.tpu.rU/SHARED/d/DIMMASSIKK/academics/T ab 1 /sumarokova.pdf
14. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и ди-пломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1987-368с.
15. Фотиев М.М. Электрооборудование предприятий чёрной металлургии - М. Металлургия, 1980.
16. Фролов Ю. М. Основы электроснабжения / Ю.М. Фролов, В.П. Шелякин. - М.: Лань, 2018. 480 с.
17. Хорольский В. Я. Надежность электроснабжения / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов. - М.: Форум, Инфра-М, 2017. 128 с.
18. Хорольский В. Я. Эксплуатация систем электроснабжения / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов. - М.: Дрофа, 2016. 288 с.
19. Шеховцов, В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения.
Методическое пособие для курсового проектирования : учеб. пособие / В.П. Шеховцов. - 3-е изд., испр. - М. : Форум; ИНФРА-М, 2019. - 214 с. - (Среднее профессиональное образование). - Режим доступа:
http: //znanium.com/catalog/product/1009603
20. Шеховцов, В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению : учеб. пособие / В.П. Шеховцов. - 3-е изд. - М. : ИНФРА- М, 2019. - 136 с. - (Среднее профессиональное образование). - Режим доступа: http: //znanium.com/catalog/product/1000152
21. Школа электрика. Информационный портал. [Электронный ресурс]. - http://electricalschool.info/ (дата обращения: 28.03.2021).
22. Юндин М. А. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению / М.А. Юндин, А.М. Королев. - М.: Лань, 2016. 320 с.
23. Biegelmeier G. Electro supply system. - Bulletin. Int. Sek IVSS Verhut Arbeitsall und Berufskrankh Elek, 2017. 428 p.
24. Dalziel C.F., Lee W. Electricity and power supply - “IEEE Spectrum”, 2018, №2. p. 44-50.
25. Kott M. Efficiency of Electricity Utilisation in Households in the Context
of European Energy Policy [Text] / M. Kott // Acta Energetica. - 2015. - Vol. 4. - № 25. - PP. 54 - 59. - URL:
http: //www.actaenergetica.org/uploads/oryginal/pdf import/b77 a3196 Kott- Efficiency-of-Electricity.pdf
26. Laskurain I. Contribution to Energy Management of the Main Standards for Environmental Management Systems: The Case of ISO 14001 and EMAS [Text] / I. Laskurain, A. Ibarloza, A. Larrea, E. Allur // Energies. - 2017. - № 10. - URL: http://www.mdpi.com/1996-1073/10/11/1758
27. Stegaroiu C. The organizational integration of energy management
[Text] / C. Stegaroiu // Analele Universitafii Constantin Brancusi din Targu Jiu: SeriaEconomie. - 2014. - Issue 5. - PP. 39 - 42. - URL:
http://www.utgjiu.ro/revista/ec/pdf/2014-05/07 Stegaroiu.pdf