Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Характеристика предприятия 7
1.2 Категории надёжности электроснабжения 10
1.3 Выбор схемы электроснабжения 12
1.4 Выбор напряжения питающих и распределительных сетей 12
Раздел 2. Конструкторская часть 15
2.1 Расчет электрических нагрузок по предприятию 16
2.2 Выбор сечения питающей линии 20
2.3 Картограмма электрических нагрузок и определение ЦЭН 21
2.4 Определение типа количества и мощности цеховых ТП 25
2.5 Выбор кабельных линий распределительной сети 29
2.6 Расчет силовой сети цеха по производству масла 32
2.7 Определение расчетной мощности по цеху 34
2.8 Конструктивное исполнение цеховой сети 41
2.9 Описание спроектированной системы электроснабжения 41
2.10 Расчёт освещения цеха по переработке молока 42
Раздел 3. Технологическая часть 48
3.1 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания 49
3.2 Выбор электрических аппаратов защиты на 10 кВ 54
3.3 Выбор трансформаторов тока и напряжения на 10 кВ 57
3.4 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры на 0,4 кВ 61
3.5 Расчёт заземления ТП 10/0,4 кВ 67
Раздел 4. Спецвопрос. ТЭС двух типов трансформаторов: ТМ и ТМГ11
Заключение 78
Список литературы 82
Основной задачей промышленной энергетики нашей страны является повышение эффективности производства, энергосбережение топливно-энергетических ресурсов, рост производительности труда, внедрение новых технологий.
В области энергоснабжения потребителей эта задача предусматривает повышение уровня проектно-конструктивных разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадежного оборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении.
Системы энергоснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников.
Задача энергоснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительство электростанций. Необходимость в производстве электроэнергии на заводских электростанциях обуславливается потребностью в теплоте для технологических целей, отопления и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии; необходимостью резервного питания для ответственных потребителей; необходимость использования вторичных ресурсов; большой удаленностью некоторых предприятий от энергосистемы.
Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистемы промышленным объектам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и трансформаторных преобразовательных и распределительных подстанций.
Система электроснабжения промышленных предприятий характеризуется гибкими схемами распределения энергии с максимальным приближением высокого напряжения к потребителю.
Рационально выполненная современная система электроснабжения предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности с надежностью, безопасностью и удобствами эксплуатации, а также должны обеспечивать надлежащие качества электроэнергии.
Применение прогрессивных технических решений: дробление ГПП, глубокие вводы повышенного напряжения, токопроводы 6-10 кВ, открытая прокладка силовых кабелей по эстакадам и конструкциям, применение автоматики и диспетчеризации.
Необходимость стремиться к простым и надежным схемам, обеспечивать возможность роста системы электроснабжения, предусматривать индустриализацию электромонтажных работ, так как обеспечивают быструю замену вышедших из строя коммутационных аппаратов.
Создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий связано с:
• Выбором рационального числа трансформации и напряжений;
• Выбором места размещения цеховых и главных распределительных подстанций;
• Совершенствованием методики определения электрических нагрузок;
• Рациональным выбором числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров;
• Принципиально новой постановкой для решения таких задач, как, например, симметрирование электрических нагрузок.
Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения кроме указанных выше положений включает также рациональные решения по выбору сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др.
Целью данной ВКР являлось обеспечение бесперебойной работы электроэнергией молочного комбината для исправной работы всего технологического оборудования.
Молочный комбинат Энгельсский специализируется на переработке молока, выработке масла и сыра. Предприятие относится к предприятиям агропромышленного комплекса. Комбинат выпускает сливочное масло, пастеризованное молоко, сыр, сливки, сметану. Технологический процесс производства молочных изделий требует бесперебойность в электроснабжении предприятия, так как перерывы в электроснабжении могут привести к большим экономическим потерям для комбината. По надёжности электроснабжения комбинат относится ко второй категории. Поэтому питание на предприятие поступает по двум питающим кабельным линиям от подстанции ПС -110/10 кВ. Тип питающей кабельной линии: ААШв (А - алюминиевые жилы; А - оболочка кабеля из алюминия; Шв - шланговый защитный покров из ПВХ пластиката) сечением 95 мм2 .
Тип приёмной подстанции на комбинате — ГРП (главная распределительная подстанция). Для выбора места установки ГРП была рассчитана и построена картограмма нагрузок. После определения центра электрических нагрузок (ЦЭН) было выбрано окончательное место установки ГРП.
ГРП представляет собой помещение с ячейками. От ячеек отходят кабельные линии на ТП предприятия. На территории предприятия установлены 6 трансформаторных подстанций (ТП). Питание на ТП подводится по кабельным линиям типа ААБл (А - алюминиевая жила, А - алюминиевая оболочка, Б - броня выполнена двойной стальной лентой, л- лавсановая лента в составе оболочки). На каждый ввод 10 кВ в ГРП установлены выкатные вакуумные выключатели типа ВВ/TEL. На отходящих кабельных линиях так же установлены выкатные вакуумные выключатели для защиты отходящих линий.
Для нужд релейной защиты и учёта электроэнергии на каждые приходящие и отходящие кабельные линии установлены измерительные трансформаторы тока типа ТПОЛ-10. Так же на каждую секцию установлены измерительные трансформаторы напряжения НАМИ-10. Между сборными шинами 10 кВ установлен АВР, который состоит из секционного шинного разъединителя с выключателем. АВР включается при отключении одной из питающих линий. Для собственных нужд распределительной подстанции имеются два силовых трансформатора типа ТМГ-400/10.
На трансформаторных подстанциях на вводах установлена защита. Тип применяемой защиты зависит от мощности силового трансформатора на ТП. Для трансформаторов мощностью 1000 и более кВА для защиты установлены выкатные вакуумные выключатели. Для трансформаторов мощностью менее 1000 кВА установлены выключатели нагрузки с предохранителями типа ВНП-17.
Для компенсации реактивной мощности на шины 0,4 кВ подключены компенсирующие устройства типа КУ-0,38. До компенсации коэффициент реактивной мощности (cos ф) составляло 0,65. После установки компенсирующих устройств cos ф составило 0,95.
После расчётов цеховых нагрузок в производственном цехе были выбраны цеховые распределительные сети. Однофазные нагрузки и нагрузки, работающие в повторно кратковременном режимах подключаются к распределительным пунктам (РП). Нагрузки, работающие в длительном режиме, подключаются на распределительный шинопровод из алюминия (ШРА). Все РП и ШРА в цехе подключаются через кабельные линии на распределительный щит (ЩР). Для подключения ШРА к общецеховому РП используется кабель марки АВВГ 3 x50 (А - алюминиевая жила, В - поливинилхлоридная изоляция (ПВХ), В - материал оболочки кабеля ПВХ, Г - голый, т.е. поверх оболочки нет дополнительных слоёв защит).
Для цеха по производству масла было рассчитано освещение. По результатам расчётов были выбраны светильники РСП05 (Р - ртутная лампа ДРЛ; С - подвесной; П - промышленной прибор) с лампами ДРЛ для рабочего освещения. Для аварийного освещения были рассчитаны и установлены светильники типа НСП (н - используются лампы накаливания; С - конструкция подвесная; П - приборы промышленные) с лампами накаливания.
Для защиты от поражения токами короткого замыкания был произведён расчёт заземления ТП 10/0,4. Сопротивление заземляющего устройства получилось 3,7 Ом, что допустимо по ПУЭ. Количество вертикальных электродов 16 шт, горизонтальная соединительная полоса 4 X 16 мм2длиной 80 м.
Для освещения ТП 10/0,4 были выбраны и установлены светильники типа НСП с лампами накаливания мощностью 60 Вт каждая.
Все цеховые нагрузки подключены через автоматические выключатели к распределительному шинопроводу. В цехе используется пяти проводная система (3 фазных провода, нулевой защитный провод, нулевой рабочий провод). Двигатели подключены к сети через автоматические выключатели с магнитопускателями. Магнитопускатели предназначены для предотвращения от повторного включения нагрузки при перерывах в электроснабжении. Щит аварийного и рабочего освещения так же подключается к распределительной шине 0,4 кВ.
В качестве спецвопроса рассматривается технико-экономическое сравнение двух типов трансформаторов: ТМ и ТМГ11. Трехфазные масляные трансформаторы ТМГ 11 предназначены для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии в условиях наружной или внутренней установки умеренного (от плюс 40 до минус 45 °С) или холодного (от плюс 40 до минус 60 °С) климата. Для установки данного трансформатора, среда предприятия должна быть невзрывоопасная и не содержащая пыли, снижающих параметры изделий в недопустимых пределах. Единовременные капитальные вложения (К) составляют для трансформаторов типа ТМ 568 тыс. руб., а для ТМГ11 476,015 тыс. руб. Стоимость потерь электроэнергии составило 200,1 тыс. руб. для ТМ, и 107,9 тыс. руб. для ТМГ11. Амортизационные отчисления для ТМ 53,68 тыс. руб. а для ТМГ11 44,48 тыс. руб. Ежегодные эксплуатационные расходы составили для типа ТМ 253,78 тыс. руб., для ТМГ11 152,39 тыс. руб. В итоге затраты для трансформатора типа ТМ составили 338,98 тыс. руб., а для ТМГ11 223,79 тыс. руб. Срок окупаемости использования трансформатора типа ТМГ11 0,9 лет по сравнению с трансформатором типа ТП. Разница затрат составило 115,19 тыс. руб. для всего предприятия.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
