Помощь студентам в учебе
Модернизация системы электроснабжения Кировского завода полимерных изделий для подключения нового цеха
|
Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 8
1.1 Характеристика предприятия ОАО «Завод полимерных изделий» 9
1.2 Особенности заводского электроснабжения 10
1.3 Комплектные распределительные устройства 11
1.4 Способы модернизации КРУ и КСО 12
1.5 Постановка задач модернизации 16
Раздел 2. Конструкторская часть 18
2.1 Исходные данные 19
2.2 Характеристика источника потребителей завода 19
2.3 Расчет нагрузок по заводу в целом 20
2.4 Выбор распределения нагрузки по пунктам питания 25
2.5 Выбор распределительного устройства завода 29
2.6 Описание принятой схемы электроснабжения 29
Раздел 3. Технологическая часть 32
3.1 Расчет цехового электроснабжения 33
3.1.1 Расчет силовой нагрузки по цеху 33
3.1.2 Расчет осветительной установки цеха 35
3.1.3 Аварийное освещение 43
3.1.4 Расчет распределительной сети цеха 44
3.1.5 Выбор шинопроводов 46
3.2 Расчет токов короткого замыкания на шинах 0,4 кВ 47
3.3 Описание принятой схемы цехового электроснабжения 51
Раздел 4. Применение устройств Сириус-2 Л для защиты цеховых ТП 53
4.1 Основные принципы функционирования 54
4.2 Максимальная токовая защита трансформатора 57
4.2.1 Максимальная токовая защита стороны ВН трансформатора 57
4.2.2 Максимальная токовая защита стороны НН трансформатора 58
4.3 Резервирование отказов выключателя (УРОВ) 60
4.4 Защита от перегрузки 61
4.5 Программируемые реле 62
4.6 Определение уставок срабатывания релейной защиты 62
Заключение 68
Список литературы 69
Раздел 1. Аналитический обзор 8
1.1 Характеристика предприятия ОАО «Завод полимерных изделий» 9
1.2 Особенности заводского электроснабжения 10
1.3 Комплектные распределительные устройства 11
1.4 Способы модернизации КРУ и КСО 12
1.5 Постановка задач модернизации 16
Раздел 2. Конструкторская часть 18
2.1 Исходные данные 19
2.2 Характеристика источника потребителей завода 19
2.3 Расчет нагрузок по заводу в целом 20
2.4 Выбор распределения нагрузки по пунктам питания 25
2.5 Выбор распределительного устройства завода 29
2.6 Описание принятой схемы электроснабжения 29
Раздел 3. Технологическая часть 32
3.1 Расчет цехового электроснабжения 33
3.1.1 Расчет силовой нагрузки по цеху 33
3.1.2 Расчет осветительной установки цеха 35
3.1.3 Аварийное освещение 43
3.1.4 Расчет распределительной сети цеха 44
3.1.5 Выбор шинопроводов 46
3.2 Расчет токов короткого замыкания на шинах 0,4 кВ 47
3.3 Описание принятой схемы цехового электроснабжения 51
Раздел 4. Применение устройств Сириус-2 Л для защиты цеховых ТП 53
4.1 Основные принципы функционирования 54
4.2 Максимальная токовая защита трансформатора 57
4.2.1 Максимальная токовая защита стороны ВН трансформатора 57
4.2.2 Максимальная токовая защита стороны НН трансформатора 58
4.3 Резервирование отказов выключателя (УРОВ) 60
4.4 Защита от перегрузки 61
4.5 Программируемые реле 62
4.6 Определение уставок срабатывания релейной защиты 62
Заключение 68
Список литературы 69
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 реконструкции 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
Можно запланировать мероприятия для полной реконструкция сетей 0.4 кВ, замена систем освещения и внедрение систем автоматизации коммерческого учета электроэнергии. Их осуществление позволит сократить срок окупаемости проекта до 5 лет. Реконструкция 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.
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 реконструкции 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
Можно запланировать мероприятия для полной реконструкция сетей 0.4 кВ, замена систем освещения и внедрение систем автоматизации коммерческого учета электроэнергии. Их осуществление позволит сократить срок окупаемости проекта до 5 лет. Реконструкция 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.
Осуществлена замена трансформаторов ТП1 и ТП4 на ТМГ-1000/10/0.4 для обеспечения электроэнергией нового оборудования. Автогазовые выключатели нагрузки на КРУ заменены на элегазовые RM6-630 в герметичном исполнении. Для защиты трансформаторов ТМГ-1000 применяются вакуумные выключатели ВВ10.
Цеховые электрические сети выполняются шинопроводами ШРА4, кабельными линиями ААШв и проводами АПВ. Выбранные линии электроснабжения, а так же аппараты защиты были проверены по величине токов короткого замыкания. Для обеспечения нормальных условий труда рассчитано основное и аварийное освещение цеха. Для этого применяются лампы ДРЛ-400, ЛБ-80 и ЛН-500. Осветительная сеть выполнена проводом ПВ. Определены уставки срабатывания релейной защиты ТП1 и ТП4.
В специальном вопросе рассмотрено применение электронного блока «Сириус-2Л» для построения релейной защиты цеховых ТП. Модернизированная система электроснабжения позволяет установить новое оборудование для расширения производства и выпуска нового оборудования и обеспечивает большую надежность электроснабжения предприятия.
Осуществлена замена трансформаторов ТП1 и ТП4 на ТМГ-1000/10/0.4 для обеспечения электроэнергией нового оборудования. Автогазовые выключатели нагрузки на КРУ заменены на элегазовые RM6-630 в герметичном исполнении. Для защиты трансформаторов ТМГ-1000 применяются вакуумные выключатели ВВ10.
Цеховые электрические сети выполняются шинопроводами ШРА4, кабельными линиями ААШв и проводами АПВ. Выбранные линии электроснабжения, а так же аппараты защиты были проверены по величине токов короткого замыкания. Для обеспечения нормальных условий труда рассчитано основное и аварийное освещение цеха. Для этого применяются лампы ДРЛ-400, ЛБ-80 и ЛН-500. Осветительная сеть выполнена проводом ПВ. Определены уставки срабатывания релейной защиты ТП1 и ТП4.
В специальном вопросе рассмотрено применение электронного блока «Сириус-2Л» для построения релейной защиты цеховых ТП. Модернизированная система электроснабжения позволяет установить новое оборудование для расширения производства и выпуска нового оборудования и обеспечивает большую надежность электроснабжения предприятия.