ВВЕДЕНИЕ
Характеристика производства 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 13
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 17
2 ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ
2.1 Выбор трансформаторов цеховых трансформаторных
подстанций 21
2.1.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 21
2.1.2 Выбор цеховых трансформаторных подстанций 21
2.2 Выбор напряжения и трансформаторов ГПП 23
3 РАСЧЕТ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 29
3.1 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 30
3.2 Расчет токов короткого замыкания 30
3.3 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 32
4 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
4.1 Выбор напряжения и схемы внутреннего электроснабжения 36
4.2 Выбор кабельных линий 37
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 40
5.1 Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В 41
5.2 Расчет токов короткого замыкания до 1000 В 45
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 48
6.1 SWOT-анализ сравниваемых вариантов 49
6.2 Выбор кабельных линий 50
6.3 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 51
6.4 Выбор электрооборудования 52
6.5 Определение технико-экономических показателей вариантов
схем внутреннего электроснабжения предприятия 53
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 56
7.2 Выбор выключателей КРУ 56
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 57
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 59
7.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 61
7.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 62
7.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 62
7.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 64
7.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 65
7.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 66
8 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 70
9 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС 80
9.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения ... 80
9.2 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 84
9.3 Расчет отклонений напряжения 86
10 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ СТД-1600
10.1 Токовая отсечка без выдержки времени 87
10.2 Защита от перегрузок 89
10.3 Защита от однофазных замыканий на землю 90
10.4 Защита минимального напряжения 91
10.5 Защита от асинхронного режима и от перегрева 93
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ГПП
11.1 Общие требования электробезопасности 95
11.2 Защитные меры от поражения электрическим током 95
11.3 Пожарная безопасность 98
11.4 Молниезащита ГПП 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 104
Системой электроснабжения называют совокупность устройств, для производства, передачи и распределения электрической энергии.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергией, к которым относятся электродвигатели разных машин и механизмов, электрические печи, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин, механизмов и строительством электрических станций.
Первые электрические станции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или в местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии - городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.
В настоящее время большинство потребителей получает электрическую энергию от энергосистем. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и вести работу по экономии электрической энергии.
В настоящее время основной проблемой является создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствуют такие факторы, как: выбор и применение рациональных напряжений, правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных и понизительных подстанций, совершенствование методики определения электрических нагрузок. Таким образом, оптимизация производственных процессов в сочетании с оптимизацией систем промышленного электроснабжения может дать дополнительные средства за счет сокращения непроизводственных расходов.
Характеристика производства
Дизельный завод выпускает дизели и дизель-генераторы широкого назначения для магистральных, маневровых и промышленных тепловозов, электростанций, морских и речных судов, тяговых агрегатов горнодобывающей промышленности и другую продукцию. Производство на предприятии осуществляется как в рамках замкнутого цикла, так и в кооперации с другими производителями. Производственный комплекс включает в себя металлургическое, сборочно-сварочное, механосборочное, ремонтное, инструментальное, заготовительное производства. Дизели изготавливают в специализированных цехах на поточных механизированных линиях и групповых участках. Всего на территории предприятия расположены тринадцать цехов.
Требования к надежности электроснабжения в настоящий момент является одним из важных аспектов работы цехов. На дизельном заводе цеха можно разделить на вторую и третью категории надежности. Ко второй категории относятся цеха перерыв в работе которых может привести к значительному снижению отпуска производимых потребителем товаров, имеющим место в связи с этим незанятостью персонала, простоем производственного оборудования или же может сказаться на нормальной жизнедеятельности большого количества граждан, а именно: котельная (№2), механосборочные корпуса (№6, №10), гальванотермический цех (№7), кузнечно-заготовительный корпус (№8), насосная станция (№12), градирня (№3), цех литья из алюминиевых сплавов (№13). К третьей категории относятся цеха перерыв в электроснабжение которых может составлять не более 24 часов подряд, либо не более 72 часов за год суммарно, а именно: транспортный цех (№1), административное здание и столовая (№9), ремонтно-механический цех (№5) , блок вспомогательных цехов (№4).
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 60744 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 18250 кВт.
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 35751 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tg9=0,80; расчетный tgq>=0,50; заданный энергосистемой tgq>=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-95/16.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 8,5 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 4960 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвПуг-10 с сечением 50, 70, 120,150, 185, 240 мм2.
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 АПвПуг-10 сечением 50, 70, 120, 150, 185, 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 синхронного двигателя СТД-1600. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты синхронного двигателя и её характеристики.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В результате проведенных расчетов была спроектирована система электроснабжения дизельного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
