Модернизация системы электроснабжения нового цеха завода двигателей ПАО «КамАЗ»
|
Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Краткая характеристика завода 7
1.2 Обзор нагрузок питающихся от ГШ1 8
1.3 Обзор цеховых нагрузок 9
1.3 Задачи модернизации 10
1.4 Описание системы электроснабжения до модернизации 19
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Расчёт нагрузок по предприятию 22
2.2 Выбор трансформаторов на ГПП 29
2.3 Выбор трансформаторов на ТП 32
2.4 Выбор и проверка кабеля на ТП №3 36
2.5 Расчёт цеховых нагрузок 38
2.6 Расчёт освещения нового участка цеха «Шестерни» 46
2.7 Описание системы электроснабжения после модернизации 49
Раздел 3. Технологическая часть 52
3.1 Расчёты токов короткого замыкания 53
3.2 Выбор и проверка коммутационного оборудования 57
3.3 Расчёт заземления ТП 64
Раздел 4. Спецвопрос. Защита от атмосферных перенапряжений УЗПН 67
Заключение 76
Список литературы 80
Приложение
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Краткая характеристика завода 7
1.2 Обзор нагрузок питающихся от ГШ1 8
1.3 Обзор цеховых нагрузок 9
1.3 Задачи модернизации 10
1.4 Описание системы электроснабжения до модернизации 19
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Расчёт нагрузок по предприятию 22
2.2 Выбор трансформаторов на ГПП 29
2.3 Выбор трансформаторов на ТП 32
2.4 Выбор и проверка кабеля на ТП №3 36
2.5 Расчёт цеховых нагрузок 38
2.6 Расчёт освещения нового участка цеха «Шестерни» 46
2.7 Описание системы электроснабжения после модернизации 49
Раздел 3. Технологическая часть 52
3.1 Расчёты токов короткого замыкания 53
3.2 Выбор и проверка коммутационного оборудования 57
3.3 Расчёт заземления ТП 64
Раздел 4. Спецвопрос. Защита от атмосферных перенапряжений УЗПН 67
Заключение 76
Список литературы 80
Приложение
Основу производственного потенциала российской электроэнергетики в настоящее время составляют более 700 электростанций общей мощностью около 230 ГВт и линии электропередачи всех классов напряжений протяженностью более 2,5 млн. км. Почти 90% этого потенциала сосредоточено в Единой энергетической системе (ЕЭС) России, являющейся уникальным техническим комплексом, обеспечивающим электроснабжение потребителей на основной части обжитой территории страны.
В структуре генерирующих мощностей электростанций России преобладают тепловые электростанции, доля которых в установленной мощности составляет 68,4%, доля атомных электростанций - 10,7% и доля гидравлических станций составляет 20,9%. Около 80% генерирующих мощностей тепловых электростанций в Европейской части России (включая Урал) работают на газе и мазуте, в то же время в Восточной части России более 80% генерирующих мощностей ТЭС работают на угле.
Основная часть электростанций страны объединена в Единую энергосистему России, в составе объединенных энергосистем (ОЭС) Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Юга, Сибири, Востока. Установленная мощность электростанций ЕЭС России на конец 2011 г. составила 218,2 млн. кВт, и она является одним из крупнейших энергообъединений в мире. Высшим номинальным напряжением воздушных линий электропередачи переменного тока в России в настоящее время является напряжение 1150 кВ.
Основу передающей системы ЕЭС России составляют электрические сети напряжением 330- 500-750-1150 кВ. Общая протяженность ВЛ этих классов напряжений на начало 2012 года превысила 55 тыс. км.
Основными причинами снижения экономической эффективности
функционирования отрасли являются:
— отсталые энергетические технологии, используемые на газовых и
угольных электростанциях;
— отсутствие оптимальной системы управления отраслью в условиях образования многочисленных собственников электроэнергетических объектов;
— резкое сокращение научно-технического потенциала отрасли;
— существенное сокращение строительного потенциала.
— сокращение потенциала в отраслях отечественного
энергомашиностроения и электромашиностроения, серьезное отставание в сфере разработок, освоения и внедрения новых технологий производства, транспорта и распределения электроэнергии.
В этих условиях главной стратегической задачей, стоящей перед электроэнергетической отраслью страны, является выбор стратегически правильных решений по развитию электроэнергетики, механизмам и структуре ее управления, обеспечивающих в условиях складывающейся ресурсной базы электроэнергетическую безопасность страны, устойчивое развитие и эффективное функционирование электроэнергетической отрасли.
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
Важнейшим направлением при этом является её перевод на новую технологическую основу, связанную с использованием самых современных, мирового уровня энергетических технологий и разработкой новых технологий и оборудования.
В структуре генерирующих мощностей электростанций России преобладают тепловые электростанции, доля которых в установленной мощности составляет 68,4%, доля атомных электростанций - 10,7% и доля гидравлических станций составляет 20,9%. Около 80% генерирующих мощностей тепловых электростанций в Европейской части России (включая Урал) работают на газе и мазуте, в то же время в Восточной части России более 80% генерирующих мощностей ТЭС работают на угле.
Основная часть электростанций страны объединена в Единую энергосистему России, в составе объединенных энергосистем (ОЭС) Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Юга, Сибири, Востока. Установленная мощность электростанций ЕЭС России на конец 2011 г. составила 218,2 млн. кВт, и она является одним из крупнейших энергообъединений в мире. Высшим номинальным напряжением воздушных линий электропередачи переменного тока в России в настоящее время является напряжение 1150 кВ.
Основу передающей системы ЕЭС России составляют электрические сети напряжением 330- 500-750-1150 кВ. Общая протяженность ВЛ этих классов напряжений на начало 2012 года превысила 55 тыс. км.
Основными причинами снижения экономической эффективности
функционирования отрасли являются:
— отсталые энергетические технологии, используемые на газовых и
угольных электростанциях;
— отсутствие оптимальной системы управления отраслью в условиях образования многочисленных собственников электроэнергетических объектов;
— резкое сокращение научно-технического потенциала отрасли;
— существенное сокращение строительного потенциала.
— сокращение потенциала в отраслях отечественного
энергомашиностроения и электромашиностроения, серьезное отставание в сфере разработок, освоения и внедрения новых технологий производства, транспорта и распределения электроэнергии.
В этих условиях главной стратегической задачей, стоящей перед электроэнергетической отраслью страны, является выбор стратегически правильных решений по развитию электроэнергетики, механизмам и структуре ее управления, обеспечивающих в условиях складывающейся ресурсной базы электроэнергетическую безопасность страны, устойчивое развитие и эффективное функционирование электроэнергетической отрасли.
Изм. Лист № докум. Подп. Дата
Важнейшим направлением при этом является её перевод на новую технологическую основу, связанную с использованием самых современных, мирового уровня энергетических технологий и разработкой новых технологий и оборудования.
Целью данного дипломного проекта являлось повышение надёжности
системы электроснабжения завода в связи с расширением производства,
сокращение времени профилактического ремонта электрооборудования.
Завод двигателей крупнейшее предприятие, обладающее полным
технологическим циклом производства дизельных и газовых двигателей,
силовых агрегатов многоцелевого назначения, а так же сцеплений, коробок
передач и запасных частей к ним. Для повышения качества производимой
продукции в заводе был введён новый участок, в цехе «Шестерни». Данный
участок был оборудован 12 современными станками и 4 вспомогательным
оборудованием. Новый участок производит обработку трёх видов шетерён
тяжёлых 3-осных грузовиков КамАЗ-6520.
По категории надёжности электроснабжения завод относится к первой
и второй категории. Типом приёмной подстанции на заводе является главная
понизительная подстанция (ГПП). Питание на ГПП подводится по двум
питающим воздушным линиям проводами типа АС-70/11. Данные источники
питания независимы друг от друга: «ТЭЦ КамАЗа» мощностью 240 МВА и
подстанция «Заводская», которая получает питание от Нижнекамской ГЭС и
Заинской ГРЭС. Полная расчётная мощность завода составляет 30682,9 кВА.
По данной расчётной мощности на ГПП выбраны силовые понижающие
трансформатоы типа ТРДН-25000/110-У1 (Т - трёхфазный, Р - с
расщеплённой обмоткой, Д - масляный с естественной циркуляцией масла и
принудительной циркуляцией воздуха, Н - с регулированием напряжения под
нагрузкой). До модернизации для защиты трансформаторов на стороне 110
кВ были установлены короткозамыкатели КЗ-110 с отделителями ОД-110.
Для защиты от перенапряжений на линию подключены вентильные
разрядники РВС-110. На нейтраль силового трансформатора так же
установлен вентильный разрядник РВС-110 с заземляющим ножом. На
территории ГПП имеется закрытое распределительное устройство на 10 кВ
(ЗРУ-10 кВ), которая предназначена для распределения электроэнергии по
потребителям предприятия. Для питания цеховых нагрузок на территории
завода установлено 8 трансформаторных подстанций. В ячейках в ЗРУ-10 кВ
установлены масляные выключатели типа ВМП-10. Для собственных нужд
подстанции на ГПП установлены силовые трансформаторы типа ТМ-100/10.
На каждую секцию подключены измерительные трансформаторы
напряжения НТМИ-10.
После введение нового участка в цехе «Шестерни» была произведена
модернизация системы электроснабжения завода. На стороне 110 кВ были
заменены отделители с короткозамыкателями. Вместо них были рассчитаны
и выбраны элегазовые выключатели типа ВГП-110. Для видимого разрыва
цепи до и после выключателей были установлены разъединители типа РГП-
110. Вместо вентильных разрядников были установлены ограничители
перенапряжения ОПН-110. На нейтрале силового трансформатора так же
была произведена замена вентильного разрядника на ОПНН-110. Для
измерений нужд релейной защиты на стороне 110 кВ были установлены
измерительные трансформаторы напряжения типа ЗНГ-110. Для повышения
надёжности системы электроснабжения на стороне питающих линий была
установлена ремонтная перемычка с двумя блоками разъединителей типа
РГП-110.
В ячейках в ЗРУ-10 кВ на отходящие кабельные линии были выбраны и
установлены вакуумные выключатели типа BB-СЭЩ-10-20/1000У2. На
вводах в ЗРУ-10 кВ были выбраны и установлены вакуумные выключатели
типа ВВ-СЭЩ-П-10-31,5/2500. Трансформаторы собственных нужд
подстанции были заменены на силовые трансформаторы типа ТМГ-
400/10/0,4.
Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) на каждой секции
шин 10 кВ были заменены на ТН типа НАМИ-10. На каждую отходящую
кабельную линию подключены измерительные трансформаторы тока.
После ввода нового участка в цехе «Шестерни» были рассчитаны
цеховые нагрузки по предприятию, произведена проверка трансформаторов
на трансформаторной подстанции №3. Полная расчётная мощность,
отведённая к шинам НН ТП №3 до введения нового участка, была равна
1900,77 кВА. Мощности трансформаторов, которые были установлены на ТП
№3, имели мощности по 1600 кВА. Трансформаторы в аварийном режимах
были перегружены на 20%, что допустимо по ПУЭ. После внедрения нового
участка, полная расчётная мощность составила 2174,24 кВА. Проверка
трансформаторов в аварийном режиме показало 35 % перегрузку. Были
установлены компенсирующие устройства КУ, суммарной мощностью 525
кВАр.
Цеховые нагрузки были подключены к цеховой трансформаторной
подстанции через шинопровод (ШРА) и распределительный пункт (РП). Для
подключения ШРА и РП к ТП были выбраны кабели типа АВВГ 3x35 (А –
алюминиевая жила, В – поливинилхлоридная изоляция (ПВХ), В – материал
оболочки кабеля ПВХ, Г – голый, т.е. поверх оболочки нет дополнительных
слоёв защит).
Для нового участка был произведён расчёт цехового освещения, и
выбрана осветительная арматура: подвесные светодиодные светильники
Ledeffect Кедр LE-ССП-175-100. Для подключения светильников к сети были
рассчитаны и выбраны медные провода ВВГ сечением 1,5 мм2.
системы электроснабжения завода в связи с расширением производства,
сокращение времени профилактического ремонта электрооборудования.
Завод двигателей крупнейшее предприятие, обладающее полным
технологическим циклом производства дизельных и газовых двигателей,
силовых агрегатов многоцелевого назначения, а так же сцеплений, коробок
передач и запасных частей к ним. Для повышения качества производимой
продукции в заводе был введён новый участок, в цехе «Шестерни». Данный
участок был оборудован 12 современными станками и 4 вспомогательным
оборудованием. Новый участок производит обработку трёх видов шетерён
тяжёлых 3-осных грузовиков КамАЗ-6520.
По категории надёжности электроснабжения завод относится к первой
и второй категории. Типом приёмной подстанции на заводе является главная
понизительная подстанция (ГПП). Питание на ГПП подводится по двум
питающим воздушным линиям проводами типа АС-70/11. Данные источники
питания независимы друг от друга: «ТЭЦ КамАЗа» мощностью 240 МВА и
подстанция «Заводская», которая получает питание от Нижнекамской ГЭС и
Заинской ГРЭС. Полная расчётная мощность завода составляет 30682,9 кВА.
По данной расчётной мощности на ГПП выбраны силовые понижающие
трансформатоы типа ТРДН-25000/110-У1 (Т - трёхфазный, Р - с
расщеплённой обмоткой, Д - масляный с естественной циркуляцией масла и
принудительной циркуляцией воздуха, Н - с регулированием напряжения под
нагрузкой). До модернизации для защиты трансформаторов на стороне 110
кВ были установлены короткозамыкатели КЗ-110 с отделителями ОД-110.
Для защиты от перенапряжений на линию подключены вентильные
разрядники РВС-110. На нейтраль силового трансформатора так же
установлен вентильный разрядник РВС-110 с заземляющим ножом. На
территории ГПП имеется закрытое распределительное устройство на 10 кВ
(ЗРУ-10 кВ), которая предназначена для распределения электроэнергии по
потребителям предприятия. Для питания цеховых нагрузок на территории
завода установлено 8 трансформаторных подстанций. В ячейках в ЗРУ-10 кВ
установлены масляные выключатели типа ВМП-10. Для собственных нужд
подстанции на ГПП установлены силовые трансформаторы типа ТМ-100/10.
На каждую секцию подключены измерительные трансформаторы
напряжения НТМИ-10.
После введение нового участка в цехе «Шестерни» была произведена
модернизация системы электроснабжения завода. На стороне 110 кВ были
заменены отделители с короткозамыкателями. Вместо них были рассчитаны
и выбраны элегазовые выключатели типа ВГП-110. Для видимого разрыва
цепи до и после выключателей были установлены разъединители типа РГП-
110. Вместо вентильных разрядников были установлены ограничители
перенапряжения ОПН-110. На нейтрале силового трансформатора так же
была произведена замена вентильного разрядника на ОПНН-110. Для
измерений нужд релейной защиты на стороне 110 кВ были установлены
измерительные трансформаторы напряжения типа ЗНГ-110. Для повышения
надёжности системы электроснабжения на стороне питающих линий была
установлена ремонтная перемычка с двумя блоками разъединителей типа
РГП-110.
В ячейках в ЗРУ-10 кВ на отходящие кабельные линии были выбраны и
установлены вакуумные выключатели типа BB-СЭЩ-10-20/1000У2. На
вводах в ЗРУ-10 кВ были выбраны и установлены вакуумные выключатели
типа ВВ-СЭЩ-П-10-31,5/2500. Трансформаторы собственных нужд
подстанции были заменены на силовые трансформаторы типа ТМГ-
400/10/0,4.
Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) на каждой секции
шин 10 кВ были заменены на ТН типа НАМИ-10. На каждую отходящую
кабельную линию подключены измерительные трансформаторы тока.
После ввода нового участка в цехе «Шестерни» были рассчитаны
цеховые нагрузки по предприятию, произведена проверка трансформаторов
на трансформаторной подстанции №3. Полная расчётная мощность,
отведённая к шинам НН ТП №3 до введения нового участка, была равна
1900,77 кВА. Мощности трансформаторов, которые были установлены на ТП
№3, имели мощности по 1600 кВА. Трансформаторы в аварийном режимах
были перегружены на 20%, что допустимо по ПУЭ. После внедрения нового
участка, полная расчётная мощность составила 2174,24 кВА. Проверка
трансформаторов в аварийном режиме показало 35 % перегрузку. Были
установлены компенсирующие устройства КУ, суммарной мощностью 525
кВАр.
Цеховые нагрузки были подключены к цеховой трансформаторной
подстанции через шинопровод (ШРА) и распределительный пункт (РП). Для
подключения ШРА и РП к ТП были выбраны кабели типа АВВГ 3x35 (А –
алюминиевая жила, В – поливинилхлоридная изоляция (ПВХ), В – материал
оболочки кабеля ПВХ, Г – голый, т.е. поверх оболочки нет дополнительных
слоёв защит).
Для нового участка был произведён расчёт цехового освещения, и
выбрана осветительная арматура: подвесные светодиодные светильники
Ledeffect Кедр LE-ССП-175-100. Для подключения светильников к сети были
рассчитаны и выбраны медные провода ВВГ сечением 1,5 мм2.