Помощь студентам в учебе
Электроснабжение литейного производства тракторного завода
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 9
Технический паспорт 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 11
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 16
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 20
Выводы по разделу 1 20
2 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ 23
ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 23
2.2 Расчёт цеховых трансформаторных подстанций 23
Выводы по разделу 2 27
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП
ПРЕДПРИЯТИЯ 28
Выводы по разделу 3 29
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
4.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 34
4.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 35
4.3 Расчет токов короткого замыкания 36
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 38
4.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 41
4.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 43
Выводы по разделу 4 44
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 45
5.1 Выбор напряжения 45
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 45
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 45
5.4 Расчет питающих линий 46
Выводы по разделу 5 51
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
Выводы по разделу 6 59
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ 60
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП 60
7.2 Выбор выключателей КРУ 60
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 61
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 63
ЗФ.2019.573.00.00 ПЗ
Лист
7
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
7.5 Выбор соединения силового трансформатора ПП1 с РУ НН ГИЛ 65
7.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 65
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 67
7.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТЛ 68
Выводы по разделу 7 68
8 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 69
Выводы по разделу 8 75
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ПОДСТАНЦИИ 76
9.1 Выбор видов релейной защиты и автоматики 77
9.1.1 Защита трансформатора ТРДН-40000 77
9.2 Выбор фирмы-производителя релейной защиты и автоматики
9.3 Выбор комплектов защит для элементов подстанции
9.3.1 Выбор терминала защиты трансформатора ТРДН-40000/110/10.. 79
9.4 Выбор уставок функционального блока дифференциальной защиты
трансформатора терминала типа ABB RET 670
9.4.1 Расчет и выбор параметров срабатывания ДТЗ
10 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 88
10.1 Качественный анализ вариантов проектных решений 88
10.2 Определение целей проекта 89
10.2.1 Дерево целей проекта 89
10.2.2 Штатное расписание 90
10.3 Планирование мероприятий по реализации проекта 91
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 95
11.1Производственные опасности на подстанции и их влияние на обслуживающий персонал 95
11.2 Г абариты и разрывы на подстанции 95
11.3 Обеспечение безопасности работ в электроустановках 98
11.4 Расчет заземляющего устройства подстанции 100
11.5 Пожаробезопасность на подстанции 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 105
ВВЕДЕНИЕ 9
Технический паспорт 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 11
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 16
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 20
Выводы по разделу 1 20
2 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ 23
ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 23
2.2 Расчёт цеховых трансформаторных подстанций 23
Выводы по разделу 2 27
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП
ПРЕДПРИЯТИЯ 28
Выводы по разделу 3 29
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
4.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 34
4.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 35
4.3 Расчет токов короткого замыкания 36
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 38
4.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 41
4.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 43
Выводы по разделу 4 44
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 45
5.1 Выбор напряжения 45
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 45
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 45
5.4 Расчет питающих линий 46
Выводы по разделу 5 51
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
Выводы по разделу 6 59
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ 60
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП 60
7.2 Выбор выключателей КРУ 60
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 61
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 63
ЗФ.2019.573.00.00 ПЗ
Лист
7
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
7.5 Выбор соединения силового трансформатора ПП1 с РУ НН ГИЛ 65
7.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 65
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 67
7.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТЛ 68
Выводы по разделу 7 68
8 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 69
Выводы по разделу 8 75
9 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ПОДСТАНЦИИ 76
9.1 Выбор видов релейной защиты и автоматики 77
9.1.1 Защита трансформатора ТРДН-40000 77
9.2 Выбор фирмы-производителя релейной защиты и автоматики
9.3 Выбор комплектов защит для элементов подстанции
9.3.1 Выбор терминала защиты трансформатора ТРДН-40000/110/10.. 79
9.4 Выбор уставок функционального блока дифференциальной защиты
трансформатора терминала типа ABB RET 670
9.4.1 Расчет и выбор параметров срабатывания ДТЗ
10 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 88
10.1 Качественный анализ вариантов проектных решений 88
10.2 Определение целей проекта 89
10.2.1 Дерево целей проекта 89
10.2.2 Штатное расписание 90
10.3 Планирование мероприятий по реализации проекта 91
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 95
11.1Производственные опасности на подстанции и их влияние на обслуживающий персонал 95
11.2 Г абариты и разрывы на подстанции 95
11.3 Обеспечение безопасности работ в электроустановках 98
11.4 Расчет заземляющего устройства подстанции 100
11.5 Пожаробезопасность на подстанции 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 105
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией электроприемников предприятия и должны отвечать определенным технико-экономическим требованиям: они должны обладать минимальными затратами при соблюдении всех технических показателей; обеспечивать требуемую надежность электроснабжения и надлежащее качество электрической энергии; быть удобны в эксплуатации и безопасны в обслуживании; иметь достаточную гибкость, позволяющую обеспечивать оптимальные режимы эксплуатации как в нормальном, так и в послеаварийном режимах; позволять осуществление реконструкций без существенного удорожания первоначального варианта.
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электроэнергии, осуществления в широких масштабах диспетчеризации процессов производства с применением телесигнализации и т е- леуправления.
Чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи. Кроме того, СЭС свойственно наличие глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять системный, комплексный подход, учитывающий взаимовлияние факторов, и учет их динамичности.
Таким образом, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является сложной задачей, включающей в себя выбор рационального числа трансформаций, выбор рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых подстанций и ГПП, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 24959 кВт.
Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 15750 кВт (2хДСП по 4500 кВт, 2хДСП по 4000 кВт, 4хИП по 3000 кВт, 4хСД по 1250 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 37109 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgcp 0,73; расчетный tgp=0,49; заданный энергосистемой tgp=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3100 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-95/16.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 11,6 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-40000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМГ, мощностью 400, 630, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - есть.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4960 ч/год.
Тип и сечение кабельных линий: АПвПу-10 с сечением 95, 185, 240
По мере развития электропотребления к системам электроснабжения предъявляются и другие требования, например, возникает необходимость внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электроэнергии, осуществления в широких масштабах диспетчеризации процессов производства с применением телесигнализации и т е- леуправления.
Чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляемым к ней требованиям, необходимо при проектировании учитывать большое число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи. Кроме того, СЭС свойственно наличие глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять системный, комплексный подход, учитывающий взаимовлияние факторов, и учет их динамичности.
Таким образом, создание рациональной системы электроснабжения промышленного предприятия является сложной задачей, включающей в себя выбор рационального числа трансформаций, выбор рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых подстанций и ГПП, совершенствование методики определения электрических нагрузок, рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, схем электроснабжения и их параметров, а также сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации. Принятие оптимальных решений на каждом этапе проектирования ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 24959 кВт.
Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 15750 кВт (2хДСП по 4500 кВт, 2хДСП по 4000 кВт, 4хИП по 3000 кВт, 4хСД по 1250 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 37109 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgcp 0,73; расчетный tgp=0,49; заданный энергосистемой tgp=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3100 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-95/16.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 11,6 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-40000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМГ, мощностью 400, 630, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - есть.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4960 ч/год.
Тип и сечение кабельных линий: АПвПу-10 с сечением 95, 185, 240
В данной выпускной квалификационной работе был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок литейного производства тракторного 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 АПвПу-10 сечением 95, 185, 240 мм2.
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.
Особая часть уделена разделу безопасности жизнедеятельности на энергетическом объекте. А также вопросу экономики, где было проведено планирование труда и заработной платы на предприятии с учетом рабочего времени, численности рабочих.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения литейного производства тракторного 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 АПвПу-10 сечением 95, 185, 240 мм2.
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.
Особая часть уделена разделу безопасности жизнедеятельности на энергетическом объекте. А также вопросу экономики, где было проведено планирование труда и заработной платы на предприятии с учетом рабочего времени, численности рабочих.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения литейного производства тракторного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
