ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 7
Характеристика производства 8
СРАВНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 10
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 15
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 19
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 23
2 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 27
2.2 Расчет цеховых трансформаторных подстанций 27
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП
ПРЕДПРИЯТИЯ 33
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И
СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 30
4.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах
ГПП 39
4.2 Выбор ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 40
4.3 Расчет токов короткого замыкания 41
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 43
4.5 Определение технико-экономических показателей схем
внешнего электроснабжения 46
4.6 Выбор оптимального варианта внешнего электроснабжения 48
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. ВЫБОР ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 50
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 50
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 50
5.4 Выбор кабельных линий 51
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 55
6.1 Расчет токов короткого замыкания выше 1000 В 56
6.2 Расчет токов короткого замыкания до 1000 В 60
7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СХЕМ
ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 65
7.1 Выбор трансформаторов цеховых ТП 66
7.2 Определение потерь электроэнергии в трансформаторах ТП 67
7.3 Расчет потерь электроэнергии в кабельных линиях 68
7.4 Выбор комплектного электрооборудования 69
7.5 Определение технико-экономических показателей 70
7.6 Выбор оптимального варианта 72
8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП .. 74
8.2 Выбор выключателей КРУ 74
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 75
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 77
8.5 Выбор ячеек, устанавливаемых на вводе цеховых ТП 79
8.6 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГПП .. 80
8.7 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 81
8.8 Выбор трансформаторов собственных нужд 82
8.9 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУНН ТП 83
8.10 Выбор кабельной и коммутационной аппаратуры для
электроприемников ремонтно-механического цеха 84
9 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ
МОЩНОСТИ 91
10 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
10.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности
напряжения 99
10.2 Расчет колебаний напряжения 104
10.3 Несимметрия напряжения 104
10.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 106
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Расчет защиты отходящей от ТП кабельной линии 108
11.2 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 111
11.3 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 115
11.4 Релейная защита трансформатора 120
11.4.1 Защита от симметричных перегрузок 121
11.4.2 Селективная токовая отсечка 124
11.4.3 Мгновенная токовая отсечка 125
11.4.4 Защита от перегрева 125
11.5 Релейная защита кабельной линии, питающей трансформатор.... 127
11.5.1 Мгновенная токовая отсечка кабельной линии 127
11.5.2 Селективная токовая отсечка кабельной линии 128
11.5.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий
на землю 131
12 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Построение дерева целей проекта 133
12.2 Качественный анализ вариантов технических решений 133
12.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 134
12.4 Объёмы продукции и услуг по обеспечению основного
производства 136
12.5 Планирование труда и заработной платы 137
12.5.1 Планирование использования рабочего времени 137
12.5.2 Планирование численности рабочих энергохозяйства 138
12.5.3 Планирование численности персонала управления
энергохозяйством 142
12.6 Планирование фонда заработной платы рабочих 143
12.7 Планирование фонда заработной платы персонала управления... 144
12.8 Планирование производительности труда 145
12.9 Калькуляция текущих затрат на энергетическое
обслуживание 146
12.10 Планирование сметы текущих затрат на электрическое
обслуживание 147
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Обеспечение охраны окружающей среды на предприятии 148
13.2 Общие требования электробезопасности 149
13.3 Защитные меры от поражения электрическим током 149
13.4 Пожарная безопасность 152
13.5 Молниезащита ГПП 153
13.6 Расчет тока однофазного замыкания на землю 156
13.7 Расчет заземления 157
13.8 Освещение ОРУ-110/10 кВ 161
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 163
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 164
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.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 36512 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 23020 кВт (2хСД по 1250 кВт, 4хДСП по 2100 кВт, 6хИУ1 по 1600 кВт, 4хИУ2 по 630 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Активная расчётная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 21402 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tg9=0,72; расчетный tgq>=0,49; заданный энергосистемой tgq>=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 2400 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ 110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции 13,5 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТРДН-25000/110/10/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Цеховые трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМГ, мощностью 630, 1000, 1600 кВ-А.
12 Грунт: коррозионная активность - средняя, блуждающие токи - нет, растягивающие усилия - есть.
13 Число часов использования максимума нагрузки 4960 ч/год.
14 Тип и сечение кабельных линий: АПвПу-10 с сечением 50, 120, 185 мм .
Разработчиком проекта был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов Волжского автомобильного завода, согласно усовершенствованному методу упорядоченных диаграмм, который позволил разработать схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
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 50, 120, 185 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 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 группы цехов Волжского автомобильного завода, отвечающая всем требованиям по качественному и надёжному электроснабжению.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
