ВВЕДЕНИЕ
Краткое описание объекта электроснабжения 7
Технический паспорт проекта 8
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ .... 10
Выводы по разделу один 12
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
2.1 Расчет нагрузок по ремонтно-механическому цеху 13
2.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 18
2.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 22
Выводы по разделу два 25
3 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
3.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 26
3.2 Расчет цеховых трансформаторных подстанций 26
Выводы по разделу три 31
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 32
Выводы по разделу четыре 35
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 36
5.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 38
5.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 39
5.3 Расчет токов короткого замыкания 40
5.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 42
5.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 45
5.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего
электроснабжения 47
Выводы по разделу пять 48
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
6.1 Выбор напряжения 49
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия .... 49
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 49
6.4 Расчет питающих линий 50
Выводы по разделу шесть 52
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 54
Выводы по разделу семь 62
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 63
8.2 Выбор выключателей КРУ 63
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 64
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 66
8.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 68
8.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 69
8.7 Проверка кабелей напряжением 10 кВ на термическую
стойкость к токам короткого замыкания 70
8.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 71
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ
НН ТП 72
Выводы по разделу восемь 72
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 73
Выводы по разделу девять 80
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
10.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 81
10.2 Провалы напряжения при пуске двигателей 85
Выводы по разделу десять 86
11 СПЕЦВОПРОС. ОСВЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОЦЕХА
11.1 Расчет рабочего освещения электроцеха 87
11.2 Выбор оптимального варианта освещения 93
11.3 Расчет аварийного освещения 97
Выводы по разделу одиннадцать 100
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
12.1 Релейная защита отходящего от ТП шинопровода ШРА 101
12.2 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 104
12.3 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 108
12.4 Релейная защита трансформатора предохранителями со
стороны 10 кВ 113
12.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор.... 115
12.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 116
12.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 117
12.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий
на землю 120
Выводы по разделу двенадцать 121
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Обеспечение охраны окружающей среды на предприятии 122
13.2 Общие требования электробезопасности 112
13.3 Анализ вредных и опасных производственных факторов при
эксплуатации силовых трансформаторов 123
13.4 Защитные меры от воздействия опасных и вредных факторов .... 124
13.5 Защитные меры от поражения электрическим током 125
13.6 Пожарная безопасность 129
13.7 Молниезащита ГПП 130
13.8 Расчёт тока однофазного замыкания на землю 131
13.9 Расчёт заземления 133
13.10 Освещение ОРУ 110/10 кВ 136
Выводы по разделу тринадцать 137
14 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
14.1 Построение дерева целей проекта 138
14.2 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 138
14.3 Объёмы продукции и услуг по обеспечению основного
производства 140
14.4 Планирование труда и заработной платы 141
14.4.1 Планирование использования рабочего времени 141
14.4.2 Планирование численности рабочих энергохозяйства 142
14.4.3 Планирование численности персонала управления
энергохозяйством 146
14.5 Планирование фонда заработной платы рабочих 147
14.6 Планирование фонда заработной платы персонала управления... 149
14.7 Планирование производительности труда 149
14.8 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание .. 150
14.9 Планирование сметы текущих затрат на электрическое
обслуживание 151
Выводы по разделу четырнадцать 152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 153
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 154
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 инструментального завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения северной группы цехов медеэлектролитного завода.
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 АПвПу-10 сечением 70, 120, 150 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 качестве спецвопроса рассмотрена система освещения электроцеха с помощью светодиодных светильников, а также рассчитан срок окупаемости проекта освещения посредством светодиодных светильников в сравнении со светильниками с лампами ДРЛ.
В разделе релейная защита приведено подробное описание и расчет уставок участка системы электроснабжения от низковольтного автоматического выключателя цеховой трансформаторной подстанции до выключателя кабельной линии, установленного на ГПП.
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 северной группы цехов медеэлектролитного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
