Определение нагрузок по средней мощности и коэффициенту максимума для сушильно-абсорбционного отделения. Выбор электрооборудования подстанции. Расчет электрических сетей напряжением до 1000 в. Выбор и расчет релейной защиты и заземляющего устройства.
Аннотация к работе
В настоящие время вводят в эксплуатацию тепловые и атомные электростанции мощностью до 6000 МВТ с блоками по 500…800 МВТ. Проанализировав технологический процесс, установил, что он реализуется в следующих структурных подразделений: Установка Улавливания Хвостовых Газов, Сушильно-Абсорбционное Отделение, Станция разбавления, Отделение Жидкой Серы, Машинный зал, Склад кислоты, Водооборотная Станция - 2, Воздуходувное Отделение, Контактно-Компрессионное Отделение, в атмосфере присутствуют пары SO2; H2SO4; SO3; среда токсичная, корозионноактивная После холодильников (поз.1005) охлажденная до 45-600С кислота направляется на оросительную систему сушильной башни (поз. Из сборника сера подается в расходный сборник серы (поз. Электрические нагрузки определяются для последующего выбора и проверки токоведущих элементов и трансформаторов по нагреву и экономическим соображениям.Рис.7.1 Предварительный план расположения заземляющего устройства где: 1 - вертикальные стержни; Сопротивление одного стержня определяется по формуле: Определяем необходимое число заземлителей: где: ?В - коэффициент использования вертикальных заземлителей; Определяем сопротивление горизонтальных заземлителей (полос): где: l - длина полосы, м;Система ППТОР позволяет поддерживать нормальные технические параметры электроустановок, предотвращать (частично) случаи отказов, снижать расходы на ремонт, улучшать технические характеристики при плановых ремонтах в результате той или иной модернизации. Различают три формы эксплуатации электроустановок: · Централизованную, предусматривающую выполнение всех видов работ ППТОР при годовой плановой трудоемкости до 300 тыс. чел-часов эксплуатационно-ремонтным персоналом службы главного энергетика предприятия. Руководство всем энергетическим хозяйством предприятия осуществляет отдел главного энергетика, который организует бесперебойное и рациональное снабжение производства всеми видами энергии, а также эксплуатацию электротехнического. теплосилового, сантехнического оборудования и сетей. Для надежного, безопасного и рационального обслуживания электроустановок и содержание их в исправном состоянии, обслуживающий персонал должен ясно представлять технологические особенности своего предприятия, строго соблюдать трудовую и технологическую дисциплину, знать и выполнять действующие правила техники безопасности, инструкции и др. ответственность за выполнение ПТЭ на каждом предприятии устанавливается должностными положениями, утвержденными руководством данного предприятия. Классификация по натурально-вещественному признаку основных фондов: 1. здания (В серно-кислотном производстве к зданиям относятся здание сушильно-абсорбционного отделения, воздуходувного Отделения, водооборотной станции-2, градирни, центрального поста управления, вагоноразмораживатель, станции разбавления, склада кислоты, установки улавливания хвостовых газов и административно бытового корпуса.).Как экономическая категория себестоимость продукции выполняет ряд важнейших функций: · учет и контроль всех затрат на выпуск и реализацию продукции; Полная себестоимость отражает все затраты на производство и реализацию продукции, слагается из производственной себестоимости и внепроизводственных расходов Отчисления на социальные нужды осуществляются по определенным нормативам от фонда оплаты труда: в Пенсионный фонд - 28%; в Фонд социального страхования - 5.4%; в Фонд занятости - 1.5%; в Фонд обязательного медицинского страхования - 3.6%. величины этих нормативов устанавливается в законодательном порядке и, естественно, может пересматриваться. Классификация затрат по экономическим элементам служит для определения заданий по снижению себестоимости продукции, расчета потребностей в оборотных средствах, расчета сметы затрат, а также для экономического обоснования инвестиций. Основным положением по планированию, учету и калькулировании себестоимости продукции на промышленных предприятиях установлена типовая группировка затрат по статьям калькуляции, которую можно представить в следующем виде: 1. сырье и материалы.Мною выполнены расчеты и выбраны наиболее оптимальные параметры для надежной и бесперебойной работы подразделения. Выбранная защитная аппаратура соответствует расчетным параметрам работы силовых электрических цепей с учетом более эффективного выполнения ремонтных и пусконаладочных работ.
План
Предварительный план расположения заземляющего устройства представлен на рис. 7.1.План расположения заземляющего устройства представлен на рис. 7.2.Содержание аппарата управления цеха-всего 63 094,63
Введение
Электрификация играет важнейшую роль в развитие всех отраслей промышленности, являются стержнем строительства экономики страны. Отсюда следует необходимость опережающих темпов роста производства электроэнергии.
Принципом развития энергосистемы России является: · производство электроэнергии на крупных электростанциях, · объединение их в Единую энергосистему общей высоковольтной сетью 500… 1150 КВ.
До 1960 г. Самые крупные генераторы тепловых электростанций (ТЭЦ) имели мощность 100 МВТ. На одной электростанции устанавливали 6…8 генераторов. Поэтому мощность крупных ТЭЦ составляла 600…800 МВТ. После освоения блоков 150…200 МВТ мощность крупнейших электростанций повысилась до 1200МВТ. Переход на блоки 300 МВТ позволил увеличить мощность некоторых ТЭЦ до 2400 МВТ.
В настоящие время вводят в эксплуатацию тепловые и атомные электростанции мощностью до 6000 МВТ с блоками по 500…800 МВТ. Эффективность объединения энергосистем обусловлена экономией суммарной установленной мощности генераторов за счет: · уменьшения необходимой мощности аварийного и ремонтного резерва в энергообъединении по сравнению с разрозненными системами;
· укрупнения электростанций и улучшения режимов их работы благодаря взаимопомощи объединенных общей сетью энергосистем при отклонениях от плановых балансов выработки и потребления электроэнергии.
Получаемый от объединения энергосистем эффект превышает все затраты на строительство и эксплуатацию межсистемных линий электропередачи.
В настоящие время электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн. КВТ.
В современных условиях главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий, являются: · правильное определение электрических нагрузок, · рациональная передача и распределение электроэнергии, · обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, · качества электроэнергии на зажимах электроприемников, · электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, · экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.
· Защита основного оборудования от аварий
Эти задачи решены в данном дипломном проекте.
1. Особенности технологического процесса
Предприятие ООО «Балаковские Минеральные Удобрения » относится к предприятиям химической промышленности. На нем выпускается следующая продукция: · Серная кислота
· Олеум серной кислоты
· Бисульфит
· Фосфорная кислота
· Жидкие Комплексные Удобрения
· Кремне Фтористый Натрий
· Кормовой Моно Кальций Фосфата
· Аммофоса
В цех СКП (Серно Кислотного Производства) состоит из: · САО - Сушильно-Абсорбционное Отделение
· Вагоноразмораживатель
· УУХГ - Установка Улавливания Хвостовых Газов
· ВОС-2 - Водооборотная Станция - 2
· ВДО - Воздуходувное Отделение
· ККО - Контактно-Компрессионное Отделение
· АБК - Административно Бытовой Корпус
· ЦПУ - Центральный Пост Управления
· КПО - Котло-Печное Отделение
· ОЖС - Отделение Жидкой Серы
· Градирни водооборота
· Станция разбавления
· Склад кислоты
Проанализировав технологический процесс, установил, что он реализуется в следующих структурных подразделений: Установка Улавливания Хвостовых Газов, Сушильно-Абсорбционное Отделение, Станция разбавления, Отделение Жидкой Серы, Машинный зал, Склад кислоты, Водооборотная Станция - 2, Воздуходувное Отделение, Контактно- Компрессионное Отделение, в атмосфере присутствуют пары SO2; H2SO4; SO3; среда токсичная, корозионноактивная
Вагоноразмораживатель - повышенное содержание вредных газов, пожароопасное.
Административно Бытовой Корпус, Центральный Пост Управления - помещения с нормальной средой.
Основным продуктом производства СКП является серная кислота.
Серная кислота - маслянистая жидкость от прозрачного до светло коричневого цвета. Серная кислота при взаимодействии на вещества животного и растительного происхождения, обугливает их.
Олеум - раствор серного ангидрида в серной кислоте (H2SO4 SO3), маслянистая, дымящаяся на воздухе жидкость.
Технологический процесс.
Процесс получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией состоит из следующих основных стадий.
· Осушка атмосферного воздуха концентрированной серной кислоты.
· Сжигание жидкой серы в атмосфере сухого воздуха и утилизации тепла с получением технологического пара.
· Окислением серного ангидрида до серного на ванадиевом катализаторе.
· Абсорбция серного ангидрида.
· Отделение по производство аккумуляторной серной кислоты.
· Водооборотное снабжение.
· Отделение по приему, хранению и заливу серной кислоты и олеума.
· Отделение Вагонноразмораживатель.
Сушильный цикл предназначен для осушки атмосферного воздуха от содержащихся в нем водяных паров.
Пары воды не оказывают вредного влияния на работу катализатора, но при прохождении технологического газа в теплообменниках контактно- компрессионного отделения они взаимодействуют с серным ангидридом, образуя пары серной кислоты, которые конденсируются на поверхности труб теплообменной аппаратуры и разрушают их. Кроме того, при наличии в газе паров воды, которые плохо улавливаются в Сушильно-абсорбционном отделении.
Из сборника сушильной башни (поз.873), кислота погружными насосами (поз. 855) подается в кожухотрубный холодильник (поз.1005) где охлаждается оборотной водой. После холодильников (поз.1005) охлажденная до 45-600С кислота направляется на оросительную систему сушильной башни (поз. 840). Избыточная часть кислоты объединенного цикла направляется в сборник смесительной установки (поз. 873).
Сжигание жидкой серы в атмосфере сухого воздуха и утилизации тепла с получением технологического пара.
Профильтрованная чистая сера поступает в сборник (поз. 500) со склада жидкой серы СК-3 далее направляется в сборник (поз.503). Из сборника сера подается в расходный сборник серы (поз. 502). Из расходного сборника (поз. 502) жидкая сера двумя погружными насосами (поз. 504) подается на форсунки циклонных топок котло-печного агрегата РКС-95/40 (поз. 501)для сжигания серы.
Осушенный в сушильной башне воздух, воздуходувкой подается в котло-печной агрегат РКС-95/40 (поз. 501) на сжигания серы.
Окисление сернистого ангидрида до серного на ванадиевом катализаторе.
Окисление сернистого ангидрида в серный в контактном аппарате осуществляется посредством кислорода, содержащегося в газе.
Абсорбция серного ангидрида.
Заключительная стадия процесса получения серной кислоты контактным способом является абсорбция серного газа серной кислотой или олеумов в зависимости от вида выпускаемой продукции
Водооборотное снабжение.
Водооборотная система № 2 предназначена для охлаждения и подачи оборотной воды в кожухотрубные холодильники сушильно-абсорбционного отделения.
Отделение вагоноразмораживателя.
Отделение вагоноразмораживателя предусмотрено для размораживания вагонов с апатитом, щебнем, песком, или других грузов, поступающих на завод в зимнее время. вагоноразмораживателя состоит из четырех примыкающих друг к другу камер, каждая из которых вмещает по 6 вагонов.
Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения.
Согласно ПУЭ, все потребители электроэнергии по надежности и бесперебойности электроснабжения делятся на три категории.
Проанализировав технологический процесс, установили, что электро потребители относятся к следующим категориям электроснабжения представленные в таблице 1.1.
Данные электрооборудования заносим в сводную ведомость электропотребителей Сушильно-Абсорбционного Отделения таблица 1.2.
Данные по Серно Кислотному Производству заносим в сводную ведомость потребителей электро энергии по цехам СКП таблица 1.3
Сводная ведомость потребителей электроэнергии по цехам СКП.
Наименование цеха РУСТ КВТ UHOM КВ КС Кат. эл. снаб. Тип среды cos? Класс пожара безоп-ти
1 2 3 4 5 6 7 8
Административно Бытовой Корпус 100 0,4 0,9 III Сухая, не агрессивная 0,6 В II
Центральный Пост Управления 4,64 0,4 0,4 I Сухая, не агрессивная 0,7 В II
Воздуходувное Отделение 62,4 3000 0,4 6 0,9 I Токсичная, пары H2SO4 0,7 В II
Контактно-Компрессионное Отделение 199,51 0,4 0,7 I пары H2SO4 корозионноактивная 0,71 В II
Котло-Печное Отделение 130 0,4 0,8 I пары H2SO4 0,6 В II
Водооборотная Станция - 2 3230 945 0,4 6 0,75 В II Влажная ] неагрессивная 0,8 В II
Отделение Жидкой Серы 4350 0,4 0,77 I Пыль серы 0,7 В II
Установка Улавливания Хвостовых Газов 635 0,4 0,7 I пары SO2 влажная 0,8 В II
Вагонноразмораживатель 330 0,4 0,8 I Загазованное 0,5 В II
Станция разбавления 1085 0,4 0,7 I пары H2SO4 токсичная 0,8 В II
Склад кислоты 750 0,4 0,7 II пары H2SO4 0,8
1.1 Выбор схемы электроснабжения
Для энергообеспечения серно-кислотного производства применяем радиальную схему электроснабжения. При данной схеме от РУ ГПП отходят питающие линии без разветвления к отдельным электроприемникам или отдельным РП, от которых, в свою очередь питаются электроприемники. Достоинства радиальной схемы заключается в ее надежности т. к. при выходе из строя одной питающей линии отключается только один электроприемник или группа электроприемников присоединенных к одному РП.
2. Расчет электрических нагрузок
2.1 Общее положение по расчету электрических нагрузок
Электрические нагрузки определяются для последующего выбора и проверки токоведущих элементов и трансформаторов по нагреву и экономическим соображениям. Основные исходные данные для расчетов берем из таблиц 1.1; 1.2, 1,3. Для расчета применяют два метода: · По средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм).
· По номинальной мощности и коэффициенту спроса
2.2 Определение нагрузок по средней мощности и коэффициенту максимума для сушильно-абсорбционного отделения
Для группы электроприемников одного режима работы средняя активная и реактивная мощности нагрузок за наиболее загруженную смену находится по следующим формулам: КВТ квар где: Ки - групповой коэффициент использования активной мощности определяемый для отдельных характерных групп из Л 4
Рсм - активная мощность
QCM, - реактивная мощность tg? - берется из cos?
Для СП - 1.
КВТ квар
КВТ квар
КВТ квар
КВТ квар
Определяем эффективное число электроприемников NЭ.
При числе электроприемников в группе, равном четырем и более, принимаем NЭ равным действительному числу электроприемников n при условии что отношение номинальной мощности наибольшего из них к номинальной мощности наименьшего электроприемника меньше 3.
Для СП - 1: <3 т.е. NЭ СП-1=6
В зависимости от NЭ и КИ определяем КМАКС согласно таблицы 2,13 Л 3 стр. 54.
Определяем расчетные максимальные нагрузки по группам электроприемников по формулам: КВТ квар
КВА
Для СП-1: КВТ квар
КВА
Для остальных СП метод расчета ведется аналогичным способом. Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 2.1.
2.3 Определение электрических нагрузок по методу коэффициента спроса для подразделений СКП
Для группы электроприемников расчетные нагрузки определяются по формулам: КВТ квар
КВА где: РР; QP; SP - соответственно расчетные активная, реактивная и полная мощность;
РНОМ - суммарная номинальная мощность данной группы приемников, КВТ;
КС - коэффициент спроса из Л 3 табл. 2.2 стр. 37 -47;
Tg? - определяется из cos? Л 3 табл. 2.2 стр. 37 - 47.
Для административно бытового корпуса нагрузки будут следующими: КВТ квар
КВА
Для остальных подразделений расчет нагрузок ведется аналогичным способом. Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 2,2.
2.4 Определение расчетной нагрузки на освещение
Расчетную нагрузку на освещение находим по установленной мощности электроприемников освещения РНОМ.О и коэффициенту спроса КС.О.
Значения установленной мощности находим по удельной установленной мощности электроприемников освещения РУД на единицу площади F
где: F- площадь цеха из таблицы 2.2
Расчетная реактивная нагрузка от электроприемников освещения.
где: Tg? - определяется из cos?.
Суммарная расчетная нагрузка цеха от осветительных и силовых электроприемников определяется по формуле:
где: КР.М.- коэффициент разновременности максимумов нагрузки отдельных групп приемников, принимаем равным - 0.9.
Для административно бытового корпуса нагрузки будут следующими: РУД,= 4 Вт/м2 - из Л8 таб. 5 - 42 стр. 161 - 162.
КС.О.= 0.8 - из Л11 табл. 4 - 3 стр. 295.
Вт
Вт вар
Для остальных подразделений методы расчета ведутся аналогичным способом. Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 2.2.
2.5 Компенсация реактивной мощности. Выбор компенсирующих устройств
Компенсация реактивной мощности одновременно с улучшением качества электроэнергии в сетях промышленных предприятий является одним из основных способов сокращения потерь электроэнергии, Мощность QK. У = QC компенсирующего устройства определяем как разность между фактической наибольшей реактивной мощности QMAKC. нагрузки предприятия и предельной реактивной мощности QЭ, предоставляемой предприятию энергосистемой. квар где: QMAKC - реактивная максимальная мощность подразделения;
РМАКС - активная максимальная мощность подразделения;
2.6 Технико-экономический выбор схемы внешнего электроснабжения предприятия
Под схемой внешнего электроснабжения понимается система передающих и приемных устройств, предназначенных для передачи электрической энергии от источника питания приемному пункту цеха.
Определяем напряжение линии электропередачи: КВ
Принимаем напряжение питания цеховой подстанции 10 КВ т.к. рядом имеется подстанция с низшим напряжением 10 КВ. Для сравнения применяем две схемы электроснабжения, технико-экономический выбор делаем между трансформаторами с РПН и без РПН. Схема электроснабжения вариантов представлена на рисунке 2.6. Определяем капитальные затраты на трансформатор.
где: КО - стоимость одного трансформатора;
n - количество трансформаторов.
Для первого варианта на 2500 КВА UBH=10КВ
К=274400 руб. Л18 табл. 4.16 стр. 354. РХХ=23.5 КВТ, ІХХ=3.5%, UКЗ=5.5%. руб.
Определяем капитальные затраты по питающим линиям:
где: СО - стоимость 1 км линии Л12 табл.4.12 стр. 348;
n - количество кабелей l - длинна линии
СО=5700000 руб. руб.
Определяем суммарные капитальные затраты:
руб.
Определяем потери в трансформаторе для 1 варианта.
При сравнении двух вариантов установили, что при использовании трансформатора с устройством регулировки под напряжением (РПН) расходы оказываются меньше изза меньших потерь в трансформаторе.
2.7 Выбор типа и числа подстанций, числа и мощности силовых трансформаторов
Изза преобладания электроприемников первой и второй категории на цеховой подстанции сушильно абсорбционного отделения устанавливаем 2х трансформаторную подстанцию; при выходе из строя одного из трансформаторов оставшийся берет на себя всю нагрузку потребителей первой и второй категории. Выбор номинальной мощности трансформаторов на двух трансформаторной подстанции подстанций: КВА где: Sпо - мощность нагрузки подстанции в послеаварийном режиме КВА
При отсутствии складского резерва и невозможности отремонтировать поврежденный трансформатор за сутки, под нагрузкой послеаварийного режима следует понимать всю расчетную нагрузку подстанции.
Sпа=Smakc
Smakc=1596,3 также от данной подстанции питаются следующие подразделения: ЦП - SMAKC=6.16 КВА
В электрических установках могут возникнуть различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением силы тока. Поэтому электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания.
Для вычисления силы токов короткого замыкания составляем расчетную схему.
Расчетная схема для расчета токов короткого замыкания представлена на рисунке 2.8.1.
Для расчета сопротивления кабельных линий предварительно выбираем их сечение по экономической плотности тока по формуле: мм2 где: Ір - расчетная (рабочая) сила тока А;
Jэ - экономическая плотность тока А/мм2
Jэ=1.6 из Л20 табл. 1.3.36 стр. 40
SMAKC - полная максимальная мощность передаваемая по линии КВА
Кабельная линия от ГПП до РП87 - 10КВ
SMAKC=7378.71 КВА; Ір=213 А Sэ=50 мм2
Для остальных кабельных линий расчет ведется аналогично, полученные данные сводим в таблицу 2.5.
Линия SMAKC КВА Jэ А/мм2 Ір А Сечение кабеля (шины) мм2
От ГПП до РП87 10 КВ 7378.71 1.6 213 50
От ГПП до РП87 6 КВ 7745 1.6 372.6 240
ШМА РП87 10 КВ 7378.71 1.6 213 60
ШМА РП 6КВ 7745 1.6 372.6 160
От РП87 10 КВ до ТП90 2399.21 1.6 69.25 50
От РП87 10 КВ до ТП88 3198.25 1.6 92.3 70
От РП87 10 КВ до ТП18 358.5 1.6 10.3 8
От РП87 10 КВ до ТП91 1447.66 1.6 41.79 50
От РП87 10 КВ до ТП19 2730.56 1.6 78.8 50
От ТП90 до ЩСУ 1447.5 1.6 1044.6 400 300
От ЩСУ до насоса 482.5 1.6 348.2 240
Определение параметров схемы замещения проводим в относительных базисных единицах. При этом методе все расчетные данные приводим к базисным единицам.
За базисное напряжение принимаем номинальное напряжение: 0.4 КВ, 10.5 КВ. В качестве базисной мощности SБ выбираем мощность равной 100 МВА.
Определяем базисную силу тока: при UБ=10.5 КВ
КА
КА при UБ=0.4 КВ
КА
Определяем базисные реактивные и активные сопротивления схемы замещения по формулам:
где:Х0 - реактивное сопротивление участка линии длиной 1 км [Ом/км];
l - длина линии (км);
r0 - активное сопротивление участка линии длиной 1 км [Ом/км].
Для высоковольтных линий, коротких участков распределительной сети и трансформаторов мощностью свыше 630 КВА активное сопротивление не учитывают.
Для линии от ГПП2 до РП87 10КВ: Хо=0.09, l =7.3 км
Для линии от РП87 до ТП90: Хо=0.09, l =1.8
Трансформатор на ТП90
UK=6.5%, SHOM.Т. =2500 КВА
Линия от ТП90 до ЩСУ
Хо=0.08, l =1.8, r0=0.044
Линия от ЩСУ до двигателя
Хо=0.08, l =0.72, r0=0.129
Расчет силы токов короткого замыкания в точках проводим по формулам КА, КА, МВА. где: ІК - ток короткого замыкания;
SK - мощность короткого замыкания;
КУ - ударный коэффициент из Л5 табл. 7.1 и рис. 7.4 стр. 358 - 359.
В точке К1: КА, КА, МВА.
В точке К2:
КА, КА, МВА.
В точке К3:
r*=2.475
КА, КА, МВА.
В точке К4:
КА, КА, МВА.
3. Выбор электрооборудования подстанции
Выбираются токоведущие части, и все виды аппаратов, они должны соответствовать максимальным расчетным значениям для нормального режима и короткого замыкания.
Для их выбора сравниваем полученные расчетные значения и допустимые (паспортные) значения токоведущих частей и аппаратов. Все значения расчетов и сравнений заносим в таблицы 3.1.1 - 3.2.2.
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=138.7 А I НОМ =1000 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =7.2 КА Іоткл =20 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =13.9 КА Ідин =52 КА
ВК ? I2тер• ттер ВК = 4.14 КА I2тер• ттер =20/4 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=3477.1 А I НОМ =4000 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =17.5 КА Іоткл =45 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =27.2 КА Ідин =120 КА
ВК ? I2тер• ттер ВК =49 КА I2тер• ттер =45/4 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF1, QF2, QF36, QF37, Q49. тип АВМ15С
Таблица 3.1.3
Условия выбора и проверки Расчетные данные Справочные данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=1307 А I НОМ =1500 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =17.5 КА Іоткл =3 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =27.2 КА Ідин =35 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF49, QF50, QF51, QF52, QF53. тип АВМ10С
Таблица 3.1.4
Условия выбора и ПРОВЕРКИРАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕСПРАВОЧНЫЕ данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=452 А I НОМ =500 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =1.94 КА Іоткл =4 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =2.74 КА Ідин =20 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF7, QF8, QF68, QF69, Q55. тип А3700
Таблица 3.1.5
Условия выбора и ПРОВЕРКИРАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕСПРАВОЧНЫЕ данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=30.9 А I НОМ = 160 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік = 17,5 КА Іоткл =1.6 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =27.2 КА Ідин = 30 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF70, QF71, QF72, QF73. тип А3710Б - А3740Б
Таблица 3.1.6
Условия выбора и ПРОВЕРКИРАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕСПРАВОЧНЫЕ данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=637 А I НОМ =160 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =1.94 КА Іоткл =600 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =2.74 КА Ідин =25 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF5, QF6, QF35, QF36, Q12. тип АВМ10С
Таблица 3.1.7
Условия выбора и ПРОВЕРКИРАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕСПРАВОЧНЫЕ данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=899 А I НОМ =1000 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =17.5 КА Іоткл =10 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =27.2 КА Ідин =30 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF46, QF47, QF48 тип АВМ10Н
Таблица 3.1.8
Условия выбора и ПРОВЕРКИРАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕСПРАВОЧНЫЕ данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=357 А I НОМ =800 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =1.94 КА Іоткл =2 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =2.74 КА Ідин =20 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Выключатели: QF3, QF4, QF66, QF67, Q54. тип АВМ4Н
Таблица 3.1.9
Условия выбора и проверки Расчетные данные Справочные данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=113 А I НОМ =160 А Ік ? Іоткл по отключающей способности Ік =17.5 КА Іоткл =4.4 КА i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =27.2 КА Ідин =30 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Остальные выключатели типа: А-63, АЕ - 2443, АВМ4Н, 3.2 Выбор трансформаторов тока
Выбираем трансформаторы установленные в ТП90 рабочим напряжением на 10 КВ и 0.4 КВ.
Таблица 3.2.1
Условия выбора и проверки Расчетные данные Справочные данные
UYCT ? UHOM по напряжению UYCT =10 КВ UHOM =10 КВ
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=138.7 А I НОМ = 150/5 А По конструкции и классу точности 10Р 0.1 10Р 0.1 i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =13.9 КА Ідин =74.5 КА
ВК ? I2тер• ттер ВК =4.14 КА I2тер• ттер =28.35 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Тип трансформатора ТПЛК - 10У из Л12 табл.5.9 стр.294.
Таблица 3.2.2
Условия выбора и проверки Расчетные данные Справочные данные
Іраб. макс ? I НОМ по силе длительного тока Іраб. макс.=3477.1 А I НОМ =4000/5 А По конструкции и классу точности 10Р 0.1 10Р 0.1 i у ? ідин на электродинамическую устойчивость i у =17.5 КА Ідин =16.1 КА
ВК ? I2тер• ттер ВК =49 КА I2тер• ттер =45/4 КА
По конструкции и роду установки Внутренняя Внутренняя
Тип трансформатора: ТНШЛ - 0.5 из Л12 табл.5.9 стр.294
3.3 Выбор питающих шин
Шины выбираются по силе тока нагрузки и проверяются на термическое и динамическое действие токов короткого замыкания.
Выбираем питающие шины для РП87 10КВ.
Выбор шин по экономической плотности тока: мм2 мм2
Проверка по нагреву сводится к сравнению рабочей (расчетной) силе тока в линии с допустимой токовой нагрузкой кабеля.
В нормальном режиме:
В послеаварийном режиме:
где: КПР - поправочный коэффициент на условия прокладки из Л20 табл.1.3.1 стр.18
КПЕР - допустимый коэффициент перегрузки из Л20 табл.1.3.2 стр.18
4.2 Проверка по потере напряжения
Выбранное сечение кабеля должно соответствовать условиям обеспечения потребителей качественной электрической энергии. Согласно ПУЭ и ГОСТ 13109 - 67, для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более
Потерю напряжения определяем по формуле:
4.3 Проверка на термическую стойкость
Термическая устойчивость кабеля для тока трехфазного замыкания зависит от площади его сечения. Для проверки применяем формулу: мм2 где: С - коэффициент термической стойкости для кабелей напряжением 6-10 КВ с алюминиевыми жилами С=85
Для линии ГПП2 - РП87 10 КВ: ІР=213, S=185.
Все остальные кабельные линии выбирают аналогичным образом.
Полученные данные сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1.
Выбор питающих кабелей
Линия Ір А ІД А Сечение кабеля мм2 Марка кабеля. Способ прокладки.
От ГПП до РП87 10 КВ 213 235 185 Открыто в галереи
От ГПП до РП87 6 КВ 352.6 270 240 Открыто в галереи
От РП87 10 КВ до ТП90 69.25 105 50 Открыто в галереи
От РП87 10 КВ до ТП88 129.2 155 95 Открыто в галереи
От РП87 10 КВ до ТП18 10.3 46 16 Открыто в галереи
От РП87 10 КВ до ТП91 41.79 46 16 Открыто в галереи
От РП87 10 КВ до ТП19 78.8 80 35 Открыто в галереи
5. Расчет электрических сетей напряжением до 1000в
5.1.Выбор сечения кабелей
Выбранное сечение кабелей проверяем по условию нагрева, по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты, по потере напряжения: Проверка по условию нагрева осуществляем по формуле:
Проверка по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты осуществляем по формуле:
Проверка по потере напряжения осуществляем по формуле:
где: U - номинальное напряжение сети КВ;
Р - мощность потребителей КВТ;
l - расстояние от потребителя до источника электроэнергии;
r0 - активное сопротивление потребителя;
х0 - реактивное сопротивление
Кзащ - коэффициент защиты из Л5 табл.3.10 стр. 163.
Для линии от ТП90 до ЩСУ:
%
Все остальные кабельные линии выбирают аналогичным образом.
Полученные данные сводим в таблицу 5.1.
Таблица 5.1.
Выбор питающих кабелей
Линия Ір А ІД А Сечение кабеля мм2 Марка кабеля. Способ прокладки.
От ТП90 до ЩСУ 1044.6 1080 800 Открыто в лотках
От ЩСУ до насоса 348.2 405 240 в трубах
От ТП90 до поз.850 267.8 290 150 в трубах
От ТП90 до поз. 1010 89.5 115 35 в трубах
От ТП90 до крышных вентиляторов 29.1 42 6 Открыто в лотках
От ТП90 до задвижек 1.8 42 6 Открыто в лотках
От ТП90 до кран-балки 3.1 42 6 в трубах
5.2 Выбор шинопроводов
Шины выбираются по силе тока нагрузки и проверяются на термическое и динамическое действие токов короткого замыкания.
Выбираем питающие шины для ТП90 0.4КВ.
Выбор шин по экономической плотности тока: мм2 мм2
Надежное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при широкой их автоматизации.
Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, состоящая из средств автоматического управления и устройств автоматического регулирования. Среди устройств автоматического управления первостепенное значение имеют устройства релейной защиты, действующие при повреждении электрических установок.
Для защиты силового трансформатора, на подстанции ТП90, устанавливаем диффиренциальную токовою защиту. Ее расчет ведем следующим образом: Определяем токи силового трансформатора на сторонах высокого и низкого напряжения.
Определяем вторичный ток в плечах ДТЗ, соответствующий номинальной мощности трансформатора, по формуле:
где: КСХ - коэффициент схемы из Л2 табл.13.1, стр. 389.
КСХ 10=
КСХ 0.4=1
Определяем токи небаланса по формуле:
где: Ка =1- поправочный коэффициент для реле с БНТ;
Кодп =1 -из Л5 стр. 450;
F = 0.1 - погрешность трансформатора тока.
Определяем ток срабатывания реле КА1 - КАЗ по условиям отстройки от тока небаланса с коэффициентом надежности Кн и без учета Кв по формуле:
где: КЗАП=2.5 - 3 - коэффициент само запуска двигателя;
КН =1.2 - 1.5 - коэффициент надежности;
КСХ - коэффициент схемы - Л5 табл. 9.8;
КВ - коэффициент возврата реле.
Определяем число витков основной обмотки БНТ по формуле:
Определяем число витков основной обмотки БНТ по формуле
Примем 1 виток. Предварительно принимаем число витков первой уравнительной обмотки w1=1 виток. На вторичной стороне число витков определяем по формуле:
Примем предварительно w2=2 витка.
Уточненный ток небаланса определяем по формуле:
Тогда суммарный ток небаланса: ІНБ=2494.7 А Уточняем ток срабатывания реле:
Принимаем ІСРАБ. Р=187 А Определяем коэффициент чувствительности по формуле:
7. Расчет заземляющего устройства
При расчете заземляющего устройства определяются тип заземлителей их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Этот расчет производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями.
Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 КВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства в любое время года должна не превышать 4 Ом.
Для ТП 90 заземляющее устройство выполняем общим, поэтому Ом.
Определяем расчетное удельное сопротивление грунта по формуле:
где: ? - удельное сопротивление грунта;
?=100 - Л5 табл. 8.1 стр.399;
КСЕЗ. - коэффициент сезонности;
для вертикальных электродов 3 - 5 м. КСЕЗ.=1.45 - 1.3;
Заземляющее устройство выполняем в виде контура из полосы мм, проложенной на глубине 0.7 м вокруг периметра здания подстанции и подразделения и стержней длинной 5 м и диаметром 12 мм на расстоянии 5 м друг от друга. электрооборудование заземляющий сеть напряжение
Общая длина полосы по плану 184 м предварительное число стержней 37
Вывод
При выполнении - разработки дипломного проекта по теме: «Электроснабжение сушильно-абсорбционного участка цеха по производству серной кислоты» завода «Балаковские Минеральные Удобрения», электрооборудование подстанции. Мною выполнены расчеты и выбраны наиболее оптимальные параметры для надежной и бесперебойной работы подразделения. Выбранная защитная аппаратура соответствует расчетным параметрам работы силовых электрических цепей с учетом более эффективного выполнения ремонтных и пусконаладочных работ.
Для защиты трансформатора на подстанции мной была выбрана дифференциальная токовая защита, для защиты от токов короткого замыкания, ненормального режима работы.
Для безопасности и надежности работы, основных погружных насосов вводы силовых кабелей выполняем в трубах, а в местах подсоедения к клеммам двигателя в гибких вводах.
Кабельные линии для вытяжных вентиляторов и кабели уличного освещения выполняем в трубах.
Вводные кабели от ГПП и между РП и ТП прокладываем по существующим галерейным конструкциям, тем самым экономим на выполнении отдельных конструкций.
Список литературы
1. Алиев И. И. Справочник по электротехники и электрооборудованию. Москва Высшая школа 2000 г. Стр.
2. Андреев В.Л. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Москва Высшая школа 1991 г. Стр. 54
3. Барыбин Ю.Г., Федоров А.Е., Зименков М.Г., Смирнов А.Г., Справочник по проектированию электроснабжения. Москва Энергоатомиздат 1990г. Стр.17;18;24;25.
4. Баумштейн И.А., Бажанова С.А. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. Москва Энергоатомиздат 1989г. Стр.16
5. Коновалов Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Москва Энергоатомиздат 1989г. Стр.38;50;56;58.
6. Конюхов Е.А., Электроснабжение объектов. Москва Мастерство 2002г.
7. Кноринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Ленинград Энергия 1976г. Стр.21 - 22
8. Крупович В.И., Барыбин Ю.Г., Самовер М. Л. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Москва Энергоиздат 1989г Стр. 22;60