Введение
1 АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
1.1 Обзор литературы и работ, связанных с проектированием систем
электроснабжения промышленных предприятий 10
1.2 Характеристика предприятия и источников питания 13
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 16
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА
3.1 Характеристика технологического процесса и электрооборудования
цеха 18
3.2 Выбор номинального напряжения сети по формуле 18
3.3 Выбор трансформаторов Т1, Т2 19
3.4 Выбор проводов и опор
3.4.1 Определяются параметры проводов по линии W1 21
3.4.2 Выбор опор для линии 110 кВ 23
3.5 Технико-экономический расчет капиталовложений в подстанцию 6/0,4 кВ
3.5.1 Выбор трансформаторов Т3, Т4, кабельной линии, коммутационной
аппаратуры расчет капиталовложения в подстанцию, расчет потерь электрической энергии в трансформаторах и ее стоимости 25
3.5.2 Выбор кабельных линий по стороне 6 кВ 25
3.6 Расчет токов короткого замыкания линий 26
3.7 Выбор высоковольтных выключателей
3.7.1 Выбор выключателей В4на напряжение 6 кВ 27
3.7.2 Выбор выключателей В3, В5на напряжение 6 кВ 28
3.7.3 Выбор выключателей В2, В6на напряжение 110 кВ 28
3.8 Выбор разъединителей на напряжение 110 кВ и 6 кВ
3.8.1 Выбор линейных разъединителей на напряжение 110 кВ 30
3.8.2 Выбор секционных разъединителей на напряжение 110 кВ 30
3.8.3 Выбор линейных разъединителей на напряжение 6 кВ 31
3.9 Выбор и проверка трансформаторов тока
3.9.1 Выбор и проверка трансформатора тока 110 кВ 31
3.9.2 Выбор и проверка трансформатора тока 6 кВ 31
3.10 Выбор и проверка трансформаторов напряжения
3.10.1 Выбор и проверка трансформатора напряжения 110 кВ 32
3.10.2 Выбор и проверка трансформатора напряжения 6 кВ 32
3.11 Выбор и проверка шинной сборки напряжением 6 кВ 33
3.12 Проверка кабельной линии на термическую стойкость 33
3.13 Защита трансформаторов Т1-Т2, и кабельной линии 6 кВ
3.13.1 Выбор дифференциальной защиты трансформаторов Ть Т2 34
3.13.2 Выбор МТЗ и ТО защиты кабельной линии 6 кВ 34
3.14 Описание цеха по производству электромонтажных изделий 34
3.15 Определение электрических нагрузок цеха 35
3.16 Определение расчетной нагрузки цеха по производству
электромонтажных изделий от силовых электроприёмников 35
3.17 Определение осветительной нагрузки цеха 38
3.18 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховой
подстанции 38
3.19 Определение центров электрических нагрузок 39
3.20 Выбор сечения кабелей, питающих распределительные пункты 40
3.21 Определение расчетной нагрузки для I, II секций шин 0,4 кВ 41
3.22 Расчет отклонений напряжения в максимальных и послеаварийных
режимах 41
3.23 Расчёт токов короткого замыкания на линии 0,4 кВ 46
3.24 Выбор и проверка защитной аппаратуры для схемы
электроснабжения цеха 47
3.25 Расчет заземляющих устройств цеха 50
3.26 Расчет молниезащиты цеха 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
Приложения должны быть в работе, но в настоящий момент отсутствуют
Актуальность темы. Актуальность решаемой задачи велика, поскольку внедрение новых конструктивных решений позволит сократить потери в элементах сети, улучшить качество электроэнергии, облегчить, а также обеспечить более безопасную работу для оперативного персонала и свести к минимуму возможность ошибочных действий с его стороны. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов ресурсов, не теряя при этом качества, надежности и безопасности всей цеховой структуры.
Целью выпускной квалификационной работы является правильное и разумное сочетание требований экономичности системы электроснабжения с надежностью, безопасность и удобством эксплуатации, обеспечение надлежащего качества электроэнергии, уровня напряжения, стабильность частоты и т. п. Должны также учитываться кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания.
K наиболее важным задачам, которые должны быть решены в проекте, относятся:
- определение расчетной нагрузки цеха по производству электромонтажных изделий;
- выбор числа и мощности цеховых трансформаторов и мест их установки;
- выбор схемы электроснабжения цеха и трансформаторов ГПП;
- расчет токов короткого замыкания со стороны 110, 6, 0,4 кВ;
- выбор коммутационной аппаратуры с высокой и низкой сторон питающей сети;
- выбор и расчёт схемы питающих и распределительных сетей цеха;
- электроснабжение цеха по производству электромонтажных изделий.
Предметом выпускной квалификационной работы при проектировании и построении системы электроснабжения, необходимо учитывать ряд факторов, к числу которых относятся: потребляемая мощность и категории надежности питания отдельных элементов, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок, число и мощность подстанций и других пунктов потребления электроэнергии, напряжение потребителей, число расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемых источников питания.
Основными определяющими факторами являются характеристика источников питания, мощность и категория потребителей электроэнергии. При построении системы электроснабжения нужно учитывать требования ограничения токов короткого замыкания, а также условия выполнений простой и надежной релейной защиты и автоматики.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы заключается в рассмотрении вопросов, решение которых необходимо для электроснабжения цеха по производству электромонтажных изделий и его потребителей.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, трех разделов, заключения и библиографического списка. Раздел 1 посвящен теоретическому обоснованию темы исследования, в нем дается оценка существующей схемы электроснабжения. В Разделе 2 приводится сравнение отечественных и передовых зарубежных технологий и решений. В Разделе 3 описывается весь технологический процесс электроснабжения цеха по производству электромонтажных изделий.
Объем выпускной квалификационной работы составляет 175 страниц машинописного текста и содержит 2 иллюстрации, 28 таблиц, библиографический список из 50 наименований и 26 приложений.
В данной выпускной квалификационной работе было рассмотрено электроснабжение цеха по производству электромонтажных изделий, а именно, были рассчитаны электрические нагрузки завода и его освещение, выбраны схемы его внешнего и внутреннего электроснабжения.
В результате расчета была определена расчетная нагрузка, осветительная нагрузка и суммарная расчетная нагрузка цеха.
В результате расчета внутреннего электроснабжения завода были выбраны мощности цеховых трансформаторных подстанций и схема распределительных сетей завода. Было выбрано основное оборудование на напряжениях 110 и 6 кВ.
Произведен выбор секционных и линейных выключателей, линейных и секционных разъединителей, трансформаторов тока и напряжения на напряжения 6 и 110 кВ, а также выбор автоматических выключателей на напряжение 0,4 кВ.
Произведены расчеты и выбор релейной защиты и автоматики цеха в электромеханическом исполнении.
Также рассмотрены вопросы техники безопасности и произведены технико-экономические расчеты, по сравнению двух вариантов внутреннего электроснабжения цеха на 6 и 10 кВ. В результате сравнения суммарных затрат на внешнее электроснабжение было выбрано питающее напряжение 6 кВ с меньшими годовыми затратами.
1 Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию / И.И. Алиев. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - 477 с.
2 Анастасиев, П.И. Проектирование кабельных сетей и проводок / П.И. Анастасиев, Е.З. Бранзбург, А.В. Коляда: под общ. ред. Г.Е. Хромченко. - М.: Энергия, 1980. - 384 с.
3 Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / В.А. Андреев. - 4-е изд. - М.: Высш.шк., 2006. - 456 с.
4 Барыбин, Ю.Г. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Ю.Г. Барыбин. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 416 с.
5 Блок, В.М. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электрических специальностей: Учебное пособие для студентов вузов / В.М. Блок. - М.: Высшая школа, 1981. - 456 с.
6 Васин, В.М. Дипломное проектирование для специальности электрооборудование промышленных предприятий и установок / В.М. Васин, Б.Ю. Липкин. - Минск: Высшая школа, 1977. - 143 с.
7 Вакуумный выключатель ВБЭ-10-20/630 У3. Электронный документ. - http://www.kontakt-saratov.ru/vakuumny 6-10/vikl vbe 10 20/.
8 Вакуумный выключатель ВПО-110 кВ. Электронный документ. - http://www.kontakt-saratov.ru/vikl 110 kv/.
9 Выбор вакуумного выключателя 6 кВ. Электронный документ. - http: //forca.ru/stati/podstancii/vyklyuchatel-vakuumnyy-trehfaznyy-vv-tel. html.
10 Выбор силового трансформатора 630 кВА. Электронный документ. - http: //www. rus-trans. com.
11 Выбор силового трансформатора 110 кВ. Электронный документ. - http: //www. rus-trans. com.
12 ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 6 с.
13 Гурин, Н.А. Дипломное проектирование: учебное пособие / Н.А. Гурин, Г.И. Янукович. - Минск: Высшая школа, 1990. - 240 с.
14 Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей. Электронный документ. -http://sevcable.ru/sites/default/files/catalog/help/tok-nagr-cab.pdf.
15 Идельчик, В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов / В.И. Идельчик, В.А.Венникова. - М.: Энергия, 1974. - 592 с.
16 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений / РД 34.21-122-87. - М.: изд. Энергоатомиздат, 1989. - 56 с.
17 Киреева, Э.А. Электроснабжение цехов промышленных предприятий / Э.А. Киреева. - М.: НТФ Энергопрогресс, 1998. - 562 с.
18 Кнорринг, Г.М. Цеховые электрические сети / Г.М. Кнорринг, М.К. Харчев. - М.: Госэнергоиздат, 1952. - 139 с.
19 Козулин, В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов / В.С. Козулин, Л.Д. Рожкова. - М.: Энергия, 1987. - 648 с.
20 Конденсаторные установки КРМ (УКМ 58)-0,4 кВ - Электронный документ. - http://www.matic.ru/docs/catalogs/brochure-matic/parts/lv_krm.pdf.
21 Костин, В.Н. Электропитающие системы и электрические сети: учебно-методический комплекс (учебное пособие) / В.Н. Костин. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2007. - 154 с.
22 Лыкин, А.В. Электрические системы и сети: Учебное пособие / А.В. Лыкин. - М.: Логос, 2008. - 254 с.
23 ОАО «Старооскольский завод электромонтажных изделий. Справочник - Каталог: Панель ГРЩ. Разработка и изготовление. - Старый Оскол: СОЭМИ, 2014. - 400 с.
24 Правила устройств электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9, Раздел 7. Главы 7.5, 7.6,7.10. - 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.
25 Промэлектросервис. Выключатели автоматические ВА 301. Электронный документ. -http://www.elektro-portal.com/series/show/va-301.
26 Пункты распределительные серии ПР8503. Электронный документ. - http: //chebelektra.ru/nku/pr8xxx.
27 Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ.: Выпуск 13Б. Расчеты. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 48 с.
28 Самсонов, В.С. Экономика предприятий энергетического комплекса /
B. С. Самсонов, М.А. Вяткин. - М.: Высшая школа, 2005. - 264 с.
29 Разыграев, С.Н. Методическое указание для выполнения курсовой работы по переходные процессы в системах электроснабжения / С.Н. Разыграев, Д.П. Химичева. - Челябинск: ЮУрГУ, 2014. - 40 с.
30 Разыграев, С.Н. Методическое указание. Заземление и зануление электрического оборудования и станков. Расчеты заземляющих устройств /
C. Н. Разыграев, Д.П. Химичева. - Челябинск: ЮУрГУ, 2014. - 40 с.
31 Разъединители на 110-220 кВ. Электронный документ. -http://www.elekom-ural.ru/catalog/rtem/42-razediniteli-na-110-220kv.html
32 Рожков, Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов / Л.Д. Рожков, В.С. Козулин. - М.: Энергия, 1980. - 599 с.
33 Светодиодный светильник Center 50. Электронный документ. - http: //www. kvazar-gr. ru/triada. php.
34 Силовой вакуумный выключатель внутренней установки, 6-10-15 кВ до 8000 Электронный документ. -http://sems.ural.ru/store/34251/10033111.
35 Справочник по проектированию электроснабжения: Электроустановки промышленных предприятий /под ред. Ю.Г. Барыбина, Л.Е. Федорова. - М.: Энергетика, 1995. - 464 с.
36 Трансформатор масляный ТМГ 400/6/0,4 Основные технические характеристики. Электронный документ. - ЬПрГ/епегдо.таМе.гиДгаВА 301 formator-maslj anyj -tmg-400-6-0-4-u-un-0-zvezda-zv?search=тмг%204.
37 Трансформатор масляный ТМГ 250/6/0,4 Основные технические
характеристики. Электронный документ. - http://energo.maxte.ru/traBA
301formator-masljanyj-tmg-250-6-0-4-u-un-0-zvezda-zv?tag.
38 Трансформатор напряжения НАМИ-110. трансформатор напряжения измерительный масляный антирезонансный. Электронный документ. -www.tdtransformator.ru/catalog/izmeritelnye/napryazheniya/ot-110-kv/nami-110.htm.
39 Трансформаторы тока серии ТГФМ на напряжение 110 кВ. Электронный документ. - http://www.etk-oniks.ru/Klass-napryazheniya-TT-110kV-i-vyshe/TGFM- 110.html.
40 Указания по расчету электрических нагрузок (РТМ 36.18.327-92).
Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок № 7-8, 1992.- С.4-27 (ВНИПИ Тяжпромэлектро-проект). -114 с.
41 Фёдоров, А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий / А.А. Федоров. - М.: Энергия, 1967. - 416 с.
42 Федров, А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий / А.А. Федоров. - М.: Энергия, 1972. - 472 с.
43 Фролова, Н.С. Электрические нагрузки промышленных предприятий. Методическое пособие / Н.С. Фролова. - Озёрск, 2003. - 246 с.
44 Чернобровов, Н.В. Релейная защита / Н.В. Чернобровов. - М.: Энергия, 1998. - 680 с.
45 Шабад, М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / М.А. Шабад. - Санкт-Петербург: Политехника-сервис, 2003. - 350 с.
46 Электрический кабель ВВГнг. Электронный документ. -http://elesant.ru/provoda-i-kabeli/elektricheskii-kabel-vvgng.
47 Электротехнический сайт «Современные решения в области силовых трансформаторов». -http: //www.elektrozavod.ru.
48 Электрические нагрузки промышленных предприятий /
С.Д. Волобринский, Г.М. Каялов, П.Н. Клейн и др. - М.: Энергия, 1971. - 608 с.
49 Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Электронный документ. -http: //www.wood-pellets.com.
50 Compact ВА 303 100-1600 А. Автоматические выключатели и
выключатели-разъединители низкого напряжения Руководство по эксплуатации Электронный документ. -http: //www.elec.ru/files/127/000001223/attfile/02. pdf.