Содержание
1. Введение 10
2. Описание технологического процесса предприятия 14
3. Исходные данные 18
4. Определение расчётной электрической нагрузки цеха Цеха №1 20
5. Определение расчетной нагрузки цехов УПСВ-Север 23
6. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций 29
6.1 Выбор трансформаторов Цеха №1 29
6.2 Выбор и распределение трансформаторов по производственным объектам
Цеха №2 30
7. Схема внешнего электроснабжения 34
7.1 Выбор трансформаторов ГПП 34
7.2 Выбор сечения проводов ЛЭП от подстанции энергосистемы до ГПП... 35
7.3 Выбор шинопровода от трансформатора ГПП до РУ-10кВ ГПП 37
7.4 Выбор КЛ от РУ-10кВ ГПП до РУ-10кВ цехов УПСВ-Север 38
7.5 Выбор КЛ от РУ-10 кВ ГПП до РУ-10 кВ БКНС №3 40
7.6 Баланс реактивных мощностей 44
8. Схема сети 10 кВ Цеха №1, Цеха №2 и БКНС №3 46
8.1 Схема Цеха №1, Цеха №2 46
8.2 Схема БКНС №3 48
9. Расчет токов короткого замыкания в сети выше 1000 В 51
9.1 Экономическое обоснование выбора класса напряжения 52
9.2 Расчет токов КЗ на участке: Энергосистема - ГПП - РУ10 ГПП - РУ10
БКНС №3 - СТД-2000-2 58
9.3 Расчет токов КЗ на участке: Энергосистема - ГПП - РУ10 ГПП - РУ10
БКНС №3 - СДН-14-46-8 64
10. Выбор электрических аппаратов в сети выше 1000 В 70
10.1 Выбор выключателей 110кВ и 10кВ 70
10.2 Выбор трансформаторов тока 110 кВ 74
10.3 Выбор трансформаторов напряжения РУ-10 кВ ГПП , РУ-10 кВ Цех №1,
Цех №2 и РУ-10 кВ БКНС №3 82
10.4 Выбор короткозамыкателей, отделителей и разъединителя на 110 кВ... 83
11. Электроснабжение Цеха №1 86
11.1 Выбор схемы электроснабжения цеха 87
11.2 Выбор вводных, секционных автоматических выключателей и
шинопровода 87
11.3 Выбор шинопровода 90
11.4 Расчет токов короткого замыкания в сети ниже 1000 В 90
11.5 Построение карты селективности действия защитных аппаратов 95
11.6 Расчет и построение эпюр отклонения напряжения 97
12. Выбор дизель-генераторной установки 110
12.1 Выбор ДГУ 111
12.2 Подключение ДЭС-1250 к секциям №1 и №2 НКУ 2 111
12.3 Выбор сечений питающей сети и аппаратов защиты ДГУ, расчет
автоматов на распределительном щите ДГУ и вводного автомата ДГУ 112
12.4 Выбор шинопровода на участке ДГУ - распределительный щит ДГУ -
НКУ №1и №2 112
13. Молниезащита открытого распределительного устройства 110 кВ (ОРУ-
110) ГПП 116
13.1 Выбор высоты молниеотводов 117
13.2 Определение границ зоны защиты 117
13.3 Расчёт заземления молниеотводов 120
13.4 Надежность молниезащиты 121
14. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 124
14.1 Планирование работ по проектированию и определение трудоемкости 125
14.2 Расчет затрат на проектирование 127
14.3 Расчет приведенных затрат по вариантам с одинаковой надежностью.130
14.4 Расчет капитальных вложений 130
14.5 Расчет ежегодных эксплуатационных затрат 132
15. Социальная ответственность 136
15.1 Введение 136
15.2 Производственная безопасность 137
15.3 Экологическая безопасность 156
15.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 164
15.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 166
15.6 Защитное заземление 168
Заключение 174
Список используемой литературы 177
Приложение 180
1. Введение
Электрическая энергия является одним из основных в наше время видов энергии, который используется человеком, поэтому необходимо умение вырабатывать, распределять и эффективно использовать данный вид энергии.
Для этого создаются системы электроснабжения.
Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных электроприемников, к которым относятся: электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электрообогрев трубопровода, осветительные и другие установки.
Системы электроснабжения современных промышленных предприятий должны удовлетворять следующим требованиям:
- экономичность и надежность;
- безопасность и удобство эксплуатации;
- обеспечение надежного качества электрической энергии, уровней и отключения напряжения, стабильности частоты;
- экономия электрической энергии;
- гибкость системы, дающая возможность дальнейшего развития без существенного переустройства основных вариантов электрических сетей на период строительства и эксплуатации;
- максимальное приближение источников высокого напряжения к электрическим установкам электропотребителей, снижение первоначальных затрат и уменьшение потерь электрической энергии с одновременным
повышением надежности.
Системы электроснабжения в целом выполняются таким образом, чтобы в условиях послеаварийного режима, после соответствующих переключений, она была способна обеспечить питание нагрузки предприятия.
В настоящее время возникают важнейшие задачи развития промышленности путём повышения эффективности производства на базе научно технического прогресса.
В области электроснабжения потребителей эти задачи
предусматривают повышения уровня проектно-конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадёжного оборудования, снижение не производительных расходов электроэнергии при её передаче, распределении и потреблении.
Выполнение планов и заданий предприятия, принятых и утвержденных в Обществе по бесперебойному обеспечению энергетического оборудования производственных объектов:
- анализ, обобщение и оценка результатов эксплуатации оборудования;
- энергетического оборудования, контроль за поставкой
оборудования, оборудования систем водоснабжения и водоотведения;
- разработка мероприятий, способствующих повышению сроков межремонтного периода оборудования и наработки на отказ увеличению срока службы оборудования;
- разработка лимитов на потребление электроэнергии, тепла, воды по структурным подразделениям, связанным с управлением энергетики производственными отношениями;
- обеспечение безопасных условий труда на объектах Общества за счет проведение капитальных и текущих ремонтов оборудования, а так же замены физически и морально устаревшего оборудования;
- консолидация графиков планово-предупредительных ремонтов и технического освидетельствования теплового и энергетического оборудования;
- осуществление надзора и производственного контроля за состоянием и безопасной эксплуатацией энергетического оборудования, обеспечение гарантированного ремонта;
- разработка и внедрение целевых программ направленных на повышение эффективности эксплуатации энергетического оборудования;
- организация и проведение комплексных технических обследований оборудования с привлечением специализированных организаций, с целью определения технического состояния и возможности дальнейшей эксплуатации оборудования отработавшего нормативный срок эксплуатации.
Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надёжности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему о подготовке высококвалифицированных инженеров.
Основные запасы сырья находятся на значительном удалении от населённых пунктов, место расположения находится на севере Красноярского края, и для подачи электроэнергии в такие местности требуются значительные капитальные вложения.
В связи со всем вышеизложенным освоение месторождения проводится в несколько этапов:
Обустройство месторождения - на этом этапе требуется обеспечить электроэнергией буровые установки, перекачку и переработку извлекаемого сырья и бытовые условия работников, работающих в северных районах. В основном это производиться за счёт газотурбинных электростанций или автономных дизельных электростанций, которые находятся в резерве.
На втором этапе подводятся стационарные линии электропередач, устанавливаются понижающие трансформаторные ПС.
Строятся внутренние электрические сети, непосредственно через которые осуществляется питание потребителей.
Осуществляется настройка электрооборудования, соответствующей автоматики, релейных защит и производится ввод электрооборудования в эксплуатацию.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы будут рассмотрены вопросы расчёта электрических нагрузок внутреннего и внешнего электроснабжения, выбора числа и мощности трансформаторов цеха, выбора схемы внутрицеховой сети 10/0,4 кВ и внешней схемы электроснабжения.
Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование подстанций 10/0,4 кВ на площадке Цеха электротехнологических установок УПСВ-Север, Ванкорского нефтегазового месторождения в связи строительством дополнительных технологических сооружений, требующих увеличение нагрузки сети.
Заключение
Целью дипломного проекта было проектирование системы электроснабжения на площадке цеха УПСВ - Север. Первым этапом было определение расчетной электрической нагрузки Цеха №1, после чего была определена расчетная нагрузка предприятия в целом. Расчетная нагрузка Цеха №1 по 0,4 кВ SF = 3604,74 кВА и расчетная нагрузка предприятия в целом по 0,4 кВ SF = 5727,282 кВА, а так же была определена расчетная нагрузка по 10 кВ БКНС №3, которая составила SF = 6869,925 кВА.
По результатам технико-экономического расчета внешнего электроснабжения, было принято номинальное напряжение питающих линий 110 кВ, мощность силовых трансформаторов, устанавливаемых на ГПП, 10000 кВА. Выбранный вариант является наиболее экономичным, так как требует минимум затрат.
Внешнее электроснабжение Цеха №1, Цеха №2 и БКНС №3 осуществляется от подстанции энергосистемы по воздушный ЛЭП (протяженность 30 км), ин = 110 кВ, выполненным проводом АС-70/11 на металлических двухцепных опорах. Главная понизительная подстанция находится от Цеха №1, Цеха №2 на расстоянии 600 метров, от БКНС №3 - 900 метров.
На ГПП установлены два трехфазных двухобмоточных трансформатора с принудительным обдувом и регулировкой напряжения под нагрузкой, марки ТДН-10000/110. На стороне 110 кВ принята упрощенная схема мостика с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов. На стороне 10 кВ ГПП, Цеха №1, Цеха №2 и БКНС №3 используются одинарные системы шин, с секционным выключателем и устройством АВР. Распределительное устройство 10 кВ, выполняется из шкафов КРУ с выключателями на выкатных тележках.
Номинальную мощность цеховых трансформаторов приняли по плотности нагрузки предприятия. По предприятию выбираем три двухтрансформаторные подстанции. На первый цех принимаем два
трансформатора мощностью 1600 кВа. Для электроснабжения Цеха №2 принимаем ТП 2х1600кВА и ТП 2х1000кВА.
При рассмотрении баланса мощностей принято решение, что установку компенсирующих устройств реактивной энергии на УПСВ - Север не производим, так как БКНС №3, используя в работе синхронные электродвигатели, является генератором реактивной энергии.
После чего была выбрана схема питания РУ - 10 кВ и цеховых подстанций. Распределительная сеть 10 кВ по территории Цехов выполнена трёхжильными кабелями с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией марки ВВГ, с прокладкой по эстакадам. В качестве аппаратов защиты в РУ-10кВ были выбраны высоковольтные вакуумные выключатели. Все принятое оборудование проверено на термическую и динамическую стойкость. Коммерческий и технический учет электроэнергии производим в РУ-10кВ УПСВ-Север.
Следующим этапом было проектирование электроснабжения Цеха №1. Электроснабжение цеха осуществляется по радиальной схеме. Электроприёмники цеха запитываются от НКУ №2, четырёхжильными кабелями с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией марки ВВГ нг, по эстакаде. НКУ №2 питается от двухтрансформаторной подстанции ТП №2 по медному шинному мосту.
После выбора силового оборудования и расчета токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ, была построена карта селективности действия аппаратов защиты, а также рассчитаны и построены эпюры отклонения напряжения для максимального, минимального и послеаварийного режимов. Из построенной карты селективности видно, что защитное оборудование выбрано правильно, селективность действий аппаратов защиты не будет нарушено. По эпюрам отклонения напряжения видно, что во всех режимах на зажимах электроприемников поддерживается напряжение в нормально допустимых пределах, установленных ГОСТ 13109-97.
Был проведен выбор ДГУ, для обеспечения электроснабжения Цеха №2 по I категории.
В разделе производственной безопасности были рассмотрены опасные и вредные факторы, воздействующие на рабочих УПСВ-Север и предложены меры к устранению этих факторов, или снижению величины их воздействия, а так же воздействие на окружающую среду на месте выполнения проектных планов, и мероприятия по их предупреждению. Рассмотрены опасные явления и процессы, приводящие к возникновению чрезвычайных ситуаций и разработаны мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций на стадии проектирования и выполнении строительно-монтажных работ.
По приведенным в процессе проектирования расчетам и проверкам, можно сделать вывод, что данный проект системы электроснабжения пригоден к разработке и эксплуатации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
