Электроснабжение группы цехов напилочного завода
|
АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 7
Технический паспорт 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
РЕШЕНИЙ 10
Выводу по разделу 13
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по электроремонтному цеху 14
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 16
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 20
Выводу по разделу один 23
2 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1 Выбор трансформаторов цеховых трансформаторных
подстанций 24
2.1.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 24
2.1.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 24
2.2 Выбор напряжения и трансформаторов ГПП 28
Выводу по разделу два 31
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
3.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 33
3.2 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 34
3.3 Расчет токов короткого замыкания 35
3.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 36
3.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 40
3.6 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения 42
Выводу по разделу три 43
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор напряжения и схемы внутреннего электроснабжения 44
4.2 Выбор кабельных линий 45
Выводу по разделу четыре 46
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 48
5.1 Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В 49
5.2 Расчет токов короткого замыкания до 1000 В 52
Выводу по разделу пять 55
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ 10.2.1 Монтаж разъединителей 105
10.2.2 Монтаж заземлителей 107
10.3 Техническое обслуживание разъединителей 109
Выводы по разделу десять 110
11 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 111
11.1 SWOT-анализ сравниваемых вариантов 112
11.2 Расчёт потерь электроэнергии в кабельных линиях 113
11.3 Выбор электрооборудования 114
11.4 Определение технико-экономических показателей вариантов
схем внутреннего электроснабжения предприятия 115
Выводы по разделу одиннадцать 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 56
6.2 Выбор выключателей КРУ 56
6.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 57
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 59
6.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 61
6.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 62
6.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 62
6.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 63
6.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 64
Выводу по разделу шесть 65
7 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 66
Выводу по разделу семь 72
подстанции 10/0,4 кВ 73
8.2 Расчет уставок защиты секционного автоматического
выключателя 0,4 кВ трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ 75
8.3 Расчет уставок защиты вводного автоматического
выключателя 0,4 кВ трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ 78
8.4 Релейная защита трансформатора 82
8.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор 85
8.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 85
8.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 86
8.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий
на землю 89
Выводы по разделу восемь 90
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ГПП
9.1 Общие требования электробезопасности 91
9.2 Защитные меры от поражения электрическим током 92
9.3 Пожарная безопасность 94
9.4 Молниезащита ГШ1 95
9.5 Освещение ОРУ-110/10 кВ 97
9.6 Расчет заземления 98
Выводы по разделу девять 103
10 КОНСТРУКУТИВНЫЕ ИЭКСПЛУТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ИСПОЛНЕНИЯ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ РГ-110
10.1 Назначение и технические характеристики 104
10.2 Этапы монтажа разъединителей 104
ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 7
Технический паспорт 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
РЕШЕНИЙ 10
Выводу по разделу 13
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по электроремонтному цеху 14
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 16
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 20
Выводу по разделу один 23
2 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1 Выбор трансформаторов цеховых трансформаторных
подстанций 24
2.1.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 24
2.1.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 24
2.2 Выбор напряжения и трансформаторов ГПП 28
Выводу по разделу два 31
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
3.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 33
3.2 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 34
3.3 Расчет токов короткого замыкания 35
3.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 36
3.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 40
3.6 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения 42
Выводу по разделу три 43
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор напряжения и схемы внутреннего электроснабжения 44
4.2 Выбор кабельных линий 45
Выводу по разделу четыре 46
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 48
5.1 Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В 49
5.2 Расчет токов короткого замыкания до 1000 В 52
Выводу по разделу пять 55
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ 10.2.1 Монтаж разъединителей 105
10.2.2 Монтаж заземлителей 107
10.3 Техническое обслуживание разъединителей 109
Выводы по разделу десять 110
11 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 111
11.1 SWOT-анализ сравниваемых вариантов 112
11.2 Расчёт потерь электроэнергии в кабельных линиях 113
11.3 Выбор электрооборудования 114
11.4 Определение технико-экономических показателей вариантов
схем внутреннего электроснабжения предприятия 115
Выводы по разделу одиннадцать 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 56
6.2 Выбор выключателей КРУ 56
6.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 57
6.4 Выбор трансформаторов напряжения 59
6.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 61
6.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 62
6.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 62
6.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 63
6.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 64
Выводу по разделу шесть 65
7 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 66
Выводу по разделу семь 72
подстанции 10/0,4 кВ 73
8.2 Расчет уставок защиты секционного автоматического
выключателя 0,4 кВ трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ 75
8.3 Расчет уставок защиты вводного автоматического
выключателя 0,4 кВ трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ 78
8.4 Релейная защита трансформатора 82
8.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор 85
8.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 85
8.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 86
8.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий
на землю 89
Выводы по разделу восемь 90
9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ГПП
9.1 Общие требования электробезопасности 91
9.2 Защитные меры от поражения электрическим током 92
9.3 Пожарная безопасность 94
9.4 Молниезащита ГШ1 95
9.5 Освещение ОРУ-110/10 кВ 97
9.6 Расчет заземления 98
Выводы по разделу девять 103
10 КОНСТРУКУТИВНЫЕ ИЭКСПЛУТАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ИСПОЛНЕНИЯ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ РГ-110
10.1 Назначение и технические характеристики 104
10.2 Этапы монтажа разъединителей 104
Системой электроснабжения называют совокупность устройств, для производства, передачи и распределения электрической энергии.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергией, к которым относятся электродвигатели разных машин и механизмов, электрические печи, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительством электрических станций.
Первые электрические станции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или в местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.
В настоящее время большинство потребителей получает электрическую энергию от энергосистем. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и вести работу по экономии электрической энергии.
В настоящее время основной проблемой является создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствуют такие факторы, как: выбор и применение рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных и понизительных подстанций, совершенствование методики определения электрических нагрузок. Таким образом, оптимизация производственных процессов в сочетании с оптимизацией систем промышленного электроснабжения может дать дополнительные средства за счет сокращения непроизводственных расходов.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергией, к которым относятся электродвигатели разных машин и механизмов, электрические печи, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительством электрических станций.
Первые электрические станции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или в местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.
В настоящее время большинство потребителей получает электрическую энергию от энергосистем. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и вести работу по экономии электрической энергии.
В настоящее время основной проблемой является создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствуют такие факторы, как: выбор и применение рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных и понизительных подстанций, совершенствование методики определения электрических нагрузок. Таким образом, оптимизация производственных процессов в сочетании с оптимизацией систем промышленного электроснабжения может дать дополнительные средства за счет сокращения непроизводственных расходов.
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов напилочного завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП и высокую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри предприятия осуществляется на напряжении 10 кВ по смешанной схеме, обеспечивающей оптимальные режимы работы электрической сети, надлежащее качество электроэнергии и надежность. Учитывая климатические условия, характеристики грунта и плотность застройки было принято решение прокладывать кабельные линии преимущественно в траншеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвП-10.
В проекте уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности. Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности на предприятии, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реактивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности компенсирующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической сети и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В разделе релейная защита произведен расчет релейной защиты участка системы электроснабжения от автоматического выключателя отходящей от ТП кабельной лини 0,4 кВ до выключателя отходящей кабельной линии 10 кВ главной понизительной подстанции предприятия.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов напилочного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП и высокую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри предприятия осуществляется на напряжении 10 кВ по смешанной схеме, обеспечивающей оптимальные режимы работы электрической сети, надлежащее качество электроэнергии и надежность. Учитывая климатические условия, характеристики грунта и плотность застройки было принято решение прокладывать кабельные линии преимущественно в траншеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвП-10.
В проекте уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности. Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности на предприятии, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реактивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности компенсирующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической сети и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В разделе релейная защита произведен расчет релейной защиты участка системы электроснабжения от автоматического выключателя отходящей от ТП кабельной лини 0,4 кВ до выключателя отходящей кабельной линии 10 кВ главной понизительной подстанции предприятия.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов напилочного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
