Дипломная (вкр): Электроснабжение дорожно-эксплуатационного учреждения

Электроснабжение дорожно-эксплуатационного учреждения

Дипломный проект

Электроснабжение дорожно-эксплуатационного учреждения

Содержание

Введение

1. Проектирование системы электроснабжения

.1 Обоснование схемы

1.2 Расчет электрических нагрузок

.3 Расчет электрической сети

1.3.1 Компенсация реактивной мощности

.3.2 Выбор трансформаторов

.3.3 Построение графиков нагрузки

.3.4 Обоснование схемы напряжением 10 кВ

.3.5 Расчет и проверка сечений высоковольтной сети

.3.6 Выбор высоковольтной аппаратуры

.3.7 Проверка электрического высоковольтного оборудования на действие токов КЗ

1.3.8 Проверка места положения подстанции

1.4 Конструктивное исполнение

2. Расчет схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

2.1           Обоснование схемы

2.2     Выбор и проверка питающих сетей

2.3 Выбор электрооборудования и защитно-коммутационной аппаратуры питающих сетей до 1000 В

2.4 Разработка принципиальной однолинейной схемы главных электрических соединений КTП

3. Организационно-экономический раздел

3.1     Сетевое планирование графика обследования системы заземления и молниезащиты

3.2             Построение сетевого графика

3.2.1  Общая методика построения сетевых графиков

3.2.2  Построение сетевого графика с помощью четырехсекторного способа расчета

3.2.3  Оптимизация сетевого графика

4. Охрана труда

4.1 Назначение, принцип действия и область применения зануления

.2 Расчет зануления

.3 Общие требования безопасности в электроустановках

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В данном дипломном проекте необходимо выполнить электроснабжение Муниципального Учреждения "Дорожно-эксплуатационного учреждения-5" города Новосибирска в целом по предприятию рассмотрим только нагрузки, а подробно рассмотрим, ремонтно-механические мастерские, расположенные на территории предприятия, на основании сведений о технологическом оборудовании, задания на строительную часть объекта, с учетом расстановки данного технологического оборудования.

При проектировании системы электроснабжения и реконструкции электрических установок должны рассматриваться следующие вопросы:

) Перспективы развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжений;

) Обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их ведомственной принадлежности;

) Снижение потерь электрической энергии;

) Ограничение токов короткого замыкания предельными уровнями, определенными на перспективу.

При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и экономической целесообразности технологического резервирования.

Отклонение напряжения вызывает наибольший ущерб среди всех показателей качества. Колебания напряжения оцениваются размахом изменения напряжения и частотой изменения напряжения. Колебания напряжения обусловлены резкими толчками потребляемой мощности при работе приемников с ударной нагрузкой (сварочные аппараты, электрические печи, двигатели прокатных станков и др.). Ограничить колебания напряжения можно построением рациональных схем электроснабжения, применение специальных технических устройств и агрегатов с минимальным влиянием на систему электроснабжения.

Несиметрия напряжений и токов. Это неравенство фазных или линейных напряжений (токов) по амплитуде и углом сдвига между ними. Различают аварийные и эксплуатационные, вызванные применением потребителей (индукционные печи, сварочные аппараты). Для симметрирования напряжения и токов применяют равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам, нагрузки подключают на отдельный трансформатор.

Несинусоидальность кривой тока и напряжения. Источником является: синхронные генераторы, силовые трансформаторы, работающие при повышенных значениях магнитной индукции в сердечнике (повышенном напряжении на выходах), преобразователи переменного тока в постоянный ток и потребители с нелинейно ВАХ.

Несинусоидальные токи перегружают конденсаторные батареи, емкостные сопротивления которых обратно пропорциональны порядку гармоник. Наличие высших гармоник в напряжении и токах неблагоприятно действует на изоляцию электрической машины, трансформаторов, конденсаторов и кабелей. Коэффициент искажения кривой напряжения не должен превышать 5% на зажимах любого приемника электрической энергии.

Потери электроэнергии в трансформаторах, электродвигателях и другом оборудовании неизбежны, что связано с принципом работы этих электроустановок. Однако за счет мероприятий по экономии электроэнергии потери должны быть сведены к минимуму.

1. Проектирование системы электроснабжения 10 кВ

.1 Обоснование схемы

Задачей системы электроснабжения 10кВ является передача электроэнергии от центра электрического питания, которым является комплексная трансформаторная подстанция, и преобразование электроэнергии. Схема сетей должна удовлетворять требования надежности, экономичности, безопасности, удобства в эксплуатации, дальнейшего развития.

Схема построения системы электроснабжения должна предусматривать возможность ее поэтапного сооружения в пределах расчетного срока проектирования, а также возможность последующего развития системы за пределами указанного срока без ее коренного переустройства. При проектировании систем электроснабжения необходимо использовать надежные простые схемы построения электрических сетей.

Потребителем электроэнергии является Муниципальное Учреждение Дорожно-эксплуатационного учреждения- 5. Электроприемники 2-ой категории - это электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. В нашем случае электроприемники 2-ой категории по надежности - это технологические процессы предприятия, связанные с обслуживанием городских и федерального значения дорог; административное здание, включающее в себя профилакторий «Дорожник», спортивно-зрелищный комплекс, администрация предприятия.

Описание технического процесса

Ремонтно-механические мастерские по обслуживанию автомобилей и механизмов, уборки и содержания городских автомобильных дорог.

В этом дипломном проекте выполнено электроснабжение данного технологического процесса.

Технические характеристики электроприемников указаны в табл.1.1.

.2 Расчет электрических нагрузок

В данном дипломном проекте расчет электрических нагрузок производится по силовому электрооборудованию. Расчет электрического освещения данного производства приводится комплексно.

Электрические нагрузки определяют для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, расчета потерь и колебаний напряжения и выбора защиты.

Расчет электрических нагрузок в данном проекте определяем методом упорядоченных диаграмм.

Установленную (номинальную) мощность отдельных электроприемников принимаем равной (в соответствии с [1]):

а) для электродвигателей длительного режима работы (металлорежущие станки, электропечи и т.п.) - паспортной мощности,

 (1.1)

где - Р_пасп. номинальная мощность на валу электродвигателя;

б) для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы (мостовые краны, электротельферы) паспортной мощности, приведенной к относительной продолжительностивключения, равной единице,

 (1.2)

где ПВ - паспортная продолжительность включения приведенная в относительных единицах;

в) для сварочных трансформаторов,

 (1.3)

Средние нагрузки за наиболее загруженную смену силовых электроприемников (ЭП) одинакового режима работы определяются по формулам:

 (1.4)

 (1.5)

где: Р_см - средняя активная мощность группы ЭП при работе в наиболее загруженную смену; Q_см - средняя реактивная мощность группы ЭП при работе в наиболее загруженную смену; Ки - коэффициент использования активной мощности.

Для нескольких групп ЭП разного режима

  (1.6)

В проекте при расчете средних нагрузок за наиболее загруженную смену расчетные коэффициенты взяты из [1] табл. 2.2. При определении максимальной нагрузки в системе электроснабжения рассматриваются шесть основных уровней, различающихся способом расчета электрических нагрузок [1]. В данном дипломном проекте рассмотрим четыре основных уровня электроснабжения.

I уровень электроснабжения это линии электрической сети, связывающие отдельные электроприемники (ЭП) с распределительным пунктом к которому они подключены.

II  уровень электроснабжения линии распределительной сети напряжением до 1 кВ, обеспечивающие связь силовых распределительных пунктов (в данном проекте обозначенных: ШС1, ШС2 и т.д.) с магистральными шкафами (обозначенными: ШР1, ШР2 и т.д.).

IIIуровень электроснабжения шины 0,4 кВ трансформаторной подстанции (Фидеры).

IV уровень электроснабжения шины распределительного пункта РП 10 кВ и линии подходящие к ним.

Так как в данном дипломном проекте из высоковольтного оборудования рассматривается только высокая сторона трансформаторной подстанции, часть высоковольтной распределительной сети и ячейки распределительного пункта РП 10 кВ, V уровень электроснабжения шины низшего напряжения главной понизительной подстанции ГПП и VI уровень электроснабжения граница раздела балансовой принадлежности сетей энергосистемы и транспортного предприятия в проекте не рассматриваются.

Расчетные, активную и реактивную нагрузки I уровня электроснабжения выбираем и принимаем равными фактически потребляемой мощности с учетом выражений [1]:

 (1.7)

 (1.8)

где: Р_ф - максимальная фактическая мощность, потребляемая электродвигателем;

Кз - коэффициент загрузки по активной мощности одного ЭП.

Далее на II уровне электроснабжения расчетную нагрузку выбираем по методу упорядоченных диаграмм:

 (1.9)

где: К_м - коэффициент максимума (значение К_м выбираем по кривым рис. 2.1 или по табл. 2.6 [1] в зависимости от значения группового коэффициента использования Ки и  эффективногочисла электроприемников в группе пэ).

При большом числе групп ЭП допускается считать пэ равным n при числе электроприемников в группе четыре и более и соблюдении отношения

 (1.10)

при m > 3 и К_и > 0,2 пэ будем определять по формуле

 (1.11)

Если найденное по этой формуле nэ окажется больше n, следует принимать nэ = n.

При Ки<0,2 эффективное число электроприемников определяем по табл.2.7[1].

Расчетный максимум нагрузки группы ЭП или многодвигательного

привода, которые имеют три и менее ЭП, определяется как сумма их номинальных мощностей.

Для ЭП в длительном режиме работы практически с постоянным графиком нагрузки, у которых К_и ≥ 0,6 и К_в =1, значение К_м принимается равным единице, тогда

 (1.12)

максимальную реактивную нагрузку определяем по формуле

 (1.13)

где: Км¹ = 1 при пэ >= 10, а в остальных случаях Км =1,1 [1].

Так как расчетные технологические данные на сварочное электрооборудование отсутствуют, при расчете электрических нагрузок машин контактной электросварки будем использовать среднестатистические коэффициенты загрузки и включения приведенные в табл. 2.13 [1]. Для каждой сварочной машины определяем:

 (1.14)

 (1.15)

где: Sэ , Sс и Sn - потребляемые эффективная, средняя и пиковая мощности соответственно, Кв коэффициент включения;

 (1.16)

где: S_y - установленная мощность сварочных трансформаторов машины, К_з коэффициент загрузки.

Ориентировочная расчетная сварочная нагрузка, кВА [1].

 (1.17)

Для учета сварочной нагрузки при выборе трансформаторов определяем активную и реактивную сварочные нагрузки

 (1.18)

 (1.19)

При проектировании предприятий и цехов нормы технологического проектирования машиностроительных предприятий предусматривают избыточность технологического оборудования и его единичных мощностей по отношению к числу и мощности оборудования, необходимого для предусмотренного планового выпуска продукции. В связи с этим на III уровне электроснабжения вводим дополнительный коэффициент л, корректирующий расчетную нагрузку [1].

В соответствии с вышеизложенным определение электрических нагрузок на III уровне электроснабжения осуществляем по формулам:

  (1.20)

 (1.21)

Ha IV уровне электроснабжения максимальные расчетные активные и реактивные нагрузки определяем в соответствии с выражениями

 (1.22)

 (1.23)

где: n - число ЭП без учета потребителей с резкопеременным графиком нагрузки, которые подключены к РП; m число цеховых трансформаторов, подключенных к РП.

В соответствии с вышеизложенными формулами и выражениями производим расчет электрических нагрузок и сведем его в таблицы 1.1 и 1.2. форму заполнения таблиц принимаем по аналогии с таблицами 2.11 и 2.12 [1].

В данном дипломном проекте нагрузку ориентировочно распределяем по шкафам (ШС). Магистральные силовые шкафы ( в проекте обозначенные как

ШР,ЩС ). Устанавливаем на трансформаторной подстанции РУ-0,4кВ которая указана в проекте ГПП). Номера ЭП в таблице 1.1 соответствуют номерам ЭП на плане (см. графическую часть проекта) и т.д..

.3 Расчет электрической сети

.3.1 Компенсация реактивной мощности

Компенсировать реактивные нагрузки необходимо в тех случаях, когда они превосходят допустимые нормы, указанные предприятию в договоре с энергосистемой, или когда компенсация целесообразна по технико-экономическим соображениям [3].

В данном дипломном проекте, в соответствии с рекомендациями [3], для расчета экономически обоснованной величины реактивной мощности принимаем формулу: