Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов приборостроительного завода
|
ВВЕДЕНИЕ
Характеристика объекта электроснабжения 7
Технический паспорт проекта 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
РЕШЕНИЙ 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 18
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 19
Выводы по разделу один 24
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 25
2.2 Расчет цеховых трансформаторных подстанций 25
Выводы по разделу два 30
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 31
Выводы по разделу три 33
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 34
4.1 Вариант схемы внешнего электроснабжения на 110 кВ 34
4.1.1 Определение потерь электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 35
4.1.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 36
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 54
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 56
Выводы по разделу шесть 62
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 63
7.2 Выбор выключателей КРУ 63
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 64
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 66
7.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 67
7.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 70
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 71
7.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 71
Выводы по разделу семь 72
8 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 73
Выводы по разделу восемь 80
9 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС 80
9.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 81
9.2 Расчет колебаний напряжения 84
9.3 Несимметрия напряжения 84
Выводы по разделу девять 85
10 АКТИВНО-АДАПТИВНЫЕ СЕТИ (SMART GRID)
10.1 Понятие «Smart Grid» 86
10.2 Особенности технологии Smart Grid. Основные принципы и
атрибуты 87
10.3 Преимущества технологии Smart Grid 89
10.4 Релейная защита 89
10.5 Необходимость и предпосылки развития интеллектуальной
энергетики в России 90
10.6 Ожидаемые результаты от внедрения Smart Grid на
предприятии 91
10.7 Реализация технологии Smart Grid на предприятии 91
Выводы по разделу десять 91
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Мгновенная токовая защита 92
11.2 Защита от перегруза 93
11.3 Защита от однофазных замыканий на землю 94
11.4 Защита от перегрева 95
11.5 Газовая защита 96
Выводы по разделу одиннадцать 96
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Планировка и конструктивная часть ЗРУ-10 кВ 97
12.2 Защитные средства, обеспечивающие безопасное
выполнение работ в электроустановках 97
12.3 Устройство контроля изоляции в сети 10 кВ 98
12.4 Молниезащита 100
12.5 Защитное заземление 101
12.6 Освещение ЗРУ-10 кВ 104
12.7 Пожарная безопасность 106
Выводы по разделу двенадцать 107
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 109
Характеристика объекта электроснабжения 7
Технический паспорт проекта 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
РЕШЕНИЙ 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 18
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 19
Выводы по разделу один 24
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 25
2.2 Расчет цеховых трансформаторных подстанций 25
Выводы по разделу два 30
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 31
Выводы по разделу три 33
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 34
4.1 Вариант схемы внешнего электроснабжения на 110 кВ 34
4.1.1 Определение потерь электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 35
4.1.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 36
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 54
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 56
Выводы по разделу шесть 62
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 63
7.2 Выбор выключателей КРУ 63
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 64
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 66
7.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 67
7.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 70
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 71
7.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 71
Выводы по разделу семь 72
8 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 73
Выводы по разделу восемь 80
9 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС 80
9.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 81
9.2 Расчет колебаний напряжения 84
9.3 Несимметрия напряжения 84
Выводы по разделу девять 85
10 АКТИВНО-АДАПТИВНЫЕ СЕТИ (SMART GRID)
10.1 Понятие «Smart Grid» 86
10.2 Особенности технологии Smart Grid. Основные принципы и
атрибуты 87
10.3 Преимущества технологии Smart Grid 89
10.4 Релейная защита 89
10.5 Необходимость и предпосылки развития интеллектуальной
энергетики в России 90
10.6 Ожидаемые результаты от внедрения Smart Grid на
предприятии 91
10.7 Реализация технологии Smart Grid на предприятии 91
Выводы по разделу десять 91
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Мгновенная токовая защита 92
11.2 Защита от перегруза 93
11.3 Защита от однофазных замыканий на землю 94
11.4 Защита от перегрева 95
11.5 Газовая защита 96
Выводы по разделу одиннадцать 96
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Планировка и конструктивная часть ЗРУ-10 кВ 97
12.2 Защитные средства, обеспечивающие безопасное
выполнение работ в электроустановках 97
12.3 Устройство контроля изоляции в сети 10 кВ 98
12.4 Молниезащита 100
12.5 Защитное заземление 101
12.6 Освещение ЗРУ-10 кВ 104
12.7 Пожарная безопасность 106
Выводы по разделу двенадцать 107
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 109
Развитие промышленности и требования прогресса диктуют необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, автоматизированных систем управления электроустановками и технологическими процессами.
Все это ставит большие задачи перед работниками проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.
Главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения являются: правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электрической энергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, обеспечение необходимого качества электроэнергии на шинах подстанции, обеспечение электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.
С целью увеличения интенсивности производства и повышения производительности труда на предприятиях находят широкое применение электродуговые и индукционные печи, сварочные установки. При всей своей необходимости и эффективности они вносят значительный дискомфорт в питающую сеть, то есть ухудшается целый ряд показателей качества электроэнергии, что отрицательно сказывается на других участниках процесса потребления электроэнергии.
Важным аспектом при проектировании систем электроснабжения становится экономия электроэнергии, ввиду ограниченности энергоресурсов и их удорожания по мере использования, а также нехваткой мощностей электростанций из-за увеличения единичной мощности потребителей. Около 10-15% электроэнергии теряется при передаче от источника до приемника. Решить этот вопрос можно по средствам увеличения напряжения сетей, как внешних, так и внутренних, обеспечения оптимального коэффициента загрузки трансформаторов, применения глубоких вводов, уменьшения уровней трансформации, равномерного распределения однофазных приемников по фазам, компенсации реактивной мощности непосредственно у потребителя.
Решение выше изложенных вопросов, воплощение в жизнь перспективных направлений электроэнергетики является первоочередным в процессе разработки качественной и надежной системы электроснабжения, что в частности и отражает данная работа.
Все это ставит большие задачи перед работниками проектных, монтажных и наладочных организаций, работающих в области электрификации промышленности.
Главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения являются: правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электрической энергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, обеспечение необходимого качества электроэнергии на шинах подстанции, обеспечение электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.
С целью увеличения интенсивности производства и повышения производительности труда на предприятиях находят широкое применение электродуговые и индукционные печи, сварочные установки. При всей своей необходимости и эффективности они вносят значительный дискомфорт в питающую сеть, то есть ухудшается целый ряд показателей качества электроэнергии, что отрицательно сказывается на других участниках процесса потребления электроэнергии.
Важным аспектом при проектировании систем электроснабжения становится экономия электроэнергии, ввиду ограниченности энергоресурсов и их удорожания по мере использования, а также нехваткой мощностей электростанций из-за увеличения единичной мощности потребителей. Около 10-15% электроэнергии теряется при передаче от источника до приемника. Решить этот вопрос можно по средствам увеличения напряжения сетей, как внешних, так и внутренних, обеспечения оптимального коэффициента загрузки трансформаторов, применения глубоких вводов, уменьшения уровней трансформации, равномерного распределения однофазных приемников по фазам, компенсации реактивной мощности непосредственно у потребителя.
Решение выше изложенных вопросов, воплощение в жизнь перспективных направлений электроэнергетики является первоочередным в процессе разработки качественной и надежной системы электроснабжения, что в частности и отражает данная работа.
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов приборостроительного завода, 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 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 10 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 95, 150 мм .
В работе 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 релейной защиты электропечного трансформатора ЭТМПК-1600/10. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты трансформатора и её характеристики.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Приведены основные положения по безопасности жизнедеятельности в отношении действующих электроустановок, произведён расчет молниезащиты и освещения главной понизительной подстанции предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов приборостроительного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения производился путем сравнения технико-экономических показателей схем на напряжения 10 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 10 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 95, 150 мм .
В работе 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 релейной защиты электропечного трансформатора ЭТМПК-1600/10. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты трансформатора и её характеристики.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Приведены основные положения по безопасности жизнедеятельности в отношении действующих электроустановок, произведён расчет молниезащиты и освещения главной понизительной подстанции предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов приборостроительного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.