Материал: Выбор типа трансформаторной подстанции и распределительного устройства

Выбор типа трансформаторной подстанции и распределительного устройства

Содержание

1. Введение

. Общая часть дипломного проекта

.1 Характеристика объекта проектирования

.2 Анализ электрических нагрузок

.3 Картограмма электрических нагрузок

. Технологическая часть

.1 Расчет электрических нагрузок

.2 Выбор числа и мощности компенсирующих устройств

.3 Выбор схемы электроснабжения

.4 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанцию

3.5 Выбор типа трансформаторной подстанции и распределительного устройства

3.6 Выбор рациональной величины и расчет экономического сечения питающей линии.

.7 Расчет токов короткого замыкания

.8 Выбор электрооборудования на подстанцию

.9 Выбор и расчет релейной защиты и автоматики СЭС

.10 Расчет заземляющих устройств

. Экономическая часть

. Мероприятия по технике безопасности

. Индивидуальное задание

. Заключение

Библиографический список

1. Введение

Самым мощным источником покрытия пиковых нагрузок в Единой энергосистеме России и Сибири является Саяно-Шушенская ГЭС. Основными потребителями электроэнергии СШ ГЭС являются: Саяногорский алюминиевый завод, Хакасский алюминиевый завод, Красноярский алюминиевый завод, Новокузнецкий алюминиевый завод, Кузнецкий ферросплавный завод. В полноводные годы в связи с ограниченной пропускной способностью ЛЭП ГЭС вынуждена была сбрасывать часть воды вхолостую, что приводило к недовыработке 1,6 - 2 млрд. кВт·ч.

Саяно-Шушенская ГЭС расположена в посёлке Черемушки (возле города Саяногорск) в Республике Хакасия и является самой мощной гидростанцией в России и одной из самых мощных в мире. Установленная мощность Саяно-Шушенской ГЭС - 6400 МВт, среднегодовая выработка 24 млрд кВт·ч. В здании ГЭС размещено 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью 640 МВт каждый.

Существенную роль в развитии промышленности сыграла электроэнергия в двадцать первом веке.

Электроэнергия является стержнем строительства экономики общества. Она играет важную роль в развитии всех отраслей демократического хозяйства, в осуществлении современного технического процесса всех отраслей производства.

Все более интенсивнее заменяется ручной труд на механизированный с применением электроэнергии. При этом электрооборудование и автоматизация производственных процессов позволяет высвободить большое число работников, занятых в производстве, при одновременном повышении качества продукции, экономичности, надёжности и бесперебойности работы агрегатов и установок. Благодаря электромеханизации и автоматизации производственных процессов электровооружённость труда в промышленности на одно

го работника достигла 1,5…2,3 тыс. кВтч. в год и даже выше.

Чтобы обеспечить эффективное использование электрооборудования и рационального применения электрической энергии, необходимо уметь пользоваться методами технических расчетов в планировании, управлении и анализе хозяйственной деятельности предприятия в целом и его отдельных звеньев.

В условиях интенсивного развития энергетической базы предприятий промышленного производства наибольшее значение приобретают надежность электроснабжения и безаварийность работы электроустановок. Поэтому требуется квалифицированное техническое обслуживание и ремонт оборудования. Большое значение имеет автоматизация производственных процессов, которая становится одним из факторов роста производительности труда, увеличение количества продукции, повышения ее качества, снижение себестоимости и улучшение условий труда.

Решение о модернизации систем электроснабжения аппаратного цеха принять, не только из-за физического и морального старения оборудования, но и из-за изменения электрических параметров внешней сети системы электроснабжения.

. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Характеристика объекта проектирования

Аппартаный цех вырабатывает пряжу для суконных тканей и для трикотажных фабрик, сырьём служит шерсть помесная 0.4 или качества до 55 мм длины. В смеси с шерстью используются угары аппаратно-гребенного прядения, ткацкого и отделочного производства. Каждый вид угаров перед вложением в смесь проходит дополнительную обработку, все компоненты смеси проходят через обрабатывающие машины, где сырьё смешивается. Полученная смесь вылёживается в лабазах, а потом поступает в чесальные аппараты . Здесь смесь прочёсывается и на прочес формируется ровница. Эта ровница переходит на прядильные машины. Полученная пряжа используется для производства суконных тканей

Цех относиться к основному производству, т.к. при отсутствии этого цеха или временного её отключения нарушиться технологический процесс. Цех относиться ко 2 категории надёжности ,т.к. перерыв в электроснабжении возможен на небольшое время , которое необходимо для ремонта или замены повреждённого технологического оборудования.

2.2 Анализ электрических нагрузок

Промышленность характеризуется сложностью и энергоемкостью производственного процесса, ростом единичных мощностей оборудования. Электрические нагрузки промышленных предприятий, а следовательно и потребителей электроэнергии зависят от вида и количества выпускаемой продукции, от уровня механизации и автоматизации технологического процесса, от санитарных требований данного производства от пользователей по обеспечению надлежащих условий работы и охраны труда рабочих и служащих.

Величина установленных мощностей электропотребителей некоторых промышленных предприятий достигает 1МВт и более.

Современная тенденция производств и создания крупных промышленных комплексов приводит к тому, что увеличивается количество промышленного оборудования. Совершенствуются схемы, добавляется большое количество различных установок.

Потребителями электроэнергии следует считать электропотребители или группу электроприемников объединенных общим технологическим процессом.

Сушильный цех выпускает чистую, высушенную шерсть, работает в одну смену, относится к потребителям второй категории надежности.

Все силовые потребители питаются от сети 0,38/0,22 кВ трехфазного тока с частотой 50 Гц. Электроосвещение питается от однофазной сети напряжением 220 В.

Таблица 1

2.3 Картограмма электронагрузок

Для определения места расположения ГПП или цеховой КТП при проектировании системы электроснабжения. На план промышленного предприятия наносится картограмма эл. нагрузок. Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещённые по плану окружности, площади которые в выбранном масштабе соответствуют расчётным нагрузкам цехов или групп ЭП. Для каждого цеха или группы ЭП наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха или групп ЭП.

Для определения центра нагрузок цеха или группы ЭП используют несколько вариантов. Для приближенного определения центра нагрузок считают нагрузку равномерно распределённой по площади цеха или в каждой группе ЭП. В этом случае центр нагрузок цеха совпадает с центром тяжести фигуры, которая отображает размещённые в ней ЭП. Для точного определения центра нагрузок считают их сосредоточенные в каких-то точках цеха или фигуры, отображающей размещённые в ней ЭП, но в этом случае центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры, и нахождении его сведётся к определению точки применения равнодействующих параллельных сил. Поэтому для построения картограммы эл. нагрузок и определения центра эл. нагрузок будем считать нагрузку цеха равномерно распределённой по площади красильно-гладильного цеха.

ГПП или цеховую КТП следует размещать как можно ближе к центру электрических нагрузок, так это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электроэнергии, значительно сократить протяженность как сетей высокого напряжения, так и цеховые эл. сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала снизить потери электроэнергии:

.        Для построения картограммы электрических нагрузок необходимо определить радиусы окружностей каждого цеха или каждой группы ЭП, для этого считают, что площадь окружности в выбранном масштабе соответствует активной мощности цеха или группы ЭП.

. S_окруж≈Pi [кВт]

где m - масштаб, с помощью которого координируют площадь окружности, то есть mП r² =>ri = [мм, см].

.        Для построения центра эл. нагрузок (ЦЭН) необходимо определить координаты точки ЦЭН (x_о;y_о).

[мм, см].

[мм, см].

3.      Строим точку ЦЭН на плане объекта проектирования в координатной плоскости.

Решение:

1.      m = 0,2

r_{1 =}  мм.

r_{2 =}  мм.

r_{3 =} м.

r_{4 =} м.

2.      X₀= м

Y₀=  м

ЦЭН (29:15)

3. Технологическая часть

.1 Расчёт электрических нагрузок

Создание каждого промышленного объекта начинается с его проектирования. Расчётное знание электрических нагрузок представляют собой не простое суммирование установленных мощностей ЭП предприятия, и являются определением ожидаемых значений электрических нагрузок. Расчёт электрических нагрузок является основой полагающего этапа при проектировании СЭС. Расчётная максимальная мощность, потребляемая электроприемниками предприятия всегда меньше суммы номинальной мощности этих ЭП. Правильное определение расчётных значений электрических нагрузок и обеспечение необходимой степени бесперебойности их питания имеют большое народнохозяйственное значение. От этого расчёта зависит исходные данные для выбора всех элементов СЭС промышленного предприятия, а так же денежные затраты на установку, монтаж на установку и эксплуатацию выбранного электрооборудования. Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительству, перерасход проводникового материала сетей и не к оправданному увеличению мощности трансформатора. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электрической сети. К лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей, трансформаторов, а следовательно их сокращение сроку их службы.

Существующие ныне методы определения расчётных нагрузок проектируемых предприятий основаны, но обработке экспериментальных и практических данных об электрических нагрузках действующих промышленных предприятий различных отраслей промышленности. В настоящее время основным методом расчёта электрических нагрузок промышленных предприятий является метод упорядоченных диаграмм рекомендованный «Руководящий указаний по определению электричества на промышленных предприятий»

Расчёт электрических нагрузок выполняется согласно алгоритму:

.        Определяем номинальную установленную мощность группы ЭП, в зависимости от режима их работы. Pн =Pп [кВт] - для ЭП длительного режима работы.

112

.        Определяем среднесменную активную и реактивную электрическую нагрузку для каждой группы ЭП.

Pсмi = Kui * Pнi [кВт]

 78,4 *0,75 =58,8

3.      Для определения максимальных значений электронагрузок, необходимо знать коэффициент максимума, который в свою очередь зависит от среднего коэффициента использования и эффективного числа ЭП.

Км = ƒ(Ки ср; nэ) , где Ки ср =

Ки ср =  = 0,7

n_э- эффективное число ЭП которая зависит от коэффициента силовой сборки.

n_Э= ƒ(m), где m_Э= ;

Если:

m_э ≤ 2, то n_э= n_д[шт]

m_э>2, то n_э=[шт]