Выбор схемы распределения электроэнергии; компенсирующего устройства для повышения мощности сети; силового трансформатора; питающей линии, высоковольтного оборудования подстанции. Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания и релейной защиты.
Аннотация к работе
Первоначально электроэнергию вырабатывали с помощью электрохимических источников (батарей), затем получили распространение генераторы, приводимые в движение поршневыми паровыми либо гидравлическими двигателями. Электростанции строились для снабжения энергией конкретных объектов (промышленных предприятий, элеваторов, элементы городского хозяйства) и работали изолированно друг от друга. Электроэнергия передавалась на незначительные расстояния: электростанции соединялись с потребителем линиями длиной не более 1-2 км. План предусматривал: Программу А - использование и восстановление существующих электростанций; Программу В - строительство новых электростанций; Программу С - развитие экономики на основе электрификации на перспективу 10-15 лет. Если раньше станции, как правило, располагались рядом с потребителями, то в соответствии с планом ГОЭЛРО их стали строить у крупнейших местных источников энергии (месторождений топлива, лучших створов рек).Определяем среднюю активную нагрузку за наиболее нагруженную смену для электроприемников секции шин Рсм , КВТ, по формуле Определяем среднюю реактивную нагрузку за наиболее нагруженную смену для электроприемников секции шин Q см , квар, по формуле Определяем среднюю активную нагрузку за наиболее нагруженную смену для секции шин 0,4 КВ Рсм , КВТ, по формуле (6) Определяем коэффициент мощности подстанции cos ?пс для решения вопроса о необходимости установки компенсирующего устройства по формуле cos ?пс = , (11) где Рсм10 - средняя активная нагрузка за наиболее нагруженную смену секции шин 10 КВ, КВТ; Определяем действительный коэффициент мощности подстанции с учетом выбранных компенсирующих устройств cos ?пс" по формуле cos ?пс" = (14) где Qky - суммарная номинальная мощность выбранного компенсирующего устройства, квар, Qky = 1125 900 = 2025 квар cos ?пс"= = 0,93В курсовом проекте на тему «Электроснабжение коксохимического производства» дана характеристика потребителей коксохимического производства по надежности электроснабжения. Расчет максимальных нагрузок питающей подстанции позволяет выбрать компенсирующее устройство для повышения коэффициента мощности сети и силовые трансформаторы.
Введение
Электроэнергетика как отрасль промышленности зародилась в России в конце XIX в. Первоначально электроэнергию вырабатывали с помощью электрохимических источников (батарей), затем получили распространение генераторы, приводимые в движение поршневыми паровыми либо гидравлическими двигателями. На электростанциях небольшой мощности использовались двигатели внутреннего сгорания. Наиболее распространенными видами топлива в то время были мазут и каменный уголь. Электростанции строились для снабжения энергией конкретных объектов (промышленных предприятий, элеваторов, элементы городского хозяйства) и работали изолированно друг от друга. Электроэнергия передавалась на незначительные расстояния: электростанции соединялись с потребителем линиями длиной не более 1-2 км. При этом использовались невысокие значения напряжения. Случаи использования напряжения выше 10 КВ в России носили единичный характер (к 1913 г. протяженность подобных высоковольтных линий составляла 109 км).
Единые стандарты отсутствовали: применялись постоянный, однофазный переменный, трехфазный переменный ток; частоты и напряжения в сетях различались. Начиная с 1890-х гг. получили распространение центральные электростанции, обеспечивавшие освещение и транспорт в крупных городах. Крупнейшей из электростанций России до первой мировой войны стала московская тепловая электростанция (ТЭС мощностью 58 МВТ).
К последнему предвоенному 1913 году суммарная установленная мощность электростанций России составила 1,1 тыс. КВТ, выработка электроэнергии - около 2 млрд. КВТ.час, что соответствует показателям одного энергоблока современной крупной электростанции.
В ходе Первой мировой и Гражданской войны электроэнергетическое хозяйство было в значительной мере разрушено. Принципиально новым этапом развития отрасли стал послевоенный план ГОЭЛРО - государственный план электрификации России. В его утвержденном в 1921 году виде план ГОЭЛРО выходил за рамки электроэнергетики и представлял собой комплексный стратегический план развития экономики страны на базе ее электрификации. План предусматривал: Программу А - использование и восстановление существующих электростанций; Программу В - строительство новых электростанций; Программу С - развитие экономики на основе электрификации на перспективу 10-15 лет.
Основными принципами плана ГОЭЛРО являлись: концентрация производства электроэнергии на крупных станциях с централизацией энергоснабжения потребителей; согласование строительства мощностей с развитием экономики данного региона; развитие электрических сетей; создание крупных энергосистем. Если раньше станции, как правило, располагались рядом с потребителями, то в соответствии с планом ГОЭЛРО их стали строить у крупнейших местных источников энергии (месторождений топлива, лучших створов рек). Каждая станция создавалась для энергоснабжения потребителей на определенных территориях. Поэтому станции получили название электроцентралей или государственных районных электростанций (ГРЭС).
Следующий период развития электроэнергетики - со времени выполнения плана ГОЭЛРО (начало 1930-х гг.) до начала Великой Отечественной войны (22 июня 1941 г.). На этом этапе темпы развития отрасли ускорились, электроэнергетика росла опережающими темпами по сравнению с другими отраслями Советской экономики. В 1931 г. объем ввода новых мощностей впервые превысил 1 млн. КВТ в год. К середине 1930-х гг. производство электроэнергии увеличилось на порядок по сравнению с довоенным уровнем 1913 года. Вместо тридцати районных электростанций, предусмотренных планом ГОЭЛРО, к середине 1930-х гг. было введено сорок.
К середине 1930-х гг. страна в основном отказалась от импорта энергетического оборудования. Развитие отечественного энергомашиностроения позволило распространить практику наращивания мощности действующих станций. В 1930-х гг. мощность целого ряда ГРЭС была существенно увеличена по сравнению с уровнем, заложенным в плане ГОЭЛРО.
В годы Великой Отечественной войны значительная часть энергетического потенциала была разрушена: установленная мощность электростанций сократились более чем на 40 %; было выведено из строя 10 тыс. км линий высокого напряжения свыше 10 КВ. Однако уже в военное время началось восстановление отрасли. К 1945 г. протяженность сетей превысила довоенный уровень, а суммарная мощность генерации СССР достигла довоенного уровня и превысила его в 1946 г.
В послевоенные годы электроэнергетика в количественном и качественном отношениях быстро развивалась. В 1947 г. СССР вышел на второе место в мире после США по производству электроэнергии. К 1950 г. установленная мощность электростанций достигла 19,6 ГВТ против 11,2 ГВТ в 1940 г.
В послевоенные годы активно внедрялись системы удаленного и автоматического управления процессами производства и передачи электроэнергии: противоаварийные устройства, устройства телемеханики управления подстанциями и ГЭС, новые средства связи для оперативно-диспетчерского управления и т.д. Автоматизируются технологические процессы ТЭС.
Важный этап развития энергетики - ввод в эксплуатацию Волжских ГЭС и дальних электропередач 400-500 КВ. В 1956 г. введена в эксплуатацию первая электропередача 400 КВ Куйбышев - Москва. Ввод в работу этой электропередачи позволил присоединить на параллельную работу с энергосистемами Центра Куйбышевскую энергосистему района Средней Волги. Этим было положено начало объединению энергосистем различных районов и созданию ЕЭС европейской части СССР. В 1957 г. создано ОДУ ЕЭС европейской части СССР.
Во второй половине 50-х гг. завершился процесс объединения энергосистем Закавказья и продолжилось объединение энергосистем Северо-Запада, Средней Волги и Северного Кавказа. В конце 50-х - начале 60-х гг. созданы ОДУ Северо-Запада, Средней Волги, Северного Кавказа, Сибири и Средней Азии.
Формирование ЕЭС страны потребовало создания высшей ступени иерархии диспетчерского управления. В 1969 г. создано Центральное диспетчерское управление - ЦДУ ЕЭС СССР.
В 1970 г. начался новый этап развития энергетики страны - формирование ЕЭС СССР.
С пуском в 1954 г. первой в мире атомной электростанции в г. Обнинске открылась эра атомной энергетики, в последующие десятилетия заметно изменившей структуру энергобаланса и саму энергосистему страны.
Атомная энергетика стала приобретать промышленные масштабы. В 1964г. были введены в эксплуатацию два энергоблока с водо-водяными реакторами (ВВЭР) на Белоярской и Нововоронежской АЭС. Во второй половине 1960-х гг. введены следующие энергоблоки на этих АЭС. Максимальная мощность энергоблоков, введенных на АЭС в эти годы, составила 365 МВТ, а суммарная мощность атомных электростанций к концу десятилетия превысила 1 ГВТ.
Атомная энергетика занимает важное место в энергетике России. Относительная однородность оборудования создает хорошие условия для его совершенствования, модернизации оборудования и эксплуатации.
Кроме своего прямого назначения - производства электроэнергии - гидроэнергетика решает дополнительно важнейшие для общества и государства задачи. Прямая выгода от них заключается в создании систем питьевого и промышленного водоснабжения; развитии судоходства; создании ирригационных систем в интересах сельского хозяйства; рыборазведении; регулировании стока рек, позволяющем осуществлять борьбу с паводками и наводнениями, обеспечивая безопасность населения.
Гидроэнергетика - ключевой элемент обеспечения системной надежности ЕЭС страны, так как располагает более чем 90 % резерва регулировочной мощности. Из всех существующих типов электростанций именно ГЭС наиболее маневренны и способны при необходимости существенно увеличить объемы выработки энергии в считанные минуты, покрывая пиковые нагрузки. Для тепловых станций этот показатель измеряется часами, а для атомных - сутками.
Важнейший элемент повышения надежности работы энергетических систем - развитие гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Графики потребления электроэнергии современных энергообъединений отличаются высокой степенью неравномерности, что создает трудности как с покрытием пиков, так и в еще большей степени с прохождением ночных провалов суточных графиков электрической нагрузки. Особенно актуальна эта проблема для энергосистем европейской части России, где преобладают низкоманевренные блоки ТЭС, ТЭЦ и АЭС. В этой ситуации ГАЭС обладают максимальными маневренными преимуществами. В отличие от других типов маневренных электростанций, способных покрывать только пиковые нагрузки, ГАЭС могут работать и в насосном режиме в период провала графика электрической нагрузки, обеспечивая более благоприятный базисный режим для ТЭС и АЭС.
Целью курсового проекта является решение вопроса по проектированию электрооборудования подстанции коксохимического производства.
Проект выполнен в соответствии с заданием.
1. Общая часть
Вывод
В курсовом проекте на тему «Электроснабжение коксохимического производства» дана характеристика потребителей коксохимического производства по надежности электроснабжения. Для питания потребителей принята радиальная схема питания с секционированием шин.
Расчет максимальных нагрузок питающей подстанции позволяет выбрать компенсирующее устройство для повышения коэффициента мощности сети и силовые трансформаторы.
Для связи источника питания с подстанцией выбрана воздушная линия электропередачи.
В результате расчета токов короткого замыкания выбрано высоковольтное оборудование подстанции: шины, выключатели на напряжение 110 и 10 КВ, опорные изоляторы, трансформаторы тока и напряжения.
Произведен расчет релейной защиты силового трансформатора.
В проекте рассмотрены вопросы конструктивного выполнения подстанций, а также вопросы техники безопасности при работе в действующих электроустановках.
Список литературы
1 Князевский, Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]: учеб. пособие для вузов. М.: “Высшая школа”, 1986.
2 Липкин, Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок [Текст]: учеб. пособие для вузов. М.: «Высшая школа», 1981.
3 Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок, 2002
4 Правила устройства электроустановок [Текст]/ Минэнерго. - М.: «Энергоиздат», 1985. - 648 с.
5 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. В 2-х кн./Под общ. ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского [Текст]: Кн. 2. Технические сведения об оборудовании. М.: «Энергия», 1974. - 528 с.
6 Неклепаев, Б.Н., Крючков, И.П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [Текст]: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд. перераб. и доп. - М: «Энергоатомиздат», 1989. - 608 с.