Помощь студентам в учебе
Электроснабжение завода «Автонормаль»
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 8
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 9
1 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ 13
Выводы по разделу один 14
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 15
2.1 Расчет электрических нагрузок по предприятию 15
2.2 Расчет высоковольтной нагрузки 16
2.3 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 19
Выводы по разделу два 22
3 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРЕДПРИЯТИЯ 23
Выводы по разделу три 29
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 30
Выводы по разделу четыре 32
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 33
5.1 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 110 кВ 33
5.1.1 Потери электроэнергии в силовых трансформаторах ГПП 34
5.1.2 Расчет линии электропередач от районной подстанции
энергосистемы до ГПП предприятия 34
5.1.3 Расчет токов КЗ в начале отходящих линий от питающей
подстанции энергосистемы и на выводах ГПП 36
5.1.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от
подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 38
5.1.5 Технико-экономические показатели схемы внешнего
электроснабжения 43
5.2 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 35 кВ 45
5.3 Сравнение вариантов схем с напряжением 35 кВ и 110 кВ 49
Выводы по разделу пять 49
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ . 50
6.1 Выбор напряжения 50
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 50
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 50
6.4 Расчет питающих линий 50
Выводы по разделу шесть 54
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 55
Выводы по разделу семь 62
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ 63
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГШ1 63
8.2 Выбор выключателей КРУ 64
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 65
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 68
8.5 Выбор выключателей на вводах цеховых ТП 69
8.6 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 70
8.7 Выбор трансформаторов собственных нужд ГИЛ 72
8.8 Выбор соединения силового трансформатора ГНИ с РУ НН ГНИ 73
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН.... 74
Выводы по разделу восемь 74
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 76
Выводы по разделу девять 83
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 84
Выводы по разделу десять 90
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 91
11.1 Организация защиты преобразовательного агрегата 91
11.2 Защита от перегрузки 95
11.3 Селективная токовая отсечка 95
11.4 Защита от однофазных замыканий на землю 96
11.5 Газовая защита 97
Выводы по разделу одиннадцать 97
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 100
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 100
12.1.1 Г абариты и разрывы на подстанции 101
12.1.2 Основные требования при установке трансформаторов 102
12.1.3 Проезд на открытом распределительном устройстве 102
12.1.4 Окраска токоведущих частей 103
12.1.5 Электрозащитные средства 103
12.2 Электробезопасность 104
12.3 Защитное заземляющее устройство ОРУ 106
12.4 Расчет освещения открытого распределительного устройства 110
12.5 Пожарная безопасность 111
12.6 Расчет молниезащиты подстанции 113
Выводы по разделу двенадцать 115
13 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 116
13.1 Результаты технико-экономического расчёта 116
13.2 Модель SWОT-анализа вариантов технических решений 116
13.3 Модель пирамиды целеполагания завода «Автонормаль» 117
13.4 Модель дерева целей повышения энергетической эффективности 118
13.5 Модель поля сил реализации проекта 119
13.6 Разработка проблемного поля 121
13.7 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 122
Выводы по разделу тринадцать 122
14 ОЦЕНКА ПОМЕХОЭМИССИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПО
ГАРМОНИЧЕСКИМ СОСТАВЛЯЮЩИМ ТОКА 123
Выводы по разделу четырнадцать 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
ВВЕДЕНИЕ 7
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 8
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 9
1 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ 13
Выводы по разделу один 14
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 15
2.1 Расчет электрических нагрузок по предприятию 15
2.2 Расчет высоковольтной нагрузки 16
2.3 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 19
Выводы по разделу два 22
3 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ
ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРЕДПРИЯТИЯ 23
Выводы по разделу три 29
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 30
Выводы по разделу четыре 32
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 33
5.1 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 110 кВ 33
5.1.1 Потери электроэнергии в силовых трансформаторах ГПП 34
5.1.2 Расчет линии электропередач от районной подстанции
энергосистемы до ГПП предприятия 34
5.1.3 Расчет токов КЗ в начале отходящих линий от питающей
подстанции энергосистемы и на выводах ГПП 36
5.1.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от
подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 38
5.1.5 Технико-экономические показатели схемы внешнего
электроснабжения 43
5.2 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 35 кВ 45
5.3 Сравнение вариантов схем с напряжением 35 кВ и 110 кВ 49
Выводы по разделу пять 49
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ . 50
6.1 Выбор напряжения 50
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 50
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 50
6.4 Расчет питающих линий 50
Выводы по разделу шесть 54
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 55
Выводы по разделу семь 62
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ 63
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГШ1 63
8.2 Выбор выключателей КРУ 64
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 65
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 68
8.5 Выбор выключателей на вводах цеховых ТП 69
8.6 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 70
8.7 Выбор трансформаторов собственных нужд ГИЛ 72
8.8 Выбор соединения силового трансформатора ГНИ с РУ НН ГНИ 73
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН.... 74
Выводы по разделу восемь 74
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 76
Выводы по разделу девять 83
10 КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 84
Выводы по разделу десять 90
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА 91
11.1 Организация защиты преобразовательного агрегата 91
11.2 Защита от перегрузки 95
11.3 Селективная токовая отсечка 95
11.4 Защита от однофазных замыканий на землю 96
11.5 Газовая защита 97
Выводы по разделу одиннадцать 97
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 100
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 100
12.1.1 Г абариты и разрывы на подстанции 101
12.1.2 Основные требования при установке трансформаторов 102
12.1.3 Проезд на открытом распределительном устройстве 102
12.1.4 Окраска токоведущих частей 103
12.1.5 Электрозащитные средства 103
12.2 Электробезопасность 104
12.3 Защитное заземляющее устройство ОРУ 106
12.4 Расчет освещения открытого распределительного устройства 110
12.5 Пожарная безопасность 111
12.6 Расчет молниезащиты подстанции 113
Выводы по разделу двенадцать 115
13 ЭКОНОМИКО-УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 116
13.1 Результаты технико-экономического расчёта 116
13.2 Модель SWОT-анализа вариантов технических решений 116
13.3 Модель пирамиды целеполагания завода «Автонормаль» 117
13.4 Модель дерева целей повышения энергетической эффективности 118
13.5 Модель поля сил реализации проекта 119
13.6 Разработка проблемного поля 121
13.7 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 122
Выводы по разделу тринадцать 122
14 ОЦЕНКА ПОМЕХОЭМИССИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ПО
ГАРМОНИЧЕСКИМ СОСТАВЛЯЮЩИМ ТОКА 123
Выводы по разделу четырнадцать 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электрической энергией электроприемников предприятия и должны отвечать установленным технико-экономическим требованиям: они должны обладать минимальными затратами при соблюдении всех технических показателей; обеспечивать необходимую надежность электроснабжения и соответствующее качество электрической энергии; быть удобны при эксплуатации и безопасны в обслуживании; иметь достаточную гибкость, позволяющую обеспечивать оптимальные режимы работы в нормальном и в послеаварийном режимах; позволять проводить реконструкций без существенного удорожания первоначального варианта.
По мере развития потребления электрической энергии, к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает вопрос о необходимости внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электрической энергии, осуществления в широких масштабах управления процессами производства с применением телесигнализации и телеуправления.
Для того, чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым требованиям, необходимо при проектировании учитывать огромное число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи, учитывающий влияние различных факторов и учет их динамичности.
Следовательно, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является тяжелой задачей, включающей в себя выбор рациональных напряжений и числа их трансформаций, правильный выбор места размещения цеховых ТП и ГПН, совершенствование методов определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем внешнего электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов ВЛ и жил кабельных линий, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования системы электроснабжения ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности работы и способствует осуществлению задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
По мере развития потребления электрической энергии, к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает вопрос о необходимости внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электрической энергии, осуществления в широких масштабах управления процессами производства с применением телесигнализации и телеуправления.
Для того, чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым требованиям, необходимо при проектировании учитывать огромное число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи, учитывающий влияние различных факторов и учет их динамичности.
Следовательно, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является тяжелой задачей, включающей в себя выбор рациональных напряжений и числа их трансформаций, правильный выбор места размещения цеховых ТП и ГПН, совершенствование методов определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем внешнего электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов ВЛ и жил кабельных линий, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования системы электроснабжения ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности работы и способствует осуществлению задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
В выпускной квалификационной работе были проведены расчеты электрических нагрузок по предприятию, расчет осветительной и силовой высоковольтной нагрузки, а также расчет картограммы электрических нагрузок предприятия. По результатам расчетов были выбраны трансформаторы типа ТНЭЗ цеховых трансформаторных подстанций.
На основе технико-экономического сравнения вариантов схем внешнего электроснабжения была выбрана схема с напряжением 110 кВ, а также произведен выбор её электрооборудования. Было выбрано рациональное напряжение схемы внутреннего электроснабжения и рассчитаны кабельные линии.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения был произведем расчет токов короткого замыкания с учетом подпитки места короткого замыкания высоковольтными электродвигателями. На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудование схемы внутреннего электроснабжения и скорректированы сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току короткого замыкания.
Были выбраны оптимальные с точки зрения их экономичности источники реактивной мощности, а также места их установки. Произведен расчет качества электроснабжения, были выбраны необходимые устройства для его улучшения (защита высоковольтной батареи конденсаторов с помощью защитного реактора).
Также рассмотрены вопросы, связанные с безопасностью жизнедеятельности и экономикой предприятия. Была рассчитана релейная защита преобразователя. Произведена оценка помехоэмиссии преобразовательного агрегата по гармоническим составляющим тока.
На основе технико-экономического сравнения вариантов схем внешнего электроснабжения была выбрана схема с напряжением 110 кВ, а также произведен выбор её электрооборудования. Было выбрано рациональное напряжение схемы внутреннего электроснабжения и рассчитаны кабельные линии.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения был произведем расчет токов короткого замыкания с учетом подпитки места короткого замыкания высоковольтными электродвигателями. На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудование схемы внутреннего электроснабжения и скорректированы сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току короткого замыкания.
Были выбраны оптимальные с точки зрения их экономичности источники реактивной мощности, а также места их установки. Произведен расчет качества электроснабжения, были выбраны необходимые устройства для его улучшения (защита высоковольтной батареи конденсаторов с помощью защитного реактора).
Также рассмотрены вопросы, связанные с безопасностью жизнедеятельности и экономикой предприятия. Была рассчитана релейная защита преобразователя. Произведена оценка помехоэмиссии преобразовательного агрегата по гармоническим составляющим тока.
