Содержание
Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 7
1.1 Характеристика потребителей электрической энергии 8
1.2 Категории электроприемников 9
1.3 Характеристика приемников по режимам работы и надежности
электроснабжения 10
1.4 Характеристика потребителей по режимам работы 10
1.5 Характеристика среды отделений цеха, требование к надежности
электроснабжения в соответствии со средой 11
1.6 Требование к системам электроснабжения в соответствии со средой и
категорией 12
Задачи выпускной квалификационной работы 13
Раздел 2. Конструкторская часть 14
2.1 Определение расчетных электрических нагрузок по цехам ипредприятию
2.2 Определение приблизительных потерь мощности в трансформаторах... 17
2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов 18
2.4 Выбор сечения питающей линии 22
2.5 Определение рационального напряжения для системы внешнего
электроснабжения предприятия
2.6 Выбор схем распределительных устройств высшего напряжения с
учетом надежности
2.7 Определение расчетной мощности и нагрузок методом упорядоченных
диаграмм
2.8 Расчет проводов и кабельных линий по двум вариантам 52
2.9 Выбор кабельных линий и электрических аппаратов 60
2.10 Выбор магнитных пускателей 61
Выводы по разделу 66
Раздел 3. Технологическая часть 67
3.1 Расчет и выбор параметров схемы 68
3.2 Выбор кабеля питающего СП 69
3.3 Выбор схема электроснабжения цеха 71
3.4 Обоснование и выбор напряжения распределения электроэнергии 71
3.5 Расчет освещения механического цеха 76
3.5.1 Расчет аварийного освещения 78
3.5.2 Светотехнический расчет 79
3.6 Расчет релейной защиты 82
3.6.1 Расчет продольной дифференциальной защиты трансформатора
ТРДЦН-63000/110
3.6.2 Расчет максимально-токовой защиты (МТЗ) 85
3.6.3 Расчет токов КЗ 86
3.6.4 Расчет защиты от перегрузок 88
3.6.5 Газовая защита трансформатора 89
Выводы по разделу 91
Раздел 4. Спецвопрос: «Частотно регулируемый привод в системах вентиляции»
4.1 Преобразователь частоты 93
4.1.1 Применение частотно-регулируемого привода в системах вентиляции и кондиционирования воздуха
4.2 Привод VLT HVAC Drive (FC102) 97
4.3 Производительность и энергосбережение 98
4.4 Преимущества частотного преобразователя 102
Выводы по разделу 105
Заключение 106
Список литературы 107
Невозможно представить жизнь современного общества без электрической энергии. Электроэнергия играют одну из важнейших ролей практически во всех сферах деятельности человека: промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, науке, здравоохранение и прочих. Электроэнергия в быту является основным фактором обеспечения комфортабельной жизни людей. Столь широкое распространение объясняется ее специфическими свойствами:
- возможностью превращаться практически во все виды другой энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и т.п.);
- способностью относительно просто передаваться на значительны расстояния в больших количествах;
- огромными скоростями протекания электромагнитных процессов;
- способностью к дроблению энергии и изменению параметров — напряжения, частоты.
В промышленности электроэнергия применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно и технологических процессах. Работа современного оборудования основана на применении электроэнергии. Для обеспечения подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения состоящие из сетей напряжения, трансформаторных преобразователей, преобразовательных и распределительных подстанций, линии электропередач и т.д.
Рационально спроектированная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: высокой надежности и экономичности. Перерывы электроснабжения могут привести к простою производства, снижению объема выпускаемой продукции, увеличению затрат за счет порчи основного оборудования, восстановления отказавших электроустановок. Поэтому к системе электроснабжения предъявляются требования повышенной надежности, т.к. существуют производства и технологических процессы, не допускающие кратковременного перерыва работы.
Так же при проектировании систем электроснабжения возникает необходимость технико-экономического обоснования выбранного решения: схемы электроснабжения цехов и предприятия в целом, числа и мощности трансформаторов ПП1 и цеховых ТП, рационального напряжения в схеме, потерь электроэнергии, эксплуатационных расходов и т.п.
Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование системы электроснабжения механического корпуса электромеханического завода г. Самара, обеспечивающей высокую безопасность и надежное бесперебойное электроснабжение цехов с минимальными затратами.
В качестве спецвопроса рассматривается применение частотно-регулируемого привода, позволяющего обеспечить существенную экономию электроэнергии затрачиваемой на систему вентиляции и кондиционирования.
В выпускной квалификационной работе рассмотрены характерные режимы и категории работы электроприёмников. В ходе расчёта были выбраны электрические нагрузки по цехам и предприятию, выбраны трансформаторы с учетом коэффициента загрузки в нормальном и аварийном режимах, а также с учетом перегрузочной способности учитывая категории потребителей.
Предприятие получает питание от энергосистемы по двухцепной воздушной линии электропередач напряжением 110 кВ. В качестве пункта приема электроэнергии используется двухтрансформаторная ГПП с трехфазными двухобмоточными маслянного типа трансформаторами ТРДЦН 63000/110. Вся электроэнергия распределяется на напряжение 10 кВ по кабельным линиям. Установлен секционный масляный высоковольтный выключатель марки ВМПЭ- 10-3200 На заводе имеется высоковольтная нагрузка 10 кВ - это испытательная станция. Электроснабжение от ГПП к КТП обеспечивается по кабельным линиям разного сечения. Сама схема имеет смешанный характер она имеет вид радиально - магистральной схемы кольцевого типа.
К проектированию выбрали второй вариант схемы электроснабжения как более предпочтительный исходя из минимума затрат с учетом категории и расположению цехов. Цеховые электрические сети выполняются шинопроводами АПВБГ, кабельными линиями и проводами. В цехе электроснабжение оборудования выполнено проводом марки АПВ, проложенными в трубах в полу. Выбранные линии электроснабжения, а так же аппараты защиты ,были проверены в результате расчётов определяющие токи. Для обеспечения нормальных условий труда рассчитали основное и аварийное освещение цеха.
В специальном вопросе затронули тему преобразователя частоты в системах вентиляции и кондиционирования воздуха как прежде всего достижения максимального энергосбережения, увеличения срока службы технологического оборудования обеспечивая плавное включение и выход на рабочий режим вентилятора.
