ВВЕДЕНИЕ 7
1. Теоретическая часть 8
1.1 Методика расчета электрической нагрузки 8
1.2 Выбор мощности трансформаторов и компенсация реактивной мощности 8
1.3 Расчет линий 220 и 10 кВ 9
1.4 Расчет токов короткого замыкания 10
1.4.1 Ток трехфазного короткого замыкания 10
1.4.2 Расчет токов однофазного замыкания на землю 12
1.5 Выбор и проверка элементов системы электроснабжения 13
2 Расчетная часть 15
2.1 Обоснование месторасположения новой подстанции 15
2.2 Расчет электрических нагрузок для новой подстанции 17
2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов 20
2.4 Решение вопроса загрузки трансформаторов с учетом компенсирующих
установок 20
2.4.1 Определение загрузки трансформаторов 20
2.4.2 Выбор компенсирующей установки 25
2.5 Схема электроснабжения потребителей ХАЗ и САЯНАЛ 27
2.5.1 Расчет линий связи 220 кВ 28
2.5.2 Выбор вводов в распределительное устройство 10 кВ 30
2.6 Транспорт электрической энергии 31
2.6.1 Выбор сечения и марки токопроводов 31
2.7 Токи короткого замыкания 32
2.7.1 Расчет тока трехфазного короткого замыкания 32
2.7.2 Расчет тока однофазного замыкания на землю 36
2.8 Выбор и проверка электрооборудования 43
2.8.1 Выбор и проверка аппаратов на стороне 220 кВ 43
2.8.2 Выбор оборудования 10 кВ 50
3 Экономическая эффективность капиталовложений 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
ПРИЛОЖЕНИЯ 62
Приложение
Саяногорский алюминиевый завод (АО «РУСАЛ Саяногорск») один из трех ведущих производителей алюминия в России. На долю завода приходится более 11% российского и 1,5 % мирового производства.
Важно отметить, что данное производство нуждается в надежном и бесперебойном электроснабжении, так как производство алюминия - это очень сложный, с технологической точки зрения, процесс, который происходит непрерывно, а значит, схема электроснабжения такого производства должна отвечать самым высоким требованиям по надежности.
В результате анализа существующей системы электроснабжения (СЭС) Саяногорского алюминиевого завода, было выявлено, что требования, предъявляемые к схеме электроснабжения данного предприятия, на данный момент, не выполняются. Например, такие как:
- невозможность взаиморезервирования трансформаторов собственных нужд, вследствие превышения коэффициента токовой перегрузки при отключении одного из них.
- питание от одной главной понизительной подстанции (ГНИ) системы электроснабжения собственных нужд 10 кВ, трех пром. площадок с независимыми друг от друга графиками потребления, значительно снижает надежность данной схемы, так как в большинстве случаев аварийное отключение любого из токопроводов 10 кВ, приводит к массовому отключению всех производств данного предприятия, вплоть до полной остановки производственного процесса.
Усугубляет данную ситуацию то, что основной объем электроэнергетического оборудования выработал свой ресурс, о чем свидетельствует анализ основных причин отключений элементов СЭЗ, также происходит постоянный рост технологической нагрузки.
Все это привело к тому, что в настоящее время мощность установленных трансформаторов на ГПП-1 и параметры электрических аппаратов на ЦРП-1 и ЦРП-2 не позволяют дальнейшее увеличение электрической нагрузки на ГПП-1.
Наиболее рациональным из предложенных вариантов модернизации системы электроснабжения 10кВ АО «РУСАЛ Саяногорск» является строительство новой двухтрансформаторной подстанции.
Данная выпускная квалификационная работа посвящена разработке перспективной схемы электроснабжения сети 10 кВ системы собственных нужд предприятия АО «Русал Саяногорск».
Согласно письму заказу и техническому заданию от ООО «Русская инжиниринговая компания», были составлены основные разделы выпускной квалификационной работы.
Актуальность работы состоит в необходимости разработки проектного решения для повышения надежности и качества электроснабжения электроприемников напряжением 10 кВ с учетом перспективы роста мощностей и развития предприятия.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы была разработана перспективная схема электроснабжения сети 10 кВ для предприятия АО «Русал Саяногорск» и АО «Русал САЯНАЛ».
В результате разработки были получены следующие результаты:
1) Обосновано месторасположение новой подстанции согласно существующих электрических схем и генеральных планов предприятия.
2) Определены расчетные электрические нагрузки потребителей 10 кВ ХАЗ и САЯНАЛ.
3) Предложена однолинейная схема и конструктивное исполнение новой подстанции.
4) Произведена проверка укрупненных показателей элементов системы электроснабжения относительно требований, предъявляемых к СЭС.
5) Составлена локальная смета по строительно-монтажным работам новой подстанции.
6) Выполнена оценка экономической эффективности единовременных капиталовложений в перспективную систему электроснабжения и определен срок окупаемости.
7) Исследования, проводимые в работе, были представлены в виде докладов на международных научно-практических конференциях:
- «Динамика взаимоотношений различных областей науки в современных условиях», г. Челябинск;
- «ПРОСПЕКТ СВОБОДНЫЙ - 2018», посвященной Году гражданской активности и волонтёрства в Российской Федерации, секция «Электроэнергетика: современное состояние и перспективы развития», г. Абакан и отмечены дипломом 2 степени;
- Республиканский конкурс научно-исследовательских работ студентов «Научный потенциал Хакасии» в номинации « Технические науки», г. Абакан;
8) Опубликованы в виде статей:
- в сборнике статей «Динамика взаимоотношений различных областей науки в современных условиях» по итогам международной научно-практической конференции «Динамика взаимоотношений различных областей науки в современных условиях», г. Челябинск;
- в сборнике статей СФУ по итогам международной научно-практической конференции «ПРОСПЕКТ СВОБОДНЫЙ - 2018», посвященной Году гражданской активности и волонтёрства в Российской Федерации, секция «Электроэнергетика: современное состояние и перспективы развития», г. Абакан.
9) Результаты работы нашли практическое применение, что подтверждается справкой о результатах внедрения решений, разработанных в выпускной квалификационной работе.
