Анализ теоретических сведений по электроприемникам. Расчет электроснабжения предприятия ТОО "Житикара-Пласт". Выбор силовых трансформаторов, выключателей, шин, кабелей. Расчет токов короткого замыкания, заземления, молниезащиты, релейной защиты.
При низкой оригинальности работы "Расчет систем внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В свете задачи всемерного повышения технического уровня и качества продукции необходимо направить усилия и в кратчайшие сроки добиться улучшения качества электроэнергии, повышения надежности электроснабжения. Выполнение этих задач осуществляется входящими в состав электросетей воздушными и кабельными линиями электропередачи, различными токопроводами, трансформаторными подстанциями, распределительными устройствами и коммутационными пунктами, электроустановками, генерирующими реактивную мощность, средствами регулирования напряжения и устройствами для поддержания качества электроэнергии. Энергетика обеспечивает электроэнергией и теплом промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт, коммунально-бытовые нужды городов, рабочих и сельских поселков. Отсюда объективно следует необходимость опережающих темпов развития энергетики и электрификации, непрерывного роста производства электроэнергии и тепла. Верное разделение приемников электроэнергии на классы по различным признакам, и в частности, по требуемой степени бесперебойного электроснабжения, обуславливающая необходимую степень надежности питания (необходимый объем резервирования), является одним из основных критериев выбора рациональной схемы электроснабжения.В систему внешнего электроснабжения входят схема электроснабжения и источники питания предприятия. Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование [4].Выбор силовых трансформаторов производится с учетом того, что нормальным режимом работы трансформатора, при котором увеличивается срок действия его работы, считается режим, при котором трансформатор загружен на 65-70% от его номинальной мощности. Согласно этому по каталогу выбираем трансформатор 2?ТД-10000/35 [4.].Данная подстанция имеет два источника питания напряжением 35 КВ и тридцать восемь фидерных линий потребителей напряжением 10 КВ. Выбор оборудования производится по условиям работы в наиболее тяжелом режиме работы - послеаварийном [5]. Ток, протекающий через оборудование подстанции при нормальном режиме работы, определяется по формуле: , А (3.16) где - ток в нормальном режиме, КА; , А Определения токов для остальных воздушных линий в нормальном и послеаварийном режимах производится аналогично выше приведенному расчету. Здесь ток в послеаварийном режиме будет определяться из условия отключения одного из трансформаторов или повреждения одной из линий питания секции сборных шин, при условии работы другого трансформатора или другой линии в работе.Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а так же для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. При возникновении КЗ имеет место увеличение токов в фазах системы электроснабжения или электроустановок по сравнению с их значением в нормальном режиме работы. Расчетная схема представляет собой упрощенную схему, на которой указывают все элементы системы и их параметры, влияющие на ток КЗ. Схема замещения представляет собой электрическую схему, соответствующую расчетной схеме, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы системы электроснабжения представлены сопротивлениями. Расчет будем вести в относительных единицах, за базисную мощность принимаем: базисная мощность = 1000 МВА. сопротивление ВЛ = 0,4 Ом/км;Активное сопротивление линий, индуктивное сопротивление трансформаторов тока, катушек автоматов, контакторов, контактные сопротивления разъединителей, контакторов и автоматов оказывает значительное влияние на ток короткого замыкания. Если не учитывать все эти факторы, как это делается при расчете токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1КВ, то это может привести к большой ошибки, что повлечет за собой неправильный выбор сечения проводов, кабелей и электрической аппаратуры. Активное сопротивление цепи оказывает большое влияние на апериодическую составляющую тока короткого замыкания, которая затухает очень быстро. Начальное значение периодической составляющей тока К.З. за трансформатором ВНС в точке К3: КА (3.35) От трансформатора ток проходит по алюминиевым шинам типа ШМА 59-1(2?100?8), длина 8 м через автоматический выключатель с двумя разъединителями.Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: в длительном режиме, в режиме перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения до 1,4 номинальной) и в режиме короткого замыкания. В режиме перегрузки надежная работа аппаратов обеспечивается ограничением величины и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за с
План
Содержание
Введение
1. Электроприемники
2. Расчет внешнего электроснабжения ТОО "Житикара-Пласт"
3. Расчет внутреннего электроснабжения ТОО "Житикара-Пласт"
3.1 Определение расчетной нагрузки ТОО "Житикара-Пласт"
3.2 Проектирование системы внешнего электроснабжения
3.3 Выбор силовых трансформаторов
3.4 Расчет токов в нормальном, аварийном и послеаварийном режимах работы
3.5 Расчет токов короткого замыкания со стороны высокого, среднего и низкого напряжения
3.6 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 КВ
4. Выбор оборудования ТОО "Житикара-Пласт"
4.1 Выбор электрических аппаратов на стороне высокого и низкого напряжения
4.1.1 Выбор высоковольтных выключателей
4.1.2 Выбор разъединителей
4.1.3 Выбор отделителей
4.2 Выбор короткозамыкателей
5. Выбор шин, токопроводов и кабелей
5.1 Выбор токопровода для открытого распределительного устройства
5.2 Выбор шин для закрытого распределительного устройства
5.3 Выбор кабелей для линий потребителей
6. Выбор изоляторов
6.1 Выбор опорных изоляторов
6.2 Выбор проходных изоляторов
7. Выбор трансформаторов тока и напряжения
7.1 Выбор трансформаторов тока
7.1.1 Произведем выбор трансформаторов тока на сторону высокого напряжения рассчитываемой подстанции
7.1.2 Выбираем трансформаторы тока на низкую сторону рассчитываемой подстанции
7.1.3 Выбираем трансформатор тока для линий к потребителям по фидерам
7.2 Выбор трансформаторов напряжения
7.2.1 Выбираем трансформатор напряжения на стороне ВН рассчитываемой подстанции
7.2.2 Выбираем трансформатор напряжения на стороне НН рассчитываемой подстанции
7.3 Выбор разрядников
7.4 Выбор комплектного распределительного устройства
8. Компоновка электрооборудования предприятия
8.1 Компоновка открытого распределительного устройства
8.2 Компоновка закрытого распределительного устройства
8.3 Расчет компенсирующей установки для шин на 10 КВ
9. Расчет заземления и молниезащиты главной понизительной подстанции
9.1 Расчет заземления
9.2 Расчет молниезащиты
10. Расчет электроснабжения механического участка
11. Расчет заземления и молниезащиты механического участка
11.1 Расчет заземления
11.2 Расчет молниезащиты
12. Релейная защита
12.1 Защита двухобмоточных трансформаторов
12.1.1 Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока
12.1.2 Токовая защита трансформатора от сверхтоков внешних К.З.
12.1.3 Защита трансформатора от перегрузок
12.1.4 Защита от токов однофазного короткого замыкания на землю на стороне ВН
12.2 Газовая защита трансформатора
13. Расчет технико-экономических показателей
13.1 Расчет числа и мощности трансформаторов
13.2 Расчет экономической целесообразности
13.2.1 Потери мощности в трансформаторах
13.2.2 Капитальные затраты
13.2.3 Стоимость годовых потерь
13.2.4 Вычислим суммарные эксплуатационные расходы и срок окупаемости
14. Охрана труда
14.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
14.2 Расчет молниезащиты подстанции
14.3 Меры по снижению электротравматизма
14.4 Техника безопасности при обслуживании подстанции
15. Промышленная экология
15.1 Общие законы экологии
15.2 Искусственные электромагнитные поля
15.3 Влияние электромагнитного поля на организм человека
15.3.1 Влияние на нервную и эндокринную систему
15.3.2 Влияние на репродуктивную функцию
15.3.3 Влияние на сердечнососудистую систему
15.3.4 Влияние на морфологический состав крови
15.3.5 Влияние на обмен веществ
Заключение
Список использованных источников
Введение
В стратегии развития "Казахстан-2030" президент Республики Казахстан Н.А. Назарбаев указал основные приоритеты развития страны, в которой одной из важнейших задач является усовершенствование и дальнейшее развитие электроэнергетической отрасли, без которой не мыслимо функционирование других отраслей народного хозяйства.
Первым и важнейшим этапом усовершенствования и развития электроэнергетики является создание рациональных систем электроснабжения предприятий.
Производство, передача и рациональное распределение электроэнергии приобретают все большее значение. В свете задачи всемерного повышения технического уровня и качества продукции необходимо направить усилия и в кратчайшие сроки добиться улучшения качества электроэнергии, повышения надежности электроснабжения. В этом ключ к решению главных задач проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий.
Главными задачами проектирования и эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и рациональное распределение электроэнергии, обеспечение необходимого качества электроэнергии на зажимах электроприемников с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.
Выполнение этих задач осуществляется входящими в состав электросетей воздушными и кабельными линиями электропередачи, различными токопроводами, трансформаторными подстанциями, распределительными устройствами и коммутационными пунктами, электроустановками, генерирующими реактивную мощность, средствами регулирования напряжения и устройствами для поддержания качества электроэнергии.
Среди многочисленных отраслей народного хозяйства энергетика наряду с машиностроением занимает ведущее положение.
Уровень развития энергетики и электрификации в наиболее обобщенном виде отражает достигнутый технико-экономический потенциал любой страны.
Энергетика обеспечивает электроэнергией и теплом промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт, коммунально-бытовые нужды городов, рабочих и сельских поселков.
Электрификация оказывает определяющее влияние на развитие всех отраслей народного хозяйства, она является стержнем строительства экономики коммунистического общества.
Отсюда объективно следует необходимость опережающих темпов развития энергетики и электрификации, непрерывного роста производства электроэнергии и тепла.
Все это обуславливает актуальность темы дипломной работы "Расчет систем внешнего и внутреннего электроснабжения промышленных предприятий".
Цель работы состоит в детальном описании и расчете системы электроснабжения промышленного предприятия на примере ТОО "Житикара-Пласт".
Для достижения поставленной цели, нами были сформулированы следующие задачи: 1) анализ теоретических сведений по электроприемникам;
2) расчет электроснабжения предприятия;
3) выбор и обоснование выбора электрооборудования.
Объектом работы является система электроснабжения предприятия.
Предметом исследования является электроснабжение ТОО "Житикара-Пласт".
В работе использованы теоретические и эмпирические методы. Теоретические: анализ нормативной, законодательной, научной, технической и справочной литературы по теме исследования.
Эмпирические методы: расчет электроснабжения и отдельного электрооборудования.
Верное разделение приемников электроэнергии на классы по различным признакам, и в частности, по требуемой степени бесперебойного электроснабжения, обуславливающая необходимую степень надежности питания (необходимый объем резервирования), является одним из основных критериев выбора рациональной схемы электроснабжения. Выделим основные классы, подклассы и кратко охарактеризуем те из них, которые представляют непосредственный интерес в условиях темы исследования.
Электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады [3].
Основными приемниками электроэнергии предприятия являются силовые общепромышленные установки, электродвигатели производственных станков, электротермические установки, сварочные аппараты и агрегаты, осветительные установки и др.
Электросварочные установки как приемники делят на установки, работающие на переменном и постоянном токе. Электросварочные агрегаты постоянного тока состоят из двигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока, при этом сварочная нагрузка распределяется по трем фазам в питающей сети переменного тока равномерно. Коэффициент мощности таких установок при номинальном режиме работы составляет 0,7-0,8; при холостом ходе коэффициент мощности снижается до 0,4 [2].
Сварочные трансформаторы характеризуются частыми перемещениями в питающей сети.
Электрические характеристики участков приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Наименование электроприемника Колво , КВТ
1 2 3 4 5
Инструментальный участок
1М63Ф10 - Токарный 1 14,5 0,75 0,8
СУ40 - Токарный 1 52,5 0,75 0,8
16К20 - Токарно-винторезный 1 12,1 0,8 0,8
2Н135 - Радиально-сверлильный 1 4 0,75 0,8
WD32 - Координатно-расточной 1 6 0,75 0,8
2А534 - Радиально-сверлильный 1 4,5 0,75 0,8
3Д722 - Шлифовальный 1 17 0,75 0,8
3М131 - Шлифовальный 1 11,6 0,75 0,8
1 2 3 4 5
3К229А - Модельный 1 11,5 0,75 0,8
3К227 - Модельный 1 11,2 0,75 0,8
3Б12 - Круглошлифовальный 1 6,7 0,6 0,8
3Г11 - Заточной 1 10,3 0,75 0,8
6Р12 - Вертикально-фрезерный 1 9,7 0,8 0,85
6Р82Ш - Фрезерный 1 12 0,75 0,85
Освещение - 2 1 0,8
Итого 185,60,760,8
Литейный участок
Сверлильный 1 5 0,75 0,85
53А80Н - Зубофрезерный 1 19,2 0,75 0,8
ГФ2171 - Копировально-фрезерный 1 12,6 0,8 0,8
Освещение - 1 1 1
Итого 37,80,80,8
Кузнечно-термический участок
М4138 - Молот 1 55 0,75 0,8
МА4136 - Молот 1 30 0,75 0,8
МБ4134 - Молот 1 22 0,8 0,8
ВЧГ9 - 60 - ТВЧ 1 60 0,8 0,8
Кран мостовой 5тс 1 6,5 0,75 0,85
Освещение - 5 1 0,8
Итого 178,50,80,8
Котельно-сварочный участок
1523 - Токарно-карусельный 1 58 0,8 0,8
1516 - Токарно-карусельный 1 26 0,8 0,8
1525 - Токарно-карусельный 1 58 0,75 0,8
1А670 - Токарный 1 125 0,75 0,8
2М57 - Вертикально-сверлильный 1 4,5 0,75 0,8
W100 - Расточной 1 15 0,8 0,8
2620ВФ1 - Расточной 1 16 0,75 0,8
2Н636ГФ1 - Расточной 1 38,8 0,8 0,85
2Л53У - Радиально-сверлильный 1 3 0,8 0,85
2Н150 - Сверлильный 1 7,5 0,7 0,85
3М197 - Шлифовальный 1 56 0,75 0,8
6560МФ3 - Фрезерный 1 14,1 0,75 0,8
6560ВФ1 - Фрезерный 1 10,4 0,75 0,8
6738 - Пресс гидравлический 1 14 0,75 0,8
7216 - Строгальный 1 191,6 0,8 0,8
НГ5222 - Пресс ножницы 1 4,8 0,8 0,85
НГ1330 - Пресс ножницы 1 13,7 0,75 0,85
1 2 3 4 5
Н3223 - Пресс ножницы 1 7 0,75 0,85
Кран мостовой 20тс 1 30 0,75 0,85
Кран мостовой 10тс 1 15 0,75 0,85
Тележка грузовая 20т 1 20,6 0,75 0,8
Освещение - 2 1 1
Итого 7310,70,8
Модельный участок
8А531 1 6 0,75 0,8
Строгальный станок универсальный 1 8,3 0,8 0,8
Сверлильный станок 1 4 0,75 0,8
Освещение - 2 0,9 1
Итого 20,30,80,85
Координатно-расточной участок
2Е440А - Координатно-расточной 1 5,8 0,75 0,8
2421 - Координатно-расточной 2 6 0,75 0,8
2А450 - Координатно-расточной 2 6 0,75 0,8
6Г450 - Копировально-фрезерный 1 10,6 0,75 0,8
6464 - Копировально-фрезерный 1 10,8 0,75 0,8
ГФ2171 - Вертикально-фрезерный 1 9,7 0,75 0,8
Освещение - 10 1 0,8
Итого 70,9 0,78 0,8
Механический участок
1Н65 - Токарный 1 23,62 0,75 0,85
165 - Токарный 1 23,4 0,75 0,8
С11МВ - Токарный 4 7,5 0,8 0,8
С13 - Токарно-винторезный 3 7,5 0,8 0,8
1М63БФ101 - Токарный 3 14,3 0,75 0,8
1М63Ф10 - Токарный 3 14,5 0,75 0,8
СУ40 - Токарный 4 52,5 0,75 0,8
16К20 - Токарно-винторезный 2 12,1 0,8 0,8
16К25 - Токарно-винторезный 2 12,1 0,75 0,8
1283 - Токарно-револьверный 2 108,6 0,75 0,8
1М756ДФ313 - Токарный с ЧПУ 2 90 0,8 0,8
1М61П - Токарно-винторезный 3 4 0,75 0,8
Заточной 2 6 0,75 0,8
3У144 - Шлифовальный 1 13,3 0,8 0,8
3Б722 - Шлифовальный 2 17 0,8 0,8
3А74 - Шлифовальный 1 15,2 0,75 0,8
3М174 - Шлифовальный 2 21,6 0,8 0,8
3М151 - Шлифовальный 1 14 0,8 0,8
3Б12 - Шлифовальный 1 6,7 0,7 0,8
3Д725 - Шлифовальный 1 44 0,8 0,8
1 2 3 4 5
5А342П - Зубострогальный 2 17 0,75 0,8
5С280П - Зубофрезерный 1 24,6 0,75 0,85
5К32А - Зубофрезерный 3 18,4 0,75 0,8
5М161 - Зубострогальный 1 5,4 0,75 0,8
5140 - Зубодолбежный 1 7,7 0,75 0,8
5А250П - Зубострогальный 1 5,4 0,75 0,8
7310Д - Долбежный 1 5,5 0,75 0,8
7Д36 - Долбежный 1 8,6 0,75 0,8
7Д450 - Долбежный 1 14 0,75 0,8
7Д37 - Долбежный 1 11,1 0,8 0,8
2М55 - Сверлильный 2 8,3 0,8 0,8
МС902 - Балансировочный 2 3 0,75 0,8
Кран мостовой 3,2тс 2 58 0,75 0,85
Освещение - 10 0,8 1
Итого 1356,02 0,7 0,8
Обмоточный участок
2Н135 - Радиально-сверлильный 1 4 0,75 0,8
Намоточный 1 3 0,75 0,8
ТТ-20У2 - Обмоточный 1 0,5 0,75 0,85
Кран мостовой 1тс 1 1,9 0,75 0,85
Освещение - 2 1 1
Итого 11,40,750,86
Участок штамповки
1А64 - Токарный 1 10,5 0,8 0,85
1Н65 - Токарный 2 23,62 0,75 0,85
165 - Токарный 3 23,4 0,75 0,8
1М65 - Токарный 1 23,4 0,8 0,85
6Р83Г - Фрезерный 1 14,1 0,75 0,85
6Р13 - Фрезерный 1 29,1 0,75 0,85
6Р83 - Фрезерный 1 14 0,75 0,8
6Р82 - Фрезерный 1 10 0,75 0,8
6Т82Ш - Фрезерный 1 10,4 0,75 0,8
ГФ2223С2 - Карусельно-фрезерный 1 14 0,8 0,85
6550 - Фрезерный 2 10,4 0,75 0,8
6Т83Ш - Фрезерный 1 9,6 0,75 0,8
П6328 - Пресс горизонтальный 1 22 0,75 0,8
ПА6362 - Пресс гидравлический 1 14 0,8 0,85
КВ2123 - Пресс однокривошипный 1 21,5 0,8 0,8
К18002 - Пресс гидравлический 1 20 0,75 0,8
Н3118 - Пресс ножницы 1 7,5 0,75 0,85
Подвесной кран 2т 3 3 0,75 0,85
Освещение - 1,5 1 1
1 2 3 4 5
Итого 368,84 0,8 0,8
Заточной участок
3В164М - Заточной 1 10,5 0,8 0,8
3В642 - Заточной универсальный 2 12 0,8 0,8
3Д692 - Заточной дисковый 1 12 0,8 0,8
Заточной 1 6 0,75 0,8
Кран подвесной 0,5тс 1 1 0,75 0,85
Освещение - 5 1 1
Итого 58,5 0,8 0,8
Участок обрубки литья
5К32 - Зубофрезерный 1 36,6 0,75 0,8
Н52222 - Пресс ножницы 1 4,8 0,75 0,85
И2220А - Вальцы 1 10 0,75 0,8
Освещение - 11 0,9 0,8
Итого 62,40,780,8
Участок пластмасс
3025420671 - Пресс 2 10,4 0,75 0,8
Пресс по вырезки резины 2 12 0,75 0,8
ПГ5432М - Пресс 1 12 0,75 0,8
420901 - Вальцы 1 9,5 0,75 0,8
Дробилка 1 11,2 0,75 0,8
Освещение - 8 0,9 0,8
Итого 85,5 0,75 0,8
Сушильно-пропиточный участок
Печь 1 14 0,8 0,85
Сушильный шкаф 1 3 0,75 0,8
Кран мостовой 3,2тс 2 58 0,75 0,85
Освещение - 1,5 1 1
Итого 134,5 0,8 0,87
Участок роликов
С13 - Токарно-винторезный 2 7,5 0,8 0,8
16А20Ф - Токарный с ЧПУ 2 48 0,8 0,85
FWD32 - Фрезерный 1 20 0,75 0,8
FYD32 - Фрезерный 3 21 0,75 0,85
2Г942 - Фрезерно-центровочный 1 36,3 0,75 0,85
872М - Отрезной 4 9,2 0,75 0,8
9М14 - Трубоотрезной 1 12,4 0,75 0,8
83П450 - Пресс для заправки роликов 1 14 0,75 0,8
Н52222 - Вальцы 1 10 0,75 0,8
Кран мостовой 5тс 3 6,5 0,75 0,85
Тележка грузовая 5тс 1 12,4 0,75 0,8
Освещение - 5 1 1
1 2 3 4 5
Итого 340,4 0,75 0,8
Заготовительный участок
8Г662 - Отрезной 3 23 0,75 0,8
8Г681 - Отрезной 1 23,4 0,75 0,8
Н3118 - Пресс ножницы 1 7,5 0,75 0,85
Заточной 1 6 0,75 0,8
НГ5223 - Пресс ножницы 1 4,8 0,75 0,85
ИВ3428 - Трубогиб 1 4,5 0,75 0,8
3025420671 - Пресс 1 10,4 0,75 0,8
МТР ПКПЛЦ - 2,5 - 6 - Плазматрон 1 105 0,8 0,85
Кран мостовой 5тс 3 6,5 0,75 0,85
Освещение - 5 1 0,8
Итого 255,1 0,75 0,8
Итого по ТОО ЗРДТ "КЭЦ" - 3896,760,70,8
2. Расчет внешнего электроснабжения ТОО "Житикара-Пласт"
Определение активных, реактивных, полных нагрузок предприятия
Определяем расчетную нагрузку электрооборудования по формулам: , КВТ, (2.1)
, КВАР, (2.2)
, КВА, (2.3) где - расчетная активная мощность, КВТ;
