Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РТ

ГБПОУ «ЗАИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема: Расчет электроснабжения и выбор электрооборудования узловой распределительной подстанции

Специальность: 140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования



Введение

Выработка, передача, распределение, преобразование и использование электрической энергии осуществляется с помощью самого разнообразного электрического оборудования. Его совершенствование происходит непрерывно за счет применения новых конструктивных решений, материалов, элементов и технологий изготовления.

Одно из наиболее значимых направлений такого технического прогресса связано с широким применением полупроводниковых элементов и устройств и средств вычислительной техники. Это позволяет расширить функциональные возможности и области применения электрооборудования, повысить технико-экономические характеристики, надёжность работы и удобство в эксплуатации как самого электрооборудования, так и обслуживаемых им технологических агрегатов, рабочих машин и механизмов. Одновременно с этим возрастает и уровень требований к квалификации персонала, который занимается монтажом, наладкой, эксплуатацией, ремонтом и модернизацией электрооборудования.

На современном этапе в электроснабжении должно применяться современное электрооборудование для повышения надежности работы, а именно: современные высоковольтные выключатели (элегазовые, вакуумные), низковольтные выключатели серии ВА, кабельная

продукция с улучшенной изоляцией, современные схемы релейной защиты и автоматики, выполненные на бесконтактных полупроводниковых элементах.

Освещена тема технической документации при эксплуатации электрооборудования и Обязанности, ответственность потребителей за выполнением правил технической эксплуатации электроустановок потребителей.



1. Общая часть

1.1 Характеристика узловой распределительной подстанции

Узловая распределительная подстанция (УРП) предназначена для связи напряжений трёх классов: 220, 110 и 10 кВ.

Она состоит из двух автотрансформаторов типа АТДЦТН-125000/220/110/20. На стороне высокого напряжения (ВН) установлено по 4 выключателя ВН типа У-220, на стороне среднего напряжения (СН)- по 5 выключателей СН типа У-110, на стороне низкого напряжения (НН) - по 12 шкафов типа КРУ-10.

Автотрансформаторы, открытые распределительные устройства

(ОРУ-220 и ОРУ-110) размещены на открытой площадке , а шкафы в здании ЗРУ-10.

УРП обслуживается и имеет объединённый пункт управления (ОПУ) с дежурным персоналом . Кроме этого предусмотрены производственные , служебные, вспомогательные и бытовые помещения.

Потребители собственных нужд (СН) получают ЭСН от трансформаторов собственных нужд (ТСН) и по надёжности ЭСН относятся к 1 категории.

Количество рабочих смен - 3. Грунт в районе цеха - супесь с температурой +12 єС. Территория УРП имеет ограждение из блоков- секций длиной 8 и 6 м каждый.

Размеры цеха А Ч В = 48 Ч 30 м. Все помещения закрытого типа и имеют высоту 3,6 м.

Перечень ЭО УРП дан в таблице 1

Расположение основного ЭО показано на рисунке 1



Таблица1. Перечень ЭО узловой распределительной подстанции

№ на плане	Наименование ЭО	PнкВт
1	2	3
1,2	Трансформаторы собственных нужд	-
3,4	Компрессорные установки	20
5,6	Зарядно - подзарядные агрегаты АБ типа ВАЗП	23
7,8	Синхронные компенсаторы	70
9,10	Электронагреватели для выключения и приводов типа У-220, У-110	219,2
11	Электронагреватель шкафов КРУ-10	24
12,13	Электронагреватель трансформаторного масла	75
14,15	Насосы системы охлаждения АТ	29,6
16	Отопление, вентиляция, и освещение ЗРУ-10	6
17	Отопление, вентиляция и освещение ОПУ	8
18,19	Наружное освещение ОРУ-220, ОРУ-110	5

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро- и электробезопасности.

Таблица2. Классификация помещений

Класс, зона	Характеристика зоны	Требуемая степень защиты ЭУ	Дополни тельные сведения
1	2	3	4
Пожароопасность
П-1	Образуются горючие жидкости с температурой вспышки более 61 °С (например, склады минеральных масел и установки регенерации) внутри помещений	IP44
П-И	Выделяются горючие пыль или волокна с концентрацией воспламенения к объему воздуха более 65 г/м3	IP54
П-НА	Образуются твердые горючие вещества (склады)	IP44	Закрытые
П-Ш	Образуются горючие жидкости с температурой вспышки более 61 °С или твердые горючие вещества вне помещений (например, склады минеральных масел, угля, торфа, дерева и т. п.)	IP44	Открытые складские пространства
Взрывоопасность
В-1	Выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, способные образовать с воздухом в помещении взрывоопасную смесь при нормальном режиме работы	Вызрывобез- опасность	Газообразная или жидкая основа
B-IA	То же, но при аварии или неисправности	Не ниже IP44
В-Ш	Возможно образование смеси с большой взрывной концентрацией (15 % и более) или водорода при аварии или неисправности в помещении (например, аммиачные КУ, электролизные, зарядные и т. п.)
В-1г	Возможно образование взрывоопасной смеси на открытом воздухе (например, выбросы технологических установок, резервуары и открытые пространства с горючими жидкостями)		Выбросы вентиляции и предохранительных устройств
В-Н	Возможно образование взрывоопасной смеси в помещении из взвешенных частиц (пыль, волокна) и воздуха в нормальных условиях	Взрывобез- опасность	Твердая основа (пыль, волокна)
В-НА	То же, но при аварии или неисправности	IP54
Электроопасность
00 (особо опас ные)	Относятся помещения: - особо сырые (относительная влажность близка к 100 %, т. е. поверхности, покрытые влагой); - - с химически активной средой, разрушающей изоляцию; - - территория размещения наружных ЭУ
ПО (с повышенной опасностью)	Относятся помещения: сырые (относительная влажность воздуха длительная более 75 %); с токопроводящей пылью, оседающей на ЭО; с токопроводящими полями (металл, земля, ж/бетон, кирпич и т. п.); жаркие (температура постоянно или более 1 суток +35 °С); возможно соприкосновение одновременно с корпусом ЭО и конструкциями, связанными с землей
БПО (без Повышенной опасности)	Относятся помещения, не относящиеся в отношении опасности поражения людей электротоком к 00 и с ПО

Таблица 4.Классификация помещений узловой распределительной подстанции

Классификация помещений по взрыво-пожаро- электробезопасности
Наименование помещения	Категории	Примечание
	взрыво-опасность	пожаро-опасность	Электро-опасность
1	2	3	4	5
Узловая распределительная подстанция	-	-	ООП	IР43



2. Расчётно-конструкторская часть

2.1 Определение категории надежности и выбор электросхемы

В отношении обеспечения надежности ЭСН электроприемники разделяются на следующие 3 категории:

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания

Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Допускается питание электроприемников II категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 24 час. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников II категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 24 часов. Допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 24 часа, с подачей напряжения по кабельным линии до 1000 В.

Обоснования выбора схемы электроснабжения ТСН УРП

1. Питание ТСН получаем из КРУ-10, напряжение на шинах КРУ-10 кВ

2. Подачу питания на ТСН производим кабелем, проложенным по кабельным конструкциям на открытом воздухе.

3. Кабель к трансформаторам подключается через ВВ, находящиеся в ЗРУ-1;2.

4. Вторичная обмотка ТСН выложена на 0,69 кВкоторое подается на ШНН через автоматический выключатель для подключения силового ЭО. Напряжение 0,4кВ необходимо для выполнения освещения.

5. Выбор параллельной работы двух трансформаторов обусловлен 1 категорией ЭС потребителей.

6. Все ЭО собственных нужд УРП записано на напряжение 0,66 кВ кабельными линиями

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.2 Расчёт электрических нагрузок, выбор трансформатора и компенсирующего устройства

2.2.1 Расчет электрических нагрузок

При расчете силовых нагрузок большое значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки -- к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников.

Расчет электрических нагрузок основывается на опытных данных и обобщениях,„выполненных с применением методов математической статистики и теории вероятности.

Расчет начинают с определения номинальной мощности каждого электроприемника независимо от его технологического процесса средней мощности: мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчетной мощности участка, цеха, завода или объекта.

Расчет номинальной мощности. Номинальная мощность--это полезная мощность электроприемника, совершающая работу. Она указывается в паспортных данных электроустановок, электродвигателей, печей сопротивления, реактивных печей, силовых и печных трансформаторов и др.

В цехах промышленных предприятий установлено до 80% асинхронных двигателей, работающих в разных технологических режимах.

Расчет нагрузок в двигательном режиме. Для электродвигателей (метало- режущих станков, вентиляторов, компрессоров, насосов и др.) фактически потребляемая активная мощность (кВт)

, (2.17)

где--паспортная активная мощность электродвигателя, кВт;

-- коэффициент полезного действия; -- полезная активная мощность, совершающая работу, кВт;-- собственные потери активной мощности электродвигателя, кВт.

Для значительной группы электродвигателя активная номинальная мощность

, (2.18)

так как в период максимальной нагрузки электроприемников потери мощности электродвигателейкомпенсируются мощностью не участвующих в работе электроприемников. Следовательно, фактическую активную мощность определя-ют для электродвигателей большой мощности.

Для всех видов нагревательных электроприёмников (печей сопротивления, сушильных шкафов, нагревательных приборов и др.) всегда .

Для электроприемников, заданных полной мощностью (силовых, печных, сварочных трансформаторов и др.),

(2.19)

где -- паспортная полная мощность трансформатора, кВА; -- коэффициент мощности.

Расчет нагрузок в повторно-кратковременном режиме. Для электродвигателей (электрических кранов, тельферов, электрических лифтов, пожарных насосов и др.)



, (2.20)

где ПВ -- повторное включение электроприемника, % (задается технологическим процессом, учитывает работу в течение 8 ч -- наиболее загруженной смены или в течение суток -- 24 ч). Стандартные значения ПВ= 15, 25, 40, 60%.

Для электроприемников, заданных полной мощностью (сварочных трансформаторов и машин),

(2.21)

Расчет нагрузок методой «коэффициента максимума». Одиночные электроприемники группируют и присоединяют к силовым щитам. Следовательно, для групп электроприёмников

, (2.22)

-- суммарная номинальная активная мощность электроприёмников, кВт.

Расчет сменной мощности.Сменная мощность учитывает количество мощности, израсходованной в период наиболее загруженной смены. Согласно суточному графику работы промышленных предприятий наиболее загруженной считают первую смену в течение 8ч работы.

Для действующих промышленных предприятий активная (кВт) и реактивная (кВА) мощности

;, (2.23)



где -- активная энергия, кВтч;-- продолжительность работы электроприёмников за смену, ч; -- реактивная энергия, кварч.

Для вновь проектируемых промышленных предприятий активная (кВт) и реактивная (квар) мощности каждого одиночного электроприёмника

; , (2.24)

где--коэффициент использования электроприёмника.

Рассматривая электрическую нагрузку в комплексе, присоединенную к трансформаторной подстанции, сменную мощность суммируют:

; (2.25)

Расчет максимальной мощности.Максимальная мощность -- это наибольшая мощность, потребляемая участком, цехом, заводом в течение первой смены за 30 мин. Если за 30 мин провода выдерживают максимальную нагрузку и не перегреваются, то выбранного сечения достаточно, чтобы данные потребители получили достаточное количество электроэнергии.

Активная (кВт) и реактивная (квар) максимальные мощности

; . (2.26)

* Примечание. Потребление реактивной мощности зависит от количества работающих электроприёмников в период максимума.

Полная максимальная мощность (кВА) и максимальный ток (А)

; . (2.27)



При расчетах и исследовании силовых электрических нагрузок применяют расчетные коэффициенты, характеризующие режимы работы электроприёмников, потребление энергии, мощности, времени и трафиков нагрузок.

Коэффициент использования одного или средний коэффициент группы электроприёмников характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение средней активной мощности одного или группы приёмников за наиболее загруженную смену к номинальной мощности .

. (2.28)

Коэффициент максимума - отношение расчётного максимума активной мощности нагрузки группы электроприёмников к средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену:

. (2.29)

Значение>1 определяют в зависимости от значения среднего коэффициента использования и эффективного числа группы электроприёмников.

Эффективным (приведённым) числам называют число однородных по режиму работы электроприёмников одинаковой мощности, которое даёт то же значение расчетного максимума , что и группа электроприёмников, различных по мощности и режиму работы. Так как эффективное число определяют для группы электроприёмников, присоединённых к силовым щиткам или распределительному щиту подстанции, то необходимо учитывать показатель силовой сборки - число m, равное отношению номинальной мощности наибольшегоЭП к номинальной мощности наименьшего :

. (2.30)

Число mможет быть больше, меньше или равно трём.

Число определяют по следующим показателям:количествуэлектроприёмниковn, подключенных к источнику питания; показателю силовой сборки m; среднему коэффициенту использования; номинальной активной мощности индивидуального электроприемника.

При ; ; ;

(2.31)

При ; ; ;

. (2.32)

При ; ; ; эффективное число .

При ; ; ; эффективное число не определяется, а максимальная потребляемая активная мощность рассчитывается по коэффициента загрузки :

(2.33)

При ; ; ;

. (2.34)

; (2.35)

; )(2.36)

- относительно эффективное число;

(2.37)

- относительное число наибольших по мощности электроприёмников;

- число приёмников с единичной мощностью, больше или равной ;

(2.38)

-относительная мощность наибольших по мощности электроприёмников.

При ; ; ; эффективное число .

Определение расчетных силовых нагрузок методом коэффициента максимума.В основу определения таких нагрузок от группы электроприемников с учетом коэффициента максимума положен метод упорядоченных диаграмм, позволяющий по номинальной мощности и характеристике электроприемников определить расчетный максимум нагрузки:

. (2.39)

Групповая номинальная активная мощность представляет собой сумму номинальных мощностей электроприёмников, за исключением резервных.

В соответствии с практикой проектирования

при или при . (2.40)

Если в группе электроприемников цеха или предприятия имеются электроприемники, работающие с опережающим током, то реактивные мощностипринимают со знаком минус и вычитают их из общей реактивной мощности.

После определения и можно подсчитать полную мощность (кВА)

(2.41)

Расчётный максимальный ток для электроприёмников переменного тока (А)

. (2.42)

Следует отметить, что расчёт нагрузок не может быть достаточно точным из-за возможных изменений технологического процесса и неточности расчётных коэффициентов (учитывая динамику изменения коэффициентов во времени).

Определяются потери в трансформаторе.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Наименование РУ и ЭП	Номинальная нагрузка	Сменная нагрузка	Максимальная нагрузка
	n	Рн, кВт	Рн? кВТ	Ки	Cos ц	tgц	m	Рсм, кВт	Qcм, квар	Sсм, кВА	n	Км	К'м	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
ШНН ТР-1
Электродвигатели	2	219,2	438,4	0,75	0,95	0,33		328,8	108,5	346
Электронагреватель шкафов КРУ-10	1	24	24	0,75	0,95	0,33		18	5,9	18,9
Отопление, вентиляция и освещение ЗРУ-10	1	6	6	0,75	0,95	0,33		4,5	1,5	4,7
Отопление, вентиляция и освещение ОПУ	1	8	8	0,75	0,95	0,33		6	2	6,3
Наружное освещение ОРУ-220, ОРУ-110	2	5	10	0,9	0,95	0,33		9	3	9,5
Итого:	7		486,4	0,75			>3	366,3	120,9		7	1,21	1,1	443,2	133	462,7	392
ШНН ТР-2
Компрессорные установки	2	20	40	0,7	0,8	0,75		28	21	35
Зарядно-под зарядные агрегаты	2	23	46	0,5	0,7	0,8		23	18	29,2
Синхронные компенсаторы	2	70	140	0,7	0,8	0,75		98	73,5	122,5
Электронагреватели ТР масла	2	75	150	0,75	0,95	0,33		112,5	37,1	118,5
Насосы системы охлаждения АТ	2	29,6	59,2	0,7	0,8	0,75		41,5	31	51,8
Итого:	10		435,2	0,7			>3	303	180,6		10	1,16	1,1	351,5	198,7	403,8	340
Итого														794,7	331,7	866,5
Потери														17,3	86,7	88,4
Всего ШВВ														812	418,4	954,9

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбор трансформатора.

S_т?S_р

S_тp=0,7*S_max(вн)=0,7*954,9=668,4кВ*А

Выбираю два трансформатора ТМ-1000/10-0.69-0.4.

Трансформаторы трехфазные силовые масляные ТМД (с маслорасширителем) общего назначения мощностью 1000кВА, с дутьем ,работающие в сетях переменного тока частотой 50Гц.

Трансформаторы ТМ предназначены для преобразования, распределения и передачи электроэнергии в сетях энергосистем и питания различных потребителей электроэнергии.

В силовых трансформаторах ТМ предусмотрена возможность регулирования напряжения с помощью РПН ( регулирование напряжения под нагрузкой).

Температурные изменения объема масла в трансформаторах компенсируются маслорасширителем со встроенным воздухоосушителем, предотвращающим попадание в трансформатор влаги и промышленных загрязнений.

Для измерения температуры верхних слоев масла на крышке трансформаторов предусматривается гильза для установки жидкостного термометра.

электрооборудование кабельный двигатель подстанция

Таблица 6. Характеристики трансформатора

Тип
ТМД-1000/10-о.69;0.4	2650	510	4,5	2,4

Выбор компенсирующего устройства.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

- расчётную реактивную мощность КУ;

- тип компенсирующего устройства;

- напряжение КУ.

Расчётную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения

,

где - расчетная мощность КУ, квар;

- коэффициент, учитывающий повышение естественным способом, принимается ;

- коэффициент реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения= 0,92…0,95.

61,328 кВАр

Так как оборудование УРП в своем составе имеет синхронный компенсатор, то установка конденсаторных батарей не требуется. Синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода, т.е. без механической нагрузки на валу, представляет собой синхронный компенсатор. Мощность СК по перечню оборудования равна 70 кВт, а необходимая реактивная нагрузка 61.33 кВАр. Следовательно, синхронный компенсатор обеспечит электрооборудование нашей подстанции необходимой реактивной мощностью.

Общие сведения об автоматических выключателях серии ВА.

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой

Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.

Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок.

Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии.

Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые, электромагнитные и полупроводниковые.

Тепловые расцепители срабатывают при перегрузках, электромагнитные -- при КЗ, полупроводниковые -- как при перегрузках, так и при КЗ.

Наиболее современные автоматические выключатели серии ВА предназначены для замены устаревших А37, АЕ, АВМ и «Электрон».

Они имеют уменьшенные габариты, совершенные конструктивные узлы и элементы. Работают в сетях постоянного и переменного тока. В справочнике предоставлены выключателей серии ВА, так как они наиболее современные и применяются в комплектных распределительных устройствах в виде различных комбинаци.

Выбор аппаратов защиты и кабельной продукции для электроснабжения оборудования.

Для выбора аппарата защиты нужно знать:

- токи (в амперах) в линии, где он установлен;

- тип аппарата и число фаз.

Автоматы выбираются согласно условиям:

- для .линии без ЭД;

- для линий с одним ЭД;

- для групповой линии с несколькими ЭД .

где - номинальный ток автомата, А;

- номинальный ток расцепителя, А;

- длительный ток в линии, А;

- максимальный ток в линии, А;

-- номинальное напряжение автомата, В;

- напряжение сети, В.

Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ.

В качестве аппаратов защиты применяю автоматические выключатели серии ВА, которые выбираются по условиям:

. ток расцепителя;

- кратность отсечки

- ток отсечки, А

- пусковой ток, А

- максимальный ток на группу

Для каждой линии к электродвигателю переменного тока



где- КПД электродвигателя.

Зная тип, и число полюсов автомата, выписываю все каталожные данныеРазмещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 7. Ведомость токов электрооборудования и выбор кабельной продукции и защитной аппаратуры

№ по плану	Наименование узла и групп электроприёмников	Кол-во ЭП, шт	P, кВт, 1-го ЭП	Iном, А	Iдоп, А	Iпуск, А	Марка и сечение кабельной продукции	Тип защиты
								марка	Iном, А	Iн.р, А
9,10	Электронагреватель	2	219,2	212,8	266	1596	ААШв(4*120)	ВА51-37	400	320
11	Электронагреватель шкафов КРУ-10	1	24	23,3	29,1	174,7	ААШв(4*4)	ВА51-31	100	31,5
16	Отопление, вентиляция и освещение ЗРУ-10	1	6	5,8	7,3	43,5	ААШв(4*2,5)	ВА51-25	25	8
17	Отопление, вентиляция и освещение ОПУ	1	8	7,8	9,8	58,5	ААШв(4*2,5)	ВА51-25	25	10
18,19	Наружное освещение ОРУ-200, ОРУ-110	2	5	4,9	6,1	31,8	ААШв(4*2,5)	ВА51-25	25	6,3
3,4	Компрессорные установки	2	20	19,4	24,3	145,5	ААШв(4*4)	ВА51-25	25	25
5,6	Зарядно-подзарядные агрегаты	2	23	22,3	27,9	167,3	ААШв(4*4)	ВА51-31	100	31,5
7,8	Синхронные компенсаторы	2	70	67,9	84,9	509,3	ААШв(4*16)	ВА51-31	100	100
12,13	Электронагреватели ТР масла	2	75	72,8	91	546	ААШв(4*25)	ВА51-31	100	100
14,15	Насосы системы охлаждения АТ	2	29,6	28,7	35,9	215,3	ААШв(4*6)	ВА51-31	100	110



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбор высоковольтного выключателя.

Комплектные распределительные устройства. КРУ напряжением выше 1000 В. КРУ, выполненные на напряжение до 10 кВ и токи до 3000 А, широко распространены при сооружении промышленных и городских подстанций, главных РУ электростанций средней и малой мощности, РУ собственных нужд мощных электростанций.

КРУ внутренней установки выкатного исполнения. Они предназначены для закрытых РУ напряжением 3 - 10 кВ, с одинарной системой сборных шин и выполняются из соединённых между собой металлических шкафов с встроенными в них электрическими аппаратами, приборами измерения и защиты, с вмонтированными цепями первичной и вторичной коммутации.

В КРУ на 6 - 10 кВ устанавливают масляные выключатели типа ВМП 6 - 10 и вакуумные выключатели. Масляные выключатели мене дорогостойкие, но обладают более худшими характеристиками дугогашения, так как в процессе гашения дуги происходит разложение трансформаторного масла с выделением водорода и горючих газов, что и является источником взрывов и пожаров в распределительном устройстве.

Вакуумные выключатели. Их изготавливают на напряжение 10 кВ, номинальные токи от 320 А, ток отключения 2 - 20 кА, динамическую устойчивость- 52 кА. Основным элементом вакуумного выключателя является вакуумная дугогасительная камера (ВДК), в которой происходит гашение дуги.

Преимущества вакуумных выключателей: высокая электрическая прочность вакуума, что обеспечивает быстрое восстановление электрической прочности между контактами при разрыве дуги; быстродействие и большой срок службы при большом числе отключений; малые габариты и удобствообслуживания; наиболее пригодны в электропечных и конденсаторных установках при частых операциях включения и отключения. Так как вакуум не проводит электрический ток, то дуга гасится при малом разрыве выключателя за очень короткое время.

Выбор ВВ и высоковольтного кабеля производится на основании номинального напряжения РУ и расчётного тока, по мощности высокой стороны трансформатора.

1000/

=1,25 А

Следовательно на основании расчётов выбираем высоковольтный выключатель с электромагниттным приводом и кабель марки ААШв (3х16).

Таблица 8. Характеристики высоковольтного выключателя

Тип	Конструктивное выполнение	А	Предельные		кА
ВВЭ 10/630 УЗ	Вакуумные	630	52	20	3	20	0,055

Условное обозначение: В - выключатель, В - вакуумный, Э - электромагнитный привод,U=10 кВ, = = 20 кА, 630 - номинальный ток, У - умеренный климат, 3 - внутренней установки

Выбор точек и расчет токов КЗ.

Расчёт токов КЗ в системе ЭС производится с рядом допущений:

-индуктивное сопротивление в процессе КЗне изменяется. Напряжение на шинах источника постоянно, апериодическая составляющая тока КЗ не подчитывается, так как она затухает очень быстро. Для расчета токов КЗ составляется расчетная схема - упрощенная однолинейная схема ЭУ, в котором учитываются все источники питания, а также воздушные кабельные линии, реакторы, Тр и т.др.

Рассчитать токи КЗ это значит:

-по расчетной схеме составить схему замещения и выбрать точки КЗ;

-рассчитать сопротивления;

-определить в каждой выбранной точке трехфазные, двухфазные, если необходимо и однофазные токи КЗ;

-заполнить сводную ведомость токов КЗ.

Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы, в котором все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи - электрическими. Токи КЗ выбирается на ступенях распределения и на конечном электроприемнике, а нумеруется сверху вниз, начиная от источника. Для определения токов КЗ используется соотношение:

а) 3 -- фазного, кА:

,

где -- линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

-- полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) 2 -- фазного, кА:

;

в) 1 -- фазного, кА:

,

где -- фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

-- полное сопротивление петли «фаза - нуль» до точки КЗ, Ом;

-- полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

г) ударного, кА

,

где - ударный коэффициент, определяется по графику;

.

Рис.6 Зависимость

Сопротивления элементов на ВН приводятся к НН по формулам

(2.46)

где и - сопротивления, приведенные к НН, мОм;

и - сопротивления на ВН, мОм;

- напряжения низкое и высокое, кВ.

На величину тока КЗ могут оказать влияние АД мощностью более 100 кВт с напряжением до 1 кВ в сети, если они подключены вблизи места КЗ, объясняется это, что при КЗ резко снижается напряжение, а АД, вращаясь по инерции, генерирует ток в месте КЗ. Этот ток быстро затухает, а поэтому учитывается в начальный момент при определении периодической составляющей и ударного тока.

Составляем схему замещения и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой .

(2.47)

где - номинальный ток одновременно работающих АД.

Рисунок 6. Расчётная схема токов КЗ электроснабжения ДЦ



Рисунок 7.Схема замещения ЭО расчётной схемой

Произведём перерасчёт сопротивления с высокого напряжения на низкое и выполним упрощенную схему замещения.

Вычисляем сопротивления элементов и наносим на схему замещения.

Вычисляем сопротивления до каждой точкиКЗ и заносим в «Сводную ведомость»:

;

;

;

;

;

;

Определяем токи КЗ и заносим в «Сводную ведомость»:

;

;

;

;

Таблица 9. Сводная ведомость токов

Точки К2	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм	Rк/Xк	Ку		JyкА
К1	18,4	9,43	20,7	1,9	1,0	19,3	27,2
К2	33,2	14,14	36	2,3	1,0	10,6	15,2

Таблица 10. Ведомость выключателя ВН

Параметры	Усл. обозн.	Ед. изм.	Условие выбора	Данные выключателя	Дополнительные сведения
				катал	расчёт.
Выбор Номинальное напряжение Номинальный ток		кВ А		10 72,3	10 630	ВВЭ 10/630УЗ
Проверка Ток отключения Мощность отключения Амплитуда предельного ударного сквозного тока Предельный ток термической стойкости		кА мВА кА кА		19,3 193 27,2 19,3	20 200 52 20	Отключающая способность Динамическая стойкость Термическая стойкость

Расчет заземляющего устройства.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей используются в первую очередь естественные заземлители: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, трубы артезианских скважин, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей, проложенных в земле, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежный контакт с землёй, различного рода трубопроводы, проложенные в земле. Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в блоках, туннелях, каналах. Для искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю вертикальные электроды из труб, уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине 0,5 м полосы. Вертикальные стержни Должны быть диаметром 12 - 14 мм и длиной 5 м, которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока, так как проникают в глубокие влажные слои грунта.

Сопротивление одного вертикального заземлителя определяется по формуле:

, (8.2)

где - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом м;

- длина стержня, м;

t - глубина заложения, м;

d - диаметр стержня, м.

В расчетах можно пользоваться упрощенной формулой для пруткового электрода диаметром 12 мм, длиной 5 м

(8.3)

Расчетное удельное сопротивление грунта

, (8.4)

где -удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности;

- коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.

Сопротивление горизонтального заземлителя (полосы), Ом,

(8.5)

где - длина полосы, м;

b- ширина полосы, м;

t- глубина заложения, м

· Определяем сопротивление заземляющего устройства в ЭУ до 1кВ с изолированнойнейтралью:

(8.6)

где - расчетный ток замыкания на землю, А, который можно определить, зная длину воздушных линий , и напряжение сети , В:

.

· Определяем предварительно конфигурацию заземляющего устройства с учетом размещения на отведенной территории, причем расстояние между вертикальными электродами принимается не менее их длины.

· Определяем сопротивление одного вертикального заземлителя по (8.2) или (8.3).

· Определяем число вертикальных заземлителей:

(8.7)

где - коэффициент использования вертикальных заземлителей

· Определяем сопротивление горизонтальных заземлителей по (8.5).

С учетом коэффициента использования полосы:

(8.8)

· Определяем необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом использования соединительной полосы:

(8.9)

· Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей:

где - уточненное значение коэффициента использования.

На основе результатов расчета уточняем конфигурацию заземляющего устройства.

Участок размерами А * В = 6* 8 м.

Удельное сопротивление грунта (супесь) = 300 Омм.

Принимаем к исполнению контурное заземляющее устройство, состоящее из:

а) вертикальные электроды из уголка (50 * 50 мм) длиной = 2,5м;

б) горизонтальный электрод - полоса (40 * 4мм).

Глубина заложения заземлителей от поверхности земли t = 0,7м. Климатический район -I.

Коэффициент сезонности для вертикальных электродов = 1,7;

для горизонтальных электродов = 5,8.

Расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

= 0,3 * * = 0,3 * 300 * 1,7 = 153 ОмДля установок предельное сопротивление совмещенного ЗУ должно быть 2 Ом.

Но так как = 300 Омм

Определяем расчетное количество вертикальных электродов:

Рисунок 8. План выполнения контура заземления

Так как контурное ЗУ закладывается на расстояние не менее 1 метра, то длина по периметру закладки равна:

Уточняем расстояние между электродами с учётом формы объекта: по углам размещаются по одному вертикальному электроду, а остальные - между ними.

Коэффициент использования вертикальных электродов.

Коэффициент использования горизонтальных электродов .

Следовательно, ЗУ эффективно.

Обязанности, ответственность потребителей за выполнением правил технической эксплуатации электроустановок потребителей.

Эксплуатацию электроустановок потребителей долженосуществлять подготовленный электротехнический персонал.

На предприятиях, как правило, должна быть созданаэнергетическая служба. Обслуживание электроустановок потребителей можетосуществлять специализированная организация или электротехнический персоналдругого предприятия (в том числе малого или кооперативного) по договору

Руководитель (владелец) предприятия должен обеспечить:

содержание электрического и электротехнологическогооборудования и сетей, в том числе блок-станций, в работоспособном состоянии иего эксплуатацию в соответствии с требованиями настоящих Правил, «Правилтехники безопасности при эксплуатации электроустановок», «Правил пользованияэлектрической энергией» и других НТД;

своевременное и качественное проведение профилактическихработ, ремонта, модернизации и реконструкции энергетического оборудования;

обучение электротехнического персонала и проверку знанийправил эксплуатации, техники безопасности, должностных и производственныхинструкций;

надежность работы электроустановок и безопасность ихобслуживания;

предотвращение использования технологий и методов работы,оказывающих отрицательное влияние на окружающую среду;

учет и анализ нарушений в работе электроустановок,несчастных случаев и принятие мер по устранению причин их возникновения;

разработку должностных и производственных инструкций дляэлектротехнического персонала;

выполнение предписаний органов государственного энергетического надзора



3. Техническая документация при эксплуатации электроустановок.

На каждом предприятии должна быть следующая техническая документация, в соответствии с которой его электроустановки допущены к эксплуатации:

генеральный план с нанесенными зданиями, сооружениями и подземными электротехническими коммуникациями;

утвержденная проектная документация (чертежи, пояснительные записки и др.) со всеми последующими изменениями;

акта приемки скрытых работ, испытаний и наладки электрооборудования, приемки электроустановок в эксплуатацию;

исполнительные рабочие схемы первичных и вторичных электрических соединений;

технические паспорта основного электрооборудования;

инструкции по обслуживанию электроустановок, а также должностные инструкции по каждому рабочему месту и инструкции по охране труда.

На каждом предприятии для производственных служб (цехов, участков, подстанций, лабораторий) должны быть составлены перечни инструкций и схем, утвержденные главным инженером предприятия. Перечни должны пересматриваться не реже 1 раза в3 года.

В перечень должны входить следующие документы:

паспортные карты или журналы с перечислением электрооборудования и средств защиты с указанием их технических данных, а также присвоенных им инвентарных номеров (к паспортным данным или журналам прилагаются протоколы и акты испытаний, ремонта и ревизии оборудования);

чертежи электрооборудования, электроустановок и сооружений, комплекты чертежей запасных частей, исполнительные чертежи воздушных и кабельных трасс и кабельные журналы;

чертежи подземных кабельных трасс и заземляющих устройств с привязками к зданиям и постоянным сооружениям, а также с указанием мест установки соединительных муфт и пересечений с другими коммуникациями общие схемы электроснабжения, составленные по предприятию в целом и по отдельным цехам и участкам (подразделениям);

комплект эксплуатационных инструкций по обслуживанию электроустановок цеха, участка (подразделения) и комплект должностных инструкций по каждому рабочему месту и инструкций по охране труда.

Все изменения в электроустановках, выполненные в процессе эксплуатации, должны отражаться в схемах и чертежах немедленно за подписью ответственного за электрохозяйство с указанием его должности и даты внесения изменения

Информация об изменениях в схемах должна доводиться до сведения всех работников, для которых обязательно знание этих схем, с записью в журнале распоряжений.

Обозначения и номера в схемах должны соответствовать обозначениям и номерам, нанесенным в натуре.

Соответствие электрических (технологических) схем (чертежей) фактическим эксплуатационным должно проверяться не реже 1 раза в 2 года с отметкой на них о проверке.

Комплект схем электроснабжения должен находиться у ответственного за электрохозяйство, на его рабочем месте.

Комплект оперативных схем электроустановок данного цеха, участка (подразделения) и связанных с ними электрически других подразделений должен храниться у дежурного персонала подразделения.

Основные схемы вывешиваются на видном месте в помещении данной электроустановки.

Все рабочие места должны быть снабжены инструкциями - эксплуатационными, должностными, по охране труда. Эксплуатационные инструкции составляются в соответствии с требованиями настоящих Правил на основе заводских и проектных данных, типовых инструкций и других НТД, опыта эксплуатации и результатов испытаний, а также с учетом местных условий, подписываются руководителем соответствующе подразделения (цеха, подстанции, участка, лаборатории, службы) и утверждаются главным инженером или ответственным за электрохозяйство предприятия.

Эксплуатационные инструкции, устанавливающие порядок эксплуатации электроустановок, имеющих непосредственную связь с энергоснабжающей организацией (энергопредприятием) на границе

Балансовой принадлежности, должны быть согласованы с диспетчерским управлением энергосистемы и утверждены главным инженером производственного энергетического объединения (энергосистемы).

У потребителей, имеющих особые условия производства, должны быть разработаны эксплуатационные инструкции для электротехнического персонала с учетом характера производства, особенностей оборудования и технологии, утвержденные главным инженером.

В должностных инструкциях по каждому рабочему месту должны быть указаны:

перечень инструкций по обслуживанию оборудования, НТД, схем электрооборудования, знание которых обязательно для работников в данной должности;

права, обязанности и ответственность персонала;

взаимоотношения с вышестоящим, подчиненным и другим связанным по работе персоналом.

В случае изменения условий эксплуатации электрооборудования в инструкции вносятся соответствующие дополнения, о чем сообщается работникам, для которых обязательно знание этих инструкций, с записью в журнале распоряжений.

Инструкции пересматриваются не реже 1 раза в 3 года.

На каждом производственном участке, в цехе должен находиться комплект инструкций по утвержденному перечню; полный комплект инструкций должен храниться у ответственного за электрохозяйство цеха,участка и необходимый комплект - у соответствующего персонала на рабочем месте



Список использованной литературы

Москаленко В.В. «Справочник электромонтёра». М.: Издательский центр «Академия», 2014 г.

Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». М.: Энергоатомиздат, 2012.

Акимова Н.А., Котеленец Н.Ф., Сентюрихин Н.И. «Монтаж электрического и электромеханического оборудования». М.: Мастерство, 2012 г.

Липкин Б.Ю. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок». М.: «Высш. школа», 2012 г.

Правила устройства электрооборудования. М.: Энергоиздат, 2014 г.

Правила технической эксплуатации электрооборудования. М.: Энергоиздат, 2014 г.

Липкин Б.Ю. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок». М.: «Высш. школа», 2012 г.

Зимин Е.Н., Преображенский В.И., Чувашев И.И. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок». М.: «Высш. школа», 2013 г.

Москаленко В.В. «Справочник электромонтёра». М.: Проф. Издат, 2012 г.

Шеховцов В.П. «Расчёт и проектирование схем электроснабжения».

М.: Форум: Инфра-М, 2013 г.

Размещено на Allbest.ru