Введение 4
1 Общая характеристика производственного объекта 6
2 Выбор схемы внутризаводского электроснабжения 11
3 Расчет токов КЗ 13
4 Выбор и проверка электрических аппаратов 19
4.1 Выбор высоковольтных выключателей в питающих ячейках Г1П1 19
4.2 Выбор высоковольтных выключателей на отходящих к ТП линиях .... 23
4.3 Выбор и проверка измерительных ТТ на вводе в высоковольтный РП 27
4.4 Выбор и проверка измерительных ТТ на отходящих от
высоковольтного РП линиях 29
4.5 Выбор и проверка измерительных ТН для подключения к шинам
высоковольтного РП 32
5 Выбор микропроцессорных устройств РЗ для высоковольтного РП 35
6 Выбор типа системы оперативного тока в распределительном пункте 37
7 Определение нагрузок собственных нужд РП 38
8 Определение параметров защитного заземления 39
Заключение 41
Список используемых источников 43
Электроэнергетическая отрасль обладает рядом особенностей, которые отличают ее от других отраслей и накладывают некоторые ограничения на ее функционирование [1, 2, 3]:
- единовременное производство электрической энергии на электростанциях, ее трансформация в более высокие классы напряжения, передача по проводам линий электропередач, зачастую на значительные расстояния, трансформация на более низкие классы напряжений, потребление электроприемниками предприятий;
- процессы которые протекают в системе электроснабжения могут быть как длительными (суточные изменения нагрузи, старение изоляции и т.д.), так и очень быстротечными и занимать всего лишь десятые или тысячные доли секунды (короткие замыкания, пробой изоляции и т.д.);
- электроэнергетика является основой функционирования всех других отраслей, без нее невозможна нормальная и продолжительная работа не одного промышленного производства.
Перечисленные факторы привели к возникновению определенных требований, предъявляемых к системам электроснабжения:
- применение для защиты электрооборудования специальных устройств защиты и коммутации, способных точно определять и прерывать ненормальные режимы функционирования электроприемников и аварийные процессы в самой системе электроснабжения;
- различные электроприемники используемые в технологическом процессе и условия эксплуатации потребовали разработки различных схемных и конструктивных решений реализации систем электроснабжения предприятий;
- в последние годы все более важной становится способность системы электроснабжения трансформироваться вслед за изменяющейся конфигурацией технологического процесса на современном предприятии.
Условно принято делить электроприемники по следующим признакам:
- величине номинальной мощности отдельного ЭП;
- уровню номинального напряжения на работу при котором рассчитан ЭП;
- род тока электроприемника, переменный или постоянный;
- в зависимости от важности выполняемых функций и способности оказывать влияние на жизнь и здоровье людей ЭП делятся на категории по надежности электроснабжения, что сказывается на требованиях к их источникам питания;
- режимам функционирования электроприемников, что влияет на методику расчетов.
Учет этих особенностей делает каждую систему электроснабжения неповторимой и приспособленной только к данному конкретному предприятию, ее перенос без изменений конфигурации и состава электроприемников на другое даже однотипное предприятие становится невозможным.
Цель ВКР заключается в проектировании вместо устаревшего высоковольтного РП новой электроустановки, снабженной современными устройствами коммутации и защиты, способными обеспечить бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей производства бутилкаучука после расширения.
Задачи ВКР заключаются в проведении расчетов ожидаемых нагрузок по расширяемому производству, выборе коммутационных аппаратов по номинальным параметрам и их проверка на устойчивость к негативному воздействию токов коротких замыканий, а также выбор состава и элементов сопутствующих систем в РП 6 кВ.
Цель ВКР заключалась в проектировании вместо устаревшего высоковольтного РП новой электроустановки, снабженной современными устройствами коммутации и защиты, способными обеспечить бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей производства бутилкаучука после расширения.
В работе дана краткая характеристика выпускаемой продукции, приведены сведения о вновь устанавливаемом электрооборудовании и вызванном из-за этого, росте электрических нагрузок на производстве.
Так, согласно расчетам, мощность высоковольтных электроприемников увеличивается на 1,74 МВт, мощность низковольтных электроприемников возрастает на 2,3 МВт.
Поскольку рост реактивной нагрузки составляет значительную долю в полной мощности вновь устанавливаемых электроприемников, то предусматривается размещение автоматических устройств компенсации реактивной мощности.
На цеховых подстанциях предусматривается установка трансформаторов большей мощности для обеспечения нормальной работы при возросших нагрузках и запаса на предусмотренное долгосрочным планом развития расширение производства.
Рассмотрена схема питания реконструируемого в работе распределительного пункта, намечены основные пути реконструкции и планируемое к установке электрооборудование, описаны схемные решения и режимы работы распределительного пункта.
Для рассматриваемого в работе распределительного устройства составлена расчетная схема, на которой отмечены предполагаемые точки возникновения коротких замыканий, определены параметры входящих в схему элементов, выполнен расчёт максимальных значений трехфазного металлического тока короткого замыкания и ударного значения тока в начальный момент времени.
Все основное оборудование: ячейки КРУ и высоковольтные выключатели, вводные трансформаторы тока и на отходящих линиях в распределительном пункте, трансформаторы напряжения прияты производства АВВ. Рассмотренные в работе электрические аппараты соответствуют всем условиям выбора и обладают большим запасом по динамической и термической устойчивости.
Защита отходящих линий реализована на современных микропроцессорных блоках защиты REF 542 plus выпускаемых фирмой АВВ. В данных блоках будут использованы следующие функции релейной защиты: максимальная токовая защита и максимальная токовая отсечка; МТЗ каскадного действия с пуском по напряжению; автоматика БАВР.
В качестве оперативного тока в высоковольтном распределительном пункте выбран постоянный оперативный ток, который считается самым надежным так как не зависит от внешнего электроснабжения и сохраняет свою работоспособность даже при перерыве вешнего электропитания.
Определены нагрузки системы собственных нужд распределительного пункта, обеспечивающих питание системы электрического отопления и освещения внутри ячеек КРУ, питание системы подзаряда аккумуляторных батарей, системы внутреннего освещения помещений распредпункта.
По результатам выполненных в разделе расчетов принимаем систему заземления, состоящую из десяти расположенных по контуру РП вертикальных заземлителей и соединенных в единый заземляющий контур соединительной металлической полосой.
1. Грунтович Н.В. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования : учеб. пособие. Минск : Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2017. 271 с.
2. Комиссаров Ю.А., Бабокин Г.И. Общая электротехника и электроника : учебник. 2-е изд., испр. и доп. М. : ИНФРА-М, 2017. 479 с.
3. Кудрин Б.И. Электроснабжение: учебник. М.: Феникс, 2018. 382 с.
4. Кулеева Л.И., Митрофанов С.В., Семенова Л.А. Проектирование подстанции : учебное пособие. Оренбург: Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2016. 111 c.
5. Куско А., Томпсон М. Сети электроснабжения. Методы и средства обеспечения качества энергии. Саратов: Профобразование, 2017. 334 c.
6. Мельников М.А. Внутризаводское электроснабжение: учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2014. 180 с.
7. Михайлов В.Е. Современная электросеть. СПб. : Наука и Техника, 2013. 256 с.
8. Официальный сайт завода по выпуску комплектующих для
спецтехники [Электронный ресурс]. URL: https://www.texoc.ru/index.php /biznes/proizvodstvo/proizvodstvennye-vozmozhnosti (дата обращения:
15.01.2022).
9. Правила устройства электроустановок ПУЭ-6 и ПУЭ-7. М.: Норматика, 2018. 462 с.
10. Сибикин Ю.Д. Пособие к курсовому и дипломному проектированию электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных и городских объектов: учебное пособие. М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2015. 384 с.
11. Старкова Л.Е. Справочник цехового энергетика : учебно-практическое пособие. М. : Инфра-Инженерия, 2013. 352 c.
12. Указания по расчету электрических нагрузок. ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект» №358-90 от 1 августа 1993 г.
13. Ушаков В.Я., Чубик П.С. Потенциал энергосбережения и его реализация на предприятиях ТЭК: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политех. университета, 2015. 388 с.
14. Хорольский В.Я., Таранов М.А., Петров Д.В. Технико¬экономические расчеты распределительных электрических цепей: учебное пособие. М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2015. 96 с.
15. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. 3-е изд. М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2017. 136 с.
16. Bobby Rauf S. Electrical Engineering for Non-electrical Engineers. Lulu Press. Inc, 2015. 235 p.
17. Bogdanov D., Farfan J., Sadovskaia K., Aghahosseini A., Child M., Gulagi A., Oyewo A.S., de Souza Noel Simas Barbosa L., Breyer C. Radical transformation pathway towards sustainable electricity via evolutionary steps // Nature Communications. 2019, №10 (1), р.р. 1077-1080.
18. IEEE Recommended Practice for Calculating Short-Circuit Currents in Industrial and Commercial Power Systems. IEEE Std 551. NY: IEEE, 2013. 300 р.
19. Roman K. The Digital Information Age: An Introduction to Electrical Engineering. Cengage Learning, 2014. 400 p.
20. Surya S., Wayne Beaty H. Standard Handbook for Electrical Engineers, Seventeenth Edition. McGraw Hill Professional, 2017. 368 p.
21. Yatsuk V., Mykyjchuk M., Bubela T. Ensuring the measurement efficiency in dispersed measuring systems for energy objects // Studies in Systems, Decision and Control. 2019. pp. 131-149.
22. Zhu J., Chen P., Qiu M., Liu C., Liu J., Zhang H., Zhang H., Ding K. Experimental investigation of a high temperature superconducting pancake consisted of the REBCO composite cable for superconducting magnetic energy storage system // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2019. № 29 (5), рр. 59-63.