ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 7
Характеристика производства 8
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ 10
Выводы по разделу 12
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 13
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 20
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 20
Выводы по разделу один 25
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 26
2.2 Расчет цеховых трансформаторных подстанций 26
Выводы по разделу два 29
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 31
Выводы по разделу три 33
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Вариант схемы внешнего электроснабжения на 35 кВ 34
4.1.1 Определение потерь электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 35
4.1.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 35
4.1.3 Расчет токов короткого замыкания 37
4.1.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 39
4.2 Вариант схемы внешнего электроснабжения на 10 кВ 42
4.2.1 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 43
4.2.2 Расчет токов короткого замыкания 46
4.2.3 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 47
4.3 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 48
4.4 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения 50
Выводы по разделу четыре 50
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 51
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия .... 51
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 51
5.4 Выбор кабельных линий 52
Выводы по разделу пять 52
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 56
Выводы по разделу шесть 65
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 66
7.1 Выбор кабельных линий 67
7.2 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 68
7.3 Выбор электрооборудования 69
7.3.1 Выбор ячеек отходящих от ГПП кабельных линий 69
7.3.2 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводах цеховых ТП 70
7.4 Определение технико-экономических показателей 71
Выводы по разделу семь 72
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 73
8.2 Выбор выключателей КРУ 73
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 74
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 76
8.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 78
8.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 79
8.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 79
8.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 81
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 82
8.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 83
Выводы по разделу восемь 90
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 91
Выводы по разделу девять 100
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС 101
Выводы по разделу десять 103
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Релейная защита отходящей от ТП кабельной линии 104
11.2 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 107
11.3 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 111
11.4 Релейная защита трансформатора 116
11.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор.... 119
11.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 119
11.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 120
11.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий на землю 122
Выводы по разделу одиннадцать 124
12 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Качественный анализ вариантов технических решений 125
12.2 Построение дерева целей проекта 126
12.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 126
Выводы по разделу двенадцать 128
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Обеспечение охраны окружающей среды предприятия 129
13.2 Общие требования электробезопасности 129
13.3 Анализ вредных и опасных производственных факторов
при эксплуатации силовых трансформаторов 130
13.4 Защитные меры от воздействия опасных и вредных факторов .... 131
13.5 Защитные меры от поражения электрическим током 131
13.6 Пожарная безопасность 134
13.7 Молниезащита ГПП 135
13.8 Защитное заземление 135
13.9 Освещение ОРУ-35/10 кВ 140
Выводы по разделу тринадцать 141
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 143
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: они должны 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 выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов завода по ремонту механического оборудования, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 10 и 35 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 35 кВ получилась дешевле и, как следствие, наиболее рациональной.
Выбраны мощность, количество и место установки цеховых трансформаторов с современными трансформаторами типа ТМГ, обеспечивающими минимальные затраты при эксплуатации, малые габариты ТП и высокую надежность работы подстанций.
Распределение электрической энергии внутри предприятия осуществляется на напряжении 10 кВ по смешанной схеме, обеспечивающей оптимальные режимы работы электрической сети, надлежащее качество электроэнергии и надежность. Учитывая климатические условия, характеристики грунта и плотность застройки было принято решение прокладывать кабельные линии преимущественно в траншеях. В качестве проводника использовались кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена марки АПвП-10 сечением 50, 70 мм .
В проекте уделено внимание вопросу компенсации реактивной мощности. Это объясняется низким значением средневзвешенного коэффициента мощности на предприятии, высокой стоимостью электроэнергии и значительным потреблением реактивной мощности. Выбор оптимального местоположения и мощности компенсирующих устройств позволило оптимизировать режимы работы электрической сети и, как следствие, улучшить экономические показатели ее работы.
В разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок участка системы электроснабжения от низковольтного автоматического выключателя цеховой трансформаторной подстанции до выключателя кабельной линии, установленного на ГПП.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов завода по ремонту механического оборудования, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
