Введение 6
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 12
1.1 Краткая историческая справка 13
1.2 Сравнение параметров трансформаторов 14
1.2.1 Трансформаторы масляные 16
1.2.2 Трансформаторы заполненные элегазом 18
1.2.3 Трансформаторы заполненные диэлектриком
MIDEL-7131 20
1.2.4 Трансформаторы «сухого» заполнения 21
1.3 Перезаливка существующих трансформаторов 22
1.4 Утилизация совтола 26
1.5 Конденсаторные установки 29
1.5.1 Конденсаторы 32
1.6. Основные цели и задачи дипломного проекта 35
РАЗДЕЛ 2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 38
2.1 Конструктивная характеристика выбранных
трансформаторов 39
2.2 Конструктивная характеристика выбранных конденсаторных
установок 45
2.3 Расчеты 51
2.3.1 Расчет токов КЗ и релейной защиты трансформатора 52
2.3.2 Расчет реактивной мощности на магистральном
шинопроводе 60
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 65
3.1 Краткая технологическая характеристика производства 66
3.2 Определение расчетных электрических нагрузок 71
3.3 Определение расчетной нагрузки завода в целом 72
3.4 Выбор числа и мощности трансформаторов ГПП 73
3.5 Выбор количества и местоположение цеховых подстанций,
их тип, количество и мощность трансформаторов 75
3.6 Выбор сечений питающих и распределительных сетей 80
РАЗДЕЛ 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 84
4.1. Определение капитальных затрат 85
4.2. Определение годовых амортизационных отчислений 87
4.3. Определение годовых затрат на потери электроэнергии 88
4.4 Определение годовых затрат на ремонт и обслуживание
электрооборудования 90
4.5 Расчет показателей достоинства проекта 96
Заключение 99
Список литературы 101
Одной из проблем, сопровождающих взлет научно-технического прогресса в последнее столетие, является нарастающее загрязнение окружающей среды чуждыми ей химическими соединениями, среди которых наиболее опасной является группа стойких органических загрязнителей (далее СОЗ).
Полихлорированные бифенилы (далее ПХБ) обладают рядом уникальных физических и химических свойств: исключительными теплофизическими и электроизоляционными характеристиками, термостойкостью, инертностью по отношению к кислотам и щелочам, огнестойкостью, хорошей растворимостью в жирах, маслах и органических растворителях, высокой совместимостью со смолами, отличной адгезионной способностью. Это обуславливало их широчайшее применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах, гидравлических жидкостей, теплоносителей и хладоагентов, смазочных масел, компонентов красок, лаков и клеевых составов, пластификаторов и наполнителей в пластмассах и эластомерах, антипиренов, растворителей.
Несмотря на завидные физические и химические свойства, ПХБ диэлектрики обладают одним значимым недостатком. ПХБ относятся к классу стойких органических загрязнителей (СОЗ) и при горении выделяют экологически опасные диоксины. 23 мая 2002 года в Стокгольме была подписана Глобальная международная конвенция о запрещении применения СОЗ (Конвенция о СОЗ). В список, состоящий из двенадцати наименований веществ, попали и ПХБ.
Конвенция о СОЗ направлена на решение глобальных экологических проблем, вызванных действием стойких органических вредных веществ, и предотвращение дальнейшего ущерба здоровью человека и животных.Осуществление Конвенции приведет к тому, что будут пресечены производство и применение СОЗ, ликвидированы запасы СОЗ, и, что особенно важно, будет предотвращено попадание новых СОЗ в окружающую среду.
Согласно Конвенции о СОЗ предприятия, которые в процессе производства используют оборудование, содержащее ПХБ диэлектрики, не имеют равных условий на международном рынке.
Впервые полихлорбифенилы (ПХБ) стали производиться в США компанией "Монсанто" в 1929 г. В бывшем СССР К.А.Андрианов получил ПХБ методом хлорирования бифенила в 1934 г. [I]. Этот же способ применялся и для промышленного производства.
ПХБ, главным образом пентахлорбифенилы или смесь тетра- и пента-хлорбифенилов, выпускались под марками различных соволов: совол плас- тификаторный и совол электроизоляционный, которые незначительно раз - личались удельным весом, вязкостью, температурой затвердевания, темпера-турой вспышки и кислотным числом. К электроизоляционному соволу предъявлялись дополнительные требования по пробивному напряжению, тангенсу угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости.
Смесь совола с 10% трихлорбензола выпускалась под маркой совтол и
применялась, главным образом, в качестве негорючей диэлектрической жид-кости в трансформаторах. При разработке рецептуры совтола испытывались и другие соотношения между соволом и трихлорбензолом, в результате чего было выбрано оптимальное соотношение 9:1.
В качестве самостоятельного продукта при производстве ПХБ выделяли трихлорбифенил (ТХБ), который использовался при изготовлении электрических конденсаторов.
Анализ литературы [1-3] показывает, что на ранних стадиях создания
производств ПХБ и ПХБ-содержащих композиций выпускались небольшими партиями смеси ПХБ с различными добавками. Так, смесь совола и альфа- нитронафталина получила название нитросовол. Для пропитки бумажных конденсаторов использовали смеси ПХБ с добавками парафина и церезина.
В небольших количествах выпускался также гексол - смесь пентахлорбифенила с гексахлорбутадиеном.
Выделенные из продуктов процесса хлорирования бифенила Трихлорбифенил (ТХБ), а также пентахлорбифенил или смесь тетра- и пентахлорбифенила (соволы) находили применение в различных областях промышленности.
ПХБ, смешанные в различных соотношениях с электротехническим 1,2,4- трихлорбензолом, выпускались под названием совтолы и использовались в качестве диэлектрических жидкостей для заполнения трансформаторов. В частности, смесь совола с 1,2,4-трихлорбензолом в соотношении 9:1 реализовывалась под маркой совтол-10 с 1957 г.
Основным изготовителем негорючих трансформаторов марки ТНЗ был Чирчикский трансформаторный завод (Чирчик Ташкентской области,Узбекистан).
Трихлорбифенил применялся только для изготовления конденсаторов
на конденсаторных заводах. Самым крупным потребителем был конденсаторный завод в Усть-Каменогорске.
Анализ потребителей ПХБ, которые получали эту продукцию на заводах- изготовителях, позволяет классифицировать их следующим образом.
Основные поставки совтола-10 (до 98% от общего количества) осуществлялись трансформаторному заводу в Чирчик Ташкентской области Узбекистана.
Остальные потребители, в том числе автомобильная промышленность, нефтехимический и лесопромышленный комплекс, металлургия и машиностроение, строительные организации и предприятия, оборонные предприятия, приобретали незначительные количества (примерно по 0,25-0,35%) совтола-10.
По данным предприятий различных отраслей промышленности, благо-даря длительному сроку службы значительная часть произведенных трансформаторов, содержащих ПХБ, продолжает эксплуатироваться. Ориентировочно это 40% от общего выпуска.
На Автомобильном заводе силовые трансформаторы типа ТНЗ-2500 (1600; 1000)/10-72У3 внутренней установки. Предназначенные для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50Гц напряжением 10/0,4 кВ, залитые охлаждающей и изолирующей жидкостью совтол-10МРТУ6-01-395-69 химически устойчивой и пожаробезопасной и косинусные конденсаторы типа КС с использованием трихлордифенила в качестве жидкого диэлектрика в конденсаторных установках типа: sBREL-w13645300 (ГДР, ФЕБ Штарк- шторм-Анлагенбау), УК-0,38 (Усть-Каменогорский конденсаторный завод), предназначенные для компенсации реактивной мощности и для повышения коэффициента мощности электроустановок и распределительных сетей.
Это оборудование проработало 20—30 лет, общее количество совтола в нем 371,3 т.
Применение совтола взамен традиционно используемого трансформаторного масла позволило в свое время значительно уменьшить стоимость строительной части электротехнических помещений, повысить пожарную безопасность объектов и снизить затраты на эксплуатацию электрооборудования. Однако в 1984 г. электрооборудование с совтоловым заполнением было снято с производства и запрещено к применению ввиду высокой токсичности для человека и окружающей среды, низкой биодеградационной способности и трудностей утилизации совтола.
На Автомобильном заводе, из-за различных дефектов, увеличивается количество выведенных из работы конденсаторов. Так же увеличивается
количество трансформаторов с нарушенной герметичностью. Следует
ожидать и дальнейшего увеличения выхода из строя данного электрооборудования в связи с истечением сроков эксплуатации, определенных заводами изготовителями.
Темой данного дипломного проекта является: «Реконструкция электроснабжения Автомобильного завода ОАО «КАМАЗ»» в связи с установленными на предприятии экологически токсичными и отработавшими свой срок годности (25-30 лет) силовыми трансформаторами ТНЗ-2500(1600, 1000)/10-0,4-У3 с совтоловым заполнением и конденсаторными установками типа: sBREL-w13645300 (ГДР, ФЕБ Штарк-шторм-Анлагенбау), УК-0,38
(Усть-Каменогорский конденсаторный завод), В качестве пропитывающего диэлектрика конденсаторов используется трихлордифенил.
Приведена характеристика технологического процесса предприятия в целом.
Отражены требования технологического процесса к надежности системы электроснабжения. Предприятие Автомобильный завод ОАО “КАМАЗ” относится к потребителям второй категории надежности электроснабжения. Обеспечение электроэнергией осуществляется от двух независимых взаимно резервирующих источников. В состав предприятия также входят потребители первой категории. К ним относятся сетевые и подпиточные насосы ППА. Для них предусмотрено питание электроэнергией от двух независимых взаиморезервирующих ИП с автоматическим включением резерва (АВР).
Проведен анализ существующей системы электропотребления предприятия, приведена структура потребления по цехам.
При анализе системы электроснабжения была выявлена необходимость:
- с точки зрения надежности и эффективности электроснабжения, произвести перерасчет количества трансформаторов в корпусах;
- с точки зрения экологической безопасности, произвести замену совтолсодержащих трансформаторов и конденсаторных установок.
После аналитического обзора были выбраны трансформаторы типа ТСГЛ- 2500(1600, 1000)/10-0,4-У3 и конденсаторные установки типа АКУ-0,4 и даны их характеристики.
В разделе охраны труда и промышленной экологии рассмотрены требования по обеспечению комфортности на рабочем месте, а также вопросы промышленной санитарии и охраны окружающей среды на предприятии. Произведен расчет искусственного освещения на промышленном участке. Рассмотрены вопросы пожаро- и электробезопасности на предприятии в целом и организация техники безопасности при работе в электроустановках. Так же рассмотрены правовые вопросы обеспечения БЖД на Автомобильном заводе.
В экономической части проекта составлена смета, отражающая затраты на реконструкцию электроснабжения Автомобильного завода ОАО «КАМАЗ»
Оценка эффективности замены трансформаторов и конденсаторных установок показала, что данное мероприятие окупится через 15 лет. так как ЧДД является положительным, ИД практически равен 1, срок окупаемости меньше срока жизни проекта.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
