Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Краткие сведения о предприятии 8
1.2 Особенности заводского электроснабжения 9
1.3 Постановка задач модернизации 10
Раздел 2. Конструкторская часть 12
2.1 Расчет силовых и осветительных нагрузок по предприятию 13
2.2 Выбор мощности трансформаторов и компенсирующих установок 14
2.3 Выбор кабельных линий высоковольтной распределительной сети 18
2.4 Проверка трансформаторов ГПП и воздушных линий 22
2.5 Расчет цеховых нагрузок 23
2.6 Выбор кабелей, проводов и аппаратов защиты цеховой сети 28
2.7 Описание принятой схемы электроснабжения 30
Раздел 3. Технологическая часть 32
3.1 Расчет токов короткого замыкания высоковольтной сети 33
3.3 Расчет токов короткого замыкания цеховой сети 37
3.4 Проверка элементов цеховой сети на устойчивость 48
3.5 Расчет цехового освещения 51
3.6 Релейная защита трансформаторов 10/0,4 кВ 54
Раздел 4. Спецвопрос. Повышение эффективности ККУ 59
4.1 Источники реактивной мощности 60
4.2 Совершенствование устройств компенсации реактивной мощности 66
Заключение 69
Список литературы
Промышленность потребляет около двух третей всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. Возрастают мощности, потребляемые предприятиями и отдельными электроприемниками. В связи с этим усложняются задачи рационального построения схем распределения электроэнергии. Повышаются требования к надежности, экономичности, к удобству и безопасности эксплуатации и к качеству электроэнергии.
Система электроснабжения завода состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество энергии и бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах. В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий и объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей. При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие вне заводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами. Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями, очередностью строительства и общим генеральным планом предприятия. Большой и все возрастающий удельный вес получают крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, которые предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Систему электроснабжения в целом нужно строить таким образом, чтобы она при послеаварийном режиме обеспечивала функционирование основных производств предприятия после необходимых переключений и пересоединений. При этом используются все дополнительные источники и возможности резервирования, в том числе и те, которые в нормальном режиме нерентабельны (различные перемычки, связи на вторичных напряжениях и др.). При послеаварийном режиме допустимо частичное ограничение подаваемой мощности, возможны кратковременные перерывы питания электроприемников 3-й и частично 2-й категорий на время вышеупомянутых переключений и пересоединений, а также позволены отступления от нормальных уровней отклонений и колебаний напряжения и частоты в пределах установленных допусков. Если же невозможно полное сохранение в работе всех основных производств в течение послеаварийного периода, то нужно обеспечить хотя бы сокращенную работу предприятия с ограничением мощности или в крайнем случае поддержание производства в состоянии горячего резерва с тем, чтобы после восстановления нормального электроснабжения предприятие могло быстро возобновить свою работу по заданной производственной программе. В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых нормативными документами.
Анализ результатов исследования, проведенного на 600 предприятиях 5 отраслей промышленности в 5 федеральных округах Российской Федерации, показывает высокую степень износа систем, достигающую 70%.
На большинстве промышленных предприятий существующие системы энергоснабжения являются проектами как минимум двадцатилетней давности. С тех пор структура производства кардинально изменилась, но эти изменения, как правило, не коснулись энергосистемы. Высокий износ энергетического оборудования, низкий уровень внедрения энергосберегающих технологий и автоматизации, большие расходы, связанные с ремонтами и простоями, — реальная картина на большинстве предприятий России. Выход из подобных опасных ситуаций — системный подход к повышению энергоэффективности. Наличие проработанной комплексной программы модернизации энергохозяйства позволит предприятиям реализовать у себя большее число энергоэффективных проектов, добиваясь значительных успехов наиболее эффективным и экономичным путем. Таким образом, внедрение ресурсосберегающих технологий и развитие энергосетей обеспечивает снижение доли энергозатрат в себестоимости продукции и позволяет
Можно запланировать мероприятия для полной модернизация сетей 0.4 кВ, замена систем освещения и внедрение систем автоматизации коммерческого учета электроэнергии. Их осуществление позволит сократить срок окупаемости проекта до 5 лет. Модернизация трансформаторных подстанций позволяет увеличить надежность электроснабжения, улучшить качество электроэнергии, уменьшить число оперативного и ремонтного персонала.
Следует отметить, что внедрение АИИС КУЭ является необходимым и обязательным элементом любой современной системы электроснабжения. Это позволяет получать объективную и оперативную информацию о потреблении электроэнергии абонентами, принимать в автоматическом режиме исходные данные для проведения.
В данной работе дана краткая характеристика и структура предприятия, рассмотрены характерные режимы и категории работы электроприёмников. Рассчитаны силовые и осветительные нагрузки по цехам, выбраны трансформаторы с учетом коэффициента загрузки в нормальном и аварийном режимах, а также с учетом перегрузочной способности учитывая категории потребителей.
На ГПП установлено два трансформатора ТРДН-6300-П0/10, питающиеся от районной энергосети по воздушной линии, выполненной проводом АС-25/4,2. Коэффициент загрузки трансформаторов на ГПП составляет 0,68 в нормальном и 1,36 в аварийном режимах.
На территории предприятия располагаются 4 двухтрансформаторные подстанции, на которых уставлены следующие трансформаторы: ТП1 - ТМГ- 1600, ТП2 - ТМГ-1600, ТП3 - ТМГ-1250, ТП4 - ТМГ-1250 на напряжение 10/0,4 кВ, от которых питаются цеховые электроприемники. Высоковольтная распределительная сеть на 10 кВ выполнена по радиальной схеме кабелем АПВП, проложенным в траншеях и по технологическим эстакадам. Коэффициент загрузки трансформаторов не превышает 0,72 в нормальном режиме.
На предприятии применяется система нейтрали TN-S, в которой рабочий и защитный нулевые проводники выполнены раздельно на всем протяжении схемы электроснабжения. Цеховые сети выполнены по радиальномагистральной схеме с применением силовых пунктов ПР11 и шинопроводов ШРА5. Питание распределительных пунктов выполнено кабелем АВВГ, отводы на потребители выполнены проводом АПВ. Защита потребителей, кабельных линий и цеховых потребителей электроэнергии выполнена воздушными автоматическими выключателями серии ВА51, пускорегулирующая аппаратура поставляется комплектно к оборудованию. Ввод ШНН и секционный выключатель защищаются автоматом ВА53 с полупроводниковым расцепителем максимального тока. Проводка осветительной сети выполнена проводом ВВГ и проводами ПВ5, прокладка тросовая. В качестве осветительных приборов применяются светодиодные светильники СДГ-250. Все выбранные элементы схемы проверены на устойчивость к токам КЗ.
Для цеховых трансформаторов мощностью более 1000 кВА выполнен расчет релейной защиты на основе терминала «Сириус-2Л».
В спецвопросе рассматривается роль компенсирующих установок в повышении качества электроэнергии и коэффициента мощности предприятия. В целях повышения эффективности к установке на цеховые ТП выбраны автоматические установки компенсации реактивной мощности АУКРМ.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
