Департамент образования

Актюбинской области

Актюбинский политехнический колледж
Курсовой проект

Тема: Электроснабжение ктп 17 жгпз
Выполнил:

Дубок Игорь Викторович

Руководитель:

Шкилёв Александр Петрович
АКТОБЕ 2007Г.


Содержание
1. Введение

2. Основные исходные данные

3. Расчет нагрузок и выбор трансформатора для питания нагрузки без компенсации реактивной энергии

4. Выбор трансформатора для питания нагрузки после компенсации реактивной энергии

5. Расчёт сечения и выбор проводов для питания подстанции (КТП)

6. Расчёт и выбор автоматов на 0,4кВ

7. Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

8. Проверка выбранных элементов

9. Организация эксплуатации и безопасность работ

Заключение

Графическая часть

Список используемой литературы

нагрузка трансформатор ток замыкание


1. Введение
Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Передача электроэнергии на большие расстояния к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

Каждое производство существует постольку, поскольку его машины-орудия обеспечивают работу технологических механизмов, производящих промышленную продукцию. Все машины-орудия приводятся в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы применяют электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов.

При этом электроэнергия должна обладать соответствующим качеством. Основными показателями качества электроэнергии являются стабильность частоты и напряжения, синусоидальность напряжения и тока и симметрия напряжения. От качества электроэнергии зависит качество выпускаемой продукции и ее количество. Изменение технологических процессов производства, связанное, как правило, с их усложнением, приводит к необходимости модернизации и реконструкции систем электроснабжения. В таких системах вместо дежурного или дежурных устанавливается ЭВМ, обеспечивающая управление системой электроснабжения. Эта ЭВМ получает информацию в виде сигналов о состоянии системы электроснабжения, работе устройств защиты и автоматики и на основе этой информации обеспечивает четкую работу технологического и электрического оборудования. При этих условиях дежурный, находящийся на пульте управления, только наблюдает за течением технологического процесса и вмешивается в этот процесс только в случае его нарушения или отказов устройств защиты, автоматики и телемеханики.

Из изложенного ясно, что современное производство предъявляет высокие требования к подготовке инженеров — специалистов в области промышленного электроснабжения; одновременно требуется значительное количество инженеров, располагающих также знаниями и в области автоматики и вычислительной техники. Переход на автоматизированные системы управления может быть успешным только при наличии средств автоматики и квалифицированных инженеров в области автоматизированного электроснабжения. Следует отметить, что на многих заводах и фабриках нашей страны имеют место еще старые системы ручного обслуживания, и эти предприятия должны реконструироваться в условиях эксплуатации. Необходимость научного подхода к управлению системами электроснабжения крупных предприятий, применения автоматизированных систем управления с использованием управляющей вычислительной техники диктуется, с одной стороны, сложностью современных систем электроснабжения, наличием разнообразных внутренних взаимодействующих связей, а также недостаточно высокими характеристиками надежности эксплуатируемых устройств автоматики; с другой стороны, возможностью отрицательного влияния крупных потребителей электроэнергии на работу энергосистемы.

Реальными предпосылками применения управляющей вычислительной техники в системах электроснабжения можно считать следующие:

1) характер производства, передачи, приема и распределения электроэнергии между потребителями является непрерывным, безынерционным, быстротекущим; объект управления - развитая сложная техническая система;

2) управляющую вычислительную технику целесообразно применять в системах с высоким уровнем автоматизации технологического процесса, со значительными информационными потоками в системах контроля и управления; системы электроснабжения крупных промышленных предприятий относятся именно к таким системам;

3) современный уровень автоматизации систем электроснабжения на предприятиях позволяет использовать имеющиеся средства локальной автоматизации в АСУ электроснабжением;

4) высокие темпы развития производства вычислительных машин, совершенствование их элементной базы приводят к снижению стоимости вычислительной техники, что позволяет расширить сферу их применения.

Важной особенностью систем электроснабжения является невозможность создания запасов основного используемого продукта — электроэнергии. Вся получаемая электроэнергия немедленно потребляется. При непредвиденных колебаниях нагрузки необходима точная и немедленная реакция системы управления, компенсирующая возникший дефицит.

Общая задача оптимизации систем промышленного электроснабжения кроме указанных выше положений включает также рациональные решения по выбору сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации, диспетчеризации и др.

Системный подход при решении оптимизационных задач предполагает управление качеством электроэнергии, направленное на уменьшение ее потерь в системах промышленного электроснабжения, а также на повышение производительности механизмов и качества выпускаемой продукции. Комплексное решение этой проблемы обеспечивает всемерное повышение эффективности народного хозяйства.




2. Данные основные и исходные
КТП 17 ЖГПЗ питается от системы энергоснабжения мощностью 160 МВА, линия передачи ВН 320 м.

Резервуарный парк 2 х 50000 м³





Требуется рассчитать нагрузки и выбрать трансформатор питания, рассчитать компенсирующее устройство ( КУ ) реактивной мощности, сечения проводов и кабельных линий, выбрать автоматы на 0,4 кВ и выключатели на 6 кВ. Произвести расчет токов короткого замыкания на шинах РП 0,4 кВ и на шинах 6 кВ. Произвести проверку выбранных аппаратов на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания. Составить электрическую схему КТП.
3. Расчет нагрузок и выбор трансформатора для питания нагрузи без компенсации реактивной энергии
Методика расчёта
; ; ,
где:  - номинальная активная нагрузка, кВт;

 - расчётная активная нагрузка, кВт;

 - расчётная реактивная нагрузка,квар;

 - расчётная полная нагрузка, кВА;

 - коэффициент реактивной мощности;

 - коэффициент спроса,
;

;

;
определяются потери в трансформаторе,
;

;

;
Определяется расчётная мощность трансформатора с учётом потерь, но без компенсации реактивной мощности.
.


Выбираем трансформатор ТМ 630/10/0,4;
.




Таблица 1. Сводная ведомость нагрузок

Параметр	cosφ	tgφ	,кВт	,квар	,кВА
Всего на НН без КУ	0,8	0,742	513,2	321	605,3

Параметр	cosφ	tgφ	,кВт	,квар	,кВА
Всего на НН без КУ	0,841	0,643	513,2	321	605,3
КУ				4*50
Всего на НН с КУ	0,955	0,309	513,2	121	527,3
Потери			10,5	52,73	53,8
Всего ВН с КУ			523,7	173,73	551,8

ШМА	Рн	n	Рм	Qм	Sм	Iм
Насос пожаротушения	200	2
Насос пожаротушения	160	1
Всего на ШМА			392	243,04	461,23	701,6

ШРА	Рн	n	Рм	Qм	Sм	Iм
Насос подъёма нефти	55	3
Осевые вентиляторы	0,18	8
Электрозадвижки	1,1	22
Всего на ШРА			121,2	77,9	144,1	219,2

кол-во	Рном,кВт	Iном,А	Iпуск,А	сosφном	ηном	S,мм2
3	55	109,4	656,4	0,85	0,9	70
8	0,18	0,38	2,66	0,8	0,9	2,5
22	1,1	2,86	20	0,65	0,9	2,5
1	160	318	1590	0,85	0,9	240
2	200	397,7	1988,5	0,85	0,9	240

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм		Kу	q		iу. кА			Zп, мОм
К1	19,95	13,8	24,26	1,46	1	1	9,53	13,44	9,53	8,25	15	3,966
К2	40,96	14,72	43,53	2,78	1	1	5,05	8,69	5,05	4,37	36,75	2,759
К3	67,51	30,29	74	2,23	1	1	2,97	4,71	2,97	2,57	122,1	1,333

;

;

;

;

.
Выбираем силовой выключатель ВН ВВЭ – 10 – 630 – 10:
U_н.в = 10кВ;

I_н.в = 630А;

I_н.откл = 20кА;

I_тс = 20кА;

i_ск = 52кА;

t_тс = 3с;

t_ов = 0,055с.
Определяем ток КЗ
;

;

;

.
Отключающая способность
;

;

.
Ток термической стойкости
.
Ведомость выключателя ВН



8. Проверка выбранных элементов
Автоматы защиты, на надёжность срабатывания:


;

.
Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

На отключающую способность:
;

;

.
автомат при КЗ отключается не разрушаясь. Проводники проверяются на термическую и динамическую стойкость ШНН: на динамическую стойкость . Определяем максимальное усиление на шину, так как L_ш = 2м, то достаточно иметь один пролёт l = 1,5м.



где  - максимальное усиление, Н;

l – длина пролёта между соседними опорами, см;

а – расстояние между осями шин, см, величина а принимается равной 100, 150, 200мм.

i_у – ударный ток КЗ, трёхфазный, кА;

Принимается установка шин "плашмя" с а = 100мм
; ,

; .
Где W – момент сопротивления сечения, см²;

М_макс – наибольший изгибающий момент,  ,

 - допустимое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см²;

 - фактическое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см²;

На термическую стойкость ;
; ;

.
Где F_ш – фактическое сечение шинопровода, мм²;

F_ш.тс – термически стойкое сечение шинопровода, мм²;

t_пр – приведённое время действия тока КЗ;

α – термический коэффициент.

ШМА: на динамическую стойкость

Определяем максимальное усиление на шину, так как L_ш = 2м, то достаточно иметь один пролёт l = 1,5м.

Принимается установка шин "плашмя" с а = 100мм
; ,

; .
На термическую стойкость
;

; ;

.

КЛ1:



КЛ2:


по потере напряжения








 
что удовлетворяет силовые нагрузки.

Выбор предохранителей
; I_пл = 100А.
где I_пл.р – расчётный ток плавких вставок

I_р.вн – расчётный ток высокой стороны

К_н – коэффициент надёжности

К_з – коэффициент запаса

Выбираем предохранитель типа ПК-6/150.
9. Организация эксплуатации и безопасность работ
1.2. Требования к персоналу

1.2.1. Работники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы. При отсутствии профессиональной подготовки такие работники должны быть обучены (до допуска к самостоятельной работе) в специализированных центрах подготовки персонала (учебных комбинатах, учебно-тренировочных центрах и т.п.).

1.2.2. Профессиональная подготовка персонала, повышение его квалификации, проверка знаний и инструктажи проводятся в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных правовых актов по организации охраны труда и безопасной работе персонала.

1.2.3. Проверка состояния здоровья работника проводится до приема его на работу, а также периодически, в порядке, предусмотренном Минздравом России. Совмещаемые профессии должны указываться администрацией организации в направлении на медицинский осмотр.*

1.2.4. Электротехнический персонал до допуска к самостоятельной работе должен быть обучен приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи при несчастных случаях.

1.2.5. Электротехнический (электротехнологический)* персонал, должен пройти проверку знаний настоящих Правил и других нормативно-технических документов (правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности в соответствии с приложением № 1 к настоящим Правилам.

Персонал обязан соблюдать требования настоящих Правил, инструкций по охране труда, указания, полученные при инструктаже.

Работнику, прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок, выдается удостоверение установленной формы (приложения № 2, 3 к настоящим Правилам), в которое вносятся результаты проверки знаний.

1.2.6. Работники, обладающие правом проведения специальных работ, должны иметь об этом запись в удостоверении (приложение № 2 к настоящим Правилам).

Под специальными работами, право на проведение которых отражается в удостоверении после проверки знаний работника, следует понимать:

верхолазные работы;

работы под напряжением на токоведущих частях: чистка, обмыв и замена изоляторов, ремонт проводов, контроль измерительной штангой изоляторов и соединительных зажимов, смазка тросов;

испытания оборудования повышенным напряжением (за исключением работ с мегаомметром).

Перечень специальных работ может быть дополнен указанием работодателя с учетом местных условий.

1.2.7. Работник, проходящий стажировку, дублирование, должен быть закреплен распоряжением за опытным работником. Допуск к самостоятельной работе должен быть также оформлен соответствующим распоряжением руководителя организации.

1.2.8. Каждый работник, если он не может принять меры к устранению нарушений настоящих Правил, должен немедленно сообщить вышестоящему руководителю о всех замеченных им нарушениях и представляющих опасность для людей неисправностях электроустановок, машин, механизмов, приспособлений, инструмента, средств защиты и т.д.

2.1. Общие требования.

Ответственные за безопасность проведения работ, их права и обязанности

2.1.1. Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

2.1.2. Ответственными за безопасное ведение работ являются:

выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

ответственный руководитель работ;

допускающий;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2.1.3. Выдающий наряд, отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников, проведение целевого инструктажа ответственного руководителя работ (производителя работ, наблюдающего).

4.7.1. При работах на оборудовании мачтовых и столбовых ТП и КТП без отключения питающей линии напряжением выше 1000 В разрешаются лишь те осмотры и ремонты, которые возможно выполнять, стоя на площадке и при условии соблюдения расстояний до токоведущих частей, находящихся под напряжением, указанных в табл. 1.1. Если эти расстояния меньше допустимых, то работа должна выполняться при отключении и заземлении токоведущих частей напряжением выше 1000 В.

4.7.2. Допуск к работам на мачтовых ТП и КТП киоскового типа независимо от наличия или отсутствия напряжения на линии должен быть произведен только после отключения сначала коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В, затем линейного разъединителя напряжением выше 1000 В и наложения заземления на токоведущие части подстанции. Если возможна подача напряжения со стороны 380/220 В, то линии этого напряжения должны быть отключены с противоположной питающей стороны, приняты меры против их ошибочного или самопроизвольного включения, а на подстанции на эти линии до коммутационных аппаратов наложены заземления.

4.7.3. На мачтовых трансформаторных подстанциях, переключательных пунктах и других устройствах, не имеющих ограждений, приводы разъединителей, выключателей нагрузки, шкафы напряжением выше 1000 В и щиты напряжением до 1000 В должны быть заперты на замок.

Стационарные лестницы у площадки обслуживания должны быть сблокированы с разъединителями и заперты на замок.

4.4. Электродвигатели

4.4.1. Если работа на электродвигателе или приводимом им в движение механизме связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям, электродвигатель должен быть отключен с выполнением предусмотренных настоящими Правилами технических мероприятий, предотвращающих его ошибочное включение. При этом у двухскоростного электродвигателя должны быть отключены и разобраны обе цепи питания обмоток статора.

Работа, не связанная с прикосновением к токоведущим или вращающимся частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, может производиться на работающем электродвигателе.

Не допускается снимать ограждения вращающихся частей работающих электродвигателя и механизма.

4.4.2. При работе на электродвигателе допускается установка заземления на любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигатель с секцией РУ, щитом, сборкой.

Если работы на электродвигателе рассчитаны на длительный срок, не выполняются или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него кабельная линия должна быть заземлена также со стороны электродвигателя.

В тех случаях, когда сечение жил кабеля не позволяет применять переносные заземления, у электродвигателей напряжением до 1000 В допускается заземлять кабельную линию медным проводником сечением не менее сечения жилы кабеля либо соединять между собой жилы кабеля и изолировать их. Такое заземление или соединение жил кабеля должно учитываться в оперативной документации наравне с переносным заземлением.

4.4.3. Перед допуском к работам на электродвигателях, способных к вращению за счет соединенных с ними механизмов (дымососы, вентиляторы, насосы и др.), штурвалы запорной арматуры (задвижек, вентилей, шиберов и т.п.) должны быть заперты на замок. Кроме того, приняты меры по затормаживанию роторов электродвигателей или расцеплению соединительных муфт.

Необходимые операции с запорной арматурой должны быть согласованы с начальником смены технологического цеха, участка с записью в оперативном журнале.

4.4.4. Со схем ручного дистанционного и автоматического управления электроприводами запорной арматуры, направляющих аппаратов должно быть снято напряжение.

На штурвалах задвижек, шиберов, вентилей должны быть вывешены плакаты "Не открывать! Работают люди", а на ключах, кнопках управления электроприводами запорной арматуры - "Не включать! Работают люди".

4.4.5. На однотипных или близких по габариту электродвигателях, установленных рядом с двигателем, на котором предстоит выполнить работу, должны быть вывешены плакаты "Стой! Напряжение" независимо от того, находятся они в работе или остановлены.

4.4.6. Работы по одному наряду на электродвигателях одного напряжения, выведенных в ремонт агрегатов, технологических линий, установок могут проводиться на условиях, предусмотренных п. 2.2.9 настоящих Правил. Допуск на все заранее подготовленные рабочие места разрешается выполнять одновременно, оформление перевода с одного рабочего места на другое не требуется. При этом опробование или включение в работу любого из перечисленных в наряде электродвигателей до полного окончания работы на других не допускается.

4.4.7. Порядок включения электродвигателя для опробования должен быть следующим:

производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу;

оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты, выполняет сборку схемы.

После опробования при необходимости продолжения работы на электродвигателе оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место и бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.

4.4.8. Работа на вращающемся электродвигателе без соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями может проводиться по распоряжению.

4.4.9. Обслуживание щеточного аппарата на работающем электродвигателе допускается по распоряжению обученному для этой цели работнику, имеющему группу III, при соблюдении следующих мер предосторожности:

работать с использованием средств защиты лица и глаз, в застегнутой спецодежде, остерегаясь захвата ее вращающимися частями электродвигателя;

пользоваться диэлектрическими галошами, коврами;

не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полюсов или токоведущих и заземляющих частей.

Кольца ротора допускается шлифовать на вращающемся электродвигателе лишь с помощью колодок из изоляционного материала.

4.4.10. В инструкциях по охране труда соответствующих организаций должны быть детально изложены требования к подготовке рабочего места и организации безопасного проведения работ на электродвигателях, учитывающие виды используемых электрических машин, особенности пускорегулирующих устройств, специфику механизмов, технологических схем и т.д.




Заключение
При выполнении курсового проекта, анализируя результаты электротехнических расчётов, следует отметить, что значение сечений токоведущих частей всех устройств электроснабжения по настоящим нагрузкам ещё не запущено до значения экономической плотности тока. Это значит, что даже постройка нового ЖГПЗ ещё не привела к перегрузкам токоведущих частей.

Применяемое электрическое оборудование отвечает современным требованиям ПУЭ и на ЖГПЗ применяются вакуумные выключатели на высокой стороне ВН для защиты трансформатора.

Следовательно, работники ЖГПЗ своевременно, при появлении новых изделий в электроснабжении, заказывают и монтируют современное оборудование.




Графическая часть















Список используемой литературы
1.            Методические указания.

2.            "Электроснабжение промышленных предприятий и установок" Сибикин М. Ю.,Сибикин Ю. Д., Яшков В. А. Москва 2001г.

3.            "Электрическая часть электростанций и подстанций" Крючков И. П., Кувшинский Н. Н., Неклкпаев Б. Н., Чугреев А. В. Москва 1972г.

4.            "Справочник энергетика" Н. А. Славченко Москва 1957г.

5.            "Основы электроснабжения промышленных предприятий" Федотов А. А., Каменева В. В. Москва 1984г.

6.            "Проектирование систем электроснабжения" Винославский, Праховник, Клеппель, Бутц киев 1981г.

7.            "Энергооборудование электрических станций и трансформаторных подстанций" М. И. Славнин Ленинград 1963г.

Размещено на Allbest.ru