Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов Белорусского тракторного завода
|
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 8
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 10
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 11
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 14
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 17
1.1 Исходные данные 17
1.2 Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху 17
1.2 Расчет электрических нагрузок завода 25
1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок группы цехов завода 28
2 РАСЧЕТ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 31
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ.. 40
4 ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 44
4.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения 44
4.1 Потери электроэнергии в силовых трансформаторах главной понизительной подстанции 44
4.1 Расчет линии электропередач от районной подстанции энергосистемы
до главной понизительной подстанции предприятия 46
4.4 Расчет токов короткого замыкания 48
4.5 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от
подстанции энергосистемы и на вводе главной понизительной подстанции 50
5 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА, РАСЧЕТА ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ
СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 56
5.1 Построение схемы электроснабжения 56
5.2 Технико-экономические показатели сравниваемых схем внутреннего
электроснабжения 57
5.3 Расчет питающих линий 62
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 65
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 74
7.1 Выбор комплектного токопровода, соединяющего главной
понизительной подстанции с ячейками РУ НН ГНИ 74
7.2 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства главной
понизительной подстанции 75
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 76
7.4 Выбор трансформаторов напряжения (TH) 79
7.5 Проверка кабелей напряжение 10кВ на термическую стойкость к токам
КЗ 81
Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН) главной понизительной подстанции 82
7.5 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН
КТП и вводных аппаратов НРП 83
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 84
9 РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 89
По формуле (9.19): 95
10 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 КВ (СВ РП, ВЛ
5, Т5) 97
10.1 Организация защиты 97
10.2 Расчёт защиты, установленной на стороне высшего напряжения Т5 ..99
11.3 Расчёт защиты линии, питающей ТП 106
10.3 Расчёт защиты, установленной на секционном выключателе
распределительного пункта (РП) 110
И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 119
11.1 Территория, компановка и конструктивная часть подстанции 119
11.1.1 Обоснование местоположения подстанции 120
11.2 Габариты и разрывы на подстанции 120
11.2.1 Основные требования при установке трансформаторов и
возможность осмотра газовых реле 121
11.2.2 Проезд на открытом распределительном устройстве 123
11.2.3 Окраска токоведущих частей 123
11.2.4 Электрозащитные средства 123
11.2.5 Требования к устройству дверей 124
11.2.6 Электробезопасность 124
11.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции 125
11.3.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 127
11.3.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 127
11.3.4 Защитное заземляющее устройство открытого распределительного
устройства 128
11.4 Расчет освещения открытого распределительного устройства 132
11.5 Пожарная безопасность 134
11.5.1 Категория пожарной опасности 134
11.5.2 Пожарная безопасность трансформатора 135
11.5.3 Пожарная безопасность трансформатора 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 142
ВВЕДЕНИЕ 8
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 10
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 11
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 14
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 17
1.1 Исходные данные 17
1.2 Расчет электрических нагрузок по ремонтно-механическому цеху 17
1.2 Расчет электрических нагрузок завода 25
1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок группы цехов завода 28
2 РАСЧЕТ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 31
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И
ТРАНСФОРМАТОРОВ ГЛАВНОЙ ПОНИЗИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ.. 40
4 ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 44
4.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения 44
4.1 Потери электроэнергии в силовых трансформаторах главной понизительной подстанции 44
4.1 Расчет линии электропередач от районной подстанции энергосистемы
до главной понизительной подстанции предприятия 46
4.4 Расчет токов короткого замыкания 48
4.5 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от
подстанции энергосистемы и на вводе главной понизительной подстанции 50
5 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА, РАСЧЕТА ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ
СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 56
5.1 Построение схемы электроснабжения 56
5.2 Технико-экономические показатели сравниваемых схем внутреннего
электроснабжения 57
5.3 Расчет питающих линий 62
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 65
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 74
7.1 Выбор комплектного токопровода, соединяющего главной
понизительной подстанции с ячейками РУ НН ГНИ 74
7.2 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства главной
понизительной подстанции 75
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 76
7.4 Выбор трансформаторов напряжения (TH) 79
7.5 Проверка кабелей напряжение 10кВ на термическую стойкость к токам
КЗ 81
Выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН) главной понизительной подстанции 82
7.5 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН
КТП и вводных аппаратов НРП 83
8 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 84
9 РАСЧЕТ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 89
По формуле (9.19): 95
10 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 КВ (СВ РП, ВЛ
5, Т5) 97
10.1 Организация защиты 97
10.2 Расчёт защиты, установленной на стороне высшего напряжения Т5 ..99
11.3 Расчёт защиты линии, питающей ТП 106
10.3 Расчёт защиты, установленной на секционном выключателе
распределительного пункта (РП) 110
И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 119
11.1 Территория, компановка и конструктивная часть подстанции 119
11.1.1 Обоснование местоположения подстанции 120
11.2 Габариты и разрывы на подстанции 120
11.2.1 Основные требования при установке трансформаторов и
возможность осмотра газовых реле 121
11.2.2 Проезд на открытом распределительном устройстве 123
11.2.3 Окраска токоведущих частей 123
11.2.4 Электрозащитные средства 123
11.2.5 Требования к устройству дверей 124
11.2.6 Электробезопасность 124
11.3 Устройства сигнализации и контроля изоляции 125
11.3.1 Установка заземляющих ножей и система блокировки 127
11.3.2 Требования прокладки заземления на ОРУ 127
11.3.4 Защитное заземляющее устройство открытого распределительного
устройства 128
11.4 Расчет освещения открытого распределительного устройства 132
11.5 Пожарная безопасность 134
11.5.1 Категория пожарной опасности 134
11.5.2 Пожарная безопасность трансформатора 135
11.5.3 Пожарная безопасность трансформатора 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 142
Развитие энергетики в значительной мере определяет уровень развития экономики и промышленности всей страны. Эффективная работа электроэнергетической системы - это надежная и бесперебойная электроснабжение потребителей качественной электроэнергией. Рациональный выбор режима работы электроэнергетической системы приводит к минимальному уровню издержек.
Износ оборудования энергообъетов и предприятий в Российской Федерации составляет 65 %, что ограничивает подключение новых потребителей, надежность электроснабжения существующих, аварийные отключения. Следовательно, требуется повышать энергоэффективность предприятий.
В соответствии с принятыми законами об энергоэффективности Российской Федерации предложены меры для осуществления программ энергоэффективности, такие как: господдержка, программы кредитования с компенсацией ставки рефинансирования. Снижение затрат на энергопотребление на предприятии можно достичь с помощью оптимизации системы энергоснабжения, реконструкции распределительных сетей предприятия и внедрение системы энергоменеджмента, снижение затрет при этом может достигать 30-40 %.
Энергоменеджмент позволяет достигнуть снижения затрат на единицу выпускаемой продукции (организация коммерческого учета на предприятии, создание система АСУ ТП и прогнозирование затрат). Информация об потреблении электроэнергии на предприятии и отдельных ее узлов, ее анализ и прогноз являются необходимой основой эффективного управления для предприятия.
На VII международной специализированной выставке «Агросалон- 2018» в Москве Петербургский тракторный завод (входит в Группу компаний «Кировский завод») представил итоговый продукт пятилетней модернизации сельскохозяйственных тракторов 5-8 тяговых классов - «Кировец» серии К-7. На экспозиции компании был выставлен образец самой мощной модификации К-742 в комплектации «Премиум плюс», с 428-сильным дизелем Mercedes.
Был продемонстрирован также трактор 4-го тягового класса с новыми опциями, среди которых передняя навеска и тягово-сцепное устройство лифтового типа. На предыдущем «Агросалоне» «Кировец» К-4 позиционировался как опытный образец, теперь посетители увидели серийно выпускаемую машину. За прошедший период хозяйства различных регионов России получили более 500 таких тракторов.
В рамках выставки состоялась презентация универсальной дорожной машины «Кировец» К-708 УДМ, сочетающей в себе функции погрузчика и бульдозера. Машина может использоваться для выполнения дорожных работ, погрузки силосной массы, расчистки снежных заносов и других работ. С этого
года она выпускается серийно и входит в реестр техники, продаваемой при поддержке АО «Росагролизинг».
Для серийного выпуска новых тракторов на предприятии строится новая площадка с 15 цехами: бытовой корпус; литейных цех 1, 2; сборочный цех; термический цех; прессовый корпус; механический цех 1, 2, 3; ремонтномеханический цех, центрально заводская лаборатория, компрессорная станция, кузнечный корпус, сталелитейных цех и склад.
В выпускной квалифицированной работе (ВКР) рассматривается вопрос проектирование системы электроснабжения тракторного завода. При выполнении ВКР рассматриваются вопросы электроснабжения тракторного завода, расчет токов короткого замыкания, выбор оборудования и аппараты защиты на подстанции, и расчет технико-экономических показателей предприятия, также рассмотрение вопросов по безопасности жизнедеятельности.
Актуальность темы ВКР заключается в создании надежного электроснабжения предприятия, с выбором энергоэффективного оборудования, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическими процессами, внедрение новых комплектных преобразовательных устройств.
Износ оборудования энергообъетов и предприятий в Российской Федерации составляет 65 %, что ограничивает подключение новых потребителей, надежность электроснабжения существующих, аварийные отключения. Следовательно, требуется повышать энергоэффективность предприятий.
В соответствии с принятыми законами об энергоэффективности Российской Федерации предложены меры для осуществления программ энергоэффективности, такие как: господдержка, программы кредитования с компенсацией ставки рефинансирования. Снижение затрат на энергопотребление на предприятии можно достичь с помощью оптимизации системы энергоснабжения, реконструкции распределительных сетей предприятия и внедрение системы энергоменеджмента, снижение затрет при этом может достигать 30-40 %.
Энергоменеджмент позволяет достигнуть снижения затрат на единицу выпускаемой продукции (организация коммерческого учета на предприятии, создание система АСУ ТП и прогнозирование затрат). Информация об потреблении электроэнергии на предприятии и отдельных ее узлов, ее анализ и прогноз являются необходимой основой эффективного управления для предприятия.
На VII международной специализированной выставке «Агросалон- 2018» в Москве Петербургский тракторный завод (входит в Группу компаний «Кировский завод») представил итоговый продукт пятилетней модернизации сельскохозяйственных тракторов 5-8 тяговых классов - «Кировец» серии К-7. На экспозиции компании был выставлен образец самой мощной модификации К-742 в комплектации «Премиум плюс», с 428-сильным дизелем Mercedes.
Был продемонстрирован также трактор 4-го тягового класса с новыми опциями, среди которых передняя навеска и тягово-сцепное устройство лифтового типа. На предыдущем «Агросалоне» «Кировец» К-4 позиционировался как опытный образец, теперь посетители увидели серийно выпускаемую машину. За прошедший период хозяйства различных регионов России получили более 500 таких тракторов.
В рамках выставки состоялась презентация универсальной дорожной машины «Кировец» К-708 УДМ, сочетающей в себе функции погрузчика и бульдозера. Машина может использоваться для выполнения дорожных работ, погрузки силосной массы, расчистки снежных заносов и других работ. С этого
года она выпускается серийно и входит в реестр техники, продаваемой при поддержке АО «Росагролизинг».
Для серийного выпуска новых тракторов на предприятии строится новая площадка с 15 цехами: бытовой корпус; литейных цех 1, 2; сборочный цех; термический цех; прессовый корпус; механический цех 1, 2, 3; ремонтномеханический цех, центрально заводская лаборатория, компрессорная станция, кузнечный корпус, сталелитейных цех и склад.
В выпускной квалифицированной работе (ВКР) рассматривается вопрос проектирование системы электроснабжения тракторного завода. При выполнении ВКР рассматриваются вопросы электроснабжения тракторного завода, расчет токов короткого замыкания, выбор оборудования и аппараты защиты на подстанции, и расчет технико-экономических показателей предприятия, также рассмотрение вопросов по безопасности жизнедеятельности.
Актуальность темы ВКР заключается в создании надежного электроснабжения предприятия, с выбором энергоэффективного оборудования, автоматизированных систем управления электроприводами и технологическими процессами, внедрение новых комплектных преобразовательных устройств.
В ВКР рассматривался вопрос проектирования и расчет режимов работы
системы электроснабжения тракторного завода, для чего были выполнены
следующие расчеты:
- расчет электрических нагрузок по заводу;
- расчет электрического освещения по цехам и территории завода;
- выбор цеховых трансформаторных подстанций;
- выбор количества и мощности трансформаторных подстанций;
- выбор типов трансформаторов;
- расчет компенсации реактивной мощности;
- выбор напряжения электроснабжения, схемы внешнего и внутреннего
электроснабжения;
- расчет токов КЗ;
- выбор кабельных линий;
- выбор числа и мощности трансформаторов главной понизительной
подстанции, выбор высоковольтного и низковольтного электрооборудования;
- выбор устройств релейной защиты и автоматики;
-выбор устройств молниезащиты.
- расчет технико-экономических показателей электрохозяйства завода;
а также рассмотрены вопросы по охране труда и обеспечению
промышленной санитарии.
В ВКР были рассмотрены вопросы, которые являются
основополагающими в реальном проектировании электроснабжения
промышленного предприятия.
Расчет электрических нагрузок предприятия производился по методу
коэффициента спроса. Этот метод является приближенным и применяется
только при расчете крупных узлов. Для каждого из цехов были определены
активная и реактивная нагрузки. Расчетная осветительная нагрузка
определяется по удельной мощности на квадратный метр площади различных
производственных, бытовых помещений и территории предприятия. Был
определен центр электрических нагрузок завода и выбрано место
расположения ГПП на территории завода.
В проекте в системах внешнего и внутреннего электроснабжения
предприятия используется раздельная работа линий и трансформаторов с
целью увеличения надежности электроснабжения и уменьшения токов
короткого замыкания. К исполнению принимается вариант внешнего
электроснабжения по двум линиям, выполненными проводами марки
АС-150/24 (сечение проводов было выбрано по экономической
плотности тока), напряжением 110 кВ, длиной 3,5 км.
На ГПП 110 кВ устанавливаются два трансформатора марки
ТРДНМ-63000/110/10. Были выбраны сечения кабельных линий 0,4 - 10
кВ. Рассчитаны КУ. Выбираемые по условиям нормального режима коммутационные
аппараты, токоведущие части, изоляторы для повышения надежности должны
проверятся на динамическую и термическую устойчивость от действия токов
короткого замыкания, которые могут возникнуть в аварийном режиме. Токи
короткого замыкания рассчитываются для всех напряжений в местах, где они
могут достигнуть наибольшего значения: на первичной стороне
трансформаторов ГПП, на сборных шинах 10 кВ, на первичной и вторичной
стороне наиболее мощных цеховых трансформаторов.
Устанавливаются в сети 110 кВ выключатели типа ВГБУ-110А40/2000У1, разъединители РНЗ-110/1000 У1, в сети 10 кВ ВВУ-СЭЩ-10-
50/4000.
На подстанциях 110 кВ трансформаторы, ОРУ, ЗРУ, маслохозяйство и
другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены
от ударов молнии. Открытые распределительные устройства должны иметь
защиту от грозовых и внутренних перенапряжений. Грозовые перенапряжения
возникают при ударе молнии в электрическую установку или вблизи нее.
Защита от прямых ударов молнии осуществляется стержневыми
молниеотводами, которые, как правило, устанавливаются на конструкциях
порталов ОРУ подстанций. Защита подстанций от волн грозовых
перенапряжений, набегающих с линии, осуществляется с помощью
ограничителей перенапряжения. Для проектируемой ГПП принимается к
исполнению ОПН-110УХЛ1.
Выполнен расчет и выбор устройств релейной защиты и автоматики,
таких как токовая отсечка, максимальная токовая защита, токовая защита
нулевой последовательности, газовая защита, токовая защита от перегрузки.
На основании выше сказанного в ВКР было решены все поставленные
задачи при проектировании и расчетов режимов работы системы
электроснабжения тракторного завода с применением современного
оборудования, современных методов энергоэффективности и предложены
мероприятия по снижению затрат на спроектированном предприятии. .
системы электроснабжения тракторного завода, для чего были выполнены
следующие расчеты:
- расчет электрических нагрузок по заводу;
- расчет электрического освещения по цехам и территории завода;
- выбор цеховых трансформаторных подстанций;
- выбор количества и мощности трансформаторных подстанций;
- выбор типов трансформаторов;
- расчет компенсации реактивной мощности;
- выбор напряжения электроснабжения, схемы внешнего и внутреннего
электроснабжения;
- расчет токов КЗ;
- выбор кабельных линий;
- выбор числа и мощности трансформаторов главной понизительной
подстанции, выбор высоковольтного и низковольтного электрооборудования;
- выбор устройств релейной защиты и автоматики;
-выбор устройств молниезащиты.
- расчет технико-экономических показателей электрохозяйства завода;
а также рассмотрены вопросы по охране труда и обеспечению
промышленной санитарии.
В ВКР были рассмотрены вопросы, которые являются
основополагающими в реальном проектировании электроснабжения
промышленного предприятия.
Расчет электрических нагрузок предприятия производился по методу
коэффициента спроса. Этот метод является приближенным и применяется
только при расчете крупных узлов. Для каждого из цехов были определены
активная и реактивная нагрузки. Расчетная осветительная нагрузка
определяется по удельной мощности на квадратный метр площади различных
производственных, бытовых помещений и территории предприятия. Был
определен центр электрических нагрузок завода и выбрано место
расположения ГПП на территории завода.
В проекте в системах внешнего и внутреннего электроснабжения
предприятия используется раздельная работа линий и трансформаторов с
целью увеличения надежности электроснабжения и уменьшения токов
короткого замыкания. К исполнению принимается вариант внешнего
электроснабжения по двум линиям, выполненными проводами марки
АС-150/24 (сечение проводов было выбрано по экономической
плотности тока), напряжением 110 кВ, длиной 3,5 км.
На ГПП 110 кВ устанавливаются два трансформатора марки
ТРДНМ-63000/110/10. Были выбраны сечения кабельных линий 0,4 - 10
кВ. Рассчитаны КУ. Выбираемые по условиям нормального режима коммутационные
аппараты, токоведущие части, изоляторы для повышения надежности должны
проверятся на динамическую и термическую устойчивость от действия токов
короткого замыкания, которые могут возникнуть в аварийном режиме. Токи
короткого замыкания рассчитываются для всех напряжений в местах, где они
могут достигнуть наибольшего значения: на первичной стороне
трансформаторов ГПП, на сборных шинах 10 кВ, на первичной и вторичной
стороне наиболее мощных цеховых трансформаторов.
Устанавливаются в сети 110 кВ выключатели типа ВГБУ-110А40/2000У1, разъединители РНЗ-110/1000 У1, в сети 10 кВ ВВУ-СЭЩ-10-
50/4000.
На подстанциях 110 кВ трансформаторы, ОРУ, ЗРУ, маслохозяйство и
другие взрывоопасные и пожароопасные сооружения должны быть защищены
от ударов молнии. Открытые распределительные устройства должны иметь
защиту от грозовых и внутренних перенапряжений. Грозовые перенапряжения
возникают при ударе молнии в электрическую установку или вблизи нее.
Защита от прямых ударов молнии осуществляется стержневыми
молниеотводами, которые, как правило, устанавливаются на конструкциях
порталов ОРУ подстанций. Защита подстанций от волн грозовых
перенапряжений, набегающих с линии, осуществляется с помощью
ограничителей перенапряжения. Для проектируемой ГПП принимается к
исполнению ОПН-110УХЛ1.
Выполнен расчет и выбор устройств релейной защиты и автоматики,
таких как токовая отсечка, максимальная токовая защита, токовая защита
нулевой последовательности, газовая защита, токовая защита от перегрузки.
На основании выше сказанного в ВКР было решены все поставленные
задачи при проектировании и расчетов режимов работы системы
электроснабжения тракторного завода с применением современного
оборудования, современных методов энергоэффективности и предложены
мероприятия по снижению затрат на спроектированном предприятии. .
