ВВЕДЕНИЕ
Краткое описание объекта электроснабжения 6
Технический паспорт 7
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 10
1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.1 Расчёт нагрузок по ремонтно-механическому цеху 11
1.2 Расчёт электрических нагрузок по предприятию 17
1.3 Расчёт картограммы электрических нагрузок 21
2 РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Выбор типа цеховых трансформаторов 25
2.2 Расчёт цеховых трансформаторных подстанций 27
3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП ПРЕДПРИЯТИЯ 31
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 36
4.1 Определение потерь электроэнергии в силовых трансформаторах ГПП 38
4.2 Расчет ЛЭП от подстанции энергосистемы до подстанции
предприятия 39
4.3 Расчет токов короткого замыкания 40
4.4 Выбор коммутационной и измерительной аппаратуры 42
4.5 Определение технико-экономических показателей схем внешнего
электроснабжения 45
4.6 Выбор оптимального варианта схемы внешнего электроснабжения 47
5 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ. РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
5.1 Выбор напряжения 49
5.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 49
5.3 Конструктивное выполнение электрической сети 49
5.4 Расчет кабельных линий 50
6 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 55
7 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
7.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства Г11П 64
7.2 Выбор выключателей КРУ 65
7.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 65
7.4 Выбор трансформаторов напряжения 67
7.5 Выбор соединения силового трансформатора ГПП с РУ НН ГП 69
7.6 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам
короткого замыкания 69
7.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 71
7.8 Выбор комплектных трансформаторных подстанций 72
8 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 74
9 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛАХ СЭС
9.1 Расчет коэффициента искажения синусоидальности напряжения 83
9.2 Расчет колебаний напряжения 89
9.3 Расчет несимметрии напряжения 90
9.4 Расчет провала напряжения при пуске двигателей 91
10 СПЕЦВОПРОС. ОСВЕЩЕНИЕ РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА
10.1 Расчет рабочего освещения ремонтно-механического цеха 94
10.2 Расчет аварийного освещения ремонтно-механического цеха 99
11 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
11.1 Мгновенная токовая защита 103
11.2 Защита от перегруза 105
11.3 Защита от изменения давления масла в баке трансформатора 106
11.4 Температурная защита 106
11.5 Защита от однофазных замыканий на землю 106
12 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
12.1 Построение дерева целей проекта 109
12.2 Качественный анализ вариантов технических решений 110
12.3 Планирование мероприятий по реализации целей проекта 110
13 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
13.1 Обеспечение охраны окружающей среды на предприятии 113
13.2 Планировка и конструктивная часть ГПП 114
13.3 Защитные средства, применяемые на ГПП 115
13.4 Устройства сигнализации и контроля изоляции 116
13.5 Молниезащита Г11П 117
13.6 Расчет тока однофазного замыкания на землю 119
13.7 Расчет заземления 121
13.8 Пожарная безопасность 124
13.9 Освещение ОРУ 110/10 кВ 126
13.10 Охрана труда и безопасность при эксплуатации электроустановок .. 126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
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.
Краткое описание объекта электроснабжения
На заводе мощных тракторов в зависимости от назначения и выпускаемой продукции можно выделить три группы цехов:
1 Основные - цеха перерабатывающие сырье и полуфабрикаты в готовую продукцию, для производства которой предназначено данное предприятие: термический цех, литейный цех, гусеничный цех; механо-сборочный цех;
2 Подсобные - цеха, изготавливающие основные и вспомогательные материалы или осуществляющие их подготовку для переработки в основных цехах предприятия: прессовый цех, цех механической обработки, сборно-сварочный цех, цех резинотехнических изделий;
3 Вспомогательные - цеха, обеспечивающие нормальную работу всех цехов и хозяйств предприятия: компрессорная станция, ремонтно-механический цех, автоцех.
В составе предприятия, помимо цехов, имеются различные обслуживающие хозяйства и подсобные службы (складское хозяйство, административно-бытовые корпуса).
Ввиду достаточного большого количества цехов, представленного на рассматриваемом предприятии, принято решение произвести расчет электроснабжения северной группы цехов завода мощных тракторов.
Разработчиком выпускной квалификационной работы был произведён анализ литературы по данной тематике. Выполнен расчет электрических нагрузок северной группы цехов завода мощных тракторов, 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 АПвП-10 сечением 50, 120, 185, 240 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 электропечного трансформатора мощностью 5000 кВА. На чертеже представлены принципиальная и оперативная схема релейной защиты.
Особое внимание в работе уделено вопросам охраны труда в электроустановках. Также в работе рассматривались вопросы экономической деятельности предприятия.
В итоге спроектированная система электроснабжения северной группы цехов завода мощных тракторов 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.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
