Проект подстанции 10/0,4 (кВ) для электроснабжения цеха механической обработки деталей

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и молодёжной политики рязанской области

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Скопинский электротехнический колледж»

Дипломный проект

«Проект подстанции 10/0,4 (кВ) для электроснабжения цеха механической обработки деталей»

Дипломник: Чесноков И.С.

Руководитель проекта:

Бессеребренникова О.В.

Скопин, 2019



Содержание

Введение

1. Краткая характеристика объекта проектирования

2. Расчёт электрических нагрузок цеха

3. Выбор мощности трансформатора

4. Схема объединений и подстанции

5. Расчёт токов короткого замыкания

6. Выбор оборудования на подстанции

7. Согласование защит с высокой и низкой сторон подстанции

8. Расчёт контура заземления потребительской подстанции

9. Экономическая часть

10. Грозозащита подстанции

11. Техника безопасности при обслуживании подстанции

Заключение

Список литературы



Введение

Создание энергосистем и объединение их между собой на огромных территориях стало основным направлениям развитие электроэнергетики мира в 20 веке. Это обусловлено отличительной особенностью отрасли, в которой производство и потребление продукции происходят практически одновременно. Невозможно накопление больших количеств электроэнергии, а устойчивая работа электростанции и сетей обеспечивается в очень узком диапазоне основных параметров режима. В этих условиях надёжное электроснабжение от отдельных электростанций требует резервирование каждой станции, как по мощности, так и по распределительной сети.

Известно, что объединённая работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую установленную мощность в основном за счёт разновременности наступление максимумов электрической нагрузки объединения, включая и поясной сдвиг во времени, сокращение не обходимых резервов мощности вследствие малой вероятности одновременно крупной аварии во всех объединяемых системах.

Кроме того, удешевляется строительство электростанций ха счёт укрепления их агрегатов и увеличения дешёвой мощности на ГЭС, используемой только в переменной части суточного графика электрической нагрузки. В объединении может быть обеспечено рациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счёт оптимизации режимов загрузки различных типов электростанций. Но главным преимуществом энергообъединения возможность широкого маневрирования мощностью и электроэнергией на огромных территориях в зависимости от реально складывающихся условий. Дополнительно электросетевое строительство, связанное энергообъединений, не требует больших затрат так как при их формировании используются в основном линии электропередачи, необходимые для выдачи мощности электростанций, а затраты на них с лихвой окупаются удешевлением строительства крупной электростанции по сравнению с несколькими станциями меньшей мощности. И, следовательно, только объединённая работа энергосистем позволяет обеспечить более экономичное, надёжное и качественное электроснабжение потребителей.

Однако параллельная работа энергосистем на одной частоте требует создание соответствующих систем управления, и их функционированием, включая и противоаварийное управление, а также координации развития энергосистем. Это обусловлено тем, что системные аварии в большом объединении охватывают огромные территории и при современной «глубине» электрификации жизнь общества приводят к тяжелейшим последствиям и огромным ущербам.

Поскольку электроэнергия «не складируется», при возникновении дефицита она не может быть свободно куплена на мировом рынке и доставлено в любое место, как и другие продукты и товары. Поэтому обеспечение надёжного и экономичного электроснабжения требует заблаговременного начала строительства новых генерируемых источников и электрических сетей, так как энергетические объекты весьма дороги и трудоёмки. При этом не обходимо обеспечить рациональный состав этих источников по используемым энергоресурсам, их основным техническим характеристикам; их регулировочным возможностям в суточном, недельном и годовом разрезе, а также их размещение. Для этого необходима координация развития энергосистем и энергообъединений путём прогнозирования, как на долгосрочную, так и на краткосрочную перспективу, которое должно периодически повторяться.

Последнее обусловлено тем, что все исходные данные для прогнозирования весьма неопределённы даже в условиях плавной экономики страны. Очевидно, что в условиях рыночной экономики эта неопределённость многократно возрастает.



1. Краткая характеристика объекта проектирования

Цех механической обработки деталей (МЦ) предназначен для обработки коленчатых валов автомобильного двигателя.

В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные и ботовые помещения различного назначения.

Основное оборудование размещено в станочном и ремонто-механическом отделениях.

Механический цех получает электроснабжение (ЭСН) от собственно цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

Напряжение на ПГВ - 6 или 10 (кВ). Расстояние от ГПП до ТП - 0,5 (км).

Потребитель ЭЭ по бесперебойности ЭСН имеют 2 или 3 категорию надёжности. Количество рабочих схем - 2

Грунт в районе здание цеха - супесь с температурой 0. Каркас здания сооружён из боков - секций длиной 8 и 4 (м), каждый.

Размер цеха А х В х С = 48 х 30 х 7

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 3,2 (м).

Перечень ЭОМЦ дан в таблице.

Мощность электроприёмника (Р_зп) указана для одного электроприёмника.

Расположение основного оборудование показано на плане.

Таблица № 1.

№ плана		Вариант 1 Рзп, (кВт)	Примечание
1	2	3	ПВ = 60 (%)
1 - 4	Сварочные автоматы	50 (кВА)
5 - 8	Вентиляторы	4,8
9	Компрессоры	30
10,11,35,36	Алмазно - расточные станки	2,5
12	Горизонтально - расточные станки	25
13	Продольно - расточные станки	40
14	Кран - балка	15	ПВ = 60 (%)
15	Мостовой кран	55	ПВ = 60 (%)
16 - 17	Расточные станки	14
18 - 20	Поперечно - строгательные станки	10
21 - 24	Радиально сверлильные станки	3	1- фазные
25 - 27	Вернтикально сверлильные станки	4	1- фазные
28	Электропечи сопротивлений	32
29 - 30	Заточные станки	1,5	1- фазные
31 - 34	Токарно - револьверные станки	4,5

2. Расчёт электрических нагрузок цеха

Расчёт электрических нагрузок цеха ведём метод коэффициента максимума, который сводится к определению максимальных (PM, QM, SM) расчёт нагрузок группы электроприёмников.

Нагрузки трёх фазного повторно - кратковременного режима приводим к длительному режиму.

PH = PЭП Ч ,

где: РН - нормальная мощность электро-приёмника, (кВт);

ПВ - продолжительность включения относительно единицы.

Для мостового крана:

РН = 30 = 18,9 (кВт).

Проводим однофазные нагрузки к условной трёхфазной мощности.

Нагрузки распределяем равномерно по фазам.

Так как Н ? 15 (%), то расчёт ведём как для трёхфазных нагрузок.

АВ + ВС + СА = 8,5 + 7,5 + 11 = 27 (кВт)



Определяем эффективное число электроприёмников Пэ.

Для этого находим отношение номинальной мощности наибольшего электроприёмника.

m = = = 13,2

Результаты заносим в таблицу.

Определяем для электроприёмников активную и реактивную мощности нагрузки за наиболее загруженную смену.

РСМ = КИ РН ?;

CM = PCM tg?,

где: РСМ - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, к (Вт);

QCM - средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, (кВар);

КИ - коэффициент использования электроприёмников, определяется на основании опыта эксплуатации;

PH? - номинальная активная групповая мощность, приведённая к длительному режиму, без учёта резервных электроприёмников, (кВт);

tg? - коэффициент реактивной мощности;

Например для токарного - револьверного станка;

РСМ = 19,2 0,6 = 15,2 (кВт);

QCM = 19.2 0.75 = 14.2 (кВар);

SCM = = = 15,36 (кВА).

Остальные расчёты аналогичны, данные заносим в таблицу.

Определяем среденевзвешенный коэффициент использования для цеховой нагрузки определяется по формуле:

КИСР = = = 0,3;

КИСР ? 0,2.

По таблице 1.5.2. определяем эффективное число электроприёмников.

Так как n ? 5,

КИСР ? 0,2, m ? 3, то:

n_Э = = = 10,92 11.

Для перехода от средней нагрузки к максимальной используем коэффициент максимума (КМ).

Выбираем его из таблицы 1.5.3:

КМ = 1,84.

Коэффициент заносим в таблицу:

P_M = КМ Ч РСМ;

Q_M = КМ Ч QCM;

где: КМ - коэффициент максимума активной нагрузки;

КМ - коэффициент максимума реактивной нагрузки;

КМ = 1,1

Например вентилятор:

PM = 1,1 Ч 11,88 = 20,5 (кВт);

QM = 1,1 Ч 3,42 (кВар) = 3,76 (кВар);

SM = = = 8,1 (кВА).

Остальные расчёты аналогичны, данные заносим в таблицу.

Определяем максимальные токовые нагрузки:

IM = ,

где: SM - полная максимальная мощность;

UH - номинальное напряжение;

UH = 0,38 (кВ);

IM = = 308,3 (А).

3. Выбор мощности трансформатора

Определяем потери в трансформаторе:

1. Активные

?Pm = 0,02 Ч SM? = 0,02 Ч 200,4 = 4 (кВт);

2. Реактивные

?Qm = 0,1 Ч SМ? = 0,1 Ч 200,4 = 20,04 (кВар);

3. Полные

Sm = = = 20,5 (кВА).



Расчётную мощность трансформатора определяем с учётом потерь:

Sm = Sp = 0,75 = 0,7 Ч (Sm? + ?Sm)

Sm = 0,7 Ч (20,5 + 200,4) = 154,63 (кВА).

Выбираем трансформатор ТМ: 160 (кВА);

?Pxx = 700 (кВт);

?Pк = 3100

Uк.з. = 4,5 (%)

Ixx = 2,4

4. Схема соединений подстанций

Подстанция представляет собой единую конструкцию, содержащую вводное высоковольтное устройство ( шкаф РУ-10 кВ), распределительное устройство низшего напряжения ( шкаф РУ-0,38 кВ), кожух для защиты от случайного прикосновения к выходам трансформатора. КТП и трансформатор установлен на фундаменте из кирпича.

РУ-10 и РУ-0,38 закрывают одностворчатыми дверями с уплотнителями, обеспечивающими брызгозащищённость шкафов.

Разделитель РЛНДА -10/200 установлен на концевой опоре. Разрядники 2 типа РВО-10 для защиты трансформатора от воли напряжений, набегающих со стороны 10 кВ, прикреплены к шкафу РУ-10 кВ. Предохранители типа ПК-10 установлены в шкафу РУ-10.

Шины 0,38 кВ подключены к трансформатору через рубильник 5 и трансформаторы тока 6,которые служат для питания счётчика 8 и теплового реле 17.Для защиты трансформатора от волн перенапряжений, набегающих со стороны ВЛ 0,38 установлен комплекс разрядников 7 типа РВН-0,5.От шин 0,38 кВ отходят три силовых фидера. От многофазных коротких замыканий и перегрузок отходящие фидеры защищаются автоматами 8 с комбинированными расцепителями. Для защиты силового трансформатора от перегрузки предусмотрено тепловое реле. Фидер уличного освещения включается и выключается автоматически при помощи фотореле 19 или вручную при помощи переключателя 20.

Счётчик активной энергии 20 через выключатель 19 обогревается в зимнее время сопротивлениями 21.

Лампу 18,подключённую к шинам через переключатель 16,используют для контроля наличия напряжения и для освещения РУ-0,38.Напряжение во всех фазах можно контролировать переносным вольтметром, включаемым в розетку 13 за переключателем 16.

В КТП имеются блокировки, не допускающие открытие двери РУ-10 без отключения разъединителя, отключение или включение рубильника ввода под нагрузкой. Рубильник закрыт дверкой, которую можно открыть только после поворота рукоятки.

5. Расчёт токов короткого замыкания

Для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок рассчитывает токи короткого замыкания, для этого составляем схему замещения в которую все элементы электроустановки влияющие на силу короткого замыкания входят своими сопротивлениями. Расчёт ведём методом относительной величины.

По схеме электроснабжения составляем схему замещения, заменяя все элементы эквивалентами сопротивления.

Активным сопротивлением можно пренебречь так как оно мало.

Расчёт ведём в относительных единицах.

Принимаем базисную мощность Sб=600мВА

Принимаем базисное напряжение в точке KIUб₁=10,5 кВ, в точке К2 Uб₂=0,4 кВ.

Отделяем относительные, базовые сопротивления элементов схемы короткого замыкания.

1.Системы

Xc = = = 2

2.Трансформатора



Rm = ,

где

?Рм - потери в обмотках трансформатора, кВт

Sнт - номинальная мощность трансформатора, кВА

Rm = = 11,82 Ом

Xm = ,

где U_кI = напряжение короткого замыкания(%)

Xm = = 30

Определяем результирующие эквивалентные сопротивления до расчётной точки короткого замыкания.

До точки К1: Z_рез = X_c = 1

До точки К2

а) Реактивное сопротивление

Х_рез = Х_с + Х_т = 1+75 = 76

б) Активное сопротивление

R_резх R_т - х = 24,2 Ом

Z_рез = = 73,82



Определяем базисные токи

а) В точке К1

Iб = = = 33,03

б) В точке К2

Iб = = = 867,05

Определяем трёхфазные токи короткого замыкания.

I_К1 = = = 16,51 кА

I_К2 = = = 8,12 кА

Определяем установившееся значения токов короткого замыкания в точках К1 и К2

= = 16,51 кА

= = 8,12 кА

Определяем ударные токи короткого замыкания

= 2,1 = 34,67 кА

= 1,4 = 11,36 кА

При напряжении 20 кВ и ниже в электроустановках используют шины.

6. Выбор оборудования на подстанции

Чтобы обеспечить надёжную работу трансформатора электроаппаратурой необходимо правильно выбрать её по условию максимального рабочего режима и проверить по режиму максимальных токов короткого замыкания. В соответствии с правилами устройства электроустановок электроаппаратуры выбирают по следующим параметрам:

1. По напряжению

U_апн ? U_уст ,

где

U_апн - номинально напряжение аппаратуры, кВ;

U_уст - номинально напряжение установки, кВ

Для некоторых аппаратов трансформатора напряжения, разрядников, предохранителей с кварцем наполнением, условие выбора по напряжению определяется формулой

U_апн = U_уст

2. По конструкции и роду установки.

3. По номинальному току.

I_апн ? I_pmax ,

где

I_апн - номинальный ток аппарата, кА

I_pmax - максимальный рабочий ток установки, кА

По отключающей способности отключающих аппаратов. Отключающую способность аппарата выбираем по справочнику для реального напряжения установки.



I_anomк ?

S_anomк ? S_kmax

5. По режиму короткого замыкания аппаратуры проверяют на динамическую и термическую стойкость.

Электродинамические стойки считают аппарат, у которого максимально допустимый ток в амплитудных или действующих значениях не меньше соответствующего значения тока короткого замыкания.

?

?

Для проверки термической стойкости аппарата используют следующие условия:

t ? ² t_np ,

где I_T - ток термической стойкости аппарата для времениt;

I_y⁽³⁾ - установившийся ток короткого замыкания;

t_пр - приведённое время короткого замыкания

Электродинамическая и термическая стойкости трансформатора тока задаётся коэффициентом динамической и коэффициентом термической односекундной стойкости.

= U2 ?

t = ² ? t_np ,



где

I_H1 - ток первичной обмотки трансформатора

Аппараты защищаемые предохранителями типа ПК не проверены на термическую и динамическую стойкости.

Выбираем разъединитель для U=10кВ

? = 16,51 кА

? = 34,57кА

t_np - 1,4 c

t ? ² t_np = 136,8 x 1,4 = 191,6

Выбираем разъединитель из таблицы

Выбираем РЛНД - 10/400

i_max = 25 кВ

Выбираем разрядники.

Для защиты от атмосферных перенапряжений используют вентильный разрядник, который является более совершенным по сравнению с трубчатым, так как имеет лучшую защитную характеристику и также обладает способностью гасить дугу при первом прохождении сопровождающего тока короткого замыкания через нулевое значение, благодаря ограничению тока велитовым сопротивлением до 80 - 100А. Вентильный разрядник является основным грозозащитным аппаратом подстанции.

Выбираем его по следующему условию

U_ну = U_н ,

где

U_ну - номинальное установившееся напряжение

10кВ=10кВ

Выбираем разрядник РВО - 10



7. Согласование защиты с высокой и низкой сторон подстанции

С высокой стороны потребительской подстанции установлен высоковольтный предохранитель типа ПК - 10. Плавкую вставку к нему выбирают на ток

I_n ? (2-3) I_нтр ,

где

I_пр - номинальный ток трансформатора с высокой стороны

=

U_H1 - напряжение в первичной обмотке трансформатора, кВ (10кВ)

= = 5,7 кА

I_a?3•5,7=17,1 кА

I_в=19 кА

Так как с низкой стороны установлены автоматические выключатели, то селективная работа защиты с высокой низкой стороны будет обеспечена если время сгорания высоковольтной вставки будет равно

t_в ? 0,35с

При I = 11I_HT = 11 • 5,7 = 101,64 кА

Определяем время сгорания по ампер - секундной характеристике характеристике предохранителей (стр. 210, Каганов, Курсовое и дипломное проектирование)

t_в = 2 мин

С другой стороны, обеспечиваем что бы при коротком замыкании на шинах 0,4 кВ в точке К2 высоковольтная ставка сгорала быстрее того времени в течении которого трансформатор можно держать по токами короткого замыкания.

t_в ? t_доп

t_в определяем время сгорания по ампер - секундной характеристике предохранителей (стр. 210, Каганов, Курсовое и дипломное проектирование)

При

I_K = = = 0,38 кА ,

где

- ток трёх фазного короткого замыкания на шинах 0,4 кВ в точке К2.

=3,63

T_доп = = = 179,64 с

K= = = 144,9 А

I_HT = = = 144,9А

9 ? 2675

Расчёт выполнен верно, так как значения удовлетворяют нормативным значениям.

8. Расчёт контура заземлений потребительской подстанции

Для повышения безопасности работы электроустановок, снижения напряжения прикосновения и шагов, выполняют контур заземления подстанции.

Контурные заземлители, в которых заземляющие электроды размещены по контуру вокруг здания подстанции и соединены между собой стальными полосами. Длина и ширина контура заземления на 2 метра больше длины и ширины самой подстанции.

Сопротивление заземлителя-это сопротивление грунта, окружающего металлический электрод. Для определения заземлителя необходимо знать удельное сопротивление грунта p.Его измеряют в месте проектируемого заземляющего устройства.

Измеренное значение грунта зависит от влажности, его структуры и содержания в нём солей.

Рассчитываем заземляющее устройство подстанции 10/0,4 кВ находящуюся во второй климатической зоне. Род грунта-суглинок.

Р_изм=200 Ом^хм

Общее сопротивление повторных заземлений воздушных линий r_m = 12,5Ом.

Заземление выполняем трубами 25 мм, длиной 3 м ,заложенными на глубину 0,7 м, соединёнными стальной полосой 40Ч5 мм, проложенными на глубину 0,8 м.

Определяем сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя.

R_в = •

Р_расч = k_c • k_1-3 • P_изм = 200 • 1,45 • 0,92 =266,8 Ом • м

K_c= 1,45

k_1-3=0,92

t_cp = t + = 0,7 + = 2,2 с

R_в = х = 92 Ом



Сопротивление повторного заземления r_пз не должен превышать 30 Ом при

р ? 100 Ом х м.

При р > 100 Ом х м допускается принимать

= = = 92,04 Ом

Для повторных заземлений принимаем одну трубку длиной 3 метра и диаметром 25 мм, сопротивление которого 92 Ом < 92,04 Ом.

Определяем расчётное сопротивление заземление нейтрале трансформатора с учётом повторных заземлений.

R_иск = = = 4,1 Ом

t_I - нормативное значение заземляющего устройства для установок U<100B;

r_пз - общее сопротивление повторных заземлений

Определяем теоретическое количество вертикальных заземлений.

H_m = = = 9,8 10шт.

Принимаем 10 заземлителей и располагаем их на расстоянии а=3м от друга.

Тогда длина полосы связи будет:

= а • n = 3 • 10 = 30 м

Определяем сопротивление растеканию тока.

R_в = lg ,



где

d - диаметр круглой стали или ширина прямоугольного сечения, м;

I_l - средняя глубина заложения горизонтального заземления;

Р_расч = k_c • k_1-3 • Р_расч = 1,45 • 1,15 • 1 • 0,92 = 459Ом • м

k - коэффициент горизонтального заземления. Для прямоугольного сечения

k=2

t_г = t + = 0,8 + = 0,8 c

R_в = = 21,2 Ом

Определяем действительное число вертикальных заземлителей и полосы связи (стр. 318, Каганов, Курсовое и дипломное проектирование)

= = 1,2

n_в = 0,5, n_r = 0,3

n_g = = 25 шт.

Так как n_g>n_r, то к монтажу принимаем n_g шт.

Так как к монтажу принимаем n_g, то находим новые экранирования n_g и n_r.

Определяем новую длину полосу связи

= a • n_г = 3 • 25 = 75 м

Определяем сопротивление полосы

R_в = x lg = 39,9 Ом

Определяем действительное сопротивление искусственного заземления.

n_з=0,5, n_r = 0,3



R_иск = = = 17,8 Ом

Определяем сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода.

r_иск = = = 9,3 Ом

Расчёт выполнен верно, так как искусственные заземления удовлетворяют

Нормативным значениям сопротивления заземляющего устройства.

9. Экономическая часть

Экономическую эффективность электрооборудования и электроснабжения цеха механической обработки деталей определим по приведённым затратам, которые рассчитаем по формуле:

З=Ен • К+Э,(1)

где Ен = 0,15 - отраслевой нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности;

Э- эксплуатационные затраты по всем вариантам;

К-дополнительные капитальные вложения.

При проведении модернизации в состав капитальных вложений включаются единовременные затраты на более совершенное оборудование:

К=Кп + Кс(2)



где Кп - прямые капитальные вложения;

Кс - сопутствующие капитальные вложения.

Прямые капитальные вложения включают совокупные затраты на приобретение нового оборудования. Сопутствующие капитальные вложения будем определять в размере 0,1...0,2 от сметной стоимости нового внедряемого электрооборудования.

Смета реконструкции электроснабжения включается в план капитального строительства предприятия и является основой финансирования капитальных затрат на преобразования электроснабжения.

Смета составляется на основании спецификации с учётом стоимости электрооборудования, конструкций, материалов и с учётом затрат на монтажные и строительные работы.

К электрооборудованию относим монтажные комплектующие узлы и блоки, оборудованные аппаратами с соединительными проводами.

Сметную стоимость модернизации электроснабжения определим по укрупненным показателям в таблице 1 по варианту 1 и в таблице 2 по 2 варианту.

Таблица 1

Расчёт смены на электрооборудование электроснабжение цеха механической обработки деталей

№	Вид оборудования, элементы сети работы	Единица измерения	Количество	Сметная стоимость, рублей	Всего
				Единицы	Общая
				Оборудование материалов	Монтаж работ	Оборудование материалов	Монтаж работ
1	Сварочный автомат	шт	2	1120000	627200	2240000	134400	2374400
2	Алмазно-расточный станок	шт	5	130000	7800	650000	39000	689000
3	Кран-балка	шт	1	150000	9000	150000	9000	159000
4	Мостовой кран	шт	1	650000	40000	650000	40000	690000
	И.Т.Д
Итого:			3912400
Назначенные расходы 18,1%	708144
Итого:	4620544
Плавные накопления 8%	369644
Всего прямые капитальные вложения, Ксм, рублей	4990188

Определяем сопутствующие капитальные расходы

Кс1 = 0,8•Ксм1 = 0,18*4990188+898234

Тогда Суммарные капитальные вложения по 1варианту равны

К1 = 4990188+898234=5888422 руб.

Таблица 2

Расчёт смены на электрооборудование электроснабжение цеха механической обработки деталей

№	Вид оборудования, элементы сети работы	Единица измерения	Количество	Сметная стоимость, рублей	Всего
				Единицы	Общая
				Оборудование материалов	Монтаж работ	Оборудование материалов	Монтаж работ
1	Сварочный автомат	шт	2	932967	55978	1865934	111956	1977890
2	Алмазно-расточный станок	шт	4	100000	6000	400000	24000	424000
3	Кран-балка	шт	1	110000	5500	110000	5500	115500
4	Мостовой кран	шт	1	515000	31000	515000	31000	546000
5	Вентиляторы	шт	2	25000	1500	50000	3000	53000
Итого:			3116390
Назначенные расходы 18,1%	564067
Итого:	3680457
Плавные накопления 8%	24437
Всего прямые капитальные вложения, Ксм, рублей	3974894

Сопутствующие капитальные расходы по 2 варианту

Кс2 = 0,15•Ксм2 = ,015*3974894 = 596234 руб

Тогда суммарные капитальные вложения по 2 варианту равны

К2= 3974894 + 596234 = 451128 руб

Смету составляем по статьям затрат:

-Заработная плата рабочих и руководителя ЭТС (принимается 40% от Сметы затрат на стоимость оборудования и монтажа работ по справочнику смет);

-начисления на социальное страхование от заработной платы;

-стоимостью материалов и запасных частей для технического обслуживания и текущего ремонта;

-амортизационные отчисления от стоимости основных фондов.

Начисления на социальное страхование принимает в размере 26,2% от основной и дополнительной заработной платы.

Амортизационные отчисления рассчитываем по нормам амортизации и стоимости основных фондов, равной затратам на приобретение, монтажа и строительные работы элементов системы электроснабжения. Прочие расходы принимаем в размере 30 % от основной и дополнительной зарплаты рабочих, выполняющих ТО и ТР.

Таблица 3

Расчёт амортизационных отчислений по вариантам

Основные фонды	Стоимость, руб.	Норма амортизации %	Амортизационные отчисления, руб.
Вариант 1
Электрооборудование	588422	6,4	200206
Вариант 2
Электрооборудование	4571128	6,4	292552

Полученные результаты используем для формирования смет годовых затрат на содержание электрооборудование по варианту 1 и 2.



Таблица 4

Смета годовых затрат на содержание электрооборудования (эксплуатационные расходы) по вариантам

	Элементы затрат	Величина, руб.
		1	2
Ст. 1	Заработная плата	2355369	1828451
Ст.2	Начисление на соц. Страхование	617107	479054
Ст.3	Материалы и запасные части	5888422	4571128
Ст.4	Амортизационные отчисления	200206	292552
Ст.5	Прочие расходы	706619	548535
Всего эксплуатационные расходы, руб.	9767723	7719720

Затраты на реконструкцию по варианту 1:

31 = Ен К1 + Э1 = 0,15 5888422 + 9767723 = 10650586 руб

Затраты на реконструкцию по варианту 2:

32 = Ен К1 + Э2 = 0,15 4571128 + 7719720 = 8405389 руб

Годовой эффект от реконструкции по варианту 2 по сравнению с вариантом 1:

Эг2 = 31 - 32 = 10650586-8405389 = 2245197 руб

Рассматриваем полученную экономию как ежегодную прибыль

П = Ээкон = 2245197

Чистый дисконтированный доход за 3 года после внедрения проекта при норме дисконта Е = 0,1 составим:



ЧДД== - K₂ = - 7719720 = 108950 руб.

ЧДД =

ЧДД = 108950 руб.

Чистый дисконтированный доход больше 0,поэтому проект можно считать эффективным с срок окупаемости дополнительных затрат составит 3года 2 месяца.

Расчётный срок окупаемости дополнительных затрат получи по формуле

ТОК=2+

= Э1 + Э2 +Э3

Сумма приведённых экономических эффектов на первые 2 года после внедрения проекта;

Э3 = П/(1+Е)3

Приведённые экономический эффект за 3-й год.

ТОК= 2 = 3,2 года

Таблица 5

Технико-экономические показатели проекта

	Варианты
	Базовый	Проектный
Капитальные вложения, ру.	5888422	4571128
Эксплуатационные затраты, рубл./год	9767723	7719720
Прибыль руб.	-	2245197
Чистый дисконтированный доход за 3 года, руб.	-	108950
Срок окупаемости дополнительных затрат на реконструкцию лет	-	3,2

10. Грозозащита подстанции

Термины и определения. Установленные определения из действующего документа "Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)" в последней редакции.

Заземление-преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).

Грунт является средой, имеющей свойство "впитывать в себя электрический ток. Также он является некоторой "общей" точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.

Заземляющее устройство-совокупность заземлителя/заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).

Это устройство /схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределённым, т.е. состоять из нескольких взаимно удалённых заземлителей.

Заземлитель-проводящая часть или совокупность соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом(ПУЭ 1.7.15).

Проводящая часть - это металлический (токопроводящий) элемент/электрод любого профиля и конструкции(штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро и т.п.), находящийся в грунте и через который в него "стекает" электрический ток от электроустановки.

Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов)зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта "впитывать" в себя электрический ток идущий/"стекающий" от электроустановки через эти электроды.

Сопротивление заземления- отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, с заземлителя в землю(ПУЭ 1.7.26).

Сопротивление заземления- основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.

Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом («стекание» тока) и удельного электрического сопротивления грунта,в котором смонтирован этот заземлитель («впитывание» тока).

Заземляющий электрод (электрод заземлителя)- проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землёй (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)

Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро и т.п.), находящийся в грунте и через который в него «стекает» электрический ток от электроустановки. Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах , поэтому имеющие только моё описание.

Контур заземления-«народное» название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов),соединяющих друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/контуру.

Удельное электрическое сопротивление грунта- параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться по такой среде электрический ток от заземляющего электрода.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нём растворимых химических веществ(солей, кислотных и щелочных остатков).

Назначение (виды) заземления. Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли- на рабочее(функциональное) и защитное. Также в различных источниках

Дополнительные виды, такие как «инструментальное»

Рабочее (функциональное) заземление. Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки ( не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).

Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.

Защитное заземление - это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29). Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.

Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных целях, а также от электромагнитных помех, наведённых от работающего рядом оборудования.

Заземление в составе молния защиты. Молния - это разряд или другими словами «пробой», возникающий от облака к земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительной земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является «пробой» (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.

Воздух - это среда с очень большим сопротивление (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).

При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы-таким образом, представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.

Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения(УЗИП). УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП),наведённого от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.

Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на "пробросе" между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают "размера" накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его(упрощённо).

Для "стравливания" накопившегося заряда параллельно "нагрузке" на линию перед оборудованием ставит УЗИП.

Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник(wiki),рассчитанный на определённый "порог" заряда, который меньше "запаса прочности" защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой-подключается к одному из проводов линии/кабеля.

При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд :-) между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).

Заземление в составе электросети. Третий пример защитной роли заземления- это обеспечение безопасности человека и элетрооборудования при поломках авариях.

Проще всего такая поломка описывается замыкание фазного провода электросети на корпус прибора (замыкания в блоке питания или замыкания в водо нагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цель, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов - прежде всего нервной системы и сердца.

Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (Для отвода аварийных токов и грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.

Например, Заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.

Строительство заземлителей. При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды.

Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов - у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из - за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.

В качестве вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри, стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющею большую длину (Более 1 метра) при сравнительно милых поперечных размерах.

Этот выбор связи с возможностью лёгкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.



11.Техника безопасности при обслуживании подстанции

Безопасная эксплуатация электроустановок включает систему мер безопасности(план мероприятий по выполнению работ, план профилактики при эксплуатации электроустановок).

Предусматривается: назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ; подбор, расстановка и обучение персонала; подготовка оборудования и документации на рабочих местах; проведение инструктажа персонала перед началом работ; выдача наряда-допуска; выполнение организационно-технических мероприятий; соблюдение технологической дисциплины; надзор за выполнением работ; периодический инструктаж на рабочем месте и анализ состояния безопасности.

Лица, которые принимаются на работу по обслуживанию электрического оборудования, подлежат медицинскому осмотру, согласно постановления Министерства здравоохранения Украины. Очерёдность медицинских осмотров-раз в 24 месяца. К работе допускаются лица не моложе 18 лет, которые имеют квалифицированную группу соответственно выполняемой работы. Занятие по технической подготовке с персоналом проводится по специальной программе. Задачей технической подготовки является изучение персоналом теоретических основ и процессов, работы оборудования, освоение приёмов и методов безопасной работы на электроустановках. Проводятся тренировки по отработке практических навыков при возникновении аварийных ситуаций.

Электробезопасность работ в основном зависит от качества обучения, правильной организации рабочего места и своевременного контроля правильности ведения работ. Обучение электробезопасности работающих старше 18 лет заканчивается присвоение им квалификационной группы.

По окончании обучения, при назначении на работу проверка знаний производится квалификационной комиссией в составе не менее трёх человек. Согласно ГОСТ 12.1.013-78,в строительно-монтажной организации должен быть назначен инженерно-технический работник, имеющий квалификационную группу по технике безопасности не ниже IV, ответственный за безопасную эксплуатацию электрохозяйства организации.

К техническим мерам профилактики электротравматизма относятся:

снятие напряжения;

электроизоляция оборудования;

применения пониженного напряжения;

применение защитного заземления и зануления электрооборудования;

защитное отключение, защитная блокировка;

применения защитных средств;

снятие напряжения.

Эффективной мерой безопасности при обслуживании и ремонтных работах на электроустановках является снятие напряжения(обесточивание).

Лицо, ответственное за снятие напряжения ,обязано обеспечить:

-системный контроль за снятием напряжения;

-организацию и своевременное проведение ППР и профилактических испытаний электрооборудования ,аппаратуры сетей;

-обучение, инструктаж и выдачу наряд-допуска на ведение работ;

-наличие и своевременную проверку средств защиты.

Для подготовим рабочего места при работах со снятием напряжения выполняют в указанной последовательности, следующие технические мероприятия:

-проводят необходимые отключения и принимают меры, исключающие ошибочное или произвольное отключение;

-устанавливают ограждение рабочего места и вывешивают предупредительные знаки на проводах ручного и дистанционного управления "не включай, работают люди";

-проверяют отсутствие напряжения на токоведущих частях, на которые накладывают заземление для защиты работающих от поражения электротока;

-ограждают при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части;

-проверяют отсутствие напряжённости в электроустановках указателями напряжения, исправность которых контролируют перед применением с помощью приборов ППИ-4.

Электроизоляция электроустановок и тоководов и её контроль. Электрическая изоляция - это слой покрытия диэлектрика или диэлектрик, которым покрывается поверхность токоведущих частей, тоководов, или которыми токоведущие части отделяются друг от друга. Изоляция должна обладать высоким диэлектрическими свойствами, прочностью и сопротивляемостью к изменениям температурно-влажностной среды.

В электроустановках применяются следующие виды изоляции: рабочая, дополнительная, двойная и усиленная. Рабочая изоляция обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения электрическим током. Дополнительная-предусматривается как дополнение к рабочей для защиты от поражения электрическим током, в случае её повреждения. Двойная изоляция состоит из двух независимых одной от другой рабочей и дополнительной изоляции. Рабочую (функциональную)называют основной изоляцией ,т.к. она должна обеспечить электробезопасность работающих (изоляция обмоток машин, жил тоководов и т.д.).Дополнительной изоляцией может быть пластмассовый корпус машины, изолирующие втулки, блоки и т.д.

При двойной изоляции заземление или зануление металлических частей запрещается, так как этим шунтируется дополнительная изоляция, и её преимущество сводится на нет. Соединение корпуса машины, имеющей двойную изоляцию с заземляющим устройством недопустимо, так как это снижает безопасность работающего.

Усиленная-это улучшенная рабочая изоляция ,которая обеспечивает такой же уровень защиты, как и двойная. Как правило, двойная изоляция применяется для выключателей, розеток, вилок, патронов ламп, переносных светильников, электрифицированного ручного инструмента, электроизмерительных приборов и некоторых бытовых приборов. Область применения двойной электроизоляции - электроустановки небольшой мощности. Она является действенным защитным средством. Поэтому электроизоляция подлежит систематическому осмотру и испытаниям согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) и Правилам техники безопасности (ПТБ). электроэнергетика трансформаторный подстанция

Защитные ограждения. Важную роль в обеспечении электробезопасности работающих играет вынесение, по возможности, электрооборудования с рабочей зоны: размещение в местах, исключающих контакт, и на недостижимой высоте (в первую очередь, токоведущих частей и приводов). При этом отдаётся предпочтение дистанционному управлению технологическими процессами со специально оборудованных пунктов управления. Высоту расположения проводов воздушных линий электропередачи назначают с учётом напряжения (табл.3.4.1)

Для исключения возможного контакта или опасного приближения к неизолированным токоведущим частям предусматриваются стационарные ограждения: сплошные и сетчатые. Сплошные ограждения применяются в электроустановках до 1000 В в виде крышек, кожухов и т.д. Сетчатые ограждения имеют двери, которые закрывают на замок. Часто применяют при ведении профилактических работ переносные ограждения: щиты, изолирующие колпаки, изолирующие накладки. Они также оборудуются дверьми или крышками, которые закрываются на замок или обеспечены защитной блокировкой. Под блокировкой понимают автоматическое устройство, при помощи которого предотвращается попадание людей под напряжение в результате ошибочных действий.



Заключение

Мною выполнен курсовой проект на тему: "Проект подстанции 10/0,4 кВ для электроснабжения цеха механической обработки деталей". В своём курсовом проекте я рассчитал электрические нагрузки цеха и определил мощность трансформатора.

Для электроснабжения цеха используется трансформатор ТМ-160,мощностью 160кВА.

Рассчитал токи короткого замыкания с высокой и низкой стороны трансформатора. По величине расчётных токов выбрал оборудование трансформаторной подстанции. Разработал мероприятие по технике безопасности при обслуживании подстанции. Выполнил согласование защит с высокой и низкой стороны. Предусмотрел грозозащиту подстанции.



Список литературы

1.Будзко,И.А. Электроснабжение сельского хозяйства / И. А. Будзко, Т.Б.Лещинская,В.И.Сукманов.-М.:Колос,2010.-536 с.

2.Коробов, Г.В. Электроснабжение. Курсовое проектирование : учебное пособие / под общ. ред. Г.В. Коробова.-СПб. : Издание "Лань", 2011.- 192 с.

3.Лещинская, Т.Б. Электроснабжение населённого пункта : методические рекомендации по курсовому и дипломному проектированию. - М. : ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. - 148 с.

4.Юндин, М.А. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства : учебное пособие / М.А. Юндин, А.М. Королёв. - СПб. : Издательство "Лань",2011. - 320 с.

5.кудрин,Б.И.Электроснабжение потребителей и режимы: Учебное пособие / Б.И. Кудрин, Ю.В. Матюнина.- М. : МЭИ,2013. - 412 с.

6.Сибикин,Ю.Д.Электроснабжение / Ю.Д. Сибикин.-М.: Радио и связь,2012-328 с.

7.Щербаков,Е.Ф.Электроснабжение и электропотребление на предприятиях: Учебное пособие / Е.Ф.Щербаков,Д.С.Александров,А.Л.Дубов.-СПб.:Лань,2014.-192 с.

8.Яхонтова,О.Электроснабжение и потребление в строительстве: Учебное пособие / О.Яхонтова,Я.Рутгайзер.-СПб.:Лань,2012. - 512 с.

Размещено на Allbest.ru