Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов основного производства трубопрокатного завода
|
ВВЕДЕНИЕ 7
КРАТКАЯ ХАРАКЕТРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 8
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 10
1 СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 11
Выводы по разделу 1 13
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 14
2.1 Расчет однофазной нагрузки по цеху 14
2.2 Расчет электрических нагрузок по цеху 16
2.3 Расчет нагрузки по предприятию 18
2.4 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 24
Выводы по разделу 2 27
3 ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМА'ГОРНЫХ ПОДСТАНЦИИ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 28
3.1 Выбор трансформаторов в ТП 28
3.2 Выбор трансформаторов на ГПП 34
Выводы по разделу 3 36
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 37
4.1 Схема внешнего электроснабжения 110 кВ 38
4.1.1 Определение потери энергии в трансформаторах ГПП 38
4.1.2 Расчет токов КЗ 40
4.1.3 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 41
Выводы по разделу 4 44
5 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 45
5.1 Выбор напряжения 45
5.2 Построение схемы электроснабжения 45
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 45
5.4 Расчет питающих линий 45
Выводы по разделу 5 46
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ 48
Выводы по разделу 6 55
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 56
7.1 Выбор кабельной линии 56
7.2 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 57
7.3 Выбор электрооборудования 60
7.3.1 Выбор ячеек отходящих от ЗРУ 10 кВ 60
7.3.2 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводах цеховых ТП 60
7.4 Определение технико - экономических показателей вариантов схем внутреннего электроснабжения предприятия 61
Выводы по разделу 7 63
8 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 64
8.1 Выбор КРУ устройства ГИЛ 64
8.2 Выбор выключателей К-128 64
8.3 Выбор трансформаторов тока КРУ 65
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 67
8.5 Выбор ячеек на вводе цеховых ТЛ 67
8.6 Выбор соединения трансформатора ГПП с ЗРУ НН Г1П1 69
8.7 Проверка кабеля на термическую стойкость к току КЗ 69
8.8 Выбор трансформатора собственных нужд 70
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей ТП 71
Выводы по разделу 8 72
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 73
Выводы по разделу 9 80
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 80
10.1 Расчет сопротивлений схемы замещения 80
10.2 Расчет коэффициентов гармонических составляющих 83
10.3 Расчет колебаний напряжения 85
10.4 Расчет несимметрии напряжений 86
10.5 Расчет остаточного напряжения при пуске двигателей 87
Выводы по разделу 10 88
11 ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА НА СТОРОНЕ ВЫСШЕГО И НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЙ И ПИТАЮЩЕЙ ЕГО ЛИНИИ 89
11.1 Организация защиты 89
11.2 Защита на стороне НН трансформатора 89
11.2.1 Защита от перегрузки 91
11.2.2 Селективная токовая отсечка 92
11.2.3 Мгновенная токовая отсечка 94
11.3 Защита трансформатора со стороны ВН выключателем Q1 95
11.3.1 Защита от перегрузки 95
11.3.2 Селективная токовая отсечка 98
11.3.3 Мгновенная токовая отсечка 99
11.3.4 Газовая защита ТМГ 100
11.4 Защита магистральной линии 101
11.4.1 Селективная защита с зависимой от тока выдержкой времени .. 102
11.4.2 Расчет зависимой время-токовой характеристики рассматриваемой селективной защиты 103
11.4.3 Мгновенная токовая отсечка 104
11.5 Защита линии КЛ7 от ОЗЗ 107
11.6 Схема защиты трансформатора с использованием терминала Sepam T20 108
Вывод по разделу 11 108
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 110
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 110
12.1.1 Обоснование местоположения подстанции 110
12.1.2 Габариты и разрывы на подстанции 111
12.1.3 Основные требования при установке трансформаторов и возможность осмотра газовых реле 111
12.1.4 Проезд на открытом распределительном устройстве 112
12.1.5 Окраска токоведущих частей 112
12.1.6 Электрозащитные средства 113
12.1.7 Требования к устройству дверей 113
12.2 Электробезопасность 114
12.2.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 115
12.2.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 116
12.2.3 Защитное заземляющее устройство открытого распределительного устройства 116
12.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 120
12.4 Пожарная безопасность 121
12.4.1 Категория пожарной опасности 121
12.4.2 Пожарная безопасность трансформатора 122
12.4.3 Расчет молниезащиты подстанции 123
Выводы по разделу 12 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
КРАТКАЯ ХАРАКЕТРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 8
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 10
1 СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 11
Выводы по разделу 1 13
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 14
2.1 Расчет однофазной нагрузки по цеху 14
2.2 Расчет электрических нагрузок по цеху 16
2.3 Расчет нагрузки по предприятию 18
2.4 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 24
Выводы по разделу 2 27
3 ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМА'ГОРНЫХ ПОДСТАНЦИИ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 28
3.1 Выбор трансформаторов в ТП 28
3.2 Выбор трансформаторов на ГПП 34
Выводы по разделу 3 36
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 37
4.1 Схема внешнего электроснабжения 110 кВ 38
4.1.1 Определение потери энергии в трансформаторах ГПП 38
4.1.2 Расчет токов КЗ 40
4.1.3 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 41
Выводы по разделу 4 44
5 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ И ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 45
5.1 Выбор напряжения 45
5.2 Построение схемы электроснабжения 45
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 45
5.4 Расчет питающих линий 45
Выводы по разделу 5 46
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ 48
Выводы по разделу 6 55
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 56
7.1 Выбор кабельной линии 56
7.2 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 57
7.3 Выбор электрооборудования 60
7.3.1 Выбор ячеек отходящих от ЗРУ 10 кВ 60
7.3.2 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводах цеховых ТП 60
7.4 Определение технико - экономических показателей вариантов схем внутреннего электроснабжения предприятия 61
Выводы по разделу 7 63
8 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 64
8.1 Выбор КРУ устройства ГИЛ 64
8.2 Выбор выключателей К-128 64
8.3 Выбор трансформаторов тока КРУ 65
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 67
8.5 Выбор ячеек на вводе цеховых ТЛ 67
8.6 Выбор соединения трансформатора ГПП с ЗРУ НН Г1П1 69
8.7 Проверка кабеля на термическую стойкость к току КЗ 69
8.8 Выбор трансформатора собственных нужд 70
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей ТП 71
Выводы по разделу 8 72
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 73
Выводы по разделу 9 80
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 80
10.1 Расчет сопротивлений схемы замещения 80
10.2 Расчет коэффициентов гармонических составляющих 83
10.3 Расчет колебаний напряжения 85
10.4 Расчет несимметрии напряжений 86
10.5 Расчет остаточного напряжения при пуске двигателей 87
Выводы по разделу 10 88
11 ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА НА СТОРОНЕ ВЫСШЕГО И НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЙ И ПИТАЮЩЕЙ ЕГО ЛИНИИ 89
11.1 Организация защиты 89
11.2 Защита на стороне НН трансформатора 89
11.2.1 Защита от перегрузки 91
11.2.2 Селективная токовая отсечка 92
11.2.3 Мгновенная токовая отсечка 94
11.3 Защита трансформатора со стороны ВН выключателем Q1 95
11.3.1 Защита от перегрузки 95
11.3.2 Селективная токовая отсечка 98
11.3.3 Мгновенная токовая отсечка 99
11.3.4 Газовая защита ТМГ 100
11.4 Защита магистральной линии 101
11.4.1 Селективная защита с зависимой от тока выдержкой времени .. 102
11.4.2 Расчет зависимой время-токовой характеристики рассматриваемой селективной защиты 103
11.4.3 Мгновенная токовая отсечка 104
11.5 Защита линии КЛ7 от ОЗЗ 107
11.6 Схема защиты трансформатора с использованием терминала Sepam T20 108
Вывод по разделу 11 108
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 110
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 110
12.1.1 Обоснование местоположения подстанции 110
12.1.2 Габариты и разрывы на подстанции 111
12.1.3 Основные требования при установке трансформаторов и возможность осмотра газовых реле 111
12.1.4 Проезд на открытом распределительном устройстве 112
12.1.5 Окраска токоведущих частей 112
12.1.6 Электрозащитные средства 113
12.1.7 Требования к устройству дверей 113
12.2 Электробезопасность 114
12.2.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 115
12.2.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 116
12.2.3 Защитное заземляющее устройство открытого распределительного устройства 116
12.3 Расчет освещения открытого распределительного устройства 120
12.4 Пожарная безопасность 121
12.4.1 Категория пожарной опасности 121
12.4.2 Пожарная безопасность трансформатора 122
12.4.3 Расчет молниезащиты подстанции 123
Выводы по разделу 12 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 126
Под системой электроснабжения (СЭС) понимают совокупность устройств для генерации, передачи и распределения электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают питание электроэнергией электроприемников предприятия и должны отвечать определенным технико-экономическим требованиям: минимальными затратами при соблюдении всех технических показателей; требуемую надежность электроснабжения и оптимальный уровень качества электрической энергии; быть удобны в эксплуатации и безопасны в обслуживании; должны быть гибкими, позволяють обеспечивать оптимальные режимы эксплуатации.
Электроустановки современных промышленных предприятий представляют собой сложные системы, предъявляющие повышенные требования к надежности электроснабжения, что в свою очередь потребовало автоматизации работы отдельных элементов сетей. В этих условиях принципиально важно, чтобы в проектах электроснабжения и электрооборудования цехов принимались решения, отвечающие требованиям электробезопасности, наименьших затрат на их сооружение и удобства эксплуатации и надежности работы.
СЭС промышленного предприятия создаются с целью обеспечить электроэнергией промышленные электроприемники. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электроснабжения усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. Возникает необходимость внедрять автоматизацию системы электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов.
От того, насколько рационально будет осуществлено электроснабжение любого промышленного объекта, настолько успешным будет выпуск предприятием продукции, соответствующей международным стандартам качества, а также освоение в производстве новых типов, моделей товара.
Электроустановки современных промышленных предприятий представляют собой сложные системы, предъявляющие повышенные требования к надежности электроснабжения, что в свою очередь потребовало автоматизации работы отдельных элементов сетей. В этих условиях принципиально важно, чтобы в проектах электроснабжения и электрооборудования цехов принимались решения, отвечающие требованиям электробезопасности, наименьших затрат на их сооружение и удобства эксплуатации и надежности работы.
СЭС промышленного предприятия создаются с целью обеспечить электроэнергией промышленные электроприемники. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. По мере развития электроснабжения усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. Возникает необходимость внедрять автоматизацию системы электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов.
От того, насколько рационально будет осуществлено электроснабжение любого промышленного объекта, настолько успешным будет выпуск предприятием продукции, соответствующей международным стандартам качества, а также освоение в производстве новых типов, моделей товара.
В выпускной квалификационной работе были проведены расчеты электрических однофазных и трехфазных нагрузок по электроремонтному цеху, низковольтной силовой нагрузки по предприятию в целом, расчет осветительной и силовой высоковольтной нагрузки, а также расчет картограммы электрических нагрузок предприятия. По результатам расчетов были выбраны трансформаторы цеховых ТП, а также произведен выбор трансформаторов ГПП.
На основе расчета по формуле Стилла была выбрана схема с напряжением 110 кВ, а также произведен выбор её электрооборудования.
Было выбрано рациональное напряжение схемы внутреннего электроснабжения, произведена её конструктивная проработка и были рассчитаны кабельные линии.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения был произведен расчет токов КЗ с учетом подпитки места КЗ высоковольтными электродвигателями. На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудование схемы внутреннего электроснабжения и уточнены сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току КЗ.
Были выбраны оптимальные с точки зрения их экономичности источники реактивной мощности, а также места их установки, а также проведены расчеты релейной защиты и рассмотрены вопросы БЖД.
На основе расчета по формуле Стилла была выбрана схема с напряжением 110 кВ, а также произведен выбор её электрооборудования.
Было выбрано рациональное напряжение схемы внутреннего электроснабжения, произведена её конструктивная проработка и были рассчитаны кабельные линии.
Для выбора электрооборудования схемы внутреннего электроснабжения был произведен расчет токов КЗ с учетом подпитки места КЗ высоковольтными электродвигателями. На основании расчета токов КЗ было выбрано электрооборудование схемы внутреннего электроснабжения и уточнены сечения кабельных линий по условию термической стойкости к току КЗ.
Были выбраны оптимальные с точки зрения их экономичности источники реактивной мощности, а также места их установки, а также проведены расчеты релейной защиты и рассмотрены вопросы БЖД.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГРУППЫ ЦЕХОВ ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВА ТРУБОПРОКАТНОГО ЗАВОДА
