ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 13
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 19
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 19
2 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 25
2.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 25
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 30
4 РАСЧЕТ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 33
4.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП 34
4.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 34
4.3 Расчет токов короткого замыкания 35
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 36
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 41
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия.... 41
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 41
5.4 Расчет кабельных линий 42
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 46
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 54
7.1 Выбор кабельных линий 55
7.2 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 56
7.3 Выбор электрооборудования 57
7.3.1 Выбор ячеек отходящих от ГПП кабельных линий 57
7.3.2 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводах цеховых ТП 58
7.4 Определение технико-экономических показателей вариантов
схем внутреннего электроснабжения предприятия 59
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 61
8.2 Выбор выключателей КРУ 61
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 62
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 64
8.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 66
8.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 67
8.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 68
8.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 69
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 70
8.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 71
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 76
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
10.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения 83
10.2 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 87
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРА ТРДН-25000/110/10/10
11.1 Дифференциальная защита 90
11.2 МТЗ с выдержкой времени на НН 95
11.3 МТЗ с выдержкой времени на ВН 96
11.4 Защита от перегруза на НН 97
11.5 Газовая защита 98
11.6 Газовая защита РПН 98
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
12.1 Вредные и опасные производственные факторы 100
12.2 Обеспечение охраны окружающей среды 101
12.3 Защитные меры по безопасности труда 101
12.4 Обеспечение охраны труда при эксплуатации
электроустановок 103
12.4.1 Молниезащита ГПП 103
12.4.2 Расчет тока однофазного замыкания на землю 105
12.4.3 Расчет заземления 107
12.4.4 Освещение ОРУ-110/10 кВ 110
12.4.5 Вентиляция ЗРУ-10 кВ 111
13 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
13.1 Построение дерева целей проекта 112
13.2 Качественный анализ вариантов технических решений 113
13.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 118
В настоящее время правительством Российской Федерации принята концепция новой энергетической политики, где энергоснабжение и внедрение энергосберегающих технологий и мероприятий, объявлено главным направлением энергообеспечения экономики.
Кроме того, повышение надежности электрооборудования - одна из главных задач современной электрификации тягового хозяйства. Важной составной частью решения этой проблемы является система планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания электрооборудования предприятий, которая включает в себя профилактические мероприятия, проводимые в условиях эксплуатации в плановом порядке персоналом энергетических служб для поддержания показателей надежности электрооборудования. Электрооборудование и электроустановки при использовании и хранении подвергаются воздействию эксплуатационных факторов, в результате чего изнашиваются и стареют. Из-за износа и старения увеличивается опасность возникновения отказов, приводящих к нарушению работоспособности изделия. Своевременные профилактические мероприятия позволяют не только улучшить показатели надежности изделий и снизить темпы изнашивания оборудования, но и сократить эксплуатационные издержки.
Таким образом, система электроснабжения промышленного предприятия должна отвечать определенным технико-экономическим требованиям. Обладать минимальными затратами при обеспечении всех заданных технических характеристик. Обеспечивать требуемую надежность. Быть удобной в эксплуатации и безопасной в обслуживании, а также обеспечивать надлежащее качество электрической энергии.
Все перечисленные требования будут учтены и применены при построении системы электроснабжения завода тяжёлого кузнечно-прессового оборудования».
Характеристика производства
В выпускной квалификационной работе предусмотрено проектирование системы электроснабжения группы цехов завода тяжёлого кузнечно-прессового оборудования.
В целом по надежности электроснабжения предприятие можно отнести ко II категории, так как технологические цеха допускают перерыв в электроснабжении на время оперативных переключений.
Электроприемники завода питаются на переменном токе промышленной частоты, преимущественно все они трехфазные. Помимо низковольтной нагрузки, имеется четыре синхронных двигателя с номинальным напряжением 10 кВ и номинальной мощностью 400 кВ и 1000 кВт, а также четыре индукционные печи с номинальным напряжением 10 кВ и номинальной мощностью 1600 кВт.
Состояние окружающей среды на территории предприятия можно считать относительно приемлемым, так как отсутствуют цеха, агрессивные по отношению к окружающей среде.
Завод тяжёлого кузнечно-прессового оборудования, электроснабжение которого необходимо спроектировать, по своей расчетной нагрузке относится к категории средних предприятий. Состав электроприемников предприятия и их технические характеристики создают благоприятные условия для проектирования системы электроснабжения.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 40375 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 9200 кВт.
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 23347 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tg9=0,93; расчетный tg9=0,48; заданный энергосистемой tg9=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 4070 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 6,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-25000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Трансформаторные подстанции с трансформаторами типа ТМГ, мощностью 400, 630, 1000, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - есть, растягивающие усилия - нет.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4345 ч/год.
л
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвП-10 с сечением 50, 70, 95, 240 мм .
В выпускной квалификационной работе выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов тяжелого кузнечно-прессового оборудования, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
Выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения оценивался по формуле Стилла, расчет показал, что оптимальным напряжением для внешнего электроснабжения является 110 кВ.
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, 95, 240 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 защитного заземления и молниезащиты, освещения главной понизительной подстанции предприятия, кроме того рассмотрены вопросы охраны окружающей среды.
В экономической части работы построено дерево целей проекта, осуществлен SWOT-анализ вариантов технических решений: магистральной и радиальной схем питания потребителей, также спланированы мероприятия по реализации целей проекта.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения группы цехов кузнечно-прессового оборудования, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
