Помощь студентам в учебе
Электроснабжение группы цехов завода металлургических машин
|
ВВЕДЕНИЕ
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по электроремонтному цеху 12
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 18
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 22
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 25
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 30
4.1 Вариант внешнего электроснабжения на 35 кВ 31
4.2 Вариант внешнего электроснабжения на 110 кВ 32
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5.1 Вариант внешнего электроснабжения на 35 кВ 31
5.1.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП 33
5.1.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 34
5.1.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий
от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГПП 35
5.1.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих
линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 37
5.1.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 40
5.2 Вариант внешнего электроснабжения на 110 кВ 42
5.2.1 Определение потери мощности в силовых трансформаторах ГПП 42
5.2.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 43
5.2.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий
от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГПП 43
5.2.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих
линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 44
5.2.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 46
5.3 Выбор оптимального варианта схемы внешнего электроснабжения... 47
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 49
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 49
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 49
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 51
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
9.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 66
9.2 Выбор выключателей КРУ 66
9.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 67
9.4 Выбор трансформаторов напряжения 70
9.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН 72
9.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ 72
9.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 74
9.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТП 74
10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 76
11 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
11.1 Расчет колебаний напряжения 86
11.2 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения... 90
11.3 Расчет несимметрии напряжения 91
11.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 92
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
12.1 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 95
12.2 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 97
12.3 Релейная защита трансформатора 99
12.3.1 Токовая отсечка 100
12.3.2 Максимальная токовая защита 101
12.3.3 Защита от перегруза 103
12.3.4 Защита от изменения давления масла в баке трансформатора 104
12.3.5 Температурная защита 105
12.4 Релейная защита 105
12.4.1 Токовая отсечка кабельной линии 105
12.4.2 Максимальная токовая защита кабельной линии 106
12.4.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий на землю 107
12.5 Построение карты селективности участка СЭС 109
13 Экономическая часть
13.1 Построение дерева целей проекта 111
13.2 Качественный анализ вариантов технических решений 111
13.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 112
14 Безопасность жизнедеятельности
14.1 Обеспечение охраны окружающей среды 115
14.2 Характеристика электроремонтного цеха 115
14.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов 115
14.4 Микроклимат 116
14.5 Требования электробезопасности при обслуживании
электроустановок 117
14.6 Средства защиты используемые при работе в электроустановках... 119
14.7 Производственное освещение 120
14.8 Обеспечение пожарной безопасности 124
14.9 Расчет защитного заземления 125
14.10 Молниезащита 128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 130
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 131
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 9
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по электроремонтному цеху 12
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 18
2 РАСЧЕТ КАРТОГРАММЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 22
3 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 25
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 30
4.1 Вариант внешнего электроснабжения на 35 кВ 31
4.2 Вариант внешнего электроснабжения на 110 кВ 32
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5.1 Вариант внешнего электроснабжения на 35 кВ 31
5.1.1 Определение потерь мощности в силовых трансформаторах ГПП 33
5.1.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 34
5.1.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий
от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГПП 35
5.1.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих
линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 37
5.1.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 40
5.2 Вариант внешнего электроснабжения на 110 кВ 42
5.2.1 Определение потери мощности в силовых трансформаторах ГПП 42
5.2.2 Расчёт ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 43
5.2.3 Расчет токов короткого замыкания в начале отходящих линий
от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ГПП 43
5.2.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих
линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 44
5.2.5 Определение технико-экономических показателей схемы
внешнего электроснабжения 46
5.3 Выбор оптимального варианта схемы внешнего электроснабжения... 47
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
6.1 Выбор напряжения 49
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 49
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 49
7 РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ 51
8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 52
9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРЕДПРИЯТИЯ
9.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства 66
9.2 Выбор выключателей КРУ 66
9.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 67
9.4 Выбор трансформаторов напряжения 70
9.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН 72
9.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам КЗ 72
9.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 74
9.8 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей
РУ НН ТП 74
10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 76
11 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
11.1 Расчет колебаний напряжения 86
11.2 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения... 90
11.3 Расчет несимметрии напряжения 91
11.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 92
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
12.1 Релейная защита сборных шин 0,4 кВ трансформатора 95
12.2 Релейная защита трансформатора на стороне 0,4 кВ 97
12.3 Релейная защита трансформатора 99
12.3.1 Токовая отсечка 100
12.3.2 Максимальная токовая защита 101
12.3.3 Защита от перегруза 103
12.3.4 Защита от изменения давления масла в баке трансформатора 104
12.3.5 Температурная защита 105
12.4 Релейная защита 105
12.4.1 Токовая отсечка кабельной линии 105
12.4.2 Максимальная токовая защита кабельной линии 106
12.4.3 Защита кабельной линии от однофазных замыканий на землю 107
12.5 Построение карты селективности участка СЭС 109
13 Экономическая часть
13.1 Построение дерева целей проекта 111
13.2 Качественный анализ вариантов технических решений 111
13.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 112
14 Безопасность жизнедеятельности
14.1 Обеспечение охраны окружающей среды 115
14.2 Характеристика электроремонтного цеха 115
14.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов 115
14.4 Микроклимат 116
14.5 Требования электробезопасности при обслуживании
электроустановок 117
14.6 Средства защиты используемые при работе в электроустановках... 119
14.7 Производственное освещение 120
14.8 Обеспечение пожарной безопасности 124
14.9 Расчет защитного заземления 125
14.10 Молниезащита 128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 130
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 131
Ускорение научно-технического прогресса диктует необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных, надёжных систем электроснабжения промышленных предприятий, освещения, автоматизированных систем управления технологическими процессами.
Современные системы электроснабжения должны отвечать следующим технико-экономическим требованиям:
1 Обладать минимальными затратами при обеспечении всех технологических требований;
2 Обеспечивать высокую надёжность электроснабжения;
3 Быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании;
4 Обеспечивать надлежащее качество электроэнергии;
5 Обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальный режим электроснабжения;
6 Позволять осуществление реконструкции без существенного удорожания первоначального варианта.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 25089 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 9040 кВт (4хСД по 630 кВт, 4хСД по 630 кВт, 2хДСП по 2000 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Расчётная активная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 17000 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgp=0,71; расчетный 1дфр0,50; заданный энергосистемой tgp=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3300 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ-110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции энергосистемы 16,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТДН-16000/35/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Типы принятых ячеек распределительных устройств на главной понизительной подстанции КРУ К-104М.
12 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМЗ, мощностью 250, 400, 1000 кВ-А.
13 Грунт: коррозионная активность - низкая, блуждающие токи - есть, отсутствуют колебания и растягивающие усилия.
14 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
15 Тип и сечение кабельных линий: ААШв-10 50, 95 мм2.
Современные системы электроснабжения должны отвечать следующим технико-экономическим требованиям:
1 Обладать минимальными затратами при обеспечении всех технологических требований;
2 Обеспечивать высокую надёжность электроснабжения;
3 Быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании;
4 Обеспечивать надлежащее качество электроэнергии;
5 Обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальный режим электроснабжения;
6 Позволять осуществление реконструкции без существенного удорожания первоначального варианта.
Технический паспорт проекта
1 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ - 25089 кВт.
2 Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ - 9040 кВт (4хСД по 630 кВт, 4хСД по 630 кВт, 2хДСП по 2000 кВт).
3 Категория основных потребителей по надёжности электроснабжения - II.
4 Расчётная активная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 17000 кВт.
5 Коэффициент реактивной мощности: естественный tgp=0,71; расчетный 1дфр0,50; заданный энергосистемой tgp=0,50.
6 Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ.
7 Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 3300 МВ-А, тип и сечение питающих линий ВЛ-110 кВ - АС-70/11.
8 Расстояние от предприятия до питающей подстанции энергосистемы 16,0 км.
9 Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2хТДН-16000/35/10.
10 Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия 10 кВ.
11 Типы принятых ячеек распределительных устройств на главной понизительной подстанции КРУ К-104М.
12 На территории устанавливаются трансформаторные подстанции с трансформаторами типов ТМЗ, мощностью 250, 400, 1000 кВ-А.
13 Грунт: коррозионная активность - низкая, блуждающие токи - есть, отсутствуют колебания и растягивающие усилия.
14 Число часов использования максимума нагрузки 4355 ч/год.
15 Тип и сечение кабельных линий: ААШв-10 50, 95 мм2.
Разработчиком дипломного проекта был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок группы цехов завода металлургических машин, 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 ТМЗ, 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 марки ААШв-10 сечением 50 и 95 мм2.
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 участка системы электроснабжения от секционного и вводного выключателей цеховой трансформаторной подстанции и выключателя отходящей от ГПП кабельной линии. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты, а также карта селективности.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения, надлежащее качество электроэнергии, оптимальные режимы работы электрической сети и безопасность обслуживания в течение всего срока службы при минимальных капитальных затратах.
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 ТМЗ, 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 марки ААШв-10 сечением 50 и 95 мм2.
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 участка системы электроснабжения от секционного и вводного выключателей цеховой трансформаторной подстанции и выключателя отходящей от ГПП кабельной линии. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты, а также карта селективности.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения обеспечивает высокий уровень надежности электроснабжения, надлежащее качество электроэнергии, оптимальные режимы работы электрической сети и безопасность обслуживания в течение всего срока службы при минимальных капитальных затратах.