Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов Липецкого станкостроительного завода
|
ВВЕДЕНИЕ 6
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ОБЪЕКТА 8
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 7
1 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПО ПОДРОБНО
РАССМАТРИВАЕМОМУ ЦЕХУ И ПО ЗАВОДУ В ЦЕЛОМ 9
1.1 Определение технологических (исходных) данных цеха 9
1.2 Определение расчётных нагрузок цеха 14
1.3 Определение пиковых токов цеха 17
1.4 Расчёт осветительной нагрузки цеха 19
1.5 Расчёт нагрузки по цеху в целом 20
1.6 Расчёт нагрузок 380 В по заводу 20
1.7 Расчёт электрических нагрузок высоковольтных электроприёмников 20
1.8 Расчёт картограммы и координат центра электрических нагрузок
предприятия 23
Выводы по разделу один 26
2 ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
ПОДСТАНЦИЙ 27
2.1 Расчёт нагрузок при питании объекта от соседней ТП 27
2.2 Определение числа и мощности трансформаторов цеховой ТП 28
2.3 Расчёт потерь в трансформаторах 32
2.4 Расчёт нагрузки на шинах 10 кВ ГПП и выбор трансформатора ГПП 35
Выводы по разделу два 38
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 39
3.1 Выбор рационального напряжения 39
3.2 Расчёт токов коротких замыканий для схемы 35 кВ 42
3.3 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры 47
3.4 Результаты расчётов и выбор аппаратуры для схемы 110 кВ 51
Выводы по разделу три 53
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 54
Выводы по разделу четыре 57
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. РАСЧЁТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 58
5.1 Расчёт и выбор питающих кабелей сравниваемых вариантов 58
5.2 Расчёт приведённых затрат на создание кабельных трасс 64
5.3 Расчёт питающих линий схемы внутреннего электроснабжения завода 66
Выводы по разделу пять 66
6 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 69
6.1 Расчёт токов КЗ в сети 10 кВ 69
6.2. Расчёт токов КЗ в сети 0,4 кВ 76
Выводы по разделу шесть 80
Изм.
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
7 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО И НИЗКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 81
7.1 Выбор высоковольтного оборудования 81
7.2 Выбор низковольтного оборудования ремонтно-механического цеха 89
Выводы по разделу семь 91
8 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 92
8.1 Расчёт располагаемой мощности синхронных двигателей 94
8.2 Определение расчётных затрат на генерацию реактивной мощности 94
8.3 Определение оптимальной мощности источников реактивной мощности..96
Выводы по разделу восемь 102
9 ПОСТРОЕНИЕ КАРТЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТ СВ-0,4 РМЦ 103
9.1 Расчёт токов двухфазного КЗ в сети 10 кВ 103
9.2 Расчёт токов трёхфазного КЗ в сети 0,4 кВ 106
9.3 Расчёт токов несимметричных токов КЗ 108
9.4 Расчёт и выбор уставок автоматических выключателей 0,4 кВ 110
9.4.1 Расчёт уставок секционного автомата QF3 110
9.4.2 Расчёт уставок автомата QF1(2) (вводных выключателей 0,4 кВ) 114
9.5 Защита трансформатора предохранителем 116
9.6 Защита кабельной линии 10 кВ 117
Выводы по разделу девять 123
10 РАСЧЁТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ 124
10.1 Расчёт размаха колебания напряжения 125
10.2 Расчёт показателей несинусоидальности напряжения 126
10.3 Расчёт несимметрии напряжения 132
10.4 Расчёт провалов напряжения 136
Выводы по разделу десять 138
11 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 139
11.1 Результаты технико-экономического сравнения 139
11.2 Модели SWOT-анализа вариантов внешнего электроснабжения 139
11.3 Построение пирамиды целеполагания предприятия 141
Выводы по разделу одиннадцать 146
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 147
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 147
12.1.1 Обоснование места расположения ГПП 147
12.1.2 Климатические параметры 147
12.1.3 Требования к конструктивной части ГПП 148
12.2 Электробезопасность 150
12.2.1 Разъединители и заземляющие ножи 150
12.2.2 Требования охраны труда при эксплуатации ГПП 150
12.2.3 Расчёт защитного заземления ГПП 152
12.3 Расчёт молниезащиты ГПП 155
Выводы по разделу двенадцать 158
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 160
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ОБЪЕКТА 8
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 7
1 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПО ПОДРОБНО
РАССМАТРИВАЕМОМУ ЦЕХУ И ПО ЗАВОДУ В ЦЕЛОМ 9
1.1 Определение технологических (исходных) данных цеха 9
1.2 Определение расчётных нагрузок цеха 14
1.3 Определение пиковых токов цеха 17
1.4 Расчёт осветительной нагрузки цеха 19
1.5 Расчёт нагрузки по цеху в целом 20
1.6 Расчёт нагрузок 380 В по заводу 20
1.7 Расчёт электрических нагрузок высоковольтных электроприёмников 20
1.8 Расчёт картограммы и координат центра электрических нагрузок
предприятия 23
Выводы по разделу один 26
2 ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
ПОДСТАНЦИЙ 27
2.1 Расчёт нагрузок при питании объекта от соседней ТП 27
2.2 Определение числа и мощности трансформаторов цеховой ТП 28
2.3 Расчёт потерь в трансформаторах 32
2.4 Расчёт нагрузки на шинах 10 кВ ГПП и выбор трансформатора ГПП 35
Выводы по разделу два 38
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЯ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 39
3.1 Выбор рационального напряжения 39
3.2 Расчёт токов коротких замыканий для схемы 35 кВ 42
3.3 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры 47
3.4 Результаты расчётов и выбор аппаратуры для схемы 110 кВ 51
Выводы по разделу три 53
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 54
Выводы по разделу четыре 57
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ. РАСЧЁТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 58
5.1 Расчёт и выбор питающих кабелей сравниваемых вариантов 58
5.2 Расчёт приведённых затрат на создание кабельных трасс 64
5.3 Расчёт питающих линий схемы внутреннего электроснабжения завода 66
Выводы по разделу пять 66
6 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 69
6.1 Расчёт токов КЗ в сети 10 кВ 69
6.2. Расчёт токов КЗ в сети 0,4 кВ 76
Выводы по разделу шесть 80
Изм.
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
7 ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО И НИЗКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 81
7.1 Выбор высоковольтного оборудования 81
7.2 Выбор низковольтного оборудования ремонтно-механического цеха 89
Выводы по разделу семь 91
8 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 92
8.1 Расчёт располагаемой мощности синхронных двигателей 94
8.2 Определение расчётных затрат на генерацию реактивной мощности 94
8.3 Определение оптимальной мощности источников реактивной мощности..96
Выводы по разделу восемь 102
9 ПОСТРОЕНИЕ КАРТЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТ СВ-0,4 РМЦ 103
9.1 Расчёт токов двухфазного КЗ в сети 10 кВ 103
9.2 Расчёт токов трёхфазного КЗ в сети 0,4 кВ 106
9.3 Расчёт токов несимметричных токов КЗ 108
9.4 Расчёт и выбор уставок автоматических выключателей 0,4 кВ 110
9.4.1 Расчёт уставок секционного автомата QF3 110
9.4.2 Расчёт уставок автомата QF1(2) (вводных выключателей 0,4 кВ) 114
9.5 Защита трансформатора предохранителем 116
9.6 Защита кабельной линии 10 кВ 117
Выводы по разделу девять 123
10 РАСЧЁТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ 124
10.1 Расчёт размаха колебания напряжения 125
10.2 Расчёт показателей несинусоидальности напряжения 126
10.3 Расчёт несимметрии напряжения 132
10.4 Расчёт провалов напряжения 136
Выводы по разделу десять 138
11 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 139
11.1 Результаты технико-экономического сравнения 139
11.2 Модели SWOT-анализа вариантов внешнего электроснабжения 139
11.3 Построение пирамиды целеполагания предприятия 141
Выводы по разделу одиннадцать 146
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 147
12.1 Территория, компоновка и конструктивная часть ГПП 147
12.1.1 Обоснование места расположения ГПП 147
12.1.2 Климатические параметры 147
12.1.3 Требования к конструктивной части ГПП 148
12.2 Электробезопасность 150
12.2.1 Разъединители и заземляющие ножи 150
12.2.2 Требования охраны труда при эксплуатации ГПП 150
12.2.3 Расчёт защитного заземления ГПП 152
12.3 Расчёт молниезащиты ГПП 155
Выводы по разделу двенадцать 158
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 160
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:
- 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 телеуправления.
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.
- 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 телеуправления.
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.
В результате проектирования были выбраны рациональное напряжение сети, схема внешнего и внутреннего электроснабжения завода, а также силовое высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование.
Для выбора и проверки оборудования был выполнен расчёт токов короткого замыкания в сети внешнего электроснабжения и внутреннего. На основании расчётов по ремонтно-механическому цеху составлена карта селективности защит от секционного выключателя 0,4 кВ цеховой подстанции до выключателя 10 кВ отходящей линии ГПП.
Выполнен расчёт оптимальных мощностей компенсирующих устройств, устанавливаемых на секции шин 10 кВ главной понизительной подстанции и секциях шин 0,4 кВ цеховых трансформаторных подстанций. Согласно каталогам выбраны мощности устройств компенсации реактивной мощности.
Проведены технико-экономическое сравнение двух схем внешнего электроснабжения 110 кВ и 35 кВ, согласно которым была принята схема внешнего электроснабжения на 35 кВ. Также было проведено техникоэкономическое сравнение двух схем внутреннего электроснабжения завода.
Рассчитаны показатели качества электрической энергии на шинах 10 кВ ГПП. Предложены меры по их улучшению.
Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности при эксплуатации электрооборудования ГПП. Было рассчитано защитное заземление и
молниезащита подстанции.
Для выбора и проверки оборудования был выполнен расчёт токов короткого замыкания в сети внешнего электроснабжения и внутреннего. На основании расчётов по ремонтно-механическому цеху составлена карта селективности защит от секционного выключателя 0,4 кВ цеховой подстанции до выключателя 10 кВ отходящей линии ГПП.
Выполнен расчёт оптимальных мощностей компенсирующих устройств, устанавливаемых на секции шин 10 кВ главной понизительной подстанции и секциях шин 0,4 кВ цеховых трансформаторных подстанций. Согласно каталогам выбраны мощности устройств компенсации реактивной мощности.
Проведены технико-экономическое сравнение двух схем внешнего электроснабжения 110 кВ и 35 кВ, согласно которым была принята схема внешнего электроснабжения на 35 кВ. Также было проведено техникоэкономическое сравнение двух схем внутреннего электроснабжения завода.
Рассчитаны показатели качества электрической энергии на шинах 10 кВ ГПП. Предложены меры по их улучшению.
Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности при эксплуатации электрооборудования ГПП. Было рассчитано защитное заземление и
молниезащита подстанции.
