📄Работа №198515
Тема: Автоматизация системы контроля качества электроэнергии в цехе с дуговыми сталеплавильными печами
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
53 листов
Год:
2021
Просмотров:
53
4530
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….. 4
1. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ………………………………. 5
1.1. Выбор схемы подключения…………………………..…………………... 5
1.2. Выбор кабельных линий 10 кВ до электродвигателей ………………… 8
1.3. Расчет токов короткого замыкания на шинах 10 кВ………………… 9
1.4. Проверка кабелей на термическую стойкость…………………………... 12
1.5. Устройство высоковольтного распределительного пункта……………. 13
2. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ 10 КВ……………. 15
2.1. Несинусоидальность напряжения………………………………………... 15
2.2. Колебания напряжения…………………………………………………… 19
2.3. Несимметрия напряжения………………………………………………… 20
2.4. Пуск двигателя…………………………………………………………….. 21
3. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ…… 24
3.1. Схема соединения приборов……………………………………………… 24
3.2. Выбор трансформатора тока……………………………………………… 26
3.3. Выбор трансформатора напряжения……………………………………... 27
3.4. Структурная схема анализатора………………………………………….. 28
3.5. Обработка данных измерения …………………………………………… 29
3.6. Организация обмена данными…………………… 32
3.7. Микроконтроллер…………………………………………………………. 33
4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ДВИГАТЕЛЯ СТД-1600…………………………. 37
4.1. Требования к релейной защите ………………………………………….. 37
4.2. Токовая отсечка без выдержки времени ………………………………… 37
4.3. Защита от перегруза …………………… 38
4.4. Защита от однофазных замыканий на землю …………………………… 40
4.5. Защита от минимального напряжения …………………………………... 45
4.6. Защита от асинхронного режима и от перегрева ……………………….. 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………….. 48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………… 49
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….. 4
1. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ………………………………. 5
1.1. Выбор схемы подключения…………………………..…………………... 5
1.2. Выбор кабельных линий 10 кВ до электродвигателей ………………… 8
1.3. Расчет токов короткого замыкания на шинах 10 кВ………………… 9
1.4. Проверка кабелей на термическую стойкость…………………………... 12
1.5. Устройство высоковольтного распределительного пункта……………. 13
2. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ 10 КВ……………. 15
2.1. Несинусоидальность напряжения………………………………………... 15
2.2. Колебания напряжения…………………………………………………… 19
2.3. Несимметрия напряжения………………………………………………… 20
2.4. Пуск двигателя…………………………………………………………….. 21
3. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ…… 24
3.1. Схема соединения приборов……………………………………………… 24
3.2. Выбор трансформатора тока……………………………………………… 26
3.3. Выбор трансформатора напряжения……………………………………... 27
3.4. Структурная схема анализатора………………………………………….. 28
3.5. Обработка данных измерения …………………………………………… 29
3.6. Организация обмена данными…………………… 32
3.7. Микроконтроллер…………………………………………………………. 33
4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ДВИГАТЕЛЯ СТД-1600…………………………. 37
4.1. Требования к релейной защите ………………………………………….. 37
4.2. Токовая отсечка без выдержки времени ………………………………… 37
4.3. Защита от перегруза …………………… 38
4.4. Защита от однофазных замыканий на землю …………………………… 40
4.5. Защита от минимального напряжения …………………………………... 45
4.6. Защита от асинхронного режима и от перегрева ……………………….. 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………….. 48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………… 49
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе разрабатывается и обосновывается комплексная система электроснабжения и автоматизированного контроля качества электроэнергии для высоковольтных электродвигателей в цехе с четырьмя мощными дуговыми сталеплавильными печами. Актуальность исследования обусловлена тем, что такие печи, являясь источниками значительных возмущений (колебания, несинусоидальность и несимметрия напряжения), создают экстремальные условия для работы ответственных электроприводов первой и второй категорий надежности, что требует специальных технических решений для обеспечения их долговечной и экономичной эксплуатации. Основные результаты работы включают: выбор рациональной схемы подключения и основного оборудования (кабелей 10 кВ, трансформаторов); проведенный анализ, подтвердивший соответствие всех показателей качества электроэнергии на шинах 10 кВ нормативным требованиям даже в условиях пуска наиболее мощного двигателя; подбор современного анализатора качества электроэнергии с разработкой схемы его подключения для постоянного автоматизированного мониторинга; а также разработку и согласование релейной защиты для синхронного двигателя СД1600. Научная значимость заключается в комплексном подходе к проектированию систем электроснабжения в условиях воздействия мощных нелинейных и несимметричных нагрузок, а практическая – в готовых инженерных решениях, применимых на действующих промышленных предприятиях. Теоретической основой исследования послужили труды Б.И. Кудрина и Б.Ю. Липкина по электроснабжению промышленных предприятий, нормативные документы (РТМ 36.18.32.4-92, НТП ЭПП-94), а также работы в области релейной защиты, такие как А.М. Ершов.
📖 Введение
В выпускной квалификационной работе рассматриваются условия работы двигателей в системе электроснабжения цехов с дуговыми сталеплавильными печами. –
Дуговые сталеплавильные печи являются мощными потребителями электрической энергии. В тоже время дуговые сталеплавильные печи серьезно влияют на многие показатели качества электрической энергии, такие как колебания напряжения, несинусоидальность и несимметрия напряжения. Особенно важно, что электрические двигатели весьма чувствительны к этим показателям качества. Поэтому правильная организация их работы в таких условиях – сложная техническая задача.
Данные об электрической нагрузке двигателей, работающих в системе электроснабжения промышленного предприятия с 4-я сталеплавильными печами, заданы в таблице 1. Все эти электроприводы относятся к 1-ой и 2-ой категории по надежности электроснабжения. Поэтому в системе их электроснабжения должно быть предусмотрено резервирование.
Таблица 1 – Данные о двигателях
нагрузка Количество, шт. Активная мощность Pном , кВт Реактивная мощность
Qном , кВАр Коэффициент использования, kи.а
двигатель 1 4 500 420 1
двигатель 2 1 350 280 0.8
двигатель 3 6 400 340 0.2
двигатель 4 4 1600 1250 0.05
Задано, что в цехе четыре дуговых сталеплавильных печи расчетную с активную и реактивную мощностью равной Рп =7 МВАр и Qп=5.5 МВАр. Их коэффициент использования равен 0.7. Также задано, что остальная мощность предприятия составляет Рз =25 МВАр и Qп=19 МВАр.
Характеристика точки подключения к электрической сети: мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ трансформатора главной понизительной подстанции Sкз =600 МВАр, предельный коэффициент мощности tg(f)= 0.5.
Целью выпускной квалификационной работы является поиск оптимального решения, позволяющего организовать безаварийную работу электродвигателей в сложных условиях сталеплавильного цеха.
Дуговые сталеплавильные печи являются мощными потребителями электрической энергии. В тоже время дуговые сталеплавильные печи серьезно влияют на многие показатели качества электрической энергии, такие как колебания напряжения, несинусоидальность и несимметрия напряжения. Особенно важно, что электрические двигатели весьма чувствительны к этим показателям качества. Поэтому правильная организация их работы в таких условиях – сложная техническая задача.
Данные об электрической нагрузке двигателей, работающих в системе электроснабжения промышленного предприятия с 4-я сталеплавильными печами, заданы в таблице 1. Все эти электроприводы относятся к 1-ой и 2-ой категории по надежности электроснабжения. Поэтому в системе их электроснабжения должно быть предусмотрено резервирование.
Таблица 1 – Данные о двигателях
нагрузка Количество, шт. Активная мощность Pном , кВт Реактивная мощность
Qном , кВАр Коэффициент использования, kи.а
двигатель 1 4 500 420 1
двигатель 2 1 350 280 0.8
двигатель 3 6 400 340 0.2
двигатель 4 4 1600 1250 0.05
Задано, что в цехе четыре дуговых сталеплавильных печи расчетную с активную и реактивную мощностью равной Рп =7 МВАр и Qп=5.5 МВАр. Их коэффициент использования равен 0.7. Также задано, что остальная мощность предприятия составляет Рз =25 МВАр и Qп=19 МВАр.
Характеристика точки подключения к электрической сети: мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ трансформатора главной понизительной подстанции Sкз =600 МВАр, предельный коэффициент мощности tg(f)= 0.5.
Целью выпускной квалификационной работы является поиск оптимального решения, позволяющего организовать безаварийную работу электродвигателей в сложных условиях сталеплавильного цеха.
✅ Заключение
В выпускной квалификационной работе рассматривается функционирование электродвигателей в крайне сложных условиях – на промышленном предприятии с дуговыми сталеплавильными печами.
В разделе 1 рассмотрен вопрос о наиболее рациональной схеме подключения электродвигателей и выбрано основное оборудование системы электроснабжения – кабели и трансформаторы.
В разделе два проанализированы колебания напряжения, несимметрия и неси- нусоидальность напряжения в точке подключения двигателей и показано соответствие нормам всех показателей качества электроэнергии.
Поскольку качество электроэнергии требует постоянного контроля в разделе 3 выбран анализатор качества электроэнергии и показано, что он позволяет контролировать все необходимые показатели. Также выбраны схема подключения анализатора, трансформаторы тока и напряжения и соединительные кабели.
Раздел 4 посвящен разработке релейной защиты для синхронного двигателя СД1600. Проработана структурная схема релейной защиты, выбраны ее элементы и путем построение время-токовой диаграммы доказано, что разработанная защита согласована как с характеристиками электродвигателя, так и с системой электроснабжения предприятия.
В целом можно сделать вывод, что условия работы электродвигателей на промышленном предприятии с дуговыми сталеплавильными печами соответствуют всем нормативным требованиям и обеспечивают длительную экономичную эксплуатацию электродвигателей.
В разделе 1 рассмотрен вопрос о наиболее рациональной схеме подключения электродвигателей и выбрано основное оборудование системы электроснабжения – кабели и трансформаторы.
В разделе два проанализированы колебания напряжения, несимметрия и неси- нусоидальность напряжения в точке подключения двигателей и показано соответствие нормам всех показателей качества электроэнергии.
Поскольку качество электроэнергии требует постоянного контроля в разделе 3 выбран анализатор качества электроэнергии и показано, что он позволяет контролировать все необходимые показатели. Также выбраны схема подключения анализатора, трансформаторы тока и напряжения и соединительные кабели.
Раздел 4 посвящен разработке релейной защиты для синхронного двигателя СД1600. Проработана структурная схема релейной защиты, выбраны ее элементы и путем построение время-токовой диаграммы доказано, что разработанная защита согласована как с характеристиками электродвигателя, так и с системой электроснабжения предприятия.
В целом можно сделать вывод, что условия работы электродвигателей на промышленном предприятии с дуговыми сталеплавильными печами соответствуют всем нормативным требованиям и обеспечивают длительную экономичную эксплуатацию электродвигателей.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.