ВВЕДЕНИЕ 10
1. Исходные данные 12
2. Расчет электрических нагрузок 17
2.1. Описание технологии производства 17
2.2. Определение схемы электроснабжения цеха 18
2.3. Расчет электрических нагрузок механического цеха 19
2.4. Определение расчетной нагрузки предприятия в целом 25
3. Построение картограммы нагрузок и определение условного центра
электрических нагрузок 32
4. Выбор количества, мощности и расположения цеховых трансформаторных
подстанций с учетом компенсации реактивной мощности 37
5. Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП 43
6. Построение суточного графика нагрузки 45
7. Выбор сечения и проверка линии, питающей ГПП 48
8. Выбор сечений кабельных линий 6 кВ 50
9. Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В 54
9.1. Определение сопротивлений схемы замещения 54
9.2. Расчет токов КЗ 55
9.3. Проверка сечений КЛ на термическую стойкость к токам КЗ 60
10. Выбор высоковольтного оборудования 62
10.1. Выбор схемы ГПП 62
10.2. Выбор трансформаторов собственных нужд 63
10.3. Выбор контрольно-измерительных приборов 65
10.4. Выбор трансформаторов напряжения 65
10.5. Выбор трансформаторов тока 67
10.6. Выбор разъединителей 70
10.7. Выбор высоковольтных выключателей 71
10.8. Выбор предохранителей 76
7
10.9. Выбор ограничителей перенапряжения 76
11. Электроснабжение механического цеха 77
11.1. Выбор силовых распределительных пунктов 78
11.2. Выбор автоматических выключателей 79
11.3. Выбор сечений цеховой электрической сети 85
12. Проверка внутрицеховой сети по потерям напряжения 90
12.3. Расчет нагрузок режима максимальных нагрузок 90
12.2. Расчет нагрузок режима минимальных нагрузок 91
12.3. Расчет нагрузок послеаварийного режима 92
12.4. Расчет режимов 92
13. Расчет токов короткого замыкания до 1000 В 98
14. Построение карты селективности действия аппаратов защиты 103
15. Расчет рабочего освещения механического цеха 105
15.1 Выбор типа и количества светильников 105
15.2. Выбор сечений проводников 106
15.3 Выбор групповых щитков освещения 107
15.4 Выбор аппаратов защиты 107
16. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение... 108
16.1 Анализ конкурентных технических решений 108
16.2 Оценка при помощи технологии QuaD 110
16.3 Планирование научно-исследовательской разработки 111
16.4 Бюджет научно-технического исследования 116
17. Социальная ответственность 121
17.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой
производственной среды 121
17.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды 124
17.3 Охрана окружающей среды 126
17.4 Защита в чрезвычайных ситуациях 127
17.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. 129
8
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 135
Приложение 1 137
Приложение 2 138
Приложение 3 139
Приложение 4 140
Приложение 5 141
Система электроснабжения - это совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, обеспечивающих требования технологического процесса путем подачи электроэнергии от источников питания к потребителям в необходимом количестве и требуемого качества. Система электроснабжения предприятия должна обеспечивать удобство и безопасность обслуживания, требуемое качество электроэнергии в нормальном и послеаварийных режимах, кроме того, она должна быть экономичной. Поэтому для выполнения вышеизложенных требований необходимо на стадии проектирования обеспечить построение оптимальной системы электроснабжения.
Данная работа посвящена рассмотрению системы электроснабжения вагоноремонтного завода в общем и конкретно механического цеха.
Целью работы является проверка знаний дисциплин, которые были предусмотрены учебным планом, а также развитие у выпускника навыков самостоятельного решения практических вопросов проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий.
Рассматриваемый вагоноремонтный завод имеет в своем составе нагрузки I, II, и III категории по степени надежности электроснабжения. В состав завода входят различные цеха, каждый выполняет свою роль, поставленную администрацией предприятия в соответствии с технологическим процессом. Производство продукции осуществляется посменно, цеха работают в 2 смены по 8 часов каждая.
Процесс выполнения данной работы предусматривает следующие этапы:
Во-первых, расчет нагрузки механического цеха методом коэффициента расчетной мощности. Цель данного этапа - изучение упомянутого метода и закрепление навыков его использования.
Во-вторых, расчет электрической нагрузки всего предприятия с учетом осветительной нагрузки цехов и территории предприятия, потерь мощности в
трансформаторах цеховых подстанций, ГПП и линиях. Для высоковольтных и низковольтных нагрузок расчет производится отдельно.
В-третьих, построение картограммы электрических нагрузок с целью определения наиболее оптимального места расположения ГПП на территории предприятия.
В-четвертых, расчет схемы внутризаводского электроснабжения. На данном этапе производится выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций и схемы их электроснабжения.
В-пятых, выбор напряжения питающей сети завода, сечения проводов, выбор мощности трансформаторов ГПП.
В-шестых, расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В для проверки правильности выбора сечений проводников
На последнем этапе производится расчет электроснабжения механического цеха, который включает в себя: распределение приемников по пунктам питания; определение расчетных нагрузок по пунктам питания; выбор сечений питающей сети по длительно допустимой токовой нагрузке и проверка их по потере напряжения; выбор силовой распределительной сети и аппаратов защиты; построение эпюр отклонения напряжения от ГПП до наиболее мощного ЭП, расчет токов короткого замыкания в сети ниже 1000В для построения карты селективности действия защитных аппаратов.
В ходе выполнения данной работы была спроектирована система электроснабжения вагоноремонтного завода с подробным рассмотрением механического цеха.
На первых этапах работы были определены: расчетная нагрузка
механического цеха с учетом освещения методов коэффициента расчетной мощности; полная нагрузка цехов с учетом освещения и высоковольтной
нагрузки методом коэффициента спроса; суммарная расчетная нагрузка
предприятия с учетом потерь в трансформаторах ГПП и высоковольтных линиях.
Результаты расчета нагрузок были использованы для построения картограммы нагрузок и определения центра электрических нагрузок предприятия с целью определения оптимального места расположения ГПП. Получилось так, что ЦЭН расположился в месте недоступном для размещения ГПП, и в результате чего была определена зона рассеяния ЦЭН. ГПП была смещена выше ЦЭН в зоне рассеяния.
На следующем этапе был произведен выбор числа и мощности
трансформаторов цеховых ТП. Из-за неравномерного распределения нагрузки по территории предприятия и с целью оптимальной загрузки трансформаторов было принято решение использовать трансформаторы двух типоразмеров. Были выбраны трансформаторы марок ТМ-2500/6 и ТМ-630/6, которые распределены по пяти трансформаторным подстанциям.
Предприятие относится к потребителям II категории по степени надежности электроснабжения. Поэтому снабжение электроэнергией предприятия осуществляется от подстанции энергосистемы, которая располагается в 7 километрах от предприятия, на напряжении 110 кВ двухцепной воздушной линией с проводами марки АС-70/11. На ГПП были установлены два трансформатора марки ТДН-10000/110. В качестве схемы ГПП была выбрана схема 4Н - два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии.
Было выбрано основное оборудование ГПП и проверено на действие токов КЗ. В качестве аппаратов защиты на напряжении 110 кВ были использованы элегазовые выключатели, на напряжение 6 кВ - вакуумные.
Питания цехов и высоковольтной нагрузки производится по кабельным линиям с бумажной изоляцией пропитанной маслоканифольным составом марки ААШв по радиальной схеме. Прокладка кабельных линий осуществляется в траншеях.
Система электроснабжения механического цеха выполнена по радиальной схеме кабелями марки АВВГ. В качестве основных аппаратов защиты использованы автоматические выключатели серии ВА.
Построены эпюры отклонения напряжения от шин ГПП до самого мощного и удаленного электроприемника механического цеха. Анализ эпюр показал, что отклонения напряжение в режимах максимальных и минимальных нагрузок не превышает ±5%, а в послеаварийном режиме - ±10%, что удовлетворяет требованием ГОСТа.
Произведен расчет токов коротких замыканий в сети 0,4 кВ, по результатам которого была произведена проверка сечений кабельных линий и выбранных аппаратов защиты, и построена карта селективности действия аппаратов защиты.
В разделе финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение был произведен анализ конкурентных технических решений и QuaD анализ схем главной понизительной подстанции вагоноремонтного завода. По результатам анализа было определено, что наиболее привлекательным вариантом схемы ГПП является схема 4Н. Далее было произведено планирование выпускной квалификационной работы, в рамках которого определен перечень этапов выполнения работ, определена трудоемкость выполнения каждого этапа, и в итоге построен календарный план-график выполнения работ. На основе построенного план-графика и должностных окладов исполнителей темы была рассчитана полная заработная плата руководителя и инженера; определены затраты на использованные материальные ресурсы; отчисления во внебюджетные фонды и накладные расходы. Просуммировав указанные статьи расходов, определили бюджет научного исследования.
В разделе социальная ответственность был произведен анализ вредных и опасных факторов, которые влияют на студента-дипломника при выполнении выпускной квалификационной работы в компьютерном классе, и определены меры защиты от вредных факторов. Также были рассмотрены вопросы защиты окружающей среды, организационные и правовые вопросы обеспечения безопасности.
По результатам проделанной работы можно сделать вывод, что выпускная квалификационная работа выполнена в соответствии с поставленной целью и, что данная модель электроснабжения цеха и всего предприятия в целом надежна и пригодна к эксплуатации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
