Электроснабжение машиностроительного завода

Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2015 в 07:55, дипломная работа

Краткое описание

Целью данного дипломного проекта является: спроектировать систему энергоснабжения для реконструкции старой системы электроснабжения машиностроительного завода «Аскольд» с выбором ТП, расчетом внешнего освещения, выбором числа и мощности трансформаторов, с определением мощности компенсирующих устройств, выбором сечения проводов и кабелей, выбором защитных устройств, расчётом релейной защиты электродвигателей напряжением 10 кВ, расчётом капитальных затрат на реконструкцию и расчетом заводской себестоимости 1квт.ч. потребляемой электроэнергии, расчетом искусственного заземления и молниезащиты ГПП.

Аннотация………………………………..………………………………………..........……....7
Введение……………………………..………………………………………..………...……....8
1 Исходные данные для проектирования……………..……………….……………......…...10
1.1 Характеристика источника питания…………………..………………………….....…...12
1.2 Характеристика режима работы проектируемого объекта………….……………..…...12
1.3 Характеристика высоковольтных потребителей……………………....…..……...…….16
2 Расчет электрических нагрузок проектируемого объекта…….……………..….………..22
2.1 Расчёт силовых электрических нагрузок………………………………………..….…....22
2.2 Расчёт осветительных нагрузок цехов……………………..…………....……………….23
2.3 Расчёт наружного освещения……………………....………………..……...…….………30
2.4 Расчёт охранного освещения..………....………….……………………….……….....…..33
2.5 Расчёт освещения открытых площадок……….........………………………………....….34
3 Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП с учётом с учётом компенсации реактивной мощности…...........……………………....................……….…....…...………….36
3.1 Выбор рекомендованного коэффициента загрузки….…..………………………..…….36
3.2 Подбор целесообразной мощности трансформаторов в соответствии с нагрузками цехов….......................……….……………………………………………………….......…….36
3.3 Определение числа трансформаторов……………………………...……………..……...38
3.4 Выбор местоположения ТП и распределение нагрузок по трансформаторным под станциям………………..……………………………………………………………………....38
3.5 Выбор низковольтных батарей статических конденсаторов…………...…..….……….40
4 Расчёт и построение картограммы электрических нагрузок……………….……….……46
5 Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП……………………………….….…49
5.1 Определение реактивной мощности, вырабатываемой синхронными двигателями………………………………………………………………………....…………49
5.2 Определение расчётной активной мощности предприятия……….……………………50
5.3 Определение реактивной мощности, получаемой от энергосистемы.……… ………51
5.4 Выбор числа и мощности трансформаторов на ГПП…………….……..……....………51
5.5 Расчёт потерь мощности и энергии в трансформаторах……….……….………………52
6. Выбор схемы внешнего электроснабжения предприятия и электрической схемы
заводской подстанции…………………………………………………………………………53
6.1 Расчёт и проверка сечений питающих ЛЭП……………………………………………..55
6.2 Определение потерь энергии с ЛЭП……………..…………………………………….. ..55
7 Технико-экономическое обоснование напряжения питающих ЛЭП с учётом стоимости ГПП………………………………………………………………..……………………….…...57
8 Составление баланса реактивной мощности для внутризаводской схемы электроснабжения. ……………………………………………………………………………………………...…...61
9 Расчёт сети внутризаводского электроснабжения……………….…………………… ….62
9.1 Уточнение варианта схемы электроснабжения с учётом высоковольтной нагрузки………………………………………………………………………….…………….62
9.2 Расчёт сечений кабельных линий на 0,4 кВ………..……………………………………64
9.3 Расчёт сети наружного освещения…………………………………………………….…66
10.1 Расчёт токов короткого замыкания в узловых точках схемы электроснабжения предприятия……………………………………………………………… …………...……..70
10.2 Компоновка ГПП, РП, ТП. Выбор и проверка оборудования и токопроводов на устойчивость к токам короткого замыкания………………………...……………………………………………………………79
11 Специальная глава дипломного проекта…………………………………………………89
11.1 Характеристика объекта и общая методика выбора и расчёта осветительных
сетей……………………………………………………...…………………………………….89
11.2 Расчёт осветительных нагрузок цеха…………………………………………………...89
11.3 Выбор светильников общего освещения……………………………………………….90
11.4 Расчёт освещения выполненного лампами ДРЛ………………………………………92
11.5 Расчёт освещения выполненного лампами ЛЛ………………………………………..94
11.6 Расчёт параметров аварийного освещения…………………………………………….95
12 Расчёт электроэнергетической составляющей себестоимости продукции промышленного предприятия……………………………………………………………………………..…….105
12.1 Стоимость электроэнергии, потреблённой промышленным предприятием за год………..…………………………………………………………………………………..…105
12.2 Годовая заработная плата рабочих и ИТР электрохозяйства предприятия.…....……106
12.3 Годовые отчисления на прочие ежегодные затраты…..………………………………111
12.4 Определение годовых амортизационных отчислений на реновацию ……………….112
12.5 Определение годовых отчислений в ремонтный фонд………………………………..113
12.6 Расчёт стоимости материалов, расходуемых при текущем ремонте и обслуживании электрохозяйства предприятия за год………………………………………………………..114
12.7 Определение прочих ежегодных затрат………………………………………………...114
12.8 Расчёт электроэнергетической составляющей себестоимости продукции промышленного предприятия……………………………………………………………………………………114
12.9 Расчёт удельной величины энергетической составляющей себестоимости
продукции……………………………………………………………………………………...115
12.10 Расчёт электроэнергетической составляющей себестоимости продукции промышленного предприятия ОАО «Аскольд» для эксплуатируемой системы электроснабжения……….115
13 Релейная защита синхронных и асинхронных электродвигателей напряжением свыше
1000 В………

Скачать в ZIP (2.41 Мб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 18 файлов

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ стр5-6.doc

— 64.00 Кб (Открыть, Скачать)

1- 10 Основной раздел с стр 7 (Восстановлен).docx

— 648.50 Кб (Открыть, Скачать)

1- 10 Основной раздел с стр 7.docx

— 648.34 Кб (Скачать)

iуд = 13,657 кА; Iпо = 5,362 кА.

Выбор всех аппаратов произведён по /14/.

Выбор разъединителей

РДЗ-110/1000 УХЛ1

Uном = 110 кВ ≥ Uуст = 110 кВ;

Iном = 1000 А ≥ Iрф = 67,024 А;

iдин = 80 кА ≥ iуд = 13,657 кА;

Iтер = 31,5 кА; tтер = 3 с;

Iтерм2*tтер = 31,52 * 3 = 2976,75 кА2 с ≥ Вк = 31,914 кА2 с.

Выбор других высоковольтных аппаратов производится аналогично и сводится в таблицу 10.2.

Таблица 10.2 Сводная таблица по выбору высоковольтных аппаратов

Условия	Расчётные данные		Каталожные данные
выбора	сети	разъеденитель РДЗ-110/1000	короткозамыкатель КЗ-110У	отделитель ОДЗ-110/600
По номинальному напряжению Uсном≤Uном	Uсном=110кВ	Uном=110кВ	Uном=110кВ	Uном=110кВ
По номинальному длительному току Iрасч≤I ном	Iрасч=67,024А	Iном=1000А	-	Iном=1000А
По электродинамической стойкости iу ≤ iдин	iуд=5,362кА	iдин=80кА	iдин=42кА	iдин=80кА
По термической стойкости Вк≤Iтр2*tт	Вк=31,914кА2 с	I2трtт=31,523= =2976,75 кА2 с	12,52*3= =468,75кА2 с	31,52*3= =2976,75кА2 с

Продолжение таблицы 10.2

Условия	Расчётные данные		Каталожные данные
выбора	сети	Ограничитель перенапряжения ОПН-110/73-10УХЛ1	Трансформатор тока в цепях силовых трансформаторов ТВТ 110-I-600/5У1	Трансформатор тока в ремонтной перемычке ТФЗМ 110Б-I-150/5У1
По номинальному напряжению Uсном ≤ Uном	Uсном=110кВ	Uном=110кВ	Uном=110кВ	Uном=110кВ
По номинальному длительному току Iрасч ≤I ном	Iрасч=67,024А	-	Iном=600А	Iном=150А
По электродинамической стойкости iу ≤ iдин	iуд=5,362кА	-	iдин=17кА	iдин=30кА
По термической стойкости Вк ≤ Iтр2*tт	Вк=31,914кА2 с	-	152*3= =675кА2 с	62*3=108кА2 с

10.2.5 Проверка оборудования на стороне 10 кВ

Компоновка ЗРУ 10 кВ ГПП

Ток на шинах РУ низкого напряжения, с учётом перегрузки трансформаторов на ГПП

Рабочий форсированный ток

Ток КЗ для шин 10 кВ ГПП

Iпо = 4,953 кА.

Ударный ток

iуд = 12,529 кА, tотк = 1,04 с , Та = 0,042 с.

Импульс квадратичного тока

- для вводных ячеек

- для остальных ячеек

Распределительное устройство низкого напряжения на ГПП выполнено в виде ЗРУ, укомплектованного шкафами КРУ серии К-59 с паспортными данными:

Номинальный ток главных цепей шкафов Iн = 1000 А;

Номинальный ток сборных шин Iн = 1000 А;

Ток термической стойкости/время протекания 20/3 кА/с;

Номинальный ток электродинамической стойкости 51 кА.

В ячейках устанавливаются вакуумные выключатели

Ячейка ввода: ВВЭ-М-10-20/1000У3

Uном = 10 кВ ≥ Uуст = 10 кВ;

Iном = 1000 А ≥ Iрф = 769,8 А;

iдин = 52 кА ≥ iуд = 12,529 кА;

I2терм*tтер = 202*3 = 1200 кА2 с ≥ Вк = 32,428 кА2 с.

Линейные и секционные ячейки: ВВЭ-М-10-20/630У3

Uном = 10 кВ ≥ Uуст = 10 кВ;

Iном = 630 А ≥ Iрф = 384,9 А;

iдин = 52 кА ≥ iуд = 12,529 кА;

I2терм*tтер = 202*3 = 1200 кА2 с ≥ Вк = 20,409 кА2 с.

Выбор и проверка шин ЗРУ 10 кВ ГПП

Выбираются плоские алюминиевые шины сечением 60 х 8 мм2, Iдоп=1000 А.

Проверка шин на электродинамическую стойкость

Момент сопротивления шин, стоящих на «ребре», расположенных в горизонтальной плоскости

где b – ширина шины, равная 0,8 см;

h – высота шины, равная 6 см.

Усилие между фазами при протекании ударного тока

где а – межфазное расстояние, равное 0,22 м., по /1/;

l – расстояние между изоляторами, принимается l = 1,3 м.

Максимально допустимое расстояние между изоляторами

где σдоп – допустимое напряжение в материале шин, σдоп = 82,3 МПа, по таблице 2.73/9/.

окончательно принимается lи = 1,3 м.

Расчётное напряжение в материале шин

Допустимое усилие между фазами

Проверка сечения шины на термическую стойкость

где С – тепловая функция, С = 91 А с2/мм2 по таблице 2.72/9/

выбранное сечение шин 60 х 8 мм2 удовлетворяет требованиям.

Выбор трансформаторов тока

В водных ячейках В линейных и секционных ячейках

ТЛК-10-У3; ТЛК-10-У3;

Iном = 800 А; Iном = 800 А;

iдин = 81 кА; iдин =81 кА;

Iтерм/tтерм=31,5/3 кА2/с ; Iтерм/tтерм=31,5/3кА2/ с;

Выбор трансформаторов напряжения

НАМИТ-10-УХЛ3,

Предохранитель

ПКН 001-10У3.

Ограничитель перенапряжения

ОПН-10/29У3.

Выбор трансформатора собственных нужд

Принимается ТМ-40/10У3,

Предохранитель ПКТ101-10-5-31,5У3,

Iн.пл.вст=5 А.

Компоновка РП 10 кВ

Выбор оборудования производится по наибольшим токам. Рабочий и форсированный ток выбираются по таблице 9.1 для РП

Iрм = 180,46 А; Iрф = 360,92 А.

Наибольший ток КЗ определён на РП1

Iпо = 4,874 кА; iуд = 11,775 кА.

Квадратичный импульс для вводных ячеек

Расчёт Вк на линейных и секционных ячейках не производится, т.к. оборудование выдерживает квадратичный импульс тока на вводе, на шинах он будет меньше.

РП укомплектованы шкафами КРУ серии К-59

Номинальный ток главных цепей шкафов Iн = 1000 А;

Номинальный ток сборных шин Iн = 1000 А;

Ток термической стойкости/время протекания 20/3 кА/с;

Номинальный ток электродинамической стойкости 51 кА.

В ячейках ввода, линейных и секционных устанавливаются вакуумные выключатели ВВЭ-М-10-20/630У3

Uном = 10 кВ ≥ Uуст = 10 кВ;

Iном = 630 А ≥ Iрф = 360,92 А;

iдин = 52 кА ≥ iуд =11,775 кА;

I2терм*tтерм=202*3=1200 кА2 с ≥ Вк = 22,307 кА2 с;

Устанавливаются шины сечением 60 х 8 мм2, Iдоп = 1000 А. Так как ток КЗ меньше чем на ГПП проверка не производится.

Выбор трансформаторов тока

В водных ячейках В линейных и секционных ячейках

ТЛК-10У3; ТЛК-10У3;

Iном=300 А; Iном = 800 А;

iдин=81 кА; iдин=81 кА;

Iтерм/tтерм=31,5/3 кА2 с; Iтерм/tтерм=16/3 кА2 с;

Выбор трансформаторов напряжения

НАМИТ-10-УХЛ3,

Предохранитель

ПКН 001-10-У3,

Ограничитель перенапряжения

ОПН-10/29У3.

Компоновка КТП 10/0,4 кВ

Для подстанции с Sн.тр = 250 кВА выбираются КТПГ 250/10/0,4 с трансформатором ТМЗ – 250/10. Шкаф ввода ВН типа ШВВ-3 с выключателем нагрузки ВНРп – 10/400 – 10зпЗУ3.

по таблице 5.4/14/выбираются предохранители ПКТ101-10-20-12.5У3 с

параметрами Iном=20 А, Iоткл=12,5 кА.

Для подстанции с Sн.тр = 400 кВА выбираются КТПГ 400/10/0,4 с трансформатором ТМЗ – 400/10. Шкаф ввода ВН типа ШВВ-3 с выключателем нагрузки ВНРп – 10/400 – 10зпЗУ3.

по таблице 5.4/14/выбираются предохранители ПКТ101-10-31,5-12.5У3 с параметрами Iном=31,5 А, Iоткл=12,5 кА.

Для подстанции с Sн.тр = 630 кВА выбираются КТПГ 630/10/0,4 с трансформатором ТМЗ – 400/10. Шкаф ввода ВН типа ШВВ-3 с выключателем нагрузки ВНРп – 10/400 – 10зпЗУ3.

по таблице 5.4/14/выбираются предохранители ПКТ101-10-50-12.5У3 с параметрами Iном=50 А, Iоткл=12,5 кА.

Выбор линейных автоматов на стороне 0,4 кВ

Выбор производится по рабочему току КЛ отходящей от ТП, который выбирается из таблицы 9.2. Все автоматы выбираются по таблице 2.5/17/. Результаты расчёта представлены в таблице 10.3

Таблица 10.3 Выбор линейных автоматов на ТП

Потребитель	Iр, А	Число и тип автоматов	Iном, А	Iном.расц, А
1 РУ-0,4	211,34	4хА3726ФУ3	250	250
2 РУ-0,4	43,35	2хАЕ2053	100	63
3 РУ-0,4	145,64	4хА3726ФУ3	250	250
4 РУ-0,4	210,57	2хА3726ФУ3	250	250
5 РУ-0,4	38,91	2хАЕ2053	100	50
6 РУ-0,4	72,25	2хАЕ2053	100	100
7 РУ-0,4	174,24	4хА3726ФУ3	250	250
8 РУ-0,4	133,39	4хА3716	160	160
9 РУ-0,4	126,62	4хА3716	160	160
10 РУ-0,4	66,7	2хАЕ2053	100	100
11 РУ-0,4	233,44	4хА3726ФУ3	250	250
12 РУ-0,4	110,79	2хА3716	160	160
13 РУ-0,4	20,4	АЕ2053	100	31,5
14 РУ-0,4	99,09	2хА3716	160	100
15 РУ-0,4	229,27	4хА3726ФУ3	250	250
16 РУ-0,4	54,19	2хАЕ2053	100	63
17 РУ-0,4	56,9	2хАЕ2053	100	63

Продолжение таблицы 10.3

18 РУ-0,4	100,04	2хА3716	160	160
19 РУ-0,4	77,35	4хАЕ2053	100	100
20 РУ-0,4	220,1	4хА3726ФУ3	250	250
21 РУ-0,4	90,32	2хАЕ2053	100	100
22 РУ-0,4	20,4	АЕ2053	100	25

Выбор секционных автоматов на стороне 0,4 кВ

Выбор производится по максимальному рабочему току, проходящему через автомат

Максимальный рабочий ток, проходящий через секционный автомат двухтрансформаторного ТП в случае отказа одного трансформатора на 250 кВА

На ТП с трансформаторами мощностью 400 кВА

На ТП с трансформаторами мощностью 630 кВА

На этих ТП в случае выхода из строя одного из трансформаторов мощности, оставшегося в работе будет недостаточно, и возникнет необходимость отключения потребителей III категории. На трёхтрансформаторной ТП1 в случае выхода из строя одного из трансформаторов, через автомат пойдёт треть мощности нагрузки ТП

Результаты расчёта сводятся в таблицу 10.4

Таблица 10.4 Выбор секционных автоматов

№ТП	Число и мощность трансформаторов	Iавт, А	Тип автоматов	Iном, А	Iном.расц, А
1	3х400	468,44	А3794	630	500
2	3х250	280,65	А3794	630	300
3-I	3х250	276,60	А3794	630	300
3-II	3х250	276,60	А3794	630	300