ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 7
Характеристика объекта электроснабжения 8
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
РЕШЕНИЙ 10
Выводы по разделу 13
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 14
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 21
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 21
Выводы по разделу один 26
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 27
2.2 Расчет цеховых трансформаторных подстанций 27
Выводы по разделу два 31
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП
ПРЕДПРИЯТИЯ 33
Выводы по разделу три 37
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И
СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 38
4.1 Определение потерь электроэнергии в силовых
трансформаторах ГПП 39
4.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 41
4.3 Расчет токов короткого замыкания 42
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 43
4.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 47
4.6 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения 49
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 52
5.4 Выбор кабельных линий 52
Выводы по разделу пять 56
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 57
Выводы по разделу шесть 64
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 65
7.1 Выбор трансформаторов цеховых ТП 66
7.2 Определение потерь электроэнергии в трансформаторах ТП 67
7.3 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 68
7.4 Выбор комплектного электрооборудования 69
7.5 Определение технико-экономических показателей 70
7.6 Выбор оптимального варианта 72
Выводы по разделу семь 73
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 74
8.2 Выбор выключателей КРУ 75
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 75
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 77
8.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 79
8.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 80
8.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 80
8.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 82
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 83
8.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 84
Выводы по разделу восемь 90
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 91
Выводы по разделу девять 97
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
10.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 98
10.2 Расчет колебаний напряжения 102
10.3 Несимметрия напряжения 103
10.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 104
Выводы по разделу десять 105
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Дифференциальная защита 106
11.2 Защита от перегруза на НН 113
11.3 МТЗ с выдержкой времени на НН 114
11.4 МТЗ с выдержкой времени на НН 116
11.5 Газовая защита 118
11.6 Защита перегрева 119
Выводы по разделу одиннадцать 119
12 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Построение дерева целей проекта 120
12.2 Качественный анализ вариантов технических решений 120
12.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 121
Выводы по разделу двенадцать 123
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Планировка и конструктивное исполнение ГПП 124
13.2 Общие требования электробезопасности 125
13.3 Защитные меры от поражения электрическим током 126
13.4 Пожарная безопасность 128
13.5 Обеспечение промышленной и взрывной безопасности при
эксплуатации элегазовых выключателей 130
13.6 Молниезащита ГПП 131
13.7 Расчет тока однофазного замыкания на землю 133
13.8 Расчет заземления 135
13.9 Освещение ОРУ-110/10 кВ 138
Выводы по разделу тринадцать 139
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 141
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 литейно-механического 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 35 и 110 кВ. В результате схема внешнего электроснабжения напряжением 110 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 АПвЭКП-10 сечением 50, 70, 95, 185 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 релейной защиты силового трансформатора, установленного на главной понизительной подстанции, типа ТРДН-25000/110/10/10. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты трансформатора и её характеристики.
Приведены основные положения по безопасности жизнедеятельности в отношении действующих электроустановок, произведён расчет молниезащиты, освещения, защитного заземления главной понизительной подстанции предприятия. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов литейно-механического завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
