Коммутационные аппараты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Краевое государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

"Добрянский гуманитарно-технологический техникум

им. П.И. Сюзева"

Реферат

Коммутационные аппараты

Выполнил:

студент 2 курса Пикулев Д.А.

Проверил:

Преподаватель Османов Н.Т.

ДГТТ 2015

Содержание

Введение

1. Характеристика технологического процесса проектируемого объекта

3. Размещение цеховых трансформаторов на площади цеха

4. Выбор схемы внутрицеховой сети напряжением до 1 кВ

5. Проектирование однолинейной схемы электроснабжения узла

Заключение

Введение

Энергетика нашей страны обеспечивает надежное электроснабжение народного хозяйства страны и жилищно-бытовые нужды различных потребителей электрической и тепловой энергии. Основными потребителями электрической энергии являются различные отрасли промышленности, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом более 70% потребления электроэнергии приходится на промышленные объекты.

Электроэнергия широко используется во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода различных механизмов (подъёмно-транспортных машин, поточно-транспортных систем (ПТС), компрессоров, насосов и вентиляторов); для электротехнологических установок (электротермических и электросварочных), а также для электролиза, электроискровой и электрозвуковой обработки материалов, электроокраски и др.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1 кВ и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности; к ним предъявляются определенные требования: надёжность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов и др. При проектировании, сооружений и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности, и способы регулирования напряжений. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и эффективности их работы. Передача, распределение и потребление выработанной электроэнергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надёжностью. Для обеспечения этого создана надежная и экономичная, система распределения электроэнергии на всех ступенях применяемого напряжения с максимальным приближением высокого напряжения.

1. Характеристика технологического процесса проектируемого объекта

Современный нефтеперерабатывающий завод является крупным потребителем электрической энергии (20-50 МВт и выше).

По требованиям бесперебойности электроснабжения потребители нефтеперерабатывающего завода делятся на три категории:

К I категории относятся насосы для загрузки трубчатых печей, насосы вакуумные ипитательные для воды, воздуходувки, компрессоры и вентиляторы технологических установок, водозаборные сооружения 1-го подъема, водяные блоки оборотного водоснабжения, градирни, насосные фекальной канализации и насосные станции противопожарного водопровода, блок промканализации с перекачкой сточных вод завода, газоспасательные станции, пожарное депо, диспетчерский пункт завода и энергохозяйства, аварийное внутреннее освещение.

Ко II категории относятся цех консистентных смазок и присадок, цех регенерации кислоты сернокислотного завода, этило-смесительная установка, общее реагентное хозяйство, тарный цех и разливочная, ремонтно-механический завод, катализаторная фабрика, нефтеотделители при водяных блоках, нефтеловушки, очистные сооружения фекально-хозяйственной канализации с механической очисткой, конденсатные станции, общие заводские насосы при установках, газгольдеры ври установках, аварийные резервуары при установках, насосные сливных эстакад, товарные насосные, насосные сырьевые, воздушные компрессорные, охранное освещение завода.

К ІІІ категории относятся механические мастерские, материальные склады, товарные, центральные лаборатории и конторы, химводоочистка, иловые насосные, гараж.

Электроснабжение нефтеперерабатывающего завода осуществляется от двух независимых источников питания: от ТЭЦ, которая обычно примыкает к площадке завода, и от энергосистемы. Распределение электроэнергии на крупных нефтеперерабатывающих заводах производится на напряжениях 6 и 35 кВ. Применение глубоких вводов при напряжении 35 кВ осуществляется при больших территориях нефтеперерабатывающих заводов и потребляемых мощностях порядка 50 МВт и выше. Питание цеховых трансформаторных подстанций с нагрузками 1 и 2-й категорий осуществляется двумя линиями от разных секций ЦРП, рассчитанными на 100%-ную нагрузку. Для электроснабжения цеховых подстанций, не допускающих перерыва в подаче электроэнергии, получили распространение схемы сквозных встречных магистралей идвойных сквозных магистралей.

При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов ее работы потребители электроэнергии (отдельный приемник электроэнергии, группа приемников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активную мощность Р, кВт, реактивную мощность Q квар, полную мощность S, кВА и ток I, А. По величине электрических нагрузок выбирают (определяют) параметры основных элементов СЭС - число и мощность силовых трансформаторов (на всех ступенях СЭС), параметры аппаратов различных классов, сечения токоведущих частей.

Таблица 1 - Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ

2. Условные обозначения

· ЭП - электроприемник СЭС - система электроснабжения ТП - трансформаторная подстанция КТП - комплектная трансформаторная подстанция ПС - подстанция ГПП - главная понизительная подстанция ПГВ - подстанция глубокого ввода КРМ - компенсация реактивной мощности КЭЭ - качество электрической энергии ИП - источник питания ККУ - комплектная конденсаторная установка ИРМ - источник реактивной мощности РМ - реактивная мощность КУ - конденсаторная установка 1.1. Коммутационные устройства на схемах должны быть изображены в положении, принятом за начальное, при котором, пусковая система контактов обесточена.

· Контакты коммутационных устройств состоят из подвижных и неподвижных контакт-деталей.

· Для изображения основных (базовых) функциональных признаков коммутационных устройств применяют условные графические обозначения контактов, которые допускается выполнять в зеркальном отображении:

Рис. 1

электроснабжение трансформатор напряжение коммутационный

Для пояснения принципа работы коммутационных устройств при необходимости на их контакт-деталях изображают квалифицирующие символы, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

3. Размещение цеховых трансформаторов на площади цеха

Местоположение цеховых трансформаторов определяется плотностью электрических нагрузок цеха, расположением технологического оборудования в цехе (с учетом возможного внутрицехового размещения КУ), а также условиями микроклимата в цехе, определяемого особенностью технологического процесса. Место расположения КТП, мощность и число трансформаторов должны покрывать расчетные нагрузки, учитывать условия окружающей среды, необходимую степень бесперебойности электроснабжения. Расположение цеховых ТП существенно влияет на построение рациональной и экономичной схемы распределительной сети напряжением выше 1 кВ. По расположению различают следующие цеховые подстанции внутрицеховые, встроенные, пристроенные и отдельно стоящие. Внутрицеховые ТП, приближенные к ЦЭН, обеспечивают максимальную экономию цветного металла и снижение потерь электроэнергии. При этом ТП располагают у колонн цеха в мертвой зоне работы мостовых кранов так, чтобы не занимать производственных площадей.

4. Выбор схемы внутрицеховой сети напряжением до 1 кВ

Согласно Правилам устройства электротехнических установок (ПУЭ) все приемники в отношении снабжения энергией делятся на три категории.

К первой категории относятся потребители, перерыв в снабжении которых может подвергнуть опасности жизнь людей или принести значительный ущерб в результате порчи оборудования, брака продукции или длительного расстройства сложного технологического процесса производства.

Ко второй категории относятся потребители, перерыв в снабжении которых может привести к недостаточному выпуску продукции и простоям рабочих и механизмов.

К третьей категории относятся потребители, не входящие в первые две категории, например вспомогательные цехи и механизмы. Нефтеперерабатывающая промышленность относится к первой категории по бесперебойности энергоснабжения.

Для потребителей первой категории необходимо не менее двух независимых друг от друга источников питания.

Двойное питание цеховых нагрузок осуществляется при помощи двух или нескольких цеховых трансформаторов, питающихся от различных источников, (от различных секций, от двойной системы шип ГРУ, ТЭС или от ТЭС и от районной системы и т.д.). При выборе системы электроснабжения нужно стремиться к тому, чтобы она была простой, дешевой и удобной в эксплуатации.

По принципу построения схемы электроснабжения делятся на радиальные, магистральные и смешанные. При выборе той или иной схемы электроснабжения следует исходить из конкретных условий, а именно: из генерального плана, на котором нанесены все источники энергии и все цеховые подстанции с указанием мощностей трансформаторов. Если источник энергии близко расположен к центру нагрузок, наиболее целесообразна радиальная схема электроснабжения. К магистральной схеме приходится прибегать в том случае, если источник находится далеко от центра нагрузок.

Согласно "Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий" (СН - 174 - 75. М. Госстрой СССР, 1976 г.) [7] цеховые трансформаторы запитаем по двойным сквозным магистралям с числом трансформаторов в магистрали: 2-3 трансформатора при их установленной мощности 1600-2500 кВА и 3-4 трансформатора меньшей мощности. Радиальная и магистральная схемы могут иметь одно- или двустороннее питание. Смешанная схема электроснабжения содержит в себе элементы радиальной и магистральной схем.

При системе блока "трансформатор - магистраль" электроснабжение выполняется магистральным шинопроводом, к которому присоединяют распределительные штепсельные шинопроводы, и от них радиальными линиями осуществляется питание всех электроприемников цеха.

Рисунок 2. Смешанная схема питания ЭП

Проверка показателей качества электроэнергии (отклонение напряжения) на шинах цеховой ТП

Электроэнергия, предназначенная для работы электроприемников, должна иметь определенные ГОСТ 13109-87 качественные показатели, которые обеспечивают надежность и экономичность работы электроприемников. В ПУЭ указывается, что "вся сеть, от цеховой подстанции до электроприемников, должна быть проверена на допустимые отклонения напряжения с учетом режима напряжения на шинах центра питания. В случае, если отклонение напряжения больше соответствующего предела, необходимо предусмотреть в сетях соответствующие технические мероприятия по регулированию напряжения". Отклонение напряжения - разность между фактическим значением напряжения Uф и номинальным значением напряжения Uн при медленно изменяющемся напряжении, когда скорость изменения напряжения не превышает 1% в секунду:

Нормально допустимое отклонение напряжения в сети низкого напряжения составляет ±5%, а максимально допустимое в сетях НН и ВН (напряжение до 20 кВ) ±10%. Ущерб от отклонения напряжения имеет две составляющие - электромагнитную и технологическую.

Электромагнитная составляющая определяется дополнительными потерями электроэнергии в элементах сети, а технологическая - понижением производительности технологического оборудования и производительностью труда. Наиболее чувствительны к отклонениям напряжения осветительные установки и конденсаторные батареи. Так, при снижении напряжения на 5% световой поток ламп накаливания снижается на 20%, повышение напряжения на 10% снижает их срок службы в 4 раза. Значение отклонения напряжения на вторичной стороне трансформатора:

U11 = U1 + U011 - UН1 - U01 - ?UТ

где U011 - UН1 - U01 = Е - добавка напряжения при регулировании; U1 - отклонение напряжения на первичной стороне трансформатора; UН1 - отклонение от номинального напряжения в сети высокого напряжения для основного регулировочного ответвления обмотки ВН; U01 - отклонение напряжения регулировочного ответвления; U011 - отклонение номинального напряжения вторичной обмотки трансформатора от номинального напряжения сети низкого напряжения; ?UТ - потери напряжения в трансформаторе:

или ,

где Ркз и Uкз - паспортные данные трансформатора, соответственно потери короткого замыкания, кВт, и напряжение короткого замыкания, %. В применение к данным условиям имеем: Sн тр = 1000 кВА; Uкз = 6%; ?Ркз = 16,5 кВт. Нагрузка трансформатора рассчитывается по формуле:

кВА (2.51)

Коэффициент активной мощности определяем, исходя из значения коэффициента реактивной мощности

(2.51) .

Следовательно cos? = 0,8, sin? = 0,6. Трансформатор имеет номинальное напряжение выводов 10±2?2,5%/0,4 кВ. На стороне ВН трансформатора поддерживается напряжение 10 кВ (U1 = 5%, Uн = 0) Отклонение напряжения на стороне НН трансформатора при включении его ответвлением +2,5% (U01 = 2,5%, U011 = 2,5%). Потери напряжения в трансформаторе при расчетной нагрузке:

= 2,95%

Определяем отклонение напряжения на стороне НН трансформатора с учетом заданных отклонений при включении его ответвлением +2,5%.

U11 = 5 + 2,5 - 0 - 2,5 - 1,95 = 3,05%.

Полученное значение находится в пределах нормы.

5. Проектирование однолинейной схемы электроснабжения узла

Потребители 0,4 кВ, равномерно расположенные по площади цеха, получают питание от распределительных шинопроводов, что обеспечивает большую гибкость схемы и применение современных методов индустриального монтажа.

Использование отечественной коммутационной, защитной и измерительной аппаратуры позволяет не снижая надежности схемы значительно снизить капитальные затраты на ее строительство монтаж. Проектируемая схема системы электроснабжения отвечает современным требованиям и нормам проектирования.

Заключение

В результате проектирования системы электроснабжения можно сделать следующие выводы:

· применили магистральные схемы питания цеховых трансформаторных подстанций;

· предусмотрели в цеховых ТП резервные перемычки в сети до 1 кВ

· применили компенсирующих устройств в сети напряжением до 1кВ, что обеспечило снижение перетоков реактивной мощности и уменьшения установленной мощности цеховых трансформаторов;

· при проектировании схемы электроснабжения применили с целью повышения надежности сетей напряжением до 1 кВ трансформаторы с группой соединения обмоток ?/Y-0 - 11, что в свою очередь обеспечило необходимую чувствительность защит.

· Применение штепсельных соединителей для подключения переносных электродвигателей см. ПУЭ, 5.3.37.

· . Коммутационные аппараты по своим электрическим и механическим параметрам должны соответствовать характеристикам приводимого механизма во всех режимах его работы.

· Коммутационные аппараты электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы должны выбираться по номинальному току при соответствующей продолжительности включения (ПВ) и по допустимой частоте включения наибольшего тока.

Размещено на Allbest.ru