ВВЕДЕНИЕ 4
1 Расчет мощности нагрузки электроприемников цеха №1 «Тольяттазот» 7
2 Расчет и выбор трансформаторов КТП цеха №1 «Тольяттиазот» 11
3 Расчет, анализ и выбор трансформаторов главной понизительной
подстанции ГНИ-1 17
4 Выбор электрической схемы подстанции ГПП-1 22
5 Определение токов короткого замыкания на шинах подстанции ГПП-1 23
6 Расчет и выбор электротехнического оборудования подстанции ГНП-1 29
7 Выбор и расчет релейной защиты подстанции ГНП-1 50
8 Расчет заземления понизительной подстанции ГПП-1 54
9 Расчет молниезащиты понизительной подстанции ГПП-1 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
Приложение А 65
Приложение Б 73
Приложение В
Тольяттиазот (ТОАЗ) - крупное промышленное предприятие по производству различной химической продукции (кирпич, керамическая плитка) и минеральных удобрений (аммиак, углекислота, карбамид, карбамидоформальдегидный концентрат). Предприятие занимает лидирующие позиции в своей отрасли в Российской Федерации [31].
Предприятие осуществляет экспорт продукции в более чем 100 стран мира. Доля экспорта составляет 85% от деятельности предприятия. Основные страны в которые осуществляется экспорт: Германия, США, Канада, Италия [32].
Производственные мощности предприятия Тольяттиазот позволяют осуществлять производство до 3 млн. тонн аммиака (7 агрегатов) ежегодно. По данному показателю Тольяттиазот занимает лидирующие позиции в стране и в мире: в Российской Федерации - в тройке лидеров; в мире - в десятке лидеров. Тольяттиазот обеспечивает 11% объема экспорта аммиака в мировом масштабе, что является весомой долей для одного предприятия [31].
Продукция, которую производит Тольяттиазот, занимает передовые позиции среди продукции, производимой химической промышленностью. В частности аммиак - важнейший продукт для сельскохозяйственной отрасли, т.к. удобрения на его основе повышают урожайность растительных культур. 100 кг аммиака повышают урожайность с 1 Га земли на 10 % для пшеницы, на 60 % для кукурузы. Доля азотных удобрений, производимых в Российской Федерации - 45 % от всех минеральных удобрений. [7, с. 6].
Аммиак с не меньшим успехом используется в холодильных установка, в металлургии, а также при производстве пластмасс. Все это делает его незаменимым продуктом на своем рынке [29].
Стратегические приоритеты предприятия «Тольяттиазот» нацелены на сохранение мировых лидерских позиций в химической промышленности (по объему производимой продукции), а также, что немаловажно, на эффективность и стабильность производства продукции. Под эффективностью и стабильностью понимается безоговорочное следование программе модернизации мощностей производственных площадок. В рамках модернизации планируется модернизировать существующие мощности (7 агрегатов аммиака, 2 агрегата карбамида) и организовать новые мощности - производство карбамида (3-й агрегат), установка получения аммиака из продувочных газов. Строительство установки получения аммиака из продувочных газов планируется начать в 2018г., производство карбамида готовятся ввести в эксплуатацию в 2019г. В целом же программа модернизации рассчитана до 2022г. Объем инвестиций в программу модернизации к её окончанию достигнет 80 млрд. рублей.
Имея в своем распоряжении значительное количество производств и занимая значительную площадь, предприятие Тольяттиазот является крупным потребителем электроэнергии. Для организации непрерывного производства аммиака и не только, а также для организации новых производственных мощностей необходимо обеспечить высоконадежное и бесперебойное электроснабжение.
Высокая надежность и бесперебойность электроснабжения особенно важна ввиду повышенной опасности производимых химических продуктов для здоровья и жизни людей. Нарушение электроснабжения может привести к аварии на производстве и утечке химических продуктов [30].
Так аммиак, являясь бесцветным газом с резким запахом, оказывает разъедающее действие на глаза, дыхательные пути и кожу человека [28].
Большинство несчастных случаев с людьми происходило именно в результате утечек аммиака, а не в результате пожаров и взрывов [9].
Целью выпускной квалификационной работы является обеспечение высокой надежности и бесперебойности электроснабжения цеха №1 по производству аммиака ПАО «Тольяттиазот».
В соответствие с целью работы к решению выдвигаются следующие задачи:
- произвести расчет мощности нагрузки электроприемников цеха №1 «Тольяттиазот»;
- выполнить расчет и осуществить выбор трансформаторов КТП цеха №1 «Тольяттиазот»;
- выполнить расчет и осуществить выбор трансформаторов главной понизительной под-станции ГПП-1;
- осуществить выбор электрической схемы подстанции ГПП-1
- определить значения токов короткого замыкания на шинах подстанции ГПП-1;
- рассчитать и выбрать электротехническое оборудование подстанции ГПП-1;
- осуществить выбор и произвести расчет релейной защиты подстанции ГПП-1;
- выполнить расчет заземления понизительной подстанции ГНИ-1;
- произвести расчет молниезащиты понизительной подстанции ГПП-1.
Произведена полная реконструкция электрической части понизительной подстанции ГПП-1 110/6 кВ.
На стороне 110 кВ приняты к установке вакуумные выключатели фирмы «Высоковольтный союз» ВРС-110 кВ, разъединители фирмы «ЗЭТО» - РГ-110 кВ.
Силовые трансформаторы, принятые к установке в результате технико-экономического расчета - ТРДН-80000/110/6 МВА.
На стороне низкого напряжения к установке принято комплектное распределительное устройство 6 кВ КРУ-СЭЩ-70.
Произведен электродинамический расчет ошиновки 110 кВ и 10 кВ.
Также произведены расчеты уставок релейной защиты.
Произведен расчет заземляющего устройства, который показал, пригодность контура заземления. В любое время года сопротивление не будет превышать 0,5 Ом и будет равно 0,299 Ом.
Молниезащита подстанции обеспечивает надежную защиту электрооборудования от импульсов тока.
Принятые решения по основному электрооборудованию обеспечивают уменьшение габаритов подстанции, увеличение надежности электроснабжения.
1. Предложение о размере цен (тарифов), долгосрочных параметров регулирования на 2018 г. [Электронный ресурс] : сайт компании Энергетика и связь строительства. URL: http://zeiss.net.ru/inforazdel1313.html(дата обращения: 14.02.2018 г.).
2. ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7 [Электронный ресурс] URL: https://www.elec.ru/library/direction/pue.html(дата обращения 07.02.2018 г.).
3. ГОСТ 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. М.: Издательство МЭИ, 2007.
4. СТО 56947007-29.240.10.028-2009. Нормы технологического проективания подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС). М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2009.
5. СТО 56947007-29.130.15.114-2012. Руководящие указания по проектированию заземляющих устройств подстанций напряжением 6-750 кВ . М. : Изд- во ПАО «ФСК ЕЭС», 2012.
6. СТО 56947007-29.240.30.010-2008.Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35-750 кВ. Типовые решения. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2007.
7. ИТС 2- 2015. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство аммиака, минеральных кислот и неорганических кислот. М. : Бюро НТД, 2015.
8. Вахнина В.В., Черненко А.Н. Системы электроснабжения: учебно-методическое пособие. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2015.
9. Кисс В.В., Евдокимов А.А. Обеспечение безопасности при проектировании аммиачных холодильных установок: учебное пособие, СПб.: Университет ИТМО, 2016.
10. Маньков В.Д., Заграничный С.Ф. Защитное заземление и защитное зануление электроустановок. Справочник, СПб.: Политехника, 2005.
11. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: учебник для вузов. СПб.: Петербург, 2014.
12. Степкина Ю.В., Салтыков В.М. Проектирование электрической части понизительной подстанции: Учеб. пособие по выполн. курсового и дипломн. проектир. Тольятти: ТГУ, 2007.
13. Номенклатурный каталог «Тольяттинский Трансформатор»: каталог / разработчик и изготовитель Тольяттинский Трансформатор. Тольятти, 2016.
14. Высоковольтный союз. ВРС-110 [Электронный ресурс]. URL: http://www.vsoyuz.com/ru/produkcija/cb/cb110kvZvrs110-.htm, (дата обращения: 11.12.2017 г.).
15. КРУ-СЭЩ-70 6, 10, 15, 20 кВ. Общее описание [Электронный ресурс].
URL: https://electroshield.ru/catalog/komplektnye-raspredelitelnye-ustroystvaZkru-
seshch-70-6-10-15-20-kv/(дата обращения: 12.12.2017 г.).
16. LF-1. [Электронный ресурс]. URL: http://forca.ru/v
/sobi2Task,sobi2Details/catid,0/sobi2Id,77/(дата обращения: 13.12.2017 г.).
17. Завод электротехнического оборудования. Разъединители
наружной установки серии РГ. [Электронный ресурс]. URL: http://www.zeto.ru/products and services/high voltage equipment/razyediniteli-narujnoy-ustanovki-serii-rg/rg-110-kv(дата обращения: 20.12.2017 г.).
18. УЭТМ. Трансформаторы тока ТРГ-УЭТМ®-110 [Электронный ресурс]. URL:http://www.uetm.ru/katalog-produktsii/itemZtrguetm110/(дата обращения: 20.12.2017 г.).
19. Электрощит Самара. ТШЛ-СЭЩ 10, 20 кВ [Электронный ресурс]. URL:https://electroshield.ru/catalog/transformatory-izmeritelnie/tshl-seshch-10-20/(дата обращения: 27.12.2017 г.).
20. Электрощит Самара. ТОЛ-СЭЩ 10, 20, 35 кВ [Электронный ресурс]. URL:https://electroshield.ru/catalog/transformatory-izmeritelnie/tol-seshch-10-20-35/(дата обращения: 28.12.2017 г.).
21. Трансформаторы напряжения (измерительные). ЗНОГ-110 (У1, УХЛ1)
Трансформатор напряжения элегазовый [Электронный ресурс]. URL:
http: //zeto .ru/products_and_services/high_voltage_equipment/transformatory- napryaje niya-izmeritelnye-elegazovye (дата обращения: 29.12.2017 г.).
22. Электрощит Самара. ЗНОЛ-СЭЩ 6, 10, 15, 20, 35 кВ [Электронный
ресурс]. URL: https://electroshield.ru/catalog/transformatory-izmeritelnie/znol-
seshch-6-10-20-35/(дата обращения: 31.12.2017 г.).
23. Martin Prochazka. Modeling of Current Transformers Under Saturation
Conditions [Электронный ресурс]. URL: http: //advances.utc. sk/index.php
/AEEE/article/view/195/207(дата обращения 01.01.2018 г.).
24. Koochaki A., Koushari S. M., Ghanavati G. Transformer Internal Faults
Simulation [Электронный ресурс]. URL: http: //www.aece.ro
/quickview.php?year=2008&number= 2&article=4¤tpage=1 (дата обращения 01.01.2018 г.).
25. Arif J., Abbas, Khalaf Salloum Gaeid, Ibrahim Khalil Salih. Modeling and
Control of the Saturation’s Transformer [Электронный ресурс]. URL:
http: //www.tj -es. com/index.php/tj es/article/view/161/109 (дата обращения
02.01.2018 г.).
26. Jovan C., Mikulovic1, Tomislav B., Sekara. The numerical method of in¬
verse laplace transform for calculation of overvoltages in power transformers and test results [Электронный ресурс]. URL: https://doaj.org/article
/03ba758e034a42b1b5b48eaa27dffe1(дата обращения 02.01.2018 г.).
27. Jian Li, Xudong Li, Lin Du, Min Cao and Guochao Qian. An intelligent
sensor for the ultra-high-frequency partial discharge online monitoring of power transformers. [Электронный ресурс]. URL: https: //doaj. org/article
/0253d5fc9a064137aeb059301bb6cd97(дата обращения 02.01.2018 г.).
28. Аммиак. [Электронный ресурс]. URL:http://www.rihtop.ru/ Diag-noseAssistant/ Substance. aspx?id=98(дата обращения: 16.03.2018 г.).
29. Аммиак. [Электронный ресурс]. URL:http://www.toaz.ru/rus/goods/ammonia.phtml?prod=1 (дата обращения: 15.03.2018 г.)
30. О безопасности аммиачных производств. [Электронный ресурс]. URL: http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=395(дата обращения: 16.10.2017 г.)
31. Тольяттиазот. [Электронный ресурс]. URL:
http://www.toaz.ru/rus/about/about.phtml(дата обращения: 15.04.2018 г.)
32. Тольяттиазот. [Электронный ресурс]. URL http://www.kto-
tlt.ru/page.php?ID=38&org=116(дата обращения: 14.10.2017 г.).