Обеспечение электроснабжение электромеханического предприятия и цеха по выпуску электрических двигателей
|
Введение
1 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХОНИЧЕСКОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ И ЦЕХА ПО ВЫПУСКУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ 9
1.1 Основные принципы проектирования схем электроснабжения 9
2 СРАВНЕНИЕ РОССИЙСКИХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 12
3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА, ВЫБОР ОСНОВНОГО
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
3.1 Выбор воздушной линии электропередачи и
трансформаторов Т1, Т2
3.1.1 Выбор номинального напряжения сети по эмпирической формуле
Илларионова 17
3.1.2 Выбор трансформаторов Т1, Т2 17
3.1.3 Выбор воздушной линии электропередачи щ 19
3.1.4 Выбор питающего напряжения U2и кабельной линии для системы
электроснабжения цеха 22
3.2 Расчет токов короткого замыкания
3.2.1 Определение параметров элементов схемы замещения 23
3.2.2 Расчет токов К.З. для точки К1 26
3.2.3 Расчет токов К.З. для точки К2 27
3.2.4 Расчет токов К.З. для точки К3 28
3.3 Выбор электрооборудования
3.3.1 Выбор выключателей Q4 на напряжение 10 кВ 30
3.3.2 Выбор разъединителей QS2, QS6 на напряжение 110 кВ 33
3.3.3 Выбор разъединителей QS1 на напряжение 110 кВ 33
3.4 Выбор и проверка трансформаторов тока
3.4.1 Выбор и проверка трансформатора тока для
вводных выключателей РУ 10 кВ 34
3.4.2 Выбор и проверка трансформатора тока 110 кВ 35
3.4.3 Выбор и проверка трансформатора напряжения 110 кВ 36
3.4.4 Выбор и проверка трансформатора напряжения 10 кВ 36
3.5 Выбор и проверка шинной сборки на напряжение 10 кВ 37
3.6 Выбор дифференциальной защиты трансформатора Т1 на
электромеханических реле 37
3.7 Выбор релейной защиты линии W2 10 кВ питающей цех 39
3.8 Определение электрических нагрузок цеха
3.8.1 Выявление электроприемников и разделение их на характерные
группы 43
3.8.2 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых
электроприемников 44
3.8.3 Определение осветительной нагрузки цеха 46
3.8.4 Определение расчетной нагрузки цеха 48
3.9 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов
цеховой подстанции 48
3.10 Определение центра электрических нагрузок, выбор
местоположения цеховой подстанции 50
3.11 Выбор схемы внутреннего электроснабжения цеха 51
3.12 Выбор и проверка сечений кабеля силовых электроприемников 51
3.13 Выбор и проверка сечений кабеля питающего распределительные
пункты 52
3.14 Определение расчетной нагрузки для I и II секции шин
трансформаторной подстанции 52
3.15 Электрический расчет в максимальных и аварийных режимах 53
3.16 Расчет токов короткого замыкания внутрицехового
электроснабжения 55
3.17 Выбор и проверка защитной аппаратуры для системы
электроснабжения цеха 57
3.18 Расчет заземляющих устройств цеха 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А Обоснование выбора и проверки высоковольтных выключателей и разъединителей 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Обоснование выбора и проверки трансформаторов тока и напряжения 77
ПРИЛОЖЕНИЕ В Обоснование и проверка шинной сборки на напряжение 10 кВ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Расчет продольной дифференциальной защиты трансформатора Т1 84
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения цеха по выпуску электрических двигателей 87
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Определение центра электрических нагрузок цеха и обоснование выбора местоположения цеховой подстанции 95
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Обоснование выбора и проверка сечений кабеля силовых электроприемников 99
ПРИЛОЖЕНИЕ И Обоснование выбора и проверка сечений кабеля питающего РП 101
ПРИЛОЖЕНИЕ К Определение расчетной нагрузки для I и II секции шин трансформаторной подстанции 104
ПРИЛОЖЕНИЕ Л Схема расположения распределительных пунктов 107
ПРИЛОЖЕНИЕ М Электрический расчет в максимальных и послеаварийных режимах 107
ПРИЛОЖЕНИЕ Н Расчет токов короткого замыкания внутрицехового электроснабжения 117
ПРИЛОЖЕНИЕ П Выбор и проверка защитной аппаратуры для системы электроснабжения цеха 132
ПРИЛОЖЕНИЕ Р Принципиальная схема электроснабжения цеха 138
ПРИЛОЖЕНИЕ С Расчет заземляющего устройства 139
ПРИЛОЖЕНИЕ У Расчет заземлителя молниезащиты цеха 143
ПРИЛОЖЕНИЕ Ф Схема внешнего электроснабжения цеха 145
ПРИЛОЖЕНИЕ Х Схема электрическая релейной защиты линии 10 кВ питающей цеха и схема электрическая релейной защиты трансформатора Т1 ТДН 40000/110/10 кВ 146
ПРИЛОЖЕНИЕ Ц Центр электрических нагрузок цеха 147
1 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХОНИЧЕСКОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ И ЦЕХА ПО ВЫПУСКУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ 9
1.1 Основные принципы проектирования схем электроснабжения 9
2 СРАВНЕНИЕ РОССИЙСКИХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 12
3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА, ВЫБОР ОСНОВНОГО
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
3.1 Выбор воздушной линии электропередачи и
трансформаторов Т1, Т2
3.1.1 Выбор номинального напряжения сети по эмпирической формуле
Илларионова 17
3.1.2 Выбор трансформаторов Т1, Т2 17
3.1.3 Выбор воздушной линии электропередачи щ 19
3.1.4 Выбор питающего напряжения U2и кабельной линии для системы
электроснабжения цеха 22
3.2 Расчет токов короткого замыкания
3.2.1 Определение параметров элементов схемы замещения 23
3.2.2 Расчет токов К.З. для точки К1 26
3.2.3 Расчет токов К.З. для точки К2 27
3.2.4 Расчет токов К.З. для точки К3 28
3.3 Выбор электрооборудования
3.3.1 Выбор выключателей Q4 на напряжение 10 кВ 30
3.3.2 Выбор разъединителей QS2, QS6 на напряжение 110 кВ 33
3.3.3 Выбор разъединителей QS1 на напряжение 110 кВ 33
3.4 Выбор и проверка трансформаторов тока
3.4.1 Выбор и проверка трансформатора тока для
вводных выключателей РУ 10 кВ 34
3.4.2 Выбор и проверка трансформатора тока 110 кВ 35
3.4.3 Выбор и проверка трансформатора напряжения 110 кВ 36
3.4.4 Выбор и проверка трансформатора напряжения 10 кВ 36
3.5 Выбор и проверка шинной сборки на напряжение 10 кВ 37
3.6 Выбор дифференциальной защиты трансформатора Т1 на
электромеханических реле 37
3.7 Выбор релейной защиты линии W2 10 кВ питающей цех 39
3.8 Определение электрических нагрузок цеха
3.8.1 Выявление электроприемников и разделение их на характерные
группы 43
3.8.2 Определение расчетной нагрузки цеха от силовых
электроприемников 44
3.8.3 Определение осветительной нагрузки цеха 46
3.8.4 Определение расчетной нагрузки цеха 48
3.9 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов
цеховой подстанции 48
3.10 Определение центра электрических нагрузок, выбор
местоположения цеховой подстанции 50
3.11 Выбор схемы внутреннего электроснабжения цеха 51
3.12 Выбор и проверка сечений кабеля силовых электроприемников 51
3.13 Выбор и проверка сечений кабеля питающего распределительные
пункты 52
3.14 Определение расчетной нагрузки для I и II секции шин
трансформаторной подстанции 52
3.15 Электрический расчет в максимальных и аварийных режимах 53
3.16 Расчет токов короткого замыкания внутрицехового
электроснабжения 55
3.17 Выбор и проверка защитной аппаратуры для системы
электроснабжения цеха 57
3.18 Расчет заземляющих устройств цеха 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А Обоснование выбора и проверки высоковольтных выключателей и разъединителей 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Обоснование выбора и проверки трансформаторов тока и напряжения 77
ПРИЛОЖЕНИЕ В Обоснование и проверка шинной сборки на напряжение 10 кВ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Расчет продольной дифференциальной защиты трансформатора Т1 84
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения цеха по выпуску электрических двигателей 87
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Определение центра электрических нагрузок цеха и обоснование выбора местоположения цеховой подстанции 95
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Обоснование выбора и проверка сечений кабеля силовых электроприемников 99
ПРИЛОЖЕНИЕ И Обоснование выбора и проверка сечений кабеля питающего РП 101
ПРИЛОЖЕНИЕ К Определение расчетной нагрузки для I и II секции шин трансформаторной подстанции 104
ПРИЛОЖЕНИЕ Л Схема расположения распределительных пунктов 107
ПРИЛОЖЕНИЕ М Электрический расчет в максимальных и послеаварийных режимах 107
ПРИЛОЖЕНИЕ Н Расчет токов короткого замыкания внутрицехового электроснабжения 117
ПРИЛОЖЕНИЕ П Выбор и проверка защитной аппаратуры для системы электроснабжения цеха 132
ПРИЛОЖЕНИЕ Р Принципиальная схема электроснабжения цеха 138
ПРИЛОЖЕНИЕ С Расчет заземляющего устройства 139
ПРИЛОЖЕНИЕ У Расчет заземлителя молниезащиты цеха 143
ПРИЛОЖЕНИЕ Ф Схема внешнего электроснабжения цеха 145
ПРИЛОЖЕНИЕ Х Схема электрическая релейной защиты линии 10 кВ питающей цеха и схема электрическая релейной защиты трансформатора Т1 ТДН 40000/110/10 кВ 146
ПРИЛОЖЕНИЕ Ц Центр электрических нагрузок цеха 147
Актуальность темы. Различные электрические двигатели – незаменимая часть технологических процессов в разных отраслях промышленности, будь то нефтеперерабатывающая, химическая, газовая или иные другие направления
Несмотря на один принцип работы, лежащий в основе, оборудование для регуляции процессов охлаждения или нагревания повсеместно находит свое применение.
Каждое подразделение цеха играет определенную роль в процессе производства конечного продукта. Недостаточный учет при проектировании характера производства, режимов работы и электрических нагрузок электроприемников подразделений цеха может привести к нарушениям технологического процесса производства, к снижению качества продукции и конкурентоспособности предприятия в целом.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование электропитающих сетей и системы электроснабжения цеха по производству электрических двигателей
Задачи выпускной квалификационной работы:
- изучить опыт российских и зарубежных технологий и разработок, применяемых при проектировании;
- определить расчетную нагрузку цеха;
- выбрать основное оборудование для электропитающих сетей и системы электроснабжения цеха;
- рассчитать и выбрать релейную защиту;
- рассчитать и выбрать систему молниезащиты и заземления цеха.
Объектом выпускной квалификационной работы являются электропитающие сетей и системы электроснабжения цеха.
Предметом выпускной квалификационной работы является проектирование электроснабжения цеха по производству электрических двигателей.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы состоит в возможности применения и реализации данного проекта при строительстве данного предприятия.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, трех разделов, заключения и библиографического списка. Раздел 1 посвящен анализу электроснабжения цеха по производству теплообменников в целом и анализу основных электроприемников. Раздел 2 посвящен анализу и сравнению российских и зарубежных технологий, применяемых в электроэнергетике. Раздел 3 посвящен основной части работы, содержит основные расчеты и выбор электрооборудования.
Объем выпускной квалификационной работы составляет 72 страниц машинописного текста и содержит 11 иллюстраций, 27 таблиц, библиографический список из 89 наименований и 20 приложений.
Несмотря на один принцип работы, лежащий в основе, оборудование для регуляции процессов охлаждения или нагревания повсеместно находит свое применение.
Каждое подразделение цеха играет определенную роль в процессе производства конечного продукта. Недостаточный учет при проектировании характера производства, режимов работы и электрических нагрузок электроприемников подразделений цеха может привести к нарушениям технологического процесса производства, к снижению качества продукции и конкурентоспособности предприятия в целом.
Целью выпускной квалификационной работы является проектирование электропитающих сетей и системы электроснабжения цеха по производству электрических двигателей
Задачи выпускной квалификационной работы:
- изучить опыт российских и зарубежных технологий и разработок, применяемых при проектировании;
- определить расчетную нагрузку цеха;
- выбрать основное оборудование для электропитающих сетей и системы электроснабжения цеха;
- рассчитать и выбрать релейную защиту;
- рассчитать и выбрать систему молниезащиты и заземления цеха.
Объектом выпускной квалификационной работы являются электропитающие сетей и системы электроснабжения цеха.
Предметом выпускной квалификационной работы является проектирование электроснабжения цеха по производству электрических двигателей.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы состоит в возможности применения и реализации данного проекта при строительстве данного предприятия.
Структура выпускной квалификационной работы состоит из введения, трех разделов, заключения и библиографического списка. Раздел 1 посвящен анализу электроснабжения цеха по производству теплообменников в целом и анализу основных электроприемников. Раздел 2 посвящен анализу и сравнению российских и зарубежных технологий, применяемых в электроэнергетике. Раздел 3 посвящен основной части работы, содержит основные расчеты и выбор электрооборудования.
Объем выпускной квалификационной работы составляет 72 страниц машинописного текста и содержит 11 иллюстраций, 27 таблиц, библиографический список из 89 наименований и 20 приложений.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрены вопросы, связанные с электроснабжением цеха по выпуску электродвигателей.
В работе выбрано основное электрическое оборудование для электропитающих сетей и системы электроснабжения цеха
По технико-экономическим расчетам, приведенным в приложениях выпускной квалификационной работы выбраны питающее напряжение, силовые трансформаторы, линия электроснабжения цеха. Также произведен расчет и выбор дифференциальной защиты силового трансформатора ТД 40000/110/10 кВ и МТЗ, ТО для защиты кабельной линии питающей цех.
Произведен расчет токов короткого замыкания, благодаря которому удалось правильно и обоснованно выбрать основное электрооборудование, защитную и коммуникационную аппаратуру.
Выбор коммуникационной аппаратуры сведен к выбору высоковольтных выключателей и разъединителей. На стороне 110 кВ выбраны выключатели типа ВПБ-110111-31,5/2000УХЛ1 и разъединители типа РГ-110/1000 УХЛ1, на стороне 10 кВ выбраны вакуумные выключатели типа ВР3-10-40/3150-У2 в выкатном исполнении и ВВ/ТЕЕ-10-20/630-У2.
В цепи трансформатора ТД 40000/110/10 кВ со стороны 10 кВ выбраны две алюминиевые шины коробчатого сечения 2х1010 мм2.
При выборе измерительных приборов были выбраны на стороне 110 кВ - элегазовые трансформаторы тока типа ТРГ-110 и масляные измерительные трансформаторы типа НАМИ-110; на стороне 10 кВ - трансформаторы тока типа ТОЛ-10 и измерительные трансформаторы напряжения типа НТМИ-10.
В расчетной части был произведен расчет электрических нагрузок цеха с целью выбора трансформаторной подстанции, питающей цех.
Электрические сети внешнего электроснабжения цеха выполнены по радиальной одноступенчатой схеме с помощью кабельной линии типа АСБ-10 3х25 мм2.
Электроприёмники в помещениях получают питание от силовых
Для распределения электроэнергии внутри помещений выбраны навесные силовые распределительные пункты типа ПР8503 производства ОАО «Энергопром» г. Озерск с автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями типа ВА57-35.
Щиты освещения выбраны типа ЩЭ8801С. Они запитаны от линейных панелей первой и второй секций подстанции 2КТПВ 400/10/0,4 распределительного щита 0,4 кВ. Щит 0,4 кВ скомплектован из панелей типа КТПВ с двусторонним обслуживанием с автоматическими выключателями типа NSK.
Выполнен электрический расчет, совместно с которым рассмотрен вопрос необходимости регулирования напряжения.
В ходе работы спроектированы однолинейные электрические схемы цеха, а также схемы релейной защиты трансформатора, питающего цех и спроектирована система молниезащиты и заземления В настоящее время важной проблемой для предприятия является повышение эффективности использования энергетических ресурсов, учитывая постоянный и значительный рост тарифов. В связи с этим на предприятии применены светодиодные светильники типа LUKOZA PRO LED.
Все примененные конструктивные решения были технически и экономически обоснованы и соответствуют требованиям нормативных документов.
Поставленные цели достигнуты, задачи решены.
В работе выбрано основное электрическое оборудование для электропитающих сетей и системы электроснабжения цеха
По технико-экономическим расчетам, приведенным в приложениях выпускной квалификационной работы выбраны питающее напряжение, силовые трансформаторы, линия электроснабжения цеха. Также произведен расчет и выбор дифференциальной защиты силового трансформатора ТД 40000/110/10 кВ и МТЗ, ТО для защиты кабельной линии питающей цех.
Произведен расчет токов короткого замыкания, благодаря которому удалось правильно и обоснованно выбрать основное электрооборудование, защитную и коммуникационную аппаратуру.
Выбор коммуникационной аппаратуры сведен к выбору высоковольтных выключателей и разъединителей. На стороне 110 кВ выбраны выключатели типа ВПБ-110111-31,5/2000УХЛ1 и разъединители типа РГ-110/1000 УХЛ1, на стороне 10 кВ выбраны вакуумные выключатели типа ВР3-10-40/3150-У2 в выкатном исполнении и ВВ/ТЕЕ-10-20/630-У2.
В цепи трансформатора ТД 40000/110/10 кВ со стороны 10 кВ выбраны две алюминиевые шины коробчатого сечения 2х1010 мм2.
При выборе измерительных приборов были выбраны на стороне 110 кВ - элегазовые трансформаторы тока типа ТРГ-110 и масляные измерительные трансформаторы типа НАМИ-110; на стороне 10 кВ - трансформаторы тока типа ТОЛ-10 и измерительные трансформаторы напряжения типа НТМИ-10.
В расчетной части был произведен расчет электрических нагрузок цеха с целью выбора трансформаторной подстанции, питающей цех.
Электрические сети внешнего электроснабжения цеха выполнены по радиальной одноступенчатой схеме с помощью кабельной линии типа АСБ-10 3х25 мм2.
Электроприёмники в помещениях получают питание от силовых
Для распределения электроэнергии внутри помещений выбраны навесные силовые распределительные пункты типа ПР8503 производства ОАО «Энергопром» г. Озерск с автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями типа ВА57-35.
Щиты освещения выбраны типа ЩЭ8801С. Они запитаны от линейных панелей первой и второй секций подстанции 2КТПВ 400/10/0,4 распределительного щита 0,4 кВ. Щит 0,4 кВ скомплектован из панелей типа КТПВ с двусторонним обслуживанием с автоматическими выключателями типа NSK.
Выполнен электрический расчет, совместно с которым рассмотрен вопрос необходимости регулирования напряжения.
В ходе работы спроектированы однолинейные электрические схемы цеха, а также схемы релейной защиты трансформатора, питающего цех и спроектирована система молниезащиты и заземления В настоящее время важной проблемой для предприятия является повышение эффективности использования энергетических ресурсов, учитывая постоянный и значительный рост тарифов. В связи с этим на предприятии применены светодиодные светильники типа LUKOZA PRO LED.
Все примененные конструктивные решения были технически и экономически обоснованы и соответствуют требованиям нормативных документов.
Поставленные цели достигнуты, задачи решены.



