Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 8
1.1 Краткая характеристика реконструируемого объекта 9
1.2 Описание существующей системы электроснабжения завода
Специальных автомобилей 12
1.3 Мероприятия по реконструкции электроснабжения завода 15
1.4 Анализ достижений в электротехнической промышленности 16
Раздел 2. Конструкторская часть 21
2.1 Расчет электрических нагрузок предприятия 22
2.2 Проверка числа и мощности трансформаторов на Г11П 28
2.3 Проверка сечения воздушной линии, питающей Г11П 29
2.4 Расчет цеховых ТП 10/0,4 кВ 30
2.5 Выбор сечения кабельной линии распределительной сети 10 кВ 33
2.6 Выбор трансформаторов собственных нужд на ГПП 35
2.7 Система электроснабжения после реконструкции 37
2.8 Расчет цеховой нагрузки инструментального цеха 39
Раздел 3. Технологическая часть 47
3.1 Расчет токов короткого замыкания 48
3.2 Выбор аппаратов РУ ВН и НН 52
3.3 Релейная защита отходящих линий ЗРУ-10 57
Раздел 4. Спецвопрос. Энергосберегающие мероприятия на заводе .... 62
4.1 Энергосберегающие мероприятия 63
4.2 Автоматический учет как способ экономии электроэнергии 66
Заключение 68
Список литературы 70
Россия располагает масштабным недоиспользуемым потенциалом энергосбережения, который по способности решать проблему обеспечения экономического роста страны сопоставим с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов. Энергоемкость российской экономики существенно превышает аналогичный показатель в США, в Японии и развитых странах Европейского Союза. Нехватка энергии может стать существенным фактором сдерживания экономического роста страны. По оценке, до 2018 года темпы снижения энергоемкости при отсутствии скоординированной государственной политики по энергоэффективности могут резко замедлиться. Это может привести к еще более динамичному росту спроса на энергоресурсы внутри страны. Запасов нефти и газа в России достаточно, однако увеличение объемов добычи углеводородов и развитие транспортной инфраструктуры требуют значительных инвестиций.
Меры по снижению энергоемкости за период 2005-2015 гг. оказались недостаточными для того, чтобы остановить динамичный рост спроса на энергию и мощность. Рост спроса на газ и на электроэнергию оказался выше предусмотренных «Энергетической стратегией России» значений.
За последние годы в электроэнергетике России произошли радикальные преобразования: изменилась система государственного регулирования отрасли, сформировался конкурентный рынок электроэнергии, были созданы новые компании. Изменилась и структура отрасли: было осуществлено разделение естественно монопольных (передача электроэнергии, оперативно-диспетчерское управление) и потенциально конкурентных (производство и сбыт электроэнергии, ремонт и сервис) функций; вместо прежних вертикально-интегрированных компаний, выполнявших все эти функции, созданы структуры, специализирующиеся на отдельных видах деятельности. Магистральные сети перешли под контроль Федеральной сетевой компании, распределительные сети интегрированы в межрегиональные распределительные сетевые компании (МРСК), функции и активы региональных диспетчерских управлений были переданы общероссийскому Системному оператору (СО ЕЭС).
23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д.А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" (закон об энергосбережении). Президент обозначил энергосбережение и повышение энергоэффективности одним из пяти основных направлений модернизации экономики России. Заместитель председателя Правительства РФ Игорь Сечин отметил, что в 2012 г. относительные потери электроэнергии в электросетевом хозяйстве составили 10,92%. При снижении потерь электроэнергии в электрических сетях России до среднего уровня развитых стран Евросоюза, где этот показатель равняется 7-8%, возможно высвободить до 2 ГВт электрической мощности. Сегодняшнее состояние электроэнергетики России не соответствует растущей потребности развития экономики и социальной структуры страны, и не только высокий уровень потерь является побудительным мотивом для рассмотрения новых подходов к развитию отрасли. Среди негативных факторов сегодняшней электро-энергетики следует отметить:
• высокие риски потери надежного и качественного электроснабжения потребителей;
• снижение экономичности функционирования ЕЭС России;
• средства управления не отвечают современным требованиям управления большими системами;
• недостаточность применения новых технологий в
электроэнергетических сетях;
новых технологических решений;
• отставание во внедрении современных средств и систем управления,
обеспечения их необходимой информацией для оперативного управления в реальном времени.
В электротехнической промышленности многое меняется: электротехническая промышленность совместно с зарубежными фирмами выпускает новое оборудование, как для сетей высокого напряжения, так и для низковольтного оборудования. Повсеместно устанавливаются новые автоматические выключатели, распределительные пункты, трансформаторы. На заводах производится замена высоковольтных выключателей масляных на вакуумные, увеличивается номенклатура электротехнических изделий. В связи с этим на территории завода производится реконструкция некоторых объектов электроснабжения: морально устаревшее оборудование заменяется новым современным.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена задача реконструкции электроснабжения завода Специальных автомобилей, созданного на площади, арендованной у ОАО «КИП «Мастер».
Целью выпускной квалификационной работы являлось снижение потерь электроэнергии при передаче её потребителям, повышение надёжности электроснабжения.
Завод Специальных автомобилей организовался на территории, арендованной у «КИП- Мастера», поэтому система электроснабжения предприятия существующая. Завод получает питание от главной понижающей подстанции ГИИ 110/10 кВ, расположенной рядом с территорией завода.
ГИИ получает питание по высоковольтным проводам марки АС-95/16 от двух источников питания: с одной стороны от Набережночелнинской ТЭЦ и с другой стороны от Заинской ГРЭС.
На ГИИ для коммутации высоковольтных сетей применяют линейные разъединители наружной установки типа РНДЗ 110/1000.
Для повышения надежности ГИИ устанавливаем ремонтную перемычку из разъединителей. Заменим отделитель и короткозамыкатель в ОРУ 110 кВ на элегазовый выключатель типа ВГТ-110.
ГИИ имеет три основных элемента: распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ), силовые трансформаторы (2x16000 кВА), распределительное устройство низкого напряжения (10 кВ).
Для защиты от атмосферных и других перенапряжений устанавливаем нелинейные ограничители напряжения: ОИН-110 - после выключателя ВГТ перед силовым трансформатором; ОИНН-110 - в нейтрали силового трансформатора с обязательным заземление от однофазных токов кз, т.е. с ЗОН-110; ОИН-10 - после силовых трансформаторов на входе в ЗРУ-10.
В ЗРУ - 10 кВ применены ячейки КРУ с выкатными вакуумными выключателями и приводами, расположенными на выдвижных тележках. В ЗРУ шкафы (КРУ) устанавливаем в два ряда с общим коридором обслуживания, т.е. фасадами друг к другу.
Для повышения надежности системы устанавливаем в ЗРУ-10 секционный выключатель и АВР между секциями шин I СШ и II СШ.
Для питания цепей защиты, сигнализации, освещения, системы охлаждения силовых трансформаторов на ПП1 установлены два трансформатора собственных нужд мощностью 40 кВА, напряжением 10/0,4 кВ марки ТМ.
На предприятии установлены 4 трансформаторные подстанции с трансформаторами по 1000 кВА и одна Т1 с трансформатором мощностью 1600 кВА. В подстанциях 10/0,4 кВ устанавливаем ячейки КРУ с выкатными вакуумными выключателями и приводами, расположенными на выдвижных тележках.
В технологической части пояснительной записки выполнен расчет токов короткого замыкания, по результатам расчета выбрано современное коммутационное электрооборудование на ГПП 110/10 кВ и в цеховых ТП 10/0,4 кВ. Для отходящих линий ЗРУ-10 кВ выполнен расчет токов уставки релейной защиты. Релейная защита выполнена на микропроцессорных блоках «Орион-РТЗ».
В качестве спецвопроса предложены энергосберегающие мероприятия для экономии электрической энергии на заводе.
1. Электротехнический справочник. В 4-х томах/ Под общ. ред. профессоров МЭИ. 8-е изд. М.: изд-во МЭИ, 2001.Федоров А. А., Старков Л. Е.. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 2007.
2. ГОСТ 14209-85 Трансформаторы силовые масляные общего назначения.
3. Правила устройства электроустановок. 7-е изд., перераб. и дополн., с измен. М.: Главгосэнергонадзор России, 2007.
4. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций. - М.:
Энергия., 2010.- 575с.5. Афанасьев В.А. Справочник по электрическим
аппаратам высокого напряжения.-Л.: Энергоатоам издат., 2004.-541с.
6. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования.-М.;ФОРУМ,2003.
7. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 2008.-639 с.
8. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. -М.: Энергоатомиздат., 2001.-469с.
9. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.- Знак., 2001. - 342с.
10. Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Энергоатомиздат., 2009.- 328с
11. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. М.: Изд-во «Мастерство»; Высшая школа, 2001.
12. Солуянов Ю.И. Повышение эффективности защитных мер электробезопасности электроустановок промышленных предприятий: Учеб. пособие. Казань: КГЭУ, 2004 .
13. Интернет ресурсы:www.electro.ru